Molibdeno: definición, síntesis, absorción, transporte y distribución

Molibdeno un elemento químico con el símbolo del elemento Mo y número atómico 42. En la tabla periódica está en el quinto período y sexto subgrupo (grupo VI B) o grupo cromo. De todos los elementos del quinto período, el molibdeno tiene el más alto punto de fusion. Molibdeno, que es plata-color en su forma pura, es raro en la corteza terrestre, pero es el metal con actividad redox más común en los océanos. Es uno de los metales de transición y se utiliza en varias aleaciones de acero inoxidable para endurecer y catalizar (acelerar). reacciones redox (reacciones de reducción / oxidación). En sus compuestos, el molibdeno se presenta en los estados de oxidación MoII +, MoIII +, MoIV +, MoV + y MoVI +, de los cuales MoIV + y MoVI + son predominantes. El molibdeno representa un oligoelemento esencial (vital) para casi todos los organismos vivos. La forma que está biodisponible para el organismo y metabólicamente activa es el anión molibdato (MoO42-). Esto actúa como cofactor para algunos enzimas CRISPR-Cas, un complejo de molibdato y molibdopterina (compuesto heterocíclico) unido en el sitio activo de la enzima respectiva. Los sistemas de enzimas dependientes de molibdeno del cuerpo humano incluyen xantina oxidasa / deshidrogenasa (degradación de purina - conversión de hipoxantina en xantina y la última en ácido úrico, que actúa como un antioxidante en el capítulo respecto a la sangre plasma) que se produce en el citosol (componentes líquidos del citoplasma) de la célula, la sulfito oxidasa localizada en el mitocondrias ("Plantas de energía" de las células) (degradación de azufre-conteniendo aminoácidos, Tales como metionina y cisteinadesintoxicación de sulfito a sulfato) y aldehído oxidasa citosólico (oxidación y desintoxicación (desintoxicación) de varios nitrógeno Compuestos aromáticos heterocíclicos que contienen (N), tales como pirimidinas, purinas y pteridinas) [1, 4, 5, 10-13, 16, 19, 20, 21, 25, 31]. En el catalizado enzimáticamente reacciones redox, el molibdeno, predominantemente en forma de MoVI +, asume la función de agente de transferencia de electrones debido a su capacidad para cambiar los estados de oxidación. a diferencia de otros metales pesados, Tales como de hierro, cobre y manganeso, el molibdeno presenta una toxicidad relativamente baja (toxicidad). Sin embargo, polvos de molibdeno, compuestos como óxido de molibdeno (VI) y agua-Los molibdatos solubles, como el tetratiomolibdato, pueden presentar cierta toxicidad en dosis altas debido a su rápida y casi completa absorción (captación a través del intestino). En particular, las personas que trabajan en la extracción de molibdeno, la fabricación de molibdeno o las plantas de procesamiento de molibdeno están sujetas a una mayor exposición al molibdeno. Los trabajadores de una fábrica de procesamiento de molibdeno que inhalaron polvo que contenía molibdeno a una velocidad de aproximadamente 10 mg Mo / día experimentaron niveles séricos ligeramente elevados. ácido úrico niveles y aumentado sangre Suero antioxidante coeruloplasmina (una glicoproteína importante en de hierro y cobre metabolismo) concentraciones, así como salud quejas. Sin embargo, no fue posible realizar los estudios epidemiológicos correspondientes debido a la alta tasa de rotación (tasa de reemplazo) de los trabajadores. Hay una falta de estudios sistemáticos y adecuadamente diseñados para evaluar el riesgo de una ingesta elevada de molibdeno a largo plazo en humanos. Por este motivo, los estudios en animales son de especial importancia. En experimentos con ratas, los trastornos reproductivos y del desarrollo demostraron ser los indicadores más sensibles de ingesta excesiva de molibdeno, lo que llevó a los dos reconocidos comités científicos SCF (Comité Científico de Alimentos) y FNB (Consejo de Alimentos y Nutrición, Instituto de Medicina) a acordar a NOAEL (Nivel sin efectos adversos observados): Nivel sin efectos adversos observados - el más alto dosificar de una sustancia que no tiene valores detectables y medibles Efectos Adversos incluso con una ingesta continuada) para el molibdeno de 0.9 mg / kg de peso corporal / día. Al derivar el UL (en inglés: Nivel de ingesta superior tolerable: nivel máximo seguro de un micronutriente que no causa efectos adversos salud efectos en casi todos los individuos de todas las edades en ingestas diarias, de por vida, de todas las fuentes) para el molibdeno, existen discrepancias entre los paneles basadas en incertidumbres debido a la falta de datos humanos adecuados. Basado en el NOAEL para molibdeno, el SCF obtuvo un UL de 0.01 mg Mo / kg de peso corporal / día, correspondiente a una ingesta de adultos de 600 µg Mo / día (6 a 12 veces la recomendación de ingesta diaria), utilizando una incertidumbre factor de 100 para humanos. La FNB, por otro lado, estableció un UL para el molibdeno de 2 mg / día para adultos, basado en el mismo NOAEL pero usando un factor de incertidumbre de 30. Para niños y adolescentes, ambos cuerpos científicos derivaron sus propios niveles máximos tolerables de ingesta, correspondientemente más bajos al UL para adultos, debido a que la ingesta excesiva de molibdeno en animales jóvenes había Efectos Adversos sobre el crecimiento. El Grupo de Expertos del Reino Unido sobre Vitaminas y Minerales (EVM) no ha establecido un límite máximo para el molibdeno debido a datos insuficientes y considera que la ingesta dietética máxima de molibdeno observada en el Reino Unido de 230 µg / día no representa un salud riesgo. Compuestos de molibdeno permitidos para uso en dietas suplementos y para la fortificación de alimentos dietéticos y convencionales sodio molibdato y molibdato de amonio (como anhidrato (sin agua moléculas) y tetrahidrato (con 4 agua moléculas)). Para la dieta suplementos, la adición de molibdeno debe limitarse a 80 µg por ingesta diaria recomendada y debe estar claramente etiquetado que dichos productos no son aptos para niños de hasta 10 años de edad inclusive. Sin embargo, debido a las incertidumbres existentes sobre la ingesta diaria actual de molibdeno y las posibles superaciones de la UL, la adición de molibdeno a ambos alimentos suplementos y deben evitarse los alimentos dietéticos y los alimentos convencionales de consumo general. El molibdeno concentración en las plantas depende en gran medida del contenido de molibdeno del suelo y del suelo o de las condiciones ambientales. Una disminución de la materia orgánica del suelo (agotamiento del humus) y un pH bajo del suelo o una disminución del pH del suelo causada, por ejemplo, por la lluvia ácida, que conduce a la conversión de iones MoO42- en óxidos poco solubles, reduce la absorción de molibdeno por las plantas. En consecuencia, el molibdeno concentración de los alimentos vegetales y animales puede variar considerablemente, por lo que a veces se informan valores muy diferentes para la ingesta de molibdeno de los alimentos y el agua potable en los seres humanos. Los alimentos ricos en molibdeno incluyen productos de cereales, frutos secosy legumbres, como frijoles, lentejas y guisantes. Los alimentos de origen animal, las frutas y algunas verduras, por otro lado, tienen un bajo contenido de molibdeno [7, 10-12, 16, 25]. En regiones, como Linxian en el norte China, donde los suelos y los alimentos son pobres en molibdeno y la incidencia (número de casos nuevos) de gastroesofágico ("que afecta el esófago y estómago“) Los tumores son muy altos, el enriquecimiento de suelos con molibdato de amonio podría Lead a una mejora en el suministro de molibdeno y una reducción de la incidencia de tumores en la población. El organismo de la planta requiere molibdeno para activar la nitrato reductasa, una molibdoenzima que convierte el nitrato absorbido a través del suelo en nitrito, proporcionando una reducción, metabolizable (metabolizable) nitrógeno en forma de amonio (NH4 +) para la síntesis de materia orgánica, como aminoácidos. En el caso de una deficiencia de molibdeno debido a una reducción concentración en el suelo, se produce una regulación a la baja (regulación a la baja) de la nitrato reductasa, por lo que el nitrato en la planta se convierte en nitrosaminas, que ingresan al organismo humano a través del consumo de alimentos vegetales y actúan como carcinógenos (las células cancerígenas-sustancias causantes). El aumento de la exposición a las nitrosaminas es una de las causas de la alta incidencia de tumores gastroesofágicos en Linxian. Al enriquecer los suelos con molibdato de amonio, se puede reducir la formación de nitrosaminas en las plantas, reduciendo así el riesgo de desarrollo de tumores. Si la ingesta oral de suplementos de molibdeno también reduce las células cancerígenas el riesgo no está claro. En el estudio de intervención de Blot et al (1993), en el que se siguió a 29,584 sujetos linxianos de 40 a 69 años durante un período de 5 años, la sustitución (suplementación dietética) de molibdeno (30 µg / día) y vitamina C (120 mg / día) no disminuyó la incidencia de tumores gastroesofágicos y otros.

Absorción

El molibdeno se absorbe en la intestino delgado, probablemente principalmente en el duodeno (duodeno) y yeyuno (yeyuno), como molibdato (MoO42-). Se sabe poco sobre el mecanismo hasta la fecha. Se supone que el molibdeno absorción es pasivo y que este proceso no es saturable. Dependiendo de la fuente del oligoelemento, absorción las tasas oscilan entre aproximadamente el 35% y> 90% [4, 5, 11, 28-30]. Óxido de molibdeno y molibdatos, tales como calcio molibdato y tiomolibdato, se absorben rápidamente en los enterocitos (células del intestino delgado epitelio) con alta eficiencia (hasta 80%). La tasa de absorción aumenta con la disminución de la oferta y se reduce cuando la oferta supera la demanda. Cuanto más natural o no tratado sea un alimento, mejor será biodisponibilidad de molibdeno. Dado que el anión sulfato (SO42-) tiene una configuración electrónica similar a la del anión molibdato (MoO42-), este último inhibe el transporte de molibdato a través de ambos lados, apical (lado de la celda hacia el lumen) y basolateral (lado de la celda hacia el sangre) membranas de enterocitos. Similitud, cobre los iones disminuyen el intestinointestino-revestimiento) absorción de molibdato.

Transporte y distribución en el cuerpo

El molibdato absorbido viaja al hígado a través del portal vena y de allí a los tejidos extrahepáticos ("fuera del hígado") a través del torrente sanguíneo. El contenido de molibdeno del cuerpo humano de 5-10 mg (0.07-0.13 mg / kg de peso corporal) se distribuye uniformemente entre órganos y tejidos, con las concentraciones más altas en hígado, riñón, glándula suprarrenaly hueso (0.1-1 mg Mo / g de peso húmedo). Contenido de molibdeno en hígado y riñón no se ve afectado por la edad biológica y el género. Intracelularmente (dentro de las células), la unión del molibdeno ocurre a los dos azufre (S) átomos de molibdopterina. Al unir el complejo molibdato-molibdopterina a molibdoenzimas, se activan. Mientras que el átomo de molibdeno en la molibdopterina de la sulfito oxidasa mitocondrial tiene exclusivamente oxígeno átomos unidos, en el cofactor de xantina oxidasa / deshidrogenasa citosólica y aldehído oxidasa en el átomo de molibdeno uno de los átomos de oxígeno se intercambia por azufre (→ cofactor de molibdeno sulfurado). Por lo tanto, existen dos cofactores de molibdeno diferentes (desulfurado / sulfurado) en el organismo humano. El molibdeno se encuentra en el cuerpo principalmente en forma ligada y solo en pequeña medida como molibdato libre. En sangre entera (1-10 µg Mo / l), el oligoelemento se encuentra predominantemente en eritrocitos (glóbulos rojos), donde se une a molibdoenzimas en complejo con molibdopterina, entre otros. En suero (porción de sangre líquida, libre de células menos factores de coagulación), que tiene una concentración de molibdeno <1 µg / l, se une a alfa-2-macroglobulinas (proteínas de plasma sanguíneo), como coeruloplasmina, se dice que está presente, que transporta el molibdeno desde el hígado a los tejidos extrahepáticos. En el hígado, el molibdeno se encuentra casi exclusivamente en un complejo con molibdopterina, con aproximadamente el 60% de estos cofactores de molibdeno unidos a molibdoenzimas y alrededor del 40% como cofactores libres. En huesos y dientes, el molibdeno se incorpora a los microcristales de apatita, lo que explica su efecto positivo sobre la salud ósea y dental. Por ejemplo, la prevalencia (frecuencia de la enfermedad) de caries es muy bajo en áreas con suelos pobres en flúor y al mismo tiempo ricos en molibdeno, lo que probablemente se deba al aumento de la absorción intestinal de molibdeno inducido (desencadenado por el molibdeno) fluoruro y su mayor incorporación al diente esmalte. En el plasma sanguíneo, pueden formarse complejos insolubles de cobre-molibdeno y / o azufre-molibdeno, que afectan la cinética (velocidad de los procesos bioquímicos) del micronutriente respectivo. Por ejemplo, una concentración de cobre o azufre no fisiológicamente alta en el cuerpo conduce a un aumento de la unión del molibdeno, lo que altera su transporte a los tejidos y su incorporación intracelular a la molibdopterina. El resultado es una deficiencia de molibdeno y una actividad reducida de molibdoenzimas. Los síntomas de deficiencia de molibdeno hasta ahora solo se han observado en pacientes en nutrición artificial permanente, como total nutrición parenteral (nutrición sin pasar por el tracto gastrointestinal), con un contenido de molibdeno excesivamente bajo y / o una concentración excesiva de cobre o azufre de la solución de infusión, y en niños con un raro error innato del metabolismo, como la deficiencia de cofactor de molibdeno (trastornos en la vía biosintética). del componente orgánico del cofactor de molibdeno, molibdopterina, que limita la actividad de las molibdoenzimas) y deficiencia aislada de sulfito oxidasa (la oxidación de sulfito a sulfato está alterada, lo que resulta en una deficiencia de sulfato y un aumento en la concentración de sulfito en fluidos corporales → toxicidad por sulfito), se observan. Existe una estrecha relación entre la concentración sérica de molibdeno y el estado funcional del hígado. Por ejemplo, las concentraciones de molibdeno se pueden encontrar en una serie de hepatobiliares ("que afectan al hígado y bilis conductos ") enfermedades, como hepatitis (inflamación del hígado), cirrosis hepática (etapa final de la enfermedad hepática crónica con alteración de la arquitectura tisular, cambios nodulares y tejido conectivo proliferación), alcohol- y daño hepático inducido por fármacos, así como bilis obstrucciones de los conductos (causadas por cálculos biliares, tumores o inflamaciones inflamatorias con reflujo de bilis resultante hacia el hígado), detectan niveles elevados de molibdeno en el suero sanguíneo. Estos se basan en la disminución de la absorción del oligoelemento por el hígado o en el aumento de la liberación de molibdeno de las células parenquimatosas dañadas.

Excreción

El molibdato absorbido se excreta esencialmente en la orina (10-16 µg / l) a través del riñón. Eliminación (excreción) a través del bilis con las heces (heces) juega un papel menor. En mujeres que amamantan, aproximadamente el 10% del molibdeno absorbido intestinalmente se excreta adicionalmente con la leche (1-2 µg / l). El molibdeno no absorbido sale del cuerpo con las heces. La regulación homeostática (autorregulación del equilibrio) del molibdeno ocurre menos por absorción intestinal que por ajuste de la excreción endógena (excreción). El riñón tiene una importancia crítica en este proceso, liberando molibdeno en la orina en función de la cantidad de ingesta alimentaria. La excreción renal de molibdeno (que afecta al riñón) aumenta con el aumento de la ingesta dietética y el sulfato (SO42-).