Molibdén: Milyen hatásai vannak a szervezetre? Élelmiszerforrások + hiány- és túlevés tünetei

Az elem alapvető jellemzői

A molibdén esszenciális kémiai elem. Az élő szervezetek kulcsfontosságú alkotóeleme, amely nélkülözhetetlen a túlélésükhöz.

Kémiai jele Mo, amely a latin molybdaenum szóból származik.

Neve az ógörög "molybdosz" szóból származik, amely ólomnak fordítható. Ez a téves elnevezés azon alapul, hogy az emberek gyakran összetévesztették a molibdénérceket az ólom- vagy grafitércekkel, azonos megjelenésük alapján.

Ezenkívül az ólom elnevezés az ókorban általános elnevezése volt minden olyan feketésszürke ásványnak, amely nyomot hagyott a papíron vagy más felületeken.

A molibdén felfedezésének története 1778-ig nyúlik vissza, amikor Carl Wilhelm Scheele svéd kémikus a molibdénit ásványban ismeretlen elemként azonosította.

Az emberek azonban már jóval korábban is ismerték ezt az ásványt, éppen azért, mert sokáig összetévesztették az ólomérccel vagy a grafittal.

A molibdént először 1781-ben izolálta fémként Peter Jacob Hjelm svéd kémikus, aki a nevét is adta.

A molibdén a kémiai elemek periódusos rendszerének 6. csoportjába tartozó elem, és az 5. periódusban található.

Az elemek átmeneti elemeknek vagy más néven átmeneti fémeknek nevezett csoportjába sorolják.

Ez az elnevezés abból az időből származik, amikor a vegyészek a periódusos rendszer közepén elhelyezkedő elemeknek az alkálifémek és a nemfémek közötti átmeneti tulajdonságokat tulajdonítottak.

A molibdén ezüstszürke színű, fényes fém, képlékeny és rendkívül korrózióálló.

Az összes elem közül az egyik legmagasabb olvadáspontja van. Normál hőmérsékleten nem lép reakcióba sem vízzel, sem levegővel.

A molibdénre vonatkozó alapvető kémiai és fizikai adatok táblázatos összefoglalása

A molibdén a világegyetemben, a földkéregben, a vízben, a talajban széles körben elterjedt elem, és végül fontos funkciókat tölt be az élő szervezetekben, így az emberi szervezetben is.

A természetben a molibdén szabad formában nem fordul elő, leggyakrabban ásványokban, például molibdénitben (MoS2), wulfenitben (PbMoO4), powellitben (CaMoO4) és ferrimolibditben található meg.

Az ipari felhasználás tekintetében a termelt molibdén legnagyobb részét a kohászatban használják fel ötvözetek (pl. öntöttvas, acél) előállítására.

A molibdén egyedülálló szilárdságot, keménységet, elektromos vezetőképességet, valamint kopás- és korrózióállóságot biztosít az így előállított termékeknek.

Ezenkívül a molibdén és vegyületei felhasználhatók:

• elektródák, elektromos vagy elektronikus alkatrészek részei, magas olvadáspontja miatt.
• hatékony szilárd kenőanyag, különösen magas hőmérsékleten (ahol az olajok bomlanak).
• Katalizátor a kőolajiparban
• A festékek és lakkok fémekhez való tapadását javító anyag.
• Pigment műanyagokban vagy kerámiákban
• Műtrágya növények számára
• Állati takarmány része
• Radioaktív izotóp az orvosi képalkotásban

Mi a molibdén biológiai funkciója?

A molibdén az emberi szervezet egyik alapvető nyomelemének számít. Csak nyomokban, azaz kis mennyiségben van rá szükség. Jelenléte mégis elengedhetetlen, és hiánya végzetes következményekkel járhat.

A szervezet nem képes saját maga előállítani a molibdént, ezért a külső környezetből történő bevitelére van utalva.

Az emberi szervezet molibdénszükséglete szorosan összefügg bizonyos enzimek működésével. A molibdén kofaktorként működik ezen enzimek számára, amelyek viszont részt vehetnek a különböző kémiai reakciók - az úgynevezett katalízis - felgyorsításában.

A kofaktorok olyan kis molekulatömegű vegyi anyagok, amelyek az enzimmolekulához kapcsolódnak (az enzim nem fehérje alkotórésze). Fontosságuk abban rejlik, hogy nélkülözhetetlenek az enzimek működéséhez. Jelenlétük nélkül az enzimek nem mutatnának aktivitást.

A kofaktorok fő szerepe az atomok vagy atomcsoportok átadása az enzimet érintő kémiai reakció során.

A molibdén biológiai jelentőségét lényegében csak az első molibdéntartalmú enzimek felfedezésével írták le az 1950-es években.

A molibdénnek mint önálló elemnek nincs szerepe a szervezetben, mert ebben a formában inaktív. Csak akkor válik jelentőssé, ha egy enzimmel komplexet alkot.

Ebből következik, hogy a molibdén biológiailag aktív formája a szervezetünkben egy szerves molekula - a molibdén kofaktor.

A molibdén kofaktoroknak két típusa létezik, amelyek szerkezetükben jelentősen különböznek egymástól.

Az első a vasiont tartalmazó molibdén kofaktor (rövidítve FeMoCo), amely a nitrogenáz enzim része. Ez az enzim az emberre nem hat, de egyes baktériumokban megtalálható. A légkörből származó nitrogén megkötésére szolgál.

A második típus a pterin alapú molibdén kofaktor (rövidítve MoCo). Több mint 100 különböző típusú enzim alkotórésze, beleértve az emberi szervezetben lévő enzimeket is.

Az emberben eddig mindössze 4 olyan enzimet azonosítottak, amelynek aktivitásához molibdén kofaktor jelenlétére van szükség - nevezetesen a szulfid-oxidáz, a xantin-oxidáz, az aldehid-oxidáz és a mitokondriális amido-redukciós komponens.

Szerepük az, hogy katalizálják (azaz felgyorsítják) az olyan elemeket tartalmazó vegyületek oxidációs-redukciós reakcióit, mint a kén, a szén vagy a nitrogén.

A szulfidoxidáz olyan enzim, amely katalizálja az ^SO32- szulfitok ^SO42- szulfátokká történő átalakulását.

Ez a reakció fontos lépés a szervezetben a kéntartalmú aminosavak, azaz a cisztein és a metionin lebontásában és lebontásában.

A szulfidoxidáz hiánya súlyos neurológiai rendellenességek kialakulásához vezethet.

A szulfidoxidáz még az élelmiszerekben lévő szulfitok lebontásában is részt vesz. A szulfitok gyakori adalékanyagok az élelmiszerekben - borokban, italokban, sajtokban vagy gyümölcsökben -, ahol tartósítószerként vagy antioxidánsként működnek.

A xantin-oxidáz enzim katalizálja a purinok lebontását, amelyek a DNS és az RNS nukleinsavak építőkövei. E lebontási reakció végterméke a húgysav.

A xantin-oxidáz hiánya a szervezetben mérgezéshez, sőt a sejtek genetikai információinak károsodásához vezethet.

Az aldehid-oxidáz jelentősége elsősorban abban rejlik, hogy részt vesz a gyógyszerek és toxikus vegyületek anyagcseréjében. Ezenkívül különböző természetű vegyületek hidroxilációs reakcióit katalizálja.

A molibdéntartalmú enzimek kvartettjét a mitokondriális amidoxim redukáló komponens (mARC) nevű enzim egészíti ki.

Ez az enzim részt vesz a gyógyszerprekurzorok metabolizmusában.

A gyógyszerprekurzor egy gyógyszer inaktív formája, amely a szervezetbe kerülve metabolizálódik, és egy aktív, termékként ható hatóanyagot képez.

A gyógyszerprekurzorok leggyakrabban úgy keletkeznek, hogy az aktív drogmolekulába egy oxigénatom kerül. A mARC enzim képes ezt az oxigénkötést a molekulában redukálni, és így felelős a gyógyszer aktív formájának kialakulásáért.

A molibdén enzimek fent említett elsődleges funkciói mellett megemlíthetjük a nitrit nitrogén-oxiddá történő redukciójában való részvételüket is, amely viszont szabályozza az erek összehúzódását, a vérnyomást, a sejtlégzést és a sejtek stresszel szembeni védelmét.

Molibdén - a beviteltől a kiválasztásig

Felszívódás

A molibdén a szervezetbe való bejutásának fő útvonala a molibdén táplálékkal vagy ivóvízzel történő bevitele.

Ahhoz, hogy a molibdén az emésztőrendszeren keresztül felszívódjon, hat vegyértékű ^Mo6+ formában kell lennie, leggyakrabban oxianionként oxigénnel kombinálva.

A felszívódás helye a gyomor és a vékonybél. A nagyobb felszívódási arány a vékonybélben van.

A molibdén viszonylag gyorsan felszívódik, és a teljes étrendi bevitel kb. 88-93 %-át teszi ki.

A felszívódó molibdén mennyisége nemcsak a táplálékban lévő molibdén mennyiségétől, hanem az egyidejűleg elfogyasztott táplálék összetételétől is függ.

A réz és a szulfátok egyidejű bevitele esetén a molibdén, a kén és a réz oldhatatlan komplexei képződnek, és megakadályozzák ezen elemek felszívódását.

Megoszlás

A felszívódott molibdén elhagyja az emésztőrendszert és a vérbe kerül, ahonnan a szervezet különböző részeibe oszlik el.

Általában ^Mo4+ vagy ^Mo6+ formában van jelen, és kénhez vagy oxigénhez kötődik.

Körülbelül 9 mg molibdén található egy felnőtt ember szervezetében. Ennek nagy része a molibdén enzimek részeként található. A legnagyobb mennyiség a májban, a vesékben, a vékonybélben és a mellékvesékben koncentrálódik.

Azonban a fogakban vagy a csontokban is megtalálható.

A molibdén fiziológiás koncentrációja a vérben körülbelül 0,6 ng/ml. Értéke azonban a molibdén étrendi bevitelétől is függ.

Kórosan emelkedett molibdénkoncentráció figyelhető meg a vérben vírusok által okozott akut gyulladásos májbetegségben szenvedő betegeknél és alkohol okozta májkárosodásban szenvedő betegeknél.

Kiválasztás

A molibdén fő kiválasztási útvonala a vizelet. Minél magasabb a molibdén étrendi bevitele, annál nagyobb a kiválasztás mértéke.

A molibdén kiválasztásának szabályozása a legfontosabb lépés a molibdén homeosztázis fenntartásában, azaz a molibdénszint fiziológiás szinten tartásában.

A molibdén egy kis része a széklettel is távozik a szervezetből. Ez főként az emésztőrendszerben fel nem szívódott rész, amely közvetlenül a szervezetből ürül ki.

Meg kell említeni az epével történő kiválasztást is. Az epével együtt a molibdén a belekbe kerül, majd a széklettel ismét kiürül a szervezetből.

A molibdén kiválasztásának folyamatát valószínűleg befolyásolja a réz és a szulfát jelenléte a szervezetben. Ez a kölcsönhatás a molibdén fokozott kiválasztásához vezet a vesék által a vizelettel.

Mennyi a molibdén ajánlott napi bevitele?

A molibdén átlagos napi bevitelére vonatkozó ajánlásokat adatok hiányában nem állapítottak meg.

Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság azonban közzéteszi a megfelelő molibdénbevitelre vonatkozó értékeket. A megfelelő bevitel egy megfigyelésen alapuló átlagérték. Feltételezhetően megfelel a lakosság szükségleteinek.

Ezenkívül létezik egy felső határérték is a molibdén bevitelére, amely még tolerálható az emberek számára.

Ez a határérték jelenti a molibdén minden forrásból származó, hosszú távú napi bevitelének maximális értékét, amelynél nem áll fenn az egészségre káros hatások kockázata.

A megfelelő napi bevitel és a molibdénbevitel felső határértékének táblázatos összefoglalása életkor szerint

A molibdén étrendi forrásai

Az ember legfontosabb molibdénforrása az élelmiszer és kisebb mértékben az ivóvíz.

Molibdénben gazdag élelmiszerek elsősorban a hüvelyesek (bab, borsó, lencse), leveles zöldségek, gabonafélék és gabonakészítmények (búza, zab), rizs, diófélék, napraforgómag, tej és tejtermékek.

Kisebb mértékben a húsok és belsőségek, pl. a máj.

A molibdéntartalom élelmiszerenként változik. Függ az élelmiszer típusától, valamint a talaj molibdénkoncentrációjától, amelyen a növényi táplálékot termesztették. Állati termékek esetében a takarmány jellegétől függ.

A lúgosabb talajok általában magasabb molibdéntartalommal rendelkeznek.

A táplálékkiegészítők is lehetnek molibdénforrások. Jelenleg csak olyan több összetevőből álló készítmények kaphatók a piacon, amelyek más összetevők mellett molibdént is tartalmaznak.

Ezek a különböző multivitamin- vagy ásványi anyag-kiegészítők. Ezekben a molibdén ammónium-molibdát vagy nátrium-molibdát formájában található.

Általában azonban kloridok vagy citromsavas sók formájában is alkalmazzák.

Milyen következményei lehetnek a molibdénhiánynak?

Más ásványi anyagokhoz vagy nyomelemekhez hasonlóan fontos, hogy a molibdén koncentrációját az élettani tartományon belül tartsuk.

Csak így lehet ez az elem hasznos és biztonságos a szervezet számára.

A megállapított értékektől való jelentős eltérés egészségügyi szövődmények kialakulásához és fejlődéséhez vezethet.

Két helyzet fordulhat elő - a molibdén túlzott mennyiségének előfordulása a szervezetben, vagy éppen ellenkezőleg, annak hiánya vagy elégtelen működése.

Molibdénhiány és annak következményei

A szervezet molibdénellátása elsősorban a táplálékkal történik.

Ezért logikus, hogy a molibdénben gazdag élelmiszerek elégtelen bevitele lehet a molibdénhiány első számú oka.

Az alacsony táplálékbevitel miatt kialakuló molibdénhiány a szervezetben azonban ritka és szinte nem is létezik az embereknél.

Az egyetlen feljegyzett eset (1981), amikor az alacsony molibdénbevitel következtében hiány alakult ki, egy Crohn-betegségben szenvedő beteg volt, aki több hónapon keresztül teljes parenterális táplálást kapott molibdénpótlás nélkül.

A betegnél megfigyelt tünetek hányinger, szapora légzés és szívverés, látászavarok és kóma voltak. A laboratóriumi vizsgálatok károsodott húgysavtermelést és a kéntartalmú aminosavak metabolizmusának károsodását mutatták ki.

A molibdén károsodott működése sokkal valószínűbb, mint a molibdén hiánya a szervezetben.

Ebben az esetben elegendő mennyiség kerül a szervezetbe ebből a nyomelemből, de még így sem működik megfelelően.

Ahhoz, hogy a molibdén aktivitás létrejöjjön, egy enzim részeként kell jelen lennie molibdén kofaktor - MoCo - formájában.

A MoCo képződésének folyamata több lépésből áll. Bármilyen hiba ebben a folyamatban a MoCo helytelen szintézisét okozza.

Mivel a MoCo a már említett négy enzim alapvető összetevője, a képződésének hibája következésképpen negatív hatással lesz a molibdén enzimek működésére.

A MoCo helyes szintézisének hibáit mutációknak nevezzük (több mint 60 fajtát azonosítottak). Ezek nagyon ritka születési rendellenességek.

A MoCo képződésében bekövetkező mutációk vagy az összes molibdén enzim, vagy csak egy adott enzim működési zavarához vezethetnek.

A molibdén enzimek rossz működésének következményei:

1. Szulfidoxidáz-hiány

• A kénvegyületek felhalmozódása a szervezetben (mivel az enzim nem bontja le őket).
• Neurológiai rendellenességek és súlyos fejlődési késedelem előfordulása az egyénnél.

2. A xantin-oxidáz hiánya

• A purinszármazékok felhalmozódása a szervezetben és a vizeletben (mert az enzim nem bontja le őket)
• Alacsony húgysavszint a vérben (a vér csökkent antioxidáns funkciója).

3. Az összes enzim hiánya

• Az újszülötteknél étkezési problémák, görcsök, túlzott sírás, a lencse helyzetének megváltozása fordul elő.
• Az első életévekben az egyének nem tudnak mozogni, nem kommunikálnak a környezettel, tápláléktól függenek, és általános szellemi fejlődésük megállt
• Általában az élet első éveiben halállal végződik.

A molibdénfelesleg és következményei

Maga a molibdén és vegyületei még nagy dózisokban sem jelentenek jelentős kockázatot az emberi szervezetre. A molibdén okozta toxicitás valószínűsége viszonylag alacsony.

Számos olyan esetről számoltak be, amikor a túlzott molibdénbevitel (a talajban lévő magas koncentrációja miatt) olyan tünetekhez vezetett, mint az ízületi fájdalom, a vizeletben megnövekedett húgysavszint, a vérben megnövekedett molibdénszint vagy köszvényszerű tünetek.

E tünetek jellege arra utal, hogy a fokozott molibdénbevitel a molibdén enzimek termelését és aktivitását is növeli.

Súlyos molibdénmérgezést eddig csak állatokban, különösen kérődzőkben figyeltek meg.

A túlzott molibdénbevitel csökkenti a réz felszívódásának mértékét a nem felszívódó komplexek képződése miatt.

Másodlagos rézhiány lép fel, és ezt a betegséget molibdenózisnak vagy hipokuprózisnak nevezik. Súlyos hasmenésben, étvágytalanságban, a szőrzet elszürkülésében, a végtagok merevségében, vérszegénységben és akár meddőségben is megnyilvánul.

A rézhiány kialakulása a túlzott molibdénadagok beviteléből adódóan szintén veszélyt jelenthet az emberre, de ez nagyon ritka.

A molibdénnek a rézzel való kölcsönhatását jelenleg a Wilson-kór kezelésére használják, amely a réz anyagcsere-rendellenessége, amelyben a réz túlzottan felhalmozódik a szervezetben. A molibdén adagolása csökkenti a szabad réz arányát a vérben, ezáltal megakadályozza annak lerakódását a szövetekben és a toxicitást.