Varš: ietekme uz cilvēka organismu. Kāpēc tas ir svarīgi? Kādi principi jāievēro, lietojot varu?

Varš ir būtisks mikroelements, kas ir neatņemama bioloģisko procesu sastāvdaļa cilvēka organismā. Kāda ir vara nozīme un kāda ir tā funkcija? Kādi pārtikas produkti ir vara avoti un kad vajadzētu ierobežot tā uzņemšanu?

Ko mēs zinām par varu?

Varš ir dabā sastopams elements. Tas ir sastopams nelielos daudzumos mūsu apkārtējā vidē, visbiežāk augsnē, veģetācijā, ūdenī un atmosfērā.

Tas ir pazīstams ar ķīmisko nosaukumu Cu, kas cēlies no latīņu valodas vārda cuprum. Šis latīņu valodas nosaukums cēlies no Kipras salas nosaukuma, jo tieši tur pirmo reizi tika iegūts varš.

Varš ir ķīmisko elementu periodiskās tabulas 11. grupas elements, kas atrodas 4. periodā.

Tas ir viens no cēlmetāliem, tāpat kā citi šīs grupas elementi - zelts un sudrabs.

Tīrā veidā varš ir sarkanīgi brūnā krāsā ar spilgtu metāla spīdumu. Tas ir viens no retajiem metāliem, kura dabiskā krāsa nav pelēka vai sudraba.

Tas ir mīksts, plastisks un plastisks. Tam ir augsta siltumvadītspēja un elektrovadītspēja (otrā lielākā pēc sudraba).

Tas nereaģē ar ūdeni. Tomēr tas lēnā reakcijā reaģē ar skābekli gaisā, veidojot brūna vara oksīda slāni, kas pasargā varu no korozijas.

Pēc dažiem gadiem uz vara virsmas sāk veidoties zaļš vara oksīda slānis. To bieži var redzēt uz vecākām vara konstrukcijām, piemēram, Brīvības statuja.

Tabulā apkopota ķīmiskā un fizikālā pamatinformācija par varu

Dabā varš ir viens no retajiem metāliem, kas sastopams dabiskā veidā - tīrs un tieši lietojams.

Tas sastopams arī daudzu minerālu sastāvā kā vara sulfīdi (halkopirīts, digenīts, bornīts, kovelīts, halkocīts), sulfosoli (enargīts) un vara karbonāti (azurīts, malahīts).

Tas, ka varš sastopams tā sākotnējā formā, ir arī iemesls, kāpēc to zināja un izmantoja jau pirmās civilizācijas. Vara izmantošanas vēsture aizsākās 9 000 gadu pirms mūsu ēras.

Lielākās vara atradnes ir Čīlē, ASV, Peru, Zambijā un Kongo.

Varš rūpnieciskām vajadzībām tiek iegūts galvenokārt no vara rūdām un otrkārt, izmantojot otrreizējās pārstrādes procesu.

Pašlaik varu galvenokārt izmanto elektrotehniskajā rūpniecībā (kā vadu un kabeļu sastāvdaļu), kur tiek izmantotas tā vadošās īpašības.

To izmanto monētu, juvelierizstrādājumu, ūdens cauruļu ražošanā, metalurģijā sakausējumu (bronzas, misiņa) ražošanā un arhitektūrā.

Tas ir arī lauksaimniecības produktu sastāvdaļa (mēslošanas līdzekļi, barības piedevas) un koksnes konservantu sastāvdaļa (pretsēnīšu īpašības). To izmanto ūdens attīrīšanai (no aļģēm) vai kā pigmentu.

Kādi ir vara izmantošanas veidi medicīnā?

Medicīnā vara pielietojums ir patiešām plašs, galvenokārt pateicoties tā iedarbībai pret baktērijām, pelējuma sēnītēm, ērcēm, kā arī pateicoties tā dezinficējošajām īpašībām.

Tāpēc to izmanto kā sastāvdaļu daudzos medicīnas materiālos, ierīcēs, preparātos u. c.

Var minēt vairākus piemērus par vara izmantošanu medicīnā:

• daļa no pārklājuma ar antibakteriālu iedarbību brūču dziedēšanai.
• ginekoloģijā - intrauterīnas ierīces ar kontraceptīvu iedarbību
• zobārstniecība - daļa no zobu cementa, tiltu un kroņu izgatavošanai.
• deguna aerosolu sastāvs ar dezinficējošu iedarbību
• Reimatoīdā artrīta ārstēšana
• Telpu, virsmu vai apģērbu dezinfekcija veselības aprūpes iestādēs - stacionāro infekciju profilakse
• Tekstilizstrādājumu sastāvdaļa - zeķes sēnīšu infekciju profilaksei, kā arī matrači, matraču spilveni vai paklāji ar pretsēnīšu iedarbību.
• Kosmētikas krēmi un ziedes
• Virsmu un iepakojuma sastāvdaļa pārtikas rūpniecībā (pārtikas sagatavošana, uzglabāšana, transportēšana)
• elpošanas maskas ar pretvīrusu iedarbību

Agrāk Ēģiptē un Sīrijā varš tika izmantots kā pretparazītu, pretvemšanas vai savelkošu līdzekli.

Vai jūs zināt vara bioloģiskās funkcijas?

Varš ir trešais visvairāk sastopamais mikroelements cilvēka organismā pēc dzelzs un cinka.

Tas organismā galvenokārt ir sastopams oksidētā formā Cu+2 - vara jonā vai mazākā daudzumā reducētā formā Cu+1.

Tam ir svarīga loma daudzos organisma fizioloģiskajos un bioķīmiskajos procesos kā galveno enzīmu kofaktoram.

Šie enzīmi ir iesaistīti arī daudzos fermentācijas procesos organismā - tie tos katalizē.

Tie ietver šūnu elpošanu, neirotransmiteru un peptīdu hormonu veidošanos, aizsardzību pret brīvajiem radikāļiem vai elastīna, kolagēna un keratīna pareizu darbību.

Citas svarīgas vara funkcijas cilvēka organismā:

• Tas ir svarīgs dzelzs homeostāzes uzturēšanai, tādējādi netieši veicinot asins veidošanos un recēšanu.
• Tas uztur ādas, saistaudu un asins kapilāru izturību.
• Tas veicina iedzimtās imūnsistēmas darbību.
• Uztur normālu vairogdziedzera darbību.
• Pateicoties spējai pieņemt vai atdot elektronus, tas veicina brīvo radikāļu izvadīšanu. Tam piemīt antioksidanta un, savukārt, prooksidanta īpašības.
• Tai ir spēcīgs pretmikrobu līdzeklis. Tai piemīt antibakteriāla iedarbība pret Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Enterocococcus faecalis un Bacillus subtillis.
• Tam piemīt arī pretvīrusu iedarbība pret bronhīta vīrusu, herpes simplex.
• Tas var arī iznīcināt spermatozoīdus.

Varš - no uzņemšanas līdz izvadīšanai

Varš ir būtisks mikroelements. Tas ir nepieciešams dzīvībai, bet var būt arī toksisks.

Tāpēc tā līmeņa regulēšana organismā ir nepieciešama un būtiska. Ir iesaistīti homeostatiskie mehānismi, kas regulē vara uzņemšanu, izplatīšanos, aizturi un izdalīšanos.

Uzsūkšanās

Varš organismā nonāk galvenokārt ar pārtiku.

Absorbcija notiek tievās zarnas vidē un nelielā mērā kuņģī vai nu difūzijas ceļā (īpaši pie lielām vara koncentrācijām), vai ar transporta proteīnu starpniecību (pie zemām vara koncentrācijām).

Ķermenī uzsūktā vara daudzums ir atkarīgs no vara daudzuma uzturā. Normālos apstākļos uzsūcas 55-75 % no uzturā esošā vara.

Vara uzsūkšanās kuņģa-zarnu traktā galvenokārt ir atkarīga no tā ķīmiskās formas. Cu+2 joni zarnu šūnās tiek reducēti līdz Cu+1, jo tikai šādā formā tie spēj izkļūt cauri šūnām.

Vara uzsūkšanos var ietekmēt arī daži uztura komponenti.

Šīs vielas var samazināt vara šķīdību un līdz ar to arī tā biopieejamību. Runa ir, piemēram, par šķiedrvielām, fitātiem, C vitamīnu vai dažiem cukuriem. Vara uzsūkšanās samazināšanās risks pastāv tikai tad, ja tās tiek lietotas pārmērīgos daudzumos.

Dažas pārtikas sastāvdaļas konkurē ar varu par saistīšanos ar transporta olbaltumvielām, piemēram, cinks un kadmijs.

Turpretī vara biopieejamība palielinās, ja tiek uzņemts liels olbaltumvielu daudzums.

Izplatīšanās un vielmaiņa

Pēc tam, kad varš uzsūcas asinsritē, tas ātri izplatās vietās, kur tas ir nepieciešams (īpaši enzīmu ražošanai).

Tā izplatīšanos no asins šūnām kontrolē proteīns, kas pazīstams kā ATP7A jeb Menkeza proteīns. Varš tiek transportēts no asins šūnām, saistoties ar transporta proteīnu albumīnu, transkupreīnu vai aminoskābēm.

Tā kā varš ir ļoti reaģētspējīgs un var radīt kaitējumu organismam, tas šūnās nav sastopams kā brīvs jons, bet vienmēr ir saistītā formā.

Menkeza proteīns izplata varu uz Golgi aparātu (kur tas veido olbaltuma enzīmus) un, palielinoties koncentrācijai, uz granulām.

Pēke ir galvenais vara uzglabāšanas orgāns.

Menkes proteīnam ir arī galvenā loma vara transportēšanā caur placentu un hematoencefalisko barjeru. Tas ir būtiski bērna attīstībai (īpaši smadzeņu).

Varš aknās saistās ar olbaltumvielu ceruloplazminu un izdalās asinsritē. Šo saistīšanās un izdalīšanās asinīs procesu atkal kontrolē olbaltumviela, ko sauc par ATP7B jeb Vilsona olbaltumvielu.

Aptuveni 90 % vara asinīs saistās ar ceruloplazminu. Tieši ceruloplazmins ir atbildīgs par vara transportēšanu uz audiem, kur tas ir nepieciešams.

Kopējais vara saturs organismā ir aptuveni 70-80 mg. 10 % no šī daudzuma ir asinīs, bet 90 % - audos.

Normālos apstākļos vislielākā vara koncentrācija ir žultī, aknās, smadzenēs, smadzenēs, sirdī, kaulos un nierēs.

Vara līmenis asinīs nedaudz atšķiras atkarībā no dzimuma - vīriešiem tas svārstās no 0,614 līdz 0,970 mg/l un palielinās līdz ar vecumu, bet sievietēm - no 0,694 līdz 1,030 mg/l.

Ekskrēcija

Vara ekskrēcijas regulēšana ir galvenais mehānisms, lai uzturētu homeostāzi un fizioloģisko vara līmeni organismā.

Galvenais vara izdalīšanās ceļš no organisma ir caur aknu šūnām uz žulti (līdz 98 %). Pēc tam žults izdalās zarnās, un galu galā varš izdalās ar fēcēm.

Vara transportēšanu no aknām uz žulti atkal kontrolē ATP7B proteīns (Vilsona proteīns). Šis proteīns novērš pārmērīgu vara uzkrāšanos organismā.

Citi izdalīšanās ceļi ir ar urīnu vai gļotādas šūnu noskalojumiem. Tomēr vara daudzums, kas izdalās šajos ceļos, ir nenozīmīgs.

Vara izvadīšana ir salīdzinoši lēns process (tikai 10 % 72 stundu laikā). Tādēļ pārmērīga vara uzņemšana rada lielu risku veselībai, ņemot vērā tā ierobežoto izvadīšanas potenciālu.

Kādi ir vara avoti uzturā?

Varš organismā nonāk ar pārtiku vai medikamentiem un uztura bagātinātājiem. Organisms nespēj pats sintezēt varu.

Cilvēka organismam ir nepieciešams regulāri uzņemt varu, jo tam nav īpašas sistēmas vara uzkrāšanai.

Pārtikas produkti ar salīdzinoši augstu vara saturu ir sēnes, augļi, dārzeņi (īpaši zaļie lapu dārzeņi, avokado, zaļās olīvas), graudaugi, rieksti, saulespuķu sēklas, gaļa (īpaši orgāni - aknas), zivis un jūras veltes (gliemji), kā arī melnie pipari un kakao.

Varam ir potenciāls mijiedarboties ar tādiem elementiem kā dzelzs, cinks, molibdēns, sērs, selēns vai C vitamīns. Šī mijiedarbība parasti izraisa samazinātu vara uzsūkšanos.

Uztura bagātinātāju gadījumā varš ir pieejams kā atsevišķa sastāvdaļa vai kā daļa no multivitamīnu piedevām - visbiežāk vara sulfāta veidā.

Nepieciešamība pēc vara piedevas uztura bagātinātāju veidā vienmēr jāapspriež ar ārstu. Pārmērīga uztura bagātinātāju lietošana izraisa fizioloģiskā vara līmeņa traucējumus.

Kāda ir ieteicamā vara dienas deva?

Ieteikumi par vidējo vara dienas devu nav izstrādāti, jo trūkst datu.

Tomēr Eiropas Pārtikas nekaitīguma iestāde publicē vērtības par pietiekamu vara devu. Pietiekama deva ir vidējā vērtība, kas balstīta uz novērojumiem. Tiek pieņemts, ka tā ir pietiekama iedzīvotāju vajadzībām.

Turklāt ir noteikta arī vara uzņemšanas augšējā robeža, kas cilvēkam vēl ir pieļaujama. Šī robeža ir maksimāli pieļaujamā vara dienas deva ilgtermiņā no visiem avotiem, pie kuras nepastāv kaitīgas ietekmes uz veselību risks.

Tabulārais kopsavilkums par pietiekamu dienas devu un vara uzņemšanas augšējo robežu atkarībā no vecuma

Vara homeostāzes traucējumi organismā

Lai uzturētu veselību un pareizu organisma darbību, ir svarīgi uzturēt vara līmeni fizioloģiskajās robežās.

Šajā ziņā vissvarīgākais ir regulējošie mehānismi, kas veicina homeostāzi, jo īpaši vara uzņemšanas un izvadīšanas regulācija.

Jebkura novirze vai traucējumi šo mehānismu darbībā var būt potenciāls vara trūkuma vai, gluži pretēji, tā pārmērīgas uzkrāšanās cēlonis organismā.

Kādas ir vara trūkuma sekas?

Svarīgi atzīmēt, ka vara deficīts cilvēkiem ir salīdzinoši reti sastopams stāvoklis.

Visbiežākie vara deficīta cēloņi ir zems uzņemtais daudzums ar uzturu vai absorbcijas problēmas.

Cilvēki, kuriem ir risks saslimt ar šādu deficītu, ir šādi:

• jaundzimušie ar mazu dzimšanas svaru
• zīdaiņi, kas baroti ar govs pienu
• grūtnieces un sievietes, kas baro bērnu ar krūti
• pacienti, kuri saņem kopējo parenterālo uzturu (barība, ko ievada vēnā)
• pacienti ar ēšanas traucējumiem, malabsorbcijas sindromu vai Krona slimību.
• pacientiem ar cukura diabētu, hroniskiem alkohola lietotājiem, veģetāriešiem
• cilvēkiem, kas regulāri lieto antacīdos līdzekļus (zāles, kas samazina kuņģa sulas skābumu)

Redzami vai pamanāmi vara trūkuma simptomi ir vājums, nogurums, pigmenta zudums (īpaši matos), ādas izsitumi, neregulāra sirdsdarbība, zema ķermeņa temperatūra.

Sistēmiski simptomi ir asinsvadu pavājināšanās, kas izraisa pastiprinātu asiņošanu un zilumu veidošanos, kaulu smadzeņu (osteoporoze) un locītavu darbības traucējumi vai nepietiekama vairogdziedzera darbība.

Palielinās arī uzņēmība pret infekcijām (samazināta balto asinsķermenīšu skaita dēļ) un sarkano asinsķermenīšu trūkums (anēmija).

Nepietiekama vara uzņemšana grūtniecības laikā vēlāk izraisa noturīgu neiroloģisku un imunoloģisku traucējumu attīstību bērnam.

Kādas ir vara pārpalikuma sekas?

Lai gan varš ir organismam būtisks elements, tas var būt arī bīstams. Tā uzkrāšanās izraisa daudzas nelabvēlīgas sekas.

Akūta un hroniska vara toksicitāte sastopama salīdzinoši reti. Visbiežāk to izraisa nelaimes gadījumi, vides piesārņojums vai iedzimtas vielmaiņas kļūdas.

Akūtas vara pārdozēšanas simptomi ir gremošanas traucējumi, piemēram, slikta dūša, vemšana (dažreiz ar asinīm), sāpes vēderā vai dedzināšana, metāliska garša mutē, kuņģa un zarnu kairinājums vai iekaisums un asiņošana gremošanas traktā.

Varš ir spēcīgs kuņģa un zarnu trakta kairinātājs. Lielās devās tas izraisa kuņģa un zarnu trakta gļotādas kairinājumu un bojājumus un izraisa raksturīgo zili zaļo nokrāsu.

Tas izraisa arī ādas (nātrene, izsitumi), nieru un aknu (dzelte) bojājumus, asinis urīnā un elpošanas traucējumus.

Sistēmiskie simptomi ir letarģija, centrālās nervu sistēmas nomākums, muskuļu bojājumi, paaugstināts asinsspiediens, sarkano asinsķermenīšu sabrukums un ar to saistītais deficīts.

Ieelpojot varu saturošus tvaikus, rodas mutes, acu un deguna gļotādu kairinājums, kā arī sausums kaklā, drudzis, drebuļi, galvassāpes un muskuļu sāpes. Saskaroties ar ādu, var rasties alerģiskas reakcijas.

Ilgstošas pārmērīgas vara uzņemšanas simptomi galvenokārt ir gremošanas traucējumi, piemēram, slikta dūša, vemšana un sāpes vēderā. Pakāpeniski rodas aknu, nieru un smadzeņu bojājumi, imūnsistēmas un asinsrites traucējumi.

Cilvēki, kuriem ir risks saslimt ar hronisku vara toksicitāti, ir:

• pacienti, kuriem veic dialīzi, izmantojot vara caurules
• cilvēki, kuri ilgstoši saskaras ar pesticīdiem uz vara bāzes
• zīdaiņi, kuri ilgstoši saņem pilnīgu parenterālo uzturu

iedzimtas vara vielmaiņas kļūdas

Visbiežāk sastopamās slimības, kas saistītas ar vara vielmaiņas traucējumiem organismā, ir Menkeša slimība un Vilsona slimība.

Abas ir reti sastopamas iedzimtas slimības.

Menkeša slimību izraisa ATP7A proteīna (Menkeša proteīna) defekts, ko izraisa mutācija gēnā, kas kodē tā sintēzi.

Tā kā šis proteīns kontrolē vara izplatīšanos no asins šūnām asinīs, tā trūkums izraisa arī vara trūkumu organismā un ar to saistītu no vara atkarīgo enzīmu funkcijas samazināšanos.

Tas ietver tādus enzīmus kā ceruloplazminu, citohroma c oksidāzi, tirozināzi u. c.

Slimība pārsvarā skar zēnus un izpaužas agrā bērnībā (jau dažas nedēļas pēc dzimšanas). Slimības prognoze ir nelabvēlīga. Pacienti parasti mirst trīs gadu laikā pēc dzimšanas.

Menkeša slimība izraisa augšanas un attīstības aizkavēšanos (tostarp garīgās), smadzeņu bojājumus, garīgo atpalicību un smagus neiroloģiskus traucējumus. Tā arī bojā saistaudus, asinsvadus un kaulus (lūzumi, osteoporoze).

Simptomi ir raksturīgs matu izskats (ļoti mazas cirtas un samazināta pigmentācija - parasti sirmi mati), samazināts muskuļu sasprindzinājums, ļengana seja vai krampji.

Vēl viena iedzimta vara vielmaiņas kļūda ir Vilsona slimība.

Tā ir progresējoša slimība, ko raksturo traucēts transports un pārmērīga vara uzkrāšanās orgānos un audos.

Šo izmaiņu cēlonis ir ATP7B proteīna (Vilsona proteīna) defekts, ko izraisa arī mutācija gēnā, kas kodē tā sintēzi.

Šis proteīns galvenokārt atrodas aknās un ir atbildīgs par vara saistīšanu ar proteīnu ceruloplazminu, kā arī par vara izvadīšanu no organisma ar žulti.

ATP7B proteīna trūkums izraisa brīvo vara frakciju uzkrāšanos aknās, kas izraisa cirozi. Varš uzkrājas arī citos audos, piemēram, smadzenēs, radzenē, nierēs u.c.

Šī uzkrāšanās izraisa smadzeņu bojājumus, personības izmaiņas, asins recēšanas problēmas, anēmiju, nervu sistēmas traucējumus, nieru darbības traucējumus vai dzelti.

Vilsona slimības un vara nogulsnēšanās audos raksturīga izpausme ir zeltaini brūna gredzena veidošanās ap radzenes perifēriju - Kaisera-Fleišera gredzens.

Citi simptomi ir muskuļu vājums, muskuļu stīvums (īpaši rokās), palēninātas kustības, reibonis un vertigo.

Menkeša slimības ārstēšana sastāv no intravenozas vara ievadīšanas (injekcijas vēnā). Agrīna diagnosticēšana un ikdienas injekcijas var darboties kā nervu bojājumu profilakse un var pagarināt slimnieka dzīvi.

Vilsona slimības ārstēšanas mērķis ir novērst vara uzņemšanu caur kuņģa un zarnu traktu. To visbiežāk panāk ar šādiem paņēmieniem:

• Cinka kā pretlīdzekļa lietošana. Cinks konkurē ar varu, lai saistītos ar transporta olbaltumvielām zarnu šķeltnēs, tādējādi bloķējot tā uzsūkšanos.
• Helatējošo līdzekļu ievadīšana. Tie saista varu neuzsūcamos kompleksos, piemēram, D-penicillamīnā.
• Diētas pielāgošana, izslēdzot pārtikas produktus ar augstu vara saturu.

Agrīni diagnosticējot Vilsona slimību un veicot atbilstošu ārstēšanu, pacienti var dzīvot normālu dzīvi, atšķirībā no nāvējošās Menkeza slimības.

Citas ar varu saistītas slimības

Vara homeostāzes traucējumi izraisa arī oksidatīvo stresu un ar to saistīto organismam kaitīgo brīvo radikāļu veidošanos.

To veidošanās var veicināt nopietnu neiroloģisku traucējumu, piemēram, Alcheimera slimības vai Kreicfelda-Jakoba slimības, attīstību.

Vara koncentrācija asinīs bieži vien ir ievērojami paaugstināta vēža saslimšanas gadījumā, un tā ir saistīta ar audzēju sastopamību, attīstību, lielumu un progresēšanu.

Saistībā ar varu var pieminēt arī traucējumu, ko raksturo samazināta varu saturošā enzīma ceruloplazmina klātbūtne asinīs. Mēs runājam par akeruloplazminēmiju.

Lai gan šis traucējums neizraisa būtiskas izmaiņas pašā vara vielmaiņā, tas ir iemesls pārmērīgai un kaitīgai dzelzs uzkrāšanai aknās un citos orgānos.