Články

Základní prvky a jejich role

Prvky jsou základní součásti živého a neživého světa. Dusík (N), síra (S), kyslík (O), vodík (H) a uhlík (C) tvoří organické sloučeniny: bílkoviny, sacharidy, tuky a vitamíny.

Ze 104 známých prvků asi 1/3 jsou prvky důležité pro organismy – stavební prvky kostry a měkkých tkání, a také faktory regulující mnoha fyziologických funkcí, např. srážení krve, přenos kyslíku, aktivace enzymů.
Skupiny prvků

Prvky lze rozdělit do tří skupin:

prvky nezbytné pro život, tzv. biogenní
prvky neutrální, bez nichž může metabolismus fungovat normálně
prvky toxické, které mají nepříznivý vliv na organismy

Makroprvky a stopové prvky

Prvky nezbytné pro správné fungování organismu jsou makroprvky a stopové prvky.

Makronutrienty (makroprvky) jsou ty, jejichž koncentrace v tělních tekutinách a tkáních je vyšší než 1 μg/g vlhké tkáně (μg – miliontina gramu –10-6g).

Mikronutrienty (mikroprvky; stopové prvky) jsou ty, jejichž koncentrace v těle je nižší než 1 ug/g vlhké tkáně.
Mezi makroprvky patří:

chlor (Cl)
fosfor (P)
hořčík (Mg)
draslík (K)
sodík (Na)
vápník (Ca)

Mezi mikroprvky patří:

germanium (Ge)
bor (B)
chrom (Cr)
cín (Sn)
zinek (Zn)
fluor (F)
jod (I)
kobalt (Co)
křemík (Si)
lithium (Li)
mangan (Mn)
měd (Cu)
molybden (Mo)
nikl (Ni)
selen (Se)
vanad (V)
železo (Fe)

Mezi toxické prvky patří:

hliník (Al)
thalium (Tl)
rtut’ (Hg)
kadmium (Cd)
olovo (Pb)

Škodlivost chemických prvků závisí na mnoha faktorech, nicméně nejdůležitější jsou: koncentrace prvku v těle a doba expozice. Velkou roli hraje schopnost těla eliminovat škodlivé prvky, tyto funkce splňují ledviny, játra a trávicí trakt. Škodlivý účinek toxických prvků závisí na možnostech těla zneškodnit jejich rušivý vliv.

Toxické prvky mají tendenci se hromadit v parenchymových orgánech, jako játra, ledviny, slinivka břišní.

Při dlouhodobé expozici se toxické prvky hromadí i v dalších tkáních, např. olovo a hliník v kostech, olovo, rtuť a hliník v mozkové tkáni, a kadmium ve vlasových koříncích.
Kvantitativní stanovení prvků v těle

Pokrok vědy a vývoj technologií má za následek, že způsoby kvantitativního stanovení prvků jsou stále přesnější. Vysokou citlivost testů zajišt’uje atomová absorpční spektometrie (ASA), atomová emisní spektometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP -AES) či metoda neutronové aktivace (NAA).

Moderní analytické přístroje umožňují provádět analýzy koncentrace prvků z jednoho vzorku. To dává možnost provést řadu měření v krátkém čase z malého množství materiálu, což hraje důležitou roli v případě biologických zkoušek.

Laboratoř Biomol-Med používá pro stanovení prvků metodu ICP.

Fyziologické životní procesy nezávisí jen na složení a koncentraci jednotlivých prvků, ale také na jejich vzájemném poměru. Pro jednotlivé oblasti těla existuje přesně vymezená iontová rovnováha, která se udržuje na stálé úrovni. Na základě poměru mezi konkretními prvky je možné hodnotit metabolickou aktivitu a správnost fyziologických procesů. Mezi stopovými prvky existují synergické a antagonistické vztahy, které mají přímý vliv na metabolismus.

Dodržení správných vztahů mezi jednotlivými prvky je v mnoha případech důležitější než jejich vhodná koncentrace.