Arsen

OSN-SAbstraktOSN-E

Arsen je známý především jako toxický stopový prvek. Doposud nebyla na biochemické bázi objasněna jeho esenciální role v organismu. Předpokládá se, že As se podílí na metabolismu fosfolipidů, methylových skupin, slouží jako aktivátor řady enzymů a podílí se na regulaci exprese genu.

Chemické vlastnosti

Název: Latinsky: Anglicky: Značka: Protonové číslo: Atomová hmotnost: Skupina: Perioda: Skupenství: Oxidační číslo:

Arsen Arsenicum Arsenic As 33 74,92 V.A 4 pevné -III, III, V

Funkce

Metabolická funkce arsenu není jasně definovaná. Nedávné výsledky ukazují, že As ovlivňuje buď metabolismus methioninu nebo je nutný pro metabolismus volných metylových skupin. Například při nedostaku As dochází k mírnému zvýšení jaterního S-adenosylhomocysteinu a snížení S-adenosylmethioninu. Rovněž bylo zjištěno snížení taurinu jako metabolitu methioninu v plazmě.

Je pravděpodobné, že As slouží jako aktivátor některých enzymů, zřejmě As⁵⁺ může nahradit fosfát. As³⁺ inhibuje řadu enzymů reakcí s klíčovými sulfhydrylovými skupinami. As působí rovněž jako protekcionista při selenóze. Další možná role As je v regulaci exprese genu.

Metabolismus

Resorpce anorganických sloučenin arsenu v gastrointestinálním traktu koreluje s jejich rozpustností. Z vodného roztoku je resorbováno až 90 % As, z potravin se resorpce anorg. As pohybuje kolem 60 – 75 %. Na druhé straně pouze 20 – 30 % As je resorbováno je-li přítomen ve formě oxidu arsenitého nebo arseničnanu olovnatého, které jsou velmi málo rozpustné. Resorbovaný anorganický As je transportován do jater, kde probíhá s S-adenosylmethioninem metalyce. Před metylací je arseničnan redukován za pomoci glutathionu na arsenitan. Působením arsenit metyltransferázy vzniká při metylaci As kyselina monometylarsenitá a dimetylarsenitá, které jsou vylučovány močí.

Rovněž resorpce organických sloučenin As se liší podle typu sloučenin (arsenobetain 90 %, arsenocholin 70 – 80 %, kyselina dimetylarsenilová 45 %). Organické sloučeniny As jsou resorbovány jednoduchou difuzí. Osud resorbovaného As v organismu závisí na jeho formě. Na příklad arsenobetain prochází organismem a je vylučován močí bez biotransformace, většina dalších sloučenin je však transformována na arsenobetain, který je vylučován močí.

Exkrece přijatého As je rychlá a probíhá především močí. Určité množství je vylučováno rovněž žlučí ve vazbě na glutathion.

Distribuce v organismu, obsah ve tkáních

Arsen se nachází ve všech tkáních. Nejvyšší koncentrace je v kůži, nehtech a vlasech.

Deficit

Deficit As byl experimentálně vyvolán i řady savců. Projevuje se inhibicí růstu, snížením fertility a zvýšenou perinatální mortalitou. U koz byly zjištěny úhyny v průběhu laktace a poškození myokardu. Dále byly popsány změny v koncentraci minerálních látek v jednotlivých orgánech. Nelze však vyloučit, že tyto příznaky deficitu byly způsobeny jinými dietními faktory. Obecně příznaky deficitu As se mohou měnit působením dietních faktorů, které ovlivňují metabolismus aminokyselin obsahujících síru nebo labilní methylové skupiny.

Hodnocení stavu zásobení

K hodnocení příjmu je využíváno stanovení As v moči. Kapalinovou chromatografií je možno stanovit jednotlivé formy, ve kterých je As vylučován.

Potřeba

Je nedostatek dat o denní potřebě arsenu u lidí. Na základě extrapolace dat získaných u zvířat je denní potřeba As 12 – 25 µg/den. Předpokládá se, že většina diet obsahuje dostatek tohoto prvku. Průměrný denní příjem As se pohybuje kolem 12 – 60 µg.

Zdroje

Ryby a mořské produkty obsahují relativně vysoké množství arsenu, naopak mléčné výrobky, zelenina a ovoce mají nízký obsah.

Toxicita

Protože existují homeostatické mechanismy, které kontrolují metabolismus As je jeho toxicita při perorálním podání poměrně nízká. Za letální dávku je u lidí považováno 70 – 300 mg nebo 1 – 4 mg/kg tělesné váhy. Maximální dávka As bez negativního vlivu na zdraví je 0,3 µg/kg tělesné váhy. Při subakutní a chronické otravě As jsou zjišťovány dermAtózy různého typu (hyperpigmentace, hyperkeratóza, desquamace, vypadávání vlasů), deprese hematopoézy, poškození jater charakterizované žloutenkou, portální cirhóza, ascites, narušení smyslového vnímání, periferní neuritis, anorexie, hubnutí.

Při akutní otravě po perorálním příjmu As je zjišťována nausea, vomitus, průjem, pálení v ústech a krku, abdominální bolest.

Výsledky epidemiologických studií poukazují na vztah mezi chronickou zátěží arsenem a zvýšenou incidencí některých forem rakoviny, zvláště rakoviny kůže. Úloha As v karcinogenezi není ale jednoznačně doposud objasněna. Zřejmě nepůsobí jako primární kancerogen a je velmi slabým mitogenem.

Antidota

Při akutní otarvě As je možno použít D-penicilamin, 2,3-dimercapto-1-propanesulfonate, 2,3-dimercaptosuccinic acid, 2,3-dimercaptopropanol (Dimerkaprol (BAL)).

As sám je protekcionista při selenóze.

Další informace:

· Stopové prvky

· Stopové prvky - biochemické funkce

· Stopové prvky - efekt neadekvátního příjmu

· Stopové prvky - přepočty

· Stopové prvky a volné radikály

· Analýzy stopových prvků

· Dimerkaprol (BAL)

· As v plazmě

Literatura

· World Health Organization: Trace elements in human nutrition and health. 1996, s.

· Lentner, C.: Geigy Scientific Tables. Volume 3. Physical Chemistry, Composition of Blood, Hematology, Somatometric Data. CIBA-GEIGY, 1984, s.

· Shils M. E., Olson, J. A., Shike, M., Ross, A. C. 1999: Modern Nutrition in Health and Disease: F. H. Nielsen: Ultratrace Minerals. 9^th edition, Williams & Wilkins, s.284-303

· Biesalski, H. K. , Grimm, P. 1999: Taschenatlas der Ernahrung. Georg Thieme Verlag Stuttgart, 314 s.

· Uderwood, E. J., Suttle, N. F. 1999: The mineral nutrition of livestock. 3^rd edition, CABI Publishing, 642 s.

· Kaplan L.A., Pesce A.J. (Eds): Clinical chemistry.- theory, analysis, correlations. ISBN 0-8151-5243-4, 3rd edition, 1996, p.746-759.

· Burtis C.A., Ashwood E.R. (Eds): Tietz textbook of clinical chemistry. ISBN 0-7216-5610-2, 3^rd edition, p.1029-1055.

Alena Pechová, Jaroslava Vávrová

.