Mineralstoffwechsel
Die Elemente sind Grundbestandteile der Welt der belebten und unbelebten Materie. Stickstoff (N), Schwefel (S), Sauerstoff (O), Wasserstoff (H) i Kohlenstoff (C) bilden die organischen Verbindungen: Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine.
Von den 104 bekannten Elementen bildet ein Drittel die für die Organismen wichtigen Bestandteile - strukturelle Elemente des Skeletts und der weichen Gewebe sowie die Faktoren, die viele physiologische Funktionen regulieren z.B. Blutgerinnung, Sauerstofftransport, Aktivierung der Enzyme.
Man kann diese Elemente in drei Gruppen teilen:
- die zum Leben notwendigen Elemente, sogenannte Bioelemente
- neutrale Elemente, ohne die metabolische Verwandlungen normalerweise verlaufen können
- toxische Elemente, die schädlich für den Organismus sind.
Die zum richtigen Funktionieren des Organismus notwendigen Elemente klassifiziert man als Makro - und Mikroelemente.
Makroelemente - ihre Konzentration in den Körperflüssigkeiten und in den Geweben beträgt über 1 µg/g des nassen Gewebes (µg - der Millionenteil des Gramms -10-6g). Zu den Makroelementen gehören: Chlor (Cl), Phosphor (P), Magnesium (Mg), Kalium (K), Natrium (Na), Kalzium (Ca).
Mikroelemente - Spurenelemente. Ihre Konzentration im Organismus beträgt weniger als 1 µg/g des nassen Gewebes. Mikroelemente: Arsen (As, Chrom (Cr), Zinn (Sn), Zink (Zn), Fluor (F), Jod (I), Kobalt (Co), Silizium (Si), Lithium (Li), Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), Selen (Se), Vanadium (V), Eisen (Fe).
Toxische Elemente, welche die Gesundheit gefährden, sind vor allem: Aluminium (Al), Quecksilber (Hg), Kadmium (Cd) und Blei (Pb).
Die Schädlichkeit der chemischen Elemente hängt von vielen Faktoren ab. Die wichtigsten sind aber die Konzentration des bestimmten Elements im Organismus und die Zeit des Aussetzens seiner Wirkung. Eine wesentliche Rolle spielt die Fähigkeit des Organismus zur Eliminierung der toxischen Elemente. Das ist die Funktion der Nieren, der Leber und des Verdauungskanals. Der schädliche Einfluss der toxischen Elemente ist von der Möglichkeit des Organismus abhängig, ihre störende Wirkung zu beseitigen. Eine solche schützende Funktion können Vitamine erfüllen.
Die toxischen Elemente haben die Tendenz, sich in den parenchymatösen Organen zu konzentrieren (vor allem in der Leber, den Nieren und in der Bauchspeicheldrüse). Bei dem chronischen Aussetzen der Einwirkung der toxischen Elemente können sie sich auch in anderen Geweben ablagern, z.B. Blei und Aluminium - in den Knochen; Blei, Quecksilber und Aluminium - in dem Hirngewebe; Kadmium - in den Haarzwiebeln.
Der Fortschritt der Wissenschaft und die Entwicklung der Technik haben verursacht, dass die Methoden der quantitativen Bestimmung der Elemente immer genauer und präziser werden. Die hohe Empfindlichkeit der Untersuchungen sichert die absorptive Atomspektrometrie (ASA), die Spektrometrie der Atomemission mit der Plasmaerregung (ICP -AES) oder die Technik der Neutronenaktivierung (NAA). Die moderne analytische Apparatur ermöglicht es, die Konzentrationsanalyse der Elemente mit einer Probe durchzuführen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, die Messung vieler Elemente aus einer geringen Menge des Materials in der kurzen Zeitperiode durchzuführen, was im Falle der biologischen Untersuchungen eine wichtige Rolle spielt.
Die Elemente kann man in folgenden Körperflüssigkeiten bestimmen: im Blut, im Serum, im Harn, in der Zerebrospinal-Flüssigkeit oder in Geweben. Es ist jedenfalls zu merken, dass die Bestimmung des Gehalts der Elemente entweder im Serum oder im Blut die aktuelle Konzentration dieser Elemente im Organismus nicht unbedingt widerspiegeln muss. Es wirken da die Mechanismen, die den Grad der Elemente im Blut auf Kosten der Reserven in den Geweben ausgleichen. Trotz der scheinbar richtigen Konzentration im Serum ist es also möglich, dass der Gehalt der Elemente im Organismus nicht ausreichend sein kann. Einen direkten Einfluss auf die Konzentration der Elemente im Blut hat z.B. die aktuelle Diät.