Что такое хелатирование в организме
Всё о хелатотерапии
Хелатотерапия — это лечение отравлений тяжёлыми металлами. Сам процесс заключается в том, что искусственно произведённая аминокислота захватывает или «ловит» различные инородные токсичные металлические вещества — такие, как свинец, ртуть и железо, а также кальций, которые скопились в организме. Пациентам, проходящим лечение по этому методу, медленно вводят внутривенно, капельно, эту аминокислоту, известную под названием хелатора, которая действует приблизительно три часа.
Новое соединение, образованное в тот момент, когда аминокислота захватывает вредные вещества, затем выводится из организма с мочой. Сделав сравнительный анализ мочи до и после хелатотерапии, врачи могут определить, какое количество опасных для организма веществ из него удаляется. Эта процедура обычно осуществляется три раза в неделю в течение приблизительно 2 – 3 месяцев в зависимости от поставленного диагноза и тяжести заболевания.
Хелатотерапия успешно справляется с отравлениями свинцом и анемией Кули — редким заболеванием, вызванным частыми переливаниями крови, которые перенасыщают организм железом. Существуют различные виды хелаторов, но одним из наиболее эффективных считается этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА).
Споры разгораются
Ещё в 40-е годы врачи начали давать ЭДТА рабочим оружейных заводов при отравлениях свинцом, но неожиданно обнаружили, что после хелатотерапии у страдающих атеросклерозом (заболевание, при котором сосуды и артерии забиваются образованиями в виде бляшек, что может привести к сердечным приступам) улучшилось кровообращение, дыхание и т. д., что, как предполагалось, было вызвано разблокировкой артерий.
В последние 30 лет в околомедицинских кругах разгорелись жестокие споры по поводу того, можно ли хелатотерапией с помощью ЭДТА лечить атеросклероз. Никто не спорит, что препарат эффективен для лечения отравлений дигиталисом, гиперкальциемии (повышенное содержание кальция в крови) и некоторых видов отравлений тяжёлыми металлами. В 1991 году было утверждено новое вещество для проведения пероральной (то есть принимаемой через рот) хелатотерапии при тяжёлых отравлениях свинцом. Но большая часть сторонников этого метода настаивают на том, что он неэффективен для лечения людей с заболеваниями сердца.
Врачи же, использующие ЭДТА при лечении атеросклероза, утверждают, что содержание кальция в клетках кровеносных сосудов и артерий уменьшается и затем он удаляется из них (хотя и не путём «захватывания», как в случае со свинцом или железом) там, где скапливаются жировые отложения и другие минеральные вещества.
Одним из результатов такого лечения является уменьшение бляшек и улучшение кровообращения в артериях ног и коронарных сосудах, снабжающих сердце кровью. Врачи обнаружили значительное улучшение сердечной деятельности у 77% от общего числа пациентов. В случае с пациентами, у которых сердечные нарушения вызваны различными заболеваниями сосудов, результаты оказались ещё лучше: после хелатотерапии улучшение отмечалось у 91% пациентов.
Это исследование подтверждает мнение, что внутривенная хелатотерапия с использованием ЭДТА безопасна и эффективна при лечении людей, страдающих хроническими дегенеративными заболеваниями, особенно сердечно-сосудистыми нарушениями, связанными с атеросклерозом.
Возможные опасности хелатотерапии
Противники хелатотерапии ссылаются на ранние исследования ЭДТА, применяемой для лечения поражений почек. Не так давно они высказали предположение, что она может способствовать развитию остеопороза (разрежение костей) и даже вызывать опасные для жизни осложнения.
Врачи-практики признают, что на начальных этапах развития хелатотерапии не была определена допустимая для лечения доза, и некоторым пациентам вводили слишком большое количество ЭДТА в течение короткого времени. Большинство медиков и учёных в США все ещё скептически относятся к лечению сердечных больных этилендиаминтетрауксусной кислотой. Они советуют пациентам до получения научно обоснованных данных об эффективности ЭДТА в лечении поражений артерий использовать уже проверенные старые методы: обезжиренное питание, физические упражнения, жизненный образ жизни, в некоторых случаях операция искусственного кровообращения.
Вместо послесловия
В последние десятилетия для лечения отравлений тяжелыми металлами всё чаще используются энтеросорбенты — например, разработанный по заказу Министерства Обороны СССР Энтеросгель: этот универсальный препарат выводит из организма вредные вещества, токсины, аллергены, тяжёлые металлы и даже радионуклиды, что не под силу другим аналогичным препаратам. Благодаря уникальной структуре, препарат безопасен и рекомендован даже беременным женщинам и детям с первых дней жизни.
Хелатирование (хелирование) – эффекты и побочные эффекты
» data-image-caption=»» data-medium-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/10/Хелатирование-хелирование-–-эффекты-и-побочные-эффекты.jpg?fit=450%2C300&ssl=1″ data-large-file=»https://i2.wp.com/medcentr-diana-spb.ru/wp-content/uploads/2021/10/Хелатирование-хелирование-–-эффекты-и-побочные-эффекты.jpg?fit=825%2C550&ssl=1″ />
Хелатирование — метод, используемый для удаления атеросклеротических отложений и тяжелых металлов из организма. Однако действительно ли можно очистить вены таким быстрым и легким способом?
Хелатирование – что это такое?
Хелатирование – это метод терапии, первоначально используемый для удаления тяжелых металлов из организма. Однако в последнее время его все чаще рекламируют как способ для очищения сосудов от атеросклеротических отложений.
Для проведения хелатной терапии используется ЭДТА — этилендиаминтетрауксусная кислота, представляющая собой синтетическое аминокислотное соединение. Кислота при введении в организм захватывает вредные минеральные соединения или тяжелые металлы, прочно связываясь с ними. В итоге вены очищаются от липидных отложений и тяжелых металлов.
Изначально хелатирование использовалось для очищения организма от свинца. В настоящее время метод используется:
Хелатирование может быть использовано в терапии людей, страдающих аутизмом. Однако следует подчеркнуть, что для большинства заболеваний и симптомов достоверных данных об эффективности хелирования нет, и результаты не подтверждены никакими научными исследованиями.
Хелатирование в лечении атеросклероза
Атеросклероз – опасное заболевание, на начальной стадии не дающее никаких симптомов. Болезнь разрушает кровеносные сосуды. Атеросклеротические бляшки блокируют кровоток и, таким образом, меньше кислорода достигает сердца. Как следствие, организм становится менее эффективным, что вначале приводит к проблемам с памятью, головной боли, а на более поздней стадии, когда сосуды блокируются полностью, у больного человека происходит инсульт или инфаркт.
Хелатирование ЭДТА — все более используемый метод в лечении атеросклероза. Кислота выводит из артерий накопившиеся атеросклеротические отложения и препятствует их повторному образованию. Она очищает кровеносные сосуды от атеросклеротических бляшек, таким образом, устраняя потенциальные закупорки и восстанавливая нормальное кровообращение.
Кроме того, ЭДТА снижает вязкость и повышает эластичность артерий.
Как работает хелатирование?
В первую очередь следует обратиться к врачу, который на основании проведенных анализов решит, стоит ли выполнять процедуру. Пациенту ставят капельницы с хелаторами, которые прочно связываются с тяжелыми металлами. Хелатирование в атеросклеротической терапии обычно состоит из 20 процедур, выполняемых в течение двух месяцев.
Есть и таблетки, используемые для хелатирования, в которых активным агентом является ЭДТА. Пероральное хелатирование также очищает сосуды, благотворно влияет на работу сердца, выводит тяжелые металлы, а также нейтрализует действие свободных радикалов, ускоряющих процессы старения организма и повышающих риск развития атеросклеротического заболевания. Прием препаратов возможен только после обследования, включающего анализы на холестерин, биохимию крови и др.
Хелатирование волос
Хелатирование применяется не только в медицине, но и нашло применение в дерматологии и косметологии. В частности существуют средства для хелатирования волос. Косметика, а чаще всего шампуни с ЭДТА, облегчают выведение вредных веществ из волос и кожи головы, содержащиеся в водопроводной воде – в частности фтора.
Показания к хелатации
В настоящее время хелатирование применяется при лечении заболеваний, связанных с нарушением кровообращения. Метод используется у пациентов с атеросклерозом и сердечными заболеваниями. Кроме того, хелатная терапия рекомендуется больным с головокружением, мигренями, депрессией, болезнью Альцгеймера, проблемами кровообращения в нижних конечностях.
Противопоказания
Хелатирование нельзя проводить пациентам:
Беременность и грудное вскармливание также являются противопоказанием.
Побочные эффекты хелатирования
Хелирование — безопасный метод, но при выполнении капельниц могут возникнуть побочные эффекты. Введение ЭДТА в организм может вызвать падение уровня глюкозы в крови, что вызывает головную боль. Иногда больные жалуются на тошноту, повышенную утомляемость, сыпь, лихорадку и неприятный запах от кожи. Самый распространенный побочный эффект — быстро прекращающееся жжение в месте введения хелатора в вену.
Добавить комментарий Отменить ответ
Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.
Новое поколение препаратов железа – бисглицинат (хелат) железа
Распространенность анемии
Значимость анемии как проблемы современного мира не вызывает сомнений. Несмотря на все достижения цивилизации, дефицит железа является основным и наиболее распространенным нарушением питания в мире. Дефицит железа, от которого страдают многие дети и женщины в развивающихся странах, является единственным видом недостаточности питательных веществ, который также в значительных масштабах распространен в экономически развитых странах. Уровни его распространенности поражают: 2 миллиарда человек, то есть более 30% населения мира, страдают от анемии. 1
Среди анемий ведущими являются железодефицитные, составляя в структуре у женщин до 90% и среди мужчин — до 80%. Важным является высокая распространенность среди населения латентного дефицита железа, которая колеблется от 19,5% до 30%, кроме того, от 50% до 86% женщин имеют факторы риска развития анемии.
Железодефицитная анемия (ЖДА) — заболевание системы крови, обусловленное дефицитом железа в организме, сопровождаетcя изменениями параметров его метаболизма, уменьшением концентрации гемоглобина в эритроцитах, количественными и качественными их изменениями и клинически выражается анемической гипоксией и сидеропенией.
Сидеропения и развивающаяся в последующем тканевая и гемическая гипоксия приводят к расстройствам сердечно-сосудистой (миокардиодистрофия и нарушение кровообращения различной степени), нервной системы (вегетативно-сосудистые, вестибулярные нарушения, астенический синдром), снижению детородной функции женщин, а также развитие осложнений во время беременности и родов, изменению интеллекта и поведенческих настроений, хронизацию различных заболеваний и как следствие снижение работоспособности и ухудшение качества жизни. 4
Эволюция синтетических лекарственных средств терапии железодефицитной анемии
Фармакотерапия ЖДА базируется на введение в организм железа из состава железосодержащих лекарственных средств. Выбору препарата для коррекции сидеропении придается особое значение, так как важна не только эффективность, но и отсутствие побочных реакций и осложнений при их применении.
Существует условное деление препаратов железа на двух- и трёхвалентные. Однако, сама по себе валентность железа не представляет какой-либо ценности.
Известно, что всасывание железа в кишечнике возможно лишь тогда, когда микроэлемент находится в двухвалентной форме, которая способна проходить через клеточную мембрану слизистой оболочки кишечника. Низкое значение рН желудочного содержимого способствует растворению алиментарного железа и переходу трехвалентного железа (окисное) в двухвалентную форму (закисное). 17
При поступлении желудочного содержимого в кишечник рН пищевого комка повышается и в отличие от ферро-иона (Fe2+), ферри-ион (Fe3+) образует нерастворимые соли. В этих условиях только муцин, хелатируя железо, способен поддержать ферри-ион в растворимом состоянии. 4
Таким образом, соединения железа в составе препаратов должны обладать хорошей растворимостью, высокой биодоступностью, достаточным содержанием элементарного железа и малой токсичностью. Рассмотрим особенности абсорбции каждой из трёх известных групп препаратов железа.
Первое поколение препаратов железа
Одной из первых групп препаратов железа стали применять ионные соли двухвалентного железа. Эта группа характеризуется довольно быстрым наступлением эффекта в плане повышения гемоглобина и улучшения гемодинамических показателей в периферической крови.
Тем не менее, лечение ионными препаратами железа, в частности сульфатом железа, вызывает побочные реакции у 44,7% пациентов. Чаще всего страдает желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Симптомы дисфункции его верхних отделов обычно проявляются в течение часа после приема лекарства и могут протекать как в легкой (тошнота, дискомфорт в эпигастрии), так и в тяжелой форме — с болью в животе и/ или рвотой. Кроме того, ферротерапия солевыми препаратами железа нередко сопровождается появлением металлического привкуса в течение первых дней лечения, потемнением зубной эмали и десен, возможны также диарея или запор. хорошо известно, что солевые препараты железа в просвете кишечника взаимодействуют с компонентами пищи, лекарствами, затрудняя абсорбцию в том числе и железа. В связи с этим, их рекомендуют назначать за 1 час до приема пищи, однако это усиливает повреждающее действие соединений Fe2+ на слизистую кишечника, вплоть до развития ее некроза. 5
Причиной возникновения данных побочных явлений является гидролиз солей железа в желудке. Под действием желудочного сока ионные соли железа подвергаются гидролизу(диссоциации) в желудке, в результате чего свободные молекулы железа негативно воздействуют на слизистую оболочку ЖКТ и провоцируют возникновение побочных эффектов: тошнота, боль в животе, металлический привкус во рту, диарея/запор.
Второе поколение препаратов железа
Абсорбция железа в виде гидроксид-полимальтозного комплекса (ГПК) железа-III имеет принципиально иную схему по сравнению с его ионными соединениями и осуществляется путем активного всасывания при конкурентном обмене лигандами, уровень которых определяет скорость абсорбции железа Fe3+. Неионная структура, обеспечивающая стабильность комплекса и перенос железа с помощью транспортного белка, предотвращает в организме свободную диффузию ионов железа, то есть прооксидантные реакции. Однако биодоступность полимальтозного комплекса железа-III самая низкая среди всех препаратов железа, всего 10–15%.
В связи с большим размером молекулы (55 kDa), ее пассивная диффузия примерно в 40 раз медленнее, чем у ионов железа. 6 Такую низкую биодоступность приходится компенсировать большими суточными дозами ГПК.
Новое поколение препаратов железа — новое решение проблемы анемии
С конца 90-х начала 2000-х годов начали активно внедрять применение хелатных комплексов железа для терапии дефицита железа и анемии у людей. Хотя данная группа препаратов появилась гораздо раньше, и использовалась изначально в качестве пищевых добавок и в ветеринарии.
В 1893 году Альфред Вернер выдвинул постулат о новой молекулярной структуре, характеризующей эти стабильные молекулы. Спустя несколько лет, в 1920 году Морган и Дрю применили термин «хелат» к молекулярной структуре, постулированной Вернером. 7
Хелаты металлов представляют собой комплексные соединения металла с аминокислотой.
В отличие от солей металлов, лиганд в хелатном комплексе отдает электроны катиону, делая тем самым молекулу ионно-нейтральной, устойчивой к разным факторам, действующим в желудочно-кишечном тракте (рН, пища), а низкая молекулярная масса способствует максимальному усвоению железа при пероральном приеме. 8
Хелатные комплексы легче проникают через стенку кишечника и лучше усваиваются, не нарушая ионный и минеральный баланс клетки. 10
Бисглицинат железа состоит из одной молекулы железа, которая соединена с карбоксильными группами двух молекул глицина при помощи ковалентных связей.
Соотношение железа к лиганду 1:2 нейтрализует валентность железа, что обеспечивает его стойкость к разным факторам, действующим в желудочно-кишечном тракте (рН, пища). Поэтому соединение хелата не поддается гидролизации в желудке, полностью абсорбируется в тонком кишечнике и в неизмененном виде попадает внутрь энтероцитов, где и происходит высвобождение молекулы железа. 8
Бисглицинат железа — это источник негемированного железа. После перорального применения соединение в неизмененном виде попадает в энтероциты, где гидролизируется на железо и глицин. Стабильность соединения бисглицината железа объясняется тем, что оно не гидролизируется при разных значениях рН, а низкая молекулярная масса (204 г/моль) способствует максимальному усвоению железа при пероральном приеме. 8
В составе Multizan ® Феррум бисглицинат железа представлен запатентованным комплексом Ferrochel ® компании Albion Minerals — мировым лидером и новатором в области минерального аминокислотного хелатного питания.
Уникальная гамма хелатных минералов Albion ® :
Даже с повышенной биодоступностью бисглицинат железа безопасен. Всасывание контролируется запасами железа в организме, при этом большие количества обычно усваиваются людьми с более низким статусом железа. Организм, страдающий железодефицитной анемией, может потреблять 90% железа, в то время как организм, не страдающий железодефицитной анемией, может потреблять всего 10%, или ровно столько, сколько необходимо организму для компенсации потерь в метаболизме. Было обнаружено, что бисглицинат железа Ferrochel ® в 2,6 раза безопаснее, чем сульфат железа, и безопаснее, чем обычное неорганическое железо, содержащееся в пищевых продуктах и пищевых добавках. 13
Сравнительная таблица доз LD50 (cредняя доза вещества, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы) различных препаратов железа при пероральном введении белым мышам. 14, 15, 16
Стоит ли пить добавки с железом?
Почему возникает дефицит
Самая частая причина — кровопотери, например из-за травмы или болезни кишечника, а также из-за слишком сильных менструальных кровотечений.
«Дефицит железа лежит в основе более половины анемий, — говорит к. м. н. кардиолог и диетолог, GMS Clinic Наталья Поленова. — Основные причины дефицита железа: несбалансированная диета, нарушение всасывания, циклические кровопотери у женщин репродуктивного возраста, донорство, беременность, лактация, быстрый рост в пубертатном периоде».
Вторая причина — плохое всасывание железа. Это может происходить при приеме лекарств, хронических болезнях кишечника, воспалениях или генетических нарушениях.
Гематолог ФГБУ «НМИЦ Гематологии» Минздрава России уточняет, что железодефицитные состояния возникают при многих заболеваниях с нарушениями всасывания, начиная от серьезных онкологических и заканчивая гельминтозами и наличием бактерий Helicobacter pylori, которые поглощают железо.
Как узнать о наличии анемии
Обычно на начальных стадиях железодефицитные состояния внешне не проявляются. Но могут появиться незначительные симптомы, которые обычно игнорируются и приводят к дальнейшему развитию болезни.
«При недостатке железа нарушается процесс образования белка, который переносит кислород к клеткам — гемоглобина. Когда его мало снижается работоспособность, повышается усталость, возникают одышка, головокружения и обмороки при незначительных нагрузках», — говорит гематолог.
Узнать о недостатке железа в организме можно только по анализу крови. Сдавать его имеет смысл если появились все симптомы без видимой на то причины.
В списке анализов обязательно должны быть тест на уровень гемоглобина, гематокрит, средний объем эритроцитов (MCV) и среднее содержание гемоглобина в эритроцитах (MCH).
Наталья Поленова отмечает, что назначения одного общего анализа крови с оценкой уровня гемоглобина часто бывает недостаточно, особенно для женщин или людей с хронической сердечной недостаточностью.
Только врач может, изучив анализы, выявить причину дефицита и назначить лечение.
Кому и как нужно принимать железо
Без одобрения врача — никому. Витамины и БАДы с дополнительным железом могут быть опасны. Например у людей с нарушением обмена железа, его излишки в рационе приводят к развитию цирроза печени, сахарного диабета и кардиомиопатий.
«Перегрузка железом из-за необдуманного приема препаратов ведет к очень опасным последствиям. В практике несколько раз встречались пациенты с перегрузкой железа. Их печень больше похожа на металлический таз», — рассказывает гематолог.
При наличии железодефицитной анемии простой диеты или БАДов будет мало. Такие серьезные состояния лечат с помощью инъекций железа и лекарственных препаратов.
Если в анализах врач увидит небольшой дефицит железа, то лучше всего его регулировать с помощью добавления продуктов содержащих железо. Оно в пище бывает гемовое — легкоусвояемое и негемовое — трудноусвояемое. Гемовое железо содержится в мясе, птице, рыбе и морепродуктах. Оно легко усваивается и не зависит от других пищевых факторов.
«Главные источники пищевого железа — красное мясо и субпродукты, особенно, печень, — говорит Наталья Поленова. — Железа в них много, и оно хорошо усваивается. Далее по списку следуют рыба и морепродукты, в особенности сардины, тунец, креветки, мидии и моллюски. Кроме самой рыбы, довольно много железа содержится в ее икре».
Негемовое железо содержится в основном в растительных продуктах. Но для того чтобы организм усвоил его нужна помощь органических кислот, прежде всего аскорбиновой.
Поленова уточняет, что из растительных продуктов больше всего железа в свекле, спарже, цветной и белокочанной капусте и шпинате. Но для успешного усвоения понадобятся, например, цитрусовые соки. При составлении рациона нужно учитывать, что железо усваивается из пищи на 10–15%.
Хелаты: как в них разобраться?
На рынке присутствуют разнообразные формы комплексных соединений металлов, используемых в кормлении животных. Все эти разнообразные формы называют «органическими микроэлементами», поскольку входящие в их состав микроэлементы образуют комплексы, или другие типы химических соединений, с органическими молекулами.
Химические процессы комплексообразования, или образования хелатов, понимаются по-разному различными специалистами отрасли кормопроизводства, что приводит к возникновению путаницы в терминах и интерпретации свойств продуктов. Часто встречаются такие термины, как «комплекс металла и аминокислот», «хелат металла и аминокислот», «комплекс металла с полисахаридом», «протеинат металла», однако официальные определения этих терминов расплывчаты и не проясняют ситуацию. В качестве примера в Таблице 1 приведены различные определения органических микроэлементов, используемых в сельском хозяйстве, в формулировках Ассоциации американских контролёров качества кормов (AAFCO, 1998).
Таблица 1. Органические комплексы минералов – определения терминов в формулировках AAFCO.
Комплекс металла и аминокислоты – продукт, образующийся при формировании комплекса между растворимой солью металла и аминокислотой.
Чтобы разобраться в запутанных определениях, характеризующих химические и физические свойства микроэлементов, прежде всего, необходимо выявить отличия между терминами «комплекс» и «хелат».
Комплексы или хелаты
Термин «комплекс» может использоваться при описании соединений, образующихся при взаимодействии иона металла с молекулой или ионом (лигандом), которые обладают свободной парой электронов. Такие ионы металлов связываются с лигандом посредством атомов-доноров, например, кислорода, азота или серы. Лиганды, обладающие только одним атомом-донором, называются монодентатными, а лиганды, обладающие двумя и более атомами-донорами, называеются би-, три- или тетрадентатными, также их иногда называют полидентатными.
Аминокислоты являются бидентатными лигандами, образующими связи с ионами металла посредством кислорода карбоксильной группы и азота аминогруппы.
Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) является примером гексадентатного лиганда, который содержит шесть атомов-доноров. ЭДТА образует очень прочные комплексы с большинством ионов металлов, и не очень подходит для образования хелатов минералов, поскольку биологическая доступность таких комплексов невысока.
Хотя могут образовываться хелаты, содержащие четыре, пять, шесть или семь колец, установлено, что наиболее стабильными являются хелаты, содержащие пять колец.
Также необходимо помнить о том, что хотя хелаты и являются комплексами, не все комплексы являются хелатами. Несмотря на простоту теории, объясняющей образование хелатов, необходимо строгое соблюдение множества условий для получения стабильного хелата минерала.
Лиганд должен содержать два атома, способных образовывать связи с ионом металла.
Лиганд должен образовывать гетероциклическое кольцо, причём металл должен располагаться «в конце» этого кольца.
Образование хелата металла должно быть пространственно (стерически) возможно. Для достижения стабильности необходимо соблюдать соотношение количества лиганда к минералу.
Истинные хелаты имеют «кольцевую структуру», образованную ковалентно-координационной связью между аминной и карбоксильной группами аминокислоты и ионом металла.
Как правило, хелаты образуются в результате реакции между неорганическими солями минералов, с приготовленной при помощи ферментов смесью аминокислот и небольших пептидов в контролируемых условиях. Такие аминокислотные и пептидные лиганды связываются с ионом металла не в одной точке, а в нескольких, в результате чего атом металла становится частью биологически стабильной кольцевой структуры. Аминокислоты и продукты ферментативного разрушения белков, например, небольшие пептиды, являются идеальными лигандами, поскольку они обладают как минимум двумя функциональными группами (аминной и гидроксильной), необходимыми для образования кольцевой структуры с минералом. Только «переходные элементы», например, медь, железо, марганец и цинк обладают необходимыми физико-химическими характеристиками, позволяющими им образовывать ковалентно-координационные связи с аминокислотами и пептидами с образованием биологически стабильных комплексов.
Аминокислоты и пептиды в качестве лигандов
Существуют различные мнения относительно преимуществ использования аминокислот в сравнении с пептидами при образовании хелатов минералов, ещё больше споров имеется по вопросу биологической доступности таких продуктов. Мы уже рассмотрели общие условия, необходимые для образования биологически стабильных хелатов минералов, однако следует также учитывать и другие факторы, оказывающие влияние на образование хелатов, основными из этих факторов являются:
Очевидно, что такой сложный химический феномен не следует чрезмерно упрощать. Однако чтобы прояснить ситуацию касательно преимуществ аминокислот либо пептидов в процессе образования хелатов минералов, мы рассмотрим факторы, влияющие на состояние равновесия и стабильность таких комплексов.
При растворении в воде соли металла, например, сульфата меди (II), с добавлением аминокислоты в качестве бидентатного лиганда, образуется ряд комплексов, каждый из которых обладает собственной константой стабильности, которая зависит от рН раствора. Это показано на Рисунке 1 (реакция сульфата меди (II) с глицином). Из данных, показанных на этом рисунке можно сделать некоторые важные выводы:
Рисунок 1. График изменения содержания меди, включённой в состав различных соединений, при изменении рН в растворе, содержащем медь (II) (0,001М) и глицин (0,002М). Горизонтальная ось: рН. Вертикальная ось: % Cu++
У различных ионов металлов различные константы стабильности. Поэтому, количество металла, входящего в состав конкретного соединения, зависит не только от величины рН раствора, но и от константы стабильности комплекса.
Стабильность содержащего металл комплекса зависит как от свойств металла, так и от свойств лиганда. Увеличение заряда иона, уменьшение размера и увеличение аффинности электронов способствует большей стабильности. На стабильность комплексов влияют также некоторые характеристики лигандов: (1) щёлочность лиганда, (2) количество металло-хелатных колец на единицу лиганда, (3) размер хелатного кольца, (4) пространственные эффекты, (5) резонансные эффекты и (6) атом лиганда. Поскольку комплексные соединения образуются в результате кислотно-основных реакций, как правило, более щелочные лиганды образуют более стабильные комплексы. Также большое значение имеет размер хелатного кольца.
Ещё глубже проанализировав Рисунок 1, можно заметить наличие существенных отличий между относительной стабильностью хелатов металлов, образованных аминокислотами и стабильностью протеинатов металлов. Поскольку протеинат металла является продуктом реакции хелатообразования между растворимой солью и аминокислотами и/или частично гидролизованным белком, можно предположить, что для конкретного иона металла количество графиков, характеризующих образование различных соединений, в состав которых входит металл, при образовании протеината, будет намного больше, чем при образовании хелата этого же металла с аминокислотой. Если считать график, отражающий распределение количества меди между различными соединениями, индикатором относительной стабильности при данной величине рН, и учитывать бесконечное количество комбинаций, возможных в результате взаимодействия как отдельных аминокислот, так и ди-, три- и даже тетрапептидов, то, теоретически, общая стабильность протеината в широком диапазоне рН должна быть намного больше, чем стабильность хелата данного металла с аминокислотой.
Очевидно, что в реальных условиях рассмотренные дополнительные факторы будут оказывать влияние на стабильность хелата. Однако можно ожидать, что протеинаты металлов будут обладать физико-химическими свойствами, необходимыми для сохранения постоянства характеристик при изменении рН.
Несмотря на наличие некоторой противоречивой информации, образование хелатов металлов – это не такой уж сложный процесс, в основе которого лежат фундаментальные законы химии. Мы можем выделить две формы истинных хелатов минералов, каждая из которых обладает определёнными химическими и биофизическими свойствами. Внимательно изучив факторы, влияющие на образование хелатов минералов, можно выявить различия между продуктами по показателю биологической стабильности и, следовательно, биологической доступности.