Cercetari Asupra Toxicitatii Cadmiului Administrat la Sobolanul Alb In Functie de Structura Regimurilor Alimentare

PARTEA A I-A

INTRODUCERE

I. Sursele și căile de răspândire ale cadmiului în mediul ambient

CAPITOLUL II

Metabolismul cadmiului

CAPITOLUL III

TOXICODINAMIA CADMIULUI

PARTEA A II-A

CERCETĂRI PROPRII

I. PREMISE ȘI IPOTEZA DE LUCRU

II. MATERIAL ȘI METODĂ

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

Pagini 75

=== Metionina ===

Metionina (aminoacid esențial) participă la sinteza cisteinei, aceasta contribuind la fosforilarea grăsimilor (efect lipotrop); metionina contribuie, de asemenea, la procesele de sulfoconjugare, stimulând funcția antitoxică hepatică.

Aminoacizii și rolul lor în funcționalitatea organismului

1. Alanina, aminoacid neesențial, cu rol de constituent proteic, este obținut din acid piruvic și glutamat, compuși care rezultă și în urma catabolismului său.

2. Glicina, aminoacid neesențial, se obține din serină (aminoacid neesențial), printr-un șir de reacții, ce trec prin faza de acid glioxalic. Participă la multe reacții biochimice, ca furnizor de atomi de C și N: la formarea nucleului porfirinic din hemoglobină; împreună cu acidul glutamic, constituie glutationul (tripeptid); intră în sinteza mult discutatei creatine; se conjugă cu acizi carboxilici, pentru a-i neutraliza (acidul benzoic, toxic, este eliminat în urma conjugării cu glicină), se combină cu acizii biliari, formând amide, așa fiind eliminați prin bilă. Glicina (glicocolul) este catabolizată la CO2, NH3 și o grupare cu un atom de carbon.

3. Serina, aminoacid neesențial, rezultă din 3-fosfo-glicerat (intermediar al glicolizei). Intră în construcția fosfatid-serinelor (fosfolipide din creier); prin decarboxilare, dă etanolamină (component al unor fosfatide); furnizează o secvență din molecula sfingozinei (parte componentă a sfingolipidelor). Degradarea serinei are loc către piruvat.

4. Acidul glutamic, aminoacid neesențial, derivă din transaminarea glucozei sau prin aminare reductivă, catalizată de glutamat-dehidrogenaza. Acidul glutamic poate fi precursorul prolinei, argininei și glutaminei (aminoacizi neesențiali). Prin decarboxilare catalizată de piridoxal-fosfat, dă acidul gama-aminobutiric (GABA).

Catabolizarea acidului glutamic duce la formarea acidului alfa-cetaglutaric, compus din cadrul ciclului acizilor tricarboxilici.

5. Glutamina, aminoacid neesențial, poate fi obținută din acidul glutamic și poate fi convertită în acid glutamic. Prin înglobarea NH3 în molecula de glutamină, aceasta devine netoxică și ușor de transportat.

6. Acidul aspartic, aminoacid neesențial, este obținut din acid oxalacetic, în urma transaminării cu glutamat. Este furnizor de atomi de azot (pentru constituirea moleculei de uree, netoxică), de grupări aminice (pentru formarea unui nucleu purinic), sau de atomi de carbon și azot (pentru generarea moleculelor de pirimidine).

7. Asparagina, aminoacid neesențial, provine din acidul aspartic, prin aminare. Nu are roluri importante în metabolism.

8. Prolina, aminoacid neesențial, provine din acid glutamic pe care îl reconstituie prin descompunere. Derivatul său hidroxilat, hidroxiprolina, intră majoritar în structura colagenelor.

9. Metionina, aminoacid neesențial, este printre puținii care au inclus în molecula lor și sulful. Nu poate fi sintetizat în țesuturile animale, de aceea este necesară substiuirea nevoilor din hrană. Prin combinarea sa cu ATP, rezultă un compus (sulf – adenil metionina) cu o grupare sulfonium (R3S+), puternic donator de grupări metil (CH3), necesare pentru geneza lecitinelor, pentru sinteza creatinei, a adrenalinei, a bazelor azotate din acizii nucleici etc. În urma demetilării, metionina devine, după mai multe etape, homocisteină și apoi cisteină.

10. Cisteina (cistina), aminoacid neesențial, provine din metionină și serină. Prin desulfurare și dezaminare, dă acid piruvic. Furnizează gruparea sulfhidrică pentru formarea acetil-coenzimei A. Prin oxidare și decarboxilare dă naștere taurinei, ce se combină cu acizii biliari. Împreună cu acidul glutamic și glicină, constituie glutationul.

11. Treonina, aminoacid esențial, este constituent al proteinelor și furnizor de azot pentru fondul metabolic comun.

12. Arginina, aminoacid neesențial, poate fi sintetizată din ornitină, pe care o reconstituie prin descompunere. Importanța sa este legată de combinarea cu glicină pentru a forma creatina.

12a. Creatina este principalul compus cu azot din sânge. Ea joacă un rol important în energetica musculară, după fosforilare. În timpul perioadelor de repaus muscular, după ce, în prealabil, s-a realizat un exces de ATP, se formează creatinfosfatul. Când cantitatea de ATP scade sub un anumit prag, creatinfosfatul îi donează grupări fosfat, astfel putându-i asigura o cantitate crescută de energie mușchiului în travaliu.

Deshidratarea creatinei produce creatinină, eliminată prin urină. Concentrația acestui compus în urină este constantă la același individ (coeficientul de creatinină).

13. Lizina, aminoacid esențial, participă la reacțiile transaminare (de mutare a unei-or grupări aminice de pe un compus pe altul). Hidroxilizina intră în componența colagenelor.

14. Leucina, aminoacid esențial, se transformă în izovaleril-coenzima A, în cele din urmă convertindu-se în acetil-coenzima A și acid ceto-acetic. Nu participă la gluconeogeneză.

15. Valina, aminoacid esențial, dă naștere la izobutiril-coenzima A, apoi la succinil-coenzima A.

16. Izoleucina, aminoacid esențial, se transformă în metil-butiril- coenzima A, iar apoi în succinil-coenzima A.

17. Tirozina, aminoacid neesențial, provine prin hidroxilarea fenilalaninei și este descompusă la acid acetoacetic și acid fumaric. De catabolismul tirozinei este legată manifestarea a două maladii genetice rare: alcaptonuria și albinismul.

Prima apare ca urmare a incapacității enzimatice de a deschide nucleul aromatic din constituția tirozinei, conducând la formarea acidului homogentizic. Acesta este eliminat prin urină, unde, în contact cu aerul este oxidat, motiv pentru care culoarea sa se închide. Toate brune și colorate, dacă acidul homogentizic nu s-ar acumula în țesuturi și, mai ales, în articulații, producând simptome de artrite.

Cea de-a doua maladie este legată de conversia sau, mai bine zis, de imposibilitatea conversiei tirozinei în pigmenți melanici, care să-i confere culoare părului și tegumentelor. Acestea rămân decolorate.

De evoluția tirozinei în organism poate fi legată și prezența „glandei“ (hipotiroidiei) la unii semeni de-ai noștri. Tirozina este aminoacidul ce precede hormonii tiroidieni (tiroxina și tri-iod-tironiona).

18. Fenilalanina, aminoacid esențial, poate fi hidroxilată până la tirozină (calea sa de degradare, să zicem). Dacă acest lucru nu este posibil, atunci asistăm la manifestarea celei mai răspândite maladii metabolice, fenilcetonuria. La persoanele afectate, fenilalanina începe să fie transformată atipic în fenil-acetat și fenil-lactat, eliminați prin urină. Prezența fenilalaninei în țesuturi în cantități mari inhibă transformarea triprofanului în serotonină (cu efecte negative asupra ritmului circadian și asupra sistemului nervos central, căruia îi provoacă leziuni ireversibile). De asemenea, sinteza melaninei are de suferit în urma intoxicării cu fenilalanină.

19. Histidina, aminoacid esențial, este precursorul histaminei, și intră în componența carnozinei și anserinei din mușchii scheletici.

20. Triptofanul, aminoacid esențial, este degradabil până la acetoacetil-coenzima A, sau până la vitamina PP (nicotinamiddinucleotid). De asemenea, este precursorul serotoninei (substanță cu rol în reglarea ceasornicului biologic).

Biochimic, proteinele sunt împărțite în: simple (constituite dintr-un număr redus de aminoacizi) și conjugate (constituite dintr-un număr crescut de aminoacizi, pe lângă care se găsește și o componentă neproteică).

Dintre proteinele simple, amintesc: protaminele (formate din câțiva aminoacizi diferiți, de obicei bazici), histonele (puțin mai complexe decât precedentele), albuminele (ceva mai complexe, reunesc aminoacizi predominant amfoteri neutri), globulinele (aminoacizii esențiali se găsesc în aceeași proporție), proteinele fibrilare (insolubile în apă și solvenți organici, intrând în constituția țesuturilor de susținere și de apărare), dintre care cele mai comune sunt: colagenul, elastina și keratina.

Proteinele conjugate au două componente: gruparea proteică și gruparea prostetică (neproteică). Ele se împart în: fosfoproteine, la care gruparea prostetică este acidul fosforic (cazeina din lapte), glicoproteine, cu gruparea prostetică de origine glucidică (monozaharide), cum este gamma-globulina sanguină, lipoproteine, care au drept conjugate anumite lipide (beta-lipoproteina din sânge), cromoproteine și metaloproteine, la care gruparea prostetică este de origine metalică (Fe): hemoglobina, citocromul E, feritina etc.

Vitaminele sunt substanțe care nu pot fi sintetizate de către organismele animalelor superioare, dar care le sunt necesare, chiar indispensabile. Sunt catalizatori ai unor cicluri biochimice importante, deși nu intră neapărat între constituenții participanți. Nevoile zilnice sunt de ordinul miligramelor/zi, dar constant. În caz de absență îndelungată a unei vitamine din organism se produce blocarea suitei de reacții catalizate (fenomene de hipovitaminoză sau avitaminoză față de o vitamină), uneori ireversibilă.
       Biochimic, vitaminele nu aparțin unui anumit grup (acid, alcool, bază etc.), ci constituie un grup heterogen. Primar, au fost clasificate după solubilitatea lor în apă sau solvenți organici (aici, lipide), în: hidrosolubile și liposolubile. Denumirea lor comună, care nu are nici o legătură cu cea biochimică, este desemnată prin literele alfabetului: vitamina A, B, C, D, E, K etc. Unele dintre ele cuprind mai multe substanțe asemănătoare, numite vitamere. De exemplu, vitaminele B cuprind B1, B2, B6, B12 etc.

a. Vitaminele liposolubile

       Cuprinde un grup de substanțe cu proprietăți vitaminice care pătrund în organism și acționează prin intermediul lipidelor, dizolvate în acestea.
       a. Vitaminele A (Retinoide) provine din caroteni (substanțele de import exogen), care, prin oxidare, dau naștere retinaldehidei (retinal sau vitamina A1); la rândul ei, vitamina A poate acționa ca atare sau poate fi convertită în retinol (vitamina A) sau în acid retinoic, fiecare cu proprietăți vitaminice.
       Carotenii (alfa, beta, gamma) se găsesc primar în alimentele de origine vegetală: morcovi, salată verde, spanac, varză etc., iar secundar, împreună cu vitaminele A, în lapte și unele produse lactate, iar în ficat (în special de pește) și gălbenușul de ou se găsesc doar vitaminele A.
       Retinalul intră în componența rodopsinei (substanță fotosensibilă care se găsește în celulele cu bastonașe din retină), retinolul funcționează ca hormon pentru reproducere, iar acidul retinoic, sub formă de retinil – fosfat, transportă oligozaharidele pentru a le combina cu proteien (rezultând glicoproteine).
       Necesarul zilnic este de 1,5 – 1,7 mgr, cu variații în timpul diferitelor stări fiziologice (graviditate, 2,7 mgr.). Pentru practicanții culturismului, necesarul poate crește la 3 mgr. pe zi.
       Supradozările dau simptome de toxicitate: vomă, diaree, căderea părului, mărirea ficatului, splinei, hipotiroidie, fragilitatea oaselor, prurit etc., iar carența „orbul găinilor“, imposibilitatea adaptării ochiului la lumină crepusculară sau întuneric (cu vederea în aceste condiții sunt responsabile celulele cu bastonașe), apoi xeroftalmie, împiedicarea creșterii, a refacerii țesuturilor lezate, uscarea pielii, fragilizarea oaselor, reducerea secreției hormonilor sexuali, chiar sterilitate, opacifierea, subțierea și perforarea corneei (keratomalacie) etc.
       Pentru o mai bună absorbție și utilizare de către organism a viteminelor A este indicată asocierea cu vitaminele B, C, D, E și cu minerale pe bază de zinc.
       b. Vitaminele D (Colecalciferoli) provin din steroli (alcooli), prin iradiere cu raze ultraviolete. Deși există 6 vitamere pentru colecalciferoli, cele mai implicate în metabolism sunt: ergocalciferolul (D2) și colecalciferolul (D3).
       Sursele principale de vitamine D sunt: untura de pește (uleiuri obținute din ficatul anumitor specii de pește), ficatul, laptele, produsele lactate și gălbenușul de ou.
       Necesarul zilnic de vitamine D este de circa 120 – 200 UI (unități internaționale), crescând până la 500 – 800 UI la gravide și la cele care alăptează, în timp ce copiilor le este indicat să consume cam 200 – 500 UI. Desigur, vitaminele D își fac datoria numai dacă se asociază cu produse bogate în calciu, fosfor și vitaminele A, C și F, asigurând astfel mineralizarea corespunzătoare a țesutului osos.
       Carența în vitaminele D reduce absorbția și utilizarea de către organism a calciului și a fosforului exogen, ceea ce implică utilizarea celui endogen. Acum intră în acțiune celulele distrugătoare de os, osteoclastele, care pun în libertate calciul oaselor. Așa se explică înmuierea, deformările și demineralizările osoase la persoanele cu hipovitaminoză D. Maladia este cunoscută drept rahitism, la copii, și osteomalacie, la adult.
       c. Vitaminele E (Tocoferoli) se prezintă sub forma a 6 vitamere, notate cu: alfa-tocoferol (5,7,8 – trimetil – tocol), beta-tocoferol (5,8 – dimetil – tocol), gamma-tocoferol (7,8 – trimetil – tocol), delta-tocoferol (8 – metil – tocol), eta-tocoferol (7 – metil – tocol) și zeta-tocoferol (5,7 – dimetil – tocol), toate biologic active. Vitamina E este un amestec de tocoferoli. Forma cea mai activă este alfa-tocoferolul.
       Sursele de vitamină E sunt: uleiul de germene de grâu, salata verde, andivele, spanacul, pătrunjelul, fasolea, soia, laptele, gălbenușul de ou, carnea, untura de pește etc. Necesarul zilnic de vitamină E este de circa 7 mgr. la adult, 2 – 3 mgr. pentru copii și 10 – 20 mgr. la gravide și la femeile care alăptează. Pentru practicanții culturismului, necesarul poate crește la 50 – 70 mgr. pe zi.
       Carența în vitaminele E are ca efecte principale afectarea fertilității, prin degenerarea țesutului testicular, împuținarea eritrocitelor (globule roșii), reducerea masei și calității țesutului muscular prin acumulare de lipide, scăderea cantității de colagen din țesutul conjunctiv, nașteri premature și posibile hemolize la nou-născuți, boli cardio-vasculare, ateroscleroză și chiar cancer.
       d. Vitamina K (Menadionele) este un complex de șapte vitamine: vitamina K1 (filokinona), vitamina K2 (menakinona), vitamina K3 (menadiona), vitaminele K4, K5, K6, K7, primele două fiind sintetizate Natural, iar restul de cinci artificial. Importanță practică au doar vitaminele K1, K2 și K3.
       Rolul său în organism este de a înlesni coagularea sângelui, de aceea, hipovitaminozele K se recunosc după timpul lung de sângerare a plăgilor.
       În general, vitaminele K sunt sintetizate în intestinul gros de către flora bacteriană, dar poate fi procurată exogen din: uleiuri, lapte, gălbenuș, untură de pește etc.
       Necesarul zilnic ar fi de 0,4 micrograme de vitamina K, din care circa jumătate ar fi produs în organism, iar restul ingerat.

b. Vitaminele hidrosolubile

       Cuprinde grupul vitaminelor B și vitamina C, care sunt ușor solubile în apă și care intervin activ în diverse procese metabolice. Majoritatea acestora se găsesc în cantități apreciabile în drojdia de bere.
       a. Vitaminele din complexul B (vitamina B-complex) sunt circa 8 vitamine hidrosolubile, care participă la sinteza diferitelor coenzime.
        – Vitamina B1 (Tiamina sau Antineurina) se găsește cel mai mult în cortexul și germenii boabelor de cereale, în legume, fructe și în creier.
       Necesarul de vitamină B1 este de circa 2 mgr. pe zi, crescând la persoanele care depun activitate musculară intensă (până la 5 mgr.).
       Rolul său metabolic implică intrarea sub formă de tiaminpirofosfat în cadrul piruvic-decarboxilazei și piruvat-oxidazei, enzime care decarboxilează acidul piruvic, deci este esențială pentru funcționarea normală a metabolismului muscular.
       Carența și avitaminoza manifestă efecte mai mult sau mai puțin pregnante ale bolii beri-beri, pe sistem nervos.
       – Vitamina B2 (Riboflavina sau Lactoflavina) este răspândită în special în alimentele de origine animală (lapte, carne, ouă), dar și în cele de origine vegetală (roșii).
       Necesarul zilnic este de circa 1,2 – 1,7 mgr. la adult. Pentru practicanții culturismului, necesarul poate crește la 8 mgr. pe zi.
       În organism, vitamina B2 intră în constituția a două flavin-nucleotide, flavin-mononucleotid (FMN) și flavin-adenin-dinucleotid (FAD), coenzime implicate în diverse reacții metabolice.
       Carențele se manifestă pein leziuni ale pielii, mucoaselor și corneei.
       – Vitamina PP (Niacina – Acidul nicotinic – sau Antipelagrică) este compusă din doi termeni: Acidul nicotinic și Nicotinamida și se găsește în special în carne (mai ales în ficat), lapte, soia, mazăre verde, spanac, cartofi.
       Necesarul de niacină este dependent de aportul caloric. În general, se consideră că sunt necesare 6,6 mgr. niacină la 1000 de calorii ingerate, însă, în caz de necesitate majoră, poate fi sintetizată din triptofan. În stările solicitante fizic (exerciții fizice, sarcină, alăptare etc.) necesitățile de acid nicotinic cresc simțitor.
       Intră în constituția a două coenzime nicotinamidice (NAD – nicotin-amid-dinucleotid și NADP – nicortin-amid-dinucleotid-fosfat), care intră în procesele redox (de oxidare a unor compuși pe seama reducerii altora; oxidare înseamnă, la nivel elementar trecerea unui atom sau ion de la o valență inferioară la una superioară – de pildă, trecerea fierului de la Fe++ la Fe+++; la nivel molecular înseamnă includerea atomilor de oxigen într-o moleculă; la nivel elementar, reducerea este fenomenul de trecere a unui ion de la o valență superioară la una inferioară, ca de la Fe+++ la Fe++; la nivel molecular înseamnă sărăcirea unui compus în oxigen).
       Carența în vitamina PP se manifestă prin: dermatită (uscarea pielii, descuamare), diaree și demență (în fază finală), adică cele trei simptome (DDD) ale pelagrei. Odată ajunsă în fază finală, pelagra devine incurabilă.
       – Vitamina B6 (Piridoxina sau Adermina) participă, sub formă de piridoxalfosfat la absorbția aminoacizilor prin mucoasa intestinală și, în asociere cu glicogenfosforilază, la degradarea glicogenului.
       Se găsește în special în cojile boabelor de cereale, legume, carne și ficat.
       Nevoile zilnice sunt de circa 2 – 3 mg. pe zi, iar carența ei duce la: retenții hidrice, hipoglicemie, nervozitate, dureri musculare la mușchii striați cei mai activi (pe fond hipoglicemic), nervozitate (creierul se hrănește exclusiv cu glucoză), dermatite, căderea părului, tulburări de vedere pe fond nervos – hipoglicemic, tulburări cardiace, artrite, unele anemii etc. Pentru practicanții culturismului, necesarul poate crește la 15 – 25 mgr. pe zi.
       – Acidul pantotenic este un compus foarte răspândit la toate organismele, având rol metabolic. Chimic, este format dintr-o moleculă de acid 2,4-dihidroxi-3,3’-dimetil-butiric și o moleculă de beta-alanină.
       Deși sunt multiple sursele de acid pantotenic (boabele cerealelor, gălbenușul de ou, carne etc.), el poate fi sintetizat și de către flora intestinală. Necesarul zilnic variază în funcție de vârstă, la copii, în perioada de creștere, fiind de 30 – 50 mgr. zilnic, iar la adult de 20 – 30 mgr.
       Hipovitaminoza, deși foarte rară, se manifestă prin: tulburări digestive, scăderea sistemului imunitar, scăderea activității corticosuprarenalelor, dermatite, hipoglicemie, depresii etc.
       Rolul primordial al acidului pantotenic este legat de transformarea sa în coenzima A, implicată în reacții metabolice importante.
       – Biotina este un complex de trei substanțe: alfa-biotina, beta-biotina și gamma-biotina.
       În organism, biotina funcționează drept coenzimă în diverse procese metabolice.
       Necesarul zilnic este de 150 – 300 micrograme, iar carența se manifestă prin: dermatite, oboseală musculară, scăderea poftei de mâncare, insomnii, depresii etc. Aceasta poate apărea pe fondul unui aport insuficient, fie pe includerea în alimentație a albușului de ou crud, care conține o proteină, avidina, ce se combină ireversibil cu biotina. Prin preparare termică, avidina coagulează, devenind inactivă în fața biotinei.
       – Vitamina B12 (Ciancobalamina sau Antipernicioasă) este un complex vitameric cu Cobalt. Este formată din două segmente: unul central, nucleul corinic, în jurul ionului de Cobalt, și unul extern, asemănător unui nucleotid cu riboză.
       Vitamina B12 se găsește în carne și produse lactate. Necesarul nu depășește 4 mgr. zilnic, la cei cu activitate fizică redus – medie, crescând la 6 mgr. la practicanții culturismului.
       Vitamina B12 funcționează drept coenzimă pentru unele transmetilaze și izomeraze.
       Hipovitaminoza determină anemia pernicioasă, carcterizată prin incapacitatea de maturizare a eritrocitelor și prezența în sânge a unora imature.
       – Acizii folici sunt un grup de vitamere cu acțiuni asemănătoare, respectiv de transfer al grupelor cu un atom de carbon: meril, formil, hidroximetil, formimino etc., dar și de prticipare la sinteza bazelor purinice din ADN și ARN.
       Necesarul zilnic este de 400 – 800 micrograme. Cele mai bogate surse sunt: drojdia, ficatul, rinichii, peștele și vegetalele verzi.
       Carența se manifestă prin anemie gravă, atât prin reducerea numărului de eritrocite mature, cât și prin reducerea sintezei proteice ca urmare a non-sintezei bazelor purinice.
       – Vitamina C (Acidul ascorbic) este, biochimic, înrudit cu hexozele. La temperaturi ridicate, prin fierbere, se descompune. În organism participă la foarte multe reacții în care sunt implicați compuși esențiali pentru organism: aminoacizi, coenzime, hormoni, ioni metalici, nucleotide, vitamine etc.
       Necesarul de vitamină C este de 1 mgr. per kilocorp pe zi, variind cu starea organismului (crește în stările de boală, de sfort fizic, de stress). Pentru practicanții culturismului, necesarul poate crește la 200 – 250 mgr. pe zi (per total). Administrarea în cantități foarte mari sunt răspunzătoare pentru apariția unor fenomene de toxicitate: erupții cutanate, formarea calculilor urinari de oxalat de calciu (surplusul de vitamină C este transformat în acid oxalic) etc. Carența produce scorbutul, manifestat prin: fragilitate capilară, hemoragii subcutanate, mucoase, articulare, periostale, gingivirte, căderea dinților, fragilitate osoasă. Nicotina din tutun împiedică absorbția vitaminei C.
       Sursele de vitamină C sunt preponderent de origine vegetală, proaspete.

=== Radiaþiile UVA induc expresia genei ce codificã metalotioneina ===

Radiațiile UVA induc expresia genei ce codifică metalotioneina (Dudek și colab., 1993). Metalotioneina este o proteină cu afinitate mare de legarea a ionilor de zinc, cadmiu și cupru. Metalotioneina este implicată în protecția față de stresul oxidativ, acționând ca scavenger al speciilor reactive de oxigen. Astfel, metalotioneina poate capta radicalii hidroxil și superoxid și o serie de radicali organici. În plus metalotioneina chelatează ionii de fier împiedicând desfășurarea reacției Fenton. Un nivel ridicat al metalotioneinei poate fi asociat unei rezistențe crescute la iradierea UVA.

Aminoacizii sunt componentele de bază pe care organsimul le utilizează la sintetizarea diverselor proteine complexe, inclusiv a substanțelor neurochimice. Unii aminoacizi, printre care cisteina, taurina, acidul glutamic și metionina, au puternice proprietăți antioxidante. Doze suplimentare de câte un gram din acești aminoacizi sunt suficiente, mai cu seamă dacă sunt luate în conjuncție cu vitaminele B5 și B6 care acționează sinergic cu majoritatea amoniacizilor. În virtutea rolului lor de precursori ai substanțelor neurochimice, aminoacizii ca arginina, colina și fenilalanina contribuie la optimizarea funcțiilor cerebrale, mai cu seamă dacă sunt însoțiți de vitaminele de mai sus.

a) metale grele – cobalt, cupru, fier, mangan, molibden, zinc si in cantitati mici crom, vanadiu, nichel si plumb;
b) metalele usoare de obicei se intalnesc in cantitati mari – calciu, magneziu, caliu si natriu.

Cadmiu, impreuna cu plumbul mercurul si arsenicul, au fost atribuite de catre organizatia internationala de ocrotire a sanatatii metalelor grele prioritare – indicatoare ale impurificarii mediului ambiant.

Izvoare de intoxicare cu cadmiu pot fi acoperirea vaselor si metalelor, substantele colorante, care se folosesc in industria textila si electrotehnica. Putin cine stie ca renumita culoare rosie de pe etichete si reclama bauturii «Coca-Cola» contine cadmiu.

Este cunoscut, ca cadmiul lipseste in organism la nastere, dar se acumuleaza cu varsta la persoanele, care conform genului lor de activitate profesionala nu sunt supuse influentei lui, atingand maximul la varsta medie 20-30 ani. Continutul total de cadmiu in organism este legat de patrunderea lui din hrana, apa si alte surse ale mediului ambiant. Cadmiul se acumuleaza preponderent in rinichi si in cantitati mai mici in ficat si alte organe.

Doctorul american Karrol a depistat dependenta directa intre continutul cadmiului in atmosfera si frecventa mortalitatii din cauza patologiilor cardio-vasculare.

Deoarece cadmiul se acumuleaza in organe si poseda o perioada destul de lunga de semieliminare (10 -30 ani), folosirea cantitatilor neinsemnate de peste imbibat cu cadmiu intr-o perioada mare de timp poate duce la unele sau alte forme de intoxicare cu cadmiu. In rezultat standardele reglatoare limiteaza folosirea pestelui cu continut al cadmiului Cd>0,5 mg/kg masa uscata. Aceasta la randul ei atentioneaza ca ficatul si alte organe a pestilor nu sunt bune pentru consum.

CLA pentru cadmiu in produsele alimentare constituie 0,002 mg/kg – in sucuri si pana la 0,1 mg/kg – in peste. In apele Moldovei de suprafata diapazonul oscilatiilor de cadmiu constituie 0,45-24,6 mg/l in apa si 0,14-17,8 mg/l in suspensii, cele mai inalte concentratii sunt inregistrate in r. Bac in zona municipiului.

Zinc Element esential pentru organismul uman; exista in mod natural in carne (mai ales ficat), peste, linte, legume cu frunze verzi, cereale integrale (inclusiv germeni de grau), drojdie de bere, branzeturi, lapte, arahide, floarea-soarelui, seminte de susan; dozele toxice de zinc pot cauza varsaturi, diaree, agitatie, iritare a stomacului, anemie; dozele excesive de zinc pot scadea nivelul de colesterol HDL (colesterol "bun") si creste riscul de boli de inima.

Sequestration with metallotheonein

Metallothionein is a low molecular weight intracellular protein, which is able to bind to at least 18 different metals, rendering them harmless. High concentrations of the protein are found in the liver, kidney, intestine and pancreas, and it is thought to be involved in the regulation of copper and zinc metabolism, and in the detoxification of heavy metals, particularly cadmium. Its synthesis can be induced in response to many substances, including zinc, cadmium, copper, mercury, gold, bismuth, and some non-metallic compounds (although often at non-physiological concentrations). It is also part of the acute phase response to inflammation, and it is thought that this may be a method by which the body can increase zinc availability for protein synthesis. Metallothionein is a potential preventative treatment for metal poisoning: studies have shown that induction of metallothionein synthesis by pre-treatment with zinc reduces the toxicity of many elements in mammals, and cadmium in humans 1.

Toxicology

Humans have a daily intake of cadmium from ingestion and inhalation which is around 20 to 40 µg per day, but only 5 to 10% of this is absorbed 8. After absorbtion, cadmium is transported in the blood bound to albumin. It is taken up by the liver, and, due to its similarity to zinc, causes this organ to induce the synthesis of the protein metallotheionin (see Introduction, metallotheionin), to which it binds. The cadmium-metallotheionin complex then becomes transported to the kidneys, and it is filtered at the glomerulus, but is reabsorbed at the proximal tubule 1, 8. Within the renal tubular cells, the cadmium-MT complex becomes degraded by digestive enzymes, which releases the cadmium. Renal tubular cells deal with the release of this toxic substance by synthesising MT to neutralise it, but eventually the kidneys loose their synthetic capacity for MT. At this point, the cadmium has accumulated to a high level in the renal tubular cells, and irreversible cell damage occurs 1, 12. As can be seen above, the renal cells do not have an effective elimination pathway for the cadmium complex, which means that the half life in the kidney is between 15 and 30 years 1, 8.

The toxic effects of cadmium are due to its inhibition of various enzyme systems. Like similar heavy metals, it is able to inactivate enzymes containing sulphydryl groups and it can also produce uncoupling of oxidative phosphorylation in mitochondria 4. Cadmium may also compete with other metals such as zinc and selenium for inclusion into metallo-enzymes and it may compete with calcium for binding sites on regulatory proteins such as calmodulin 8.

Clinical effects

The organs most affected by cadmium exposure are the kidneys and the lungs. As mentioned above, cadmium poisoning may be acute by ingestion or inhalation or the poisoning may be chronic at lower levels, which can cause kidney damage by the mechanism described above. In chronic exposure, cadmium accumulates in the body, particularly the kidneys and liver 4, 13.

An acute intake of cadmium causes testicular damage. Within a few hours of exposure, there is necrosis and degeneration of the testes with complete loss of spermatozoa. This is thought to be due to an effect on the blood supply to these organs, reducing the blood flow 4, 12. If the cadmium is inhaled, then severe lung irritation and damage (often called ‘fume fever’) occur. The patient displays pleuritic chest pain, dyspnoea, cyanosis, fever and tachycardia, and the pulmonary oedema which occurs may be life-threatening. Constitiutional symptoms also occur such as diarrhoea and malaise 4, 8, 12. Acute ingestion of cadmium produces severe gastrointestinal irritation, which is manifest as severe nausea and vomiting, abdominal cramps and diarrhoea. A lethal dose of cadmium for ingestion is estimated to be between 350 and 8900 milligrams 8.

The chronic effects of cadmium are dose-dependent and also depend on the route by which the metal enters the body. Chronic inhalation causes emphysema and obstructive airways disease, and these occur before kidney damage is seen 1, 8, 12. However, 20 years exposure may be needed before these effects are seen 13. Long term ingestion causes kidney damage, which is first seen as proteinuria and ß2microglobulinuria 8, 13. In prolonged cadmium exposure, disorders of calcium metabolism occur, causing osteomalacia 4, 8, 13. This leads to painful fractures, hence the name given to the chronic exposure disease in Japan: Itai-itai disease (literally "ouch!-ouch!" disease) 4, 8, 12. Cadmium is also known to be carcinogenic, and in studies has been linked with cancers in the lungs and prostate 8, 12, 13.

Treatment

At present, there is no effective treatment for cadmium intoxication, and patients are given supportive treatment according to their symptoms. However, it is thought that some of new chelating agents may be effective (see the Treatment section, particularly "chelating agents") 1.