Органічне харчування та нейродегенеративні захворювання
Пріони та мідь
хвороба божевільних корів або хвороба Крейцфельдта-Якоба кілька років тому захопили новини та поширили терор у Франції та Великобританії. Виявлено, що це захворювання викликане патогенними білками, які називаються пріонами. Ці патогенні пріони можуть передаватися від головного та спинного мозку жуйних тварин із хворобою божевільних корів.,
Зображення неправильного складання білка PrP C у білок PrP Sc
людині, яка їсть цю частину тіла жуйних. Як правило, пріони не руйнуються при варінні, і їх потрібно нагрівати до мінімум 134 ° C протягом 18 хвилин, щоб зробити їх нешкідливими. Ми також знаємо, що мідь відповідає за неправильне згортання пріонів 1. Дослідники з Університету штату Айова (ISU) фактично виявили, що при дуже низьких дозах мідь у вигляді іонів Cu2 + може зв'язуватися з пріонами, які зазвичай містяться в клітинах тіла ссавців. складчасті, що робить їх патогенними. Звичайні пріони (PrPc) беруть участь у процесі диференціювання та зчеплення клітин один з одним, насамперед у головному та спинному мозку. Неправильно складені пріони називаються білком PrPSc.
На мишах дослідники ISU показали, що ці індуковані міддю зміни пов'язані із запаленням та пошкодженням нервової тканини.
Отже, це нове дослідження встановлює прямий зв’язок між впливом міді та нейротоксичністю прионного білка. Вона припускає, що надлишок іонів міді може бути причиною нейродегенеративного захворювання, такого як Кройцфельдт-Якоб, хворобиХвороба Альцгеймера і хвороба Хвороба Паркінсона.
Як ми можемо поглинати мідь ?
Усі ці операції, очевидно, є надзвичайно "хімічними", а "природний" характер міді повністю і унікальний. комерційний.
Слід також знати, що в умовах відносно вологого клімату, який зустрічається на більшості територій Франції, обприскування фунгіцидами є практично обов’язковим, якщо хочеться мати можливість захистити овочеві культури або виноградні лози від хвороб. як фітофтороз 2, і отримати прийнятний урожай. Однак Бордоська суміш на основі мідного купоросу є одним з єдиних ефективних пестицидів, дозволених в органічному землеробстві. Батькам органічного землеробства було справді життєво необхідним виправдати його використання за допомогою ознаки "природне" ціною "незначного" відступу від науки. (Але ентузіасти органіки, загалом, не хіміки ...)
Вино, фрукти та овочі з органічних культур є дуже загальними забруднений з кількістю міді, яка може бути відносно великою, так що послідовники органічної їжі поглинають, дуже часто, не знаючи цього, значну кількість міді у вигляді іона Cu 2+ .
Міді в організмі людини: скільки? де він знайдений? для чого він використовується ?
Тіло здорової дорослої людини містить приблизно 110 мг міді, яка міститься переважно в печінці (10 мг), мозку (8,8 мг), крові (6 мг), кістках (46 мг) та м'язах (26 мг) (Linder та ін., 1996). Більша частина іонів міді всмоктується в тонкому кишечнику, а потім через кров надходить до печінки та нирок. У печінці іони міді пов’язані з місцево секретується ферментом, ферроксидазою або церулеоплазміном.
Мідь зазвичай не циркулює в крові в іонній формі (іони Cu + та Cu 2+), а у формі, зв’язаній з церулеоплазміном. Іони міді можуть перетинати мембрану клітин, зв'язуючись із спеціалізованим ферментом (трансферазою). Потім вони можуть рухатися всередині клітини, зв’язані з іншим типом білка: металохаперонами.
Схема розподілу міді в організмі людини
(відповідно до Регулювання гомеостазу заліза та міді головного мозку системами мозкового бар’єру)
CP = церулоплазмін ATP7A та ATP7B: ферменти, які мають силу (тут Cu 2+) через клітинну мембрану.
Мозок забезпечується дуже великою мережею капілярів, яка, за оцінками, має довжину 650 км і площу від 10 до 20 м 2 (Bradbury, 1979; Pardridge, 1990, 1991). Ця мережа несе інтерстиціальну рідину. Ці капіляри вистелені клітинами, які утворюють так званий кров’яно-мозковий бар’єр (ВГД). Ці множинні шари клітин роблять мозок практично недоступним для 3 полярних молекул, якщо вони не транспортуються певними шляхами.
Стеля чотирьох шлуночків мозку - це тканина, яка називається судинним сплетенням. Він вистелений клітинами, що утворюють цереброспінальний бар’єр крові (BCB). Площа BCB має той же порядок величини, що і BBB. Судинні сплетення також відповідають за секрецію ліквору.
Тому два бар'єри (BBB і BCB), серед іншого, відповідають за постачання рідин головного та спинного мозку точною кількістю дрібних молекул, включаючи іони мозку. Залізо і Мідь. Вони зазвичай перешкоджають надходженню іонів Cu + та Cu 2+ у головний або спинний мозок у надмірній кількості.
На рівні гематоенцефалічного бар'єру концентрація міді оцінюється в 22,3 ± 2,2 мкг/літр (Zhenk and Monnot, 2011), що значно нижче, ніж у крові, де вона знаходиться становить від 0,8 до 1,2 мг/літр) (Gellein et al., (2007); Nischwitz et al., 2008).
Ці точні кількості міді необхідні в рідинах головного та спинного мозку, щоб ці органи могли функціонувати. Якщо ці концентрації перевищують ці значення, виникають серйозні ускладнення.
Багато інших органів використовують білки з міддю для своєї нормальної функції. Основними з них є: легені, молочні залози, серце та плацента (Луценко та ін., 2007).
Людський організм знаходить мідь у м’ясі тварин і в рослинах, які становлять його нормальну їжу. Дійсно, як і людині, організм тварин або рослин у цілому потребує міді як сировини для виробництва різних згаданих білків, які забезпечують нормальну роботу органів. Саме ця мідь нормально засвоюється в кишечнику (Wagoner et al. 2002). Потреби всього людського організму, які оцінюються в 1-3 мг на день (Луценко та ін., 2007), задовольняються печінкою, яка збирає її в крові, що надходить з кишечника, і яка зберігає її у вигляді сполуки, що містить 7 або 8 іонів Cu 2+ міді, пов'язаних з церулоплазміном. Печінка усуває надлишок міді через жовч і направляє в кров кількість церулоплазміну, що відповідає концентрації міді (купремія) від 0,8 до 1,2 мг/л.
Мідний гомеостаз
Зображення основної молекули церулоплазміну
Мідь є важливим елементом біохімії людського організму. Його концентрація в різних рідинах тіла точно регулюється на потрібних рівнях, які також можуть сильно відрізнятися від однієї рідини до іншої, як ми бачили вище для крові та ліквору. Регуляція забезпечується білками-транспортерами, які витісняють мідь, щоб забезпечити її правильну концентрацію в певному середовищі. Це явище регулювання концентрації міді називаєтьсямідний гомеостаз.
Усередині клітин мідь бере участь у багатьох механізмах, зокрема окисне фосфорилювання та регуляція окисного стресу. Біологічні функції міді залежать від ступеня окиснення та клітинної концентрації. Мідь дійсно може переходити від ступеня окислення I до стану II, що робить його важливим кофактором в окисно-відновних реакціях, а також елементом, який може стати дуже токсичний (цитотоксичність), здатний генерувати надзвичайно небезпечні радикальні форми кисню за допомогою реакції фентонова реакція.
У цій реакції відновлення окислення мідь (I) окислюється до міді (II) та/або мідь (II) відновлюється до міді (I), тоді як кисень O2 окислюється до радикалу O2 -. У той же час радикал O2 - (супероксид) може окислювати молекулу води, яка переходить у вигляді перекису водню (перекису водню). Нарешті, перекис водню може в свою чергу окислювати мідь (II) до міді (III). (Однак ця остання реакція сьогодні обговорюється). Для зменшення цитотоксичності міді, підданої реакції Фентона, клітині важливо підтримувати іони міді при дуже низьких концентраціях (так званих атомолярних) менше одного атома на клітину. Наслідком цих дуже низьких концентрацій є те, що навіть білки з дуже високою спорідненістю до міді (I) потребують ефективного джерела. Молекули транспортера називають металохаперони це джерело, яке транспортує мідь (I) через клітинне середовище та захищає іон Cu + від секвестрації. Цей тип механізму принципово важливий, і його дефіцит призводить до нейродегенерації.
Розлади, спричинені міддю, крім пріонних хвороб
Мідь бере участь не тільки в пріонових хворобах. Це також може спричинити ряд розладів:
Мідь - це важкий метал. Що стосується перорального прийому, у тварин є велика кількість даних про 50% летальної дози (LD50 4). Залежно від виду та дослідженої солі міді, значення LD50 становлять від 15 до 857 мг міді/кг маси тіла (INERIS, Pichard Annie 2005). Наприклад, вівці дуже чутливі до мідного купоросу: для цієї тварини LD50 становить лише 15 мг/кг, що утворює мідний купорос жорстока отрута для цієї тварини.
У людей випадки гострого отруєння, про які повідомляється, рідкісні. Дійсно, потрапляння солей міді в організм дуже швидко викликає блювотний рефлекс, який обмежує проникнення продукту.
Хронічне отруєння може з’являтися у людей, які регулярно піддаються дії міді у металевій формі або у вигляді солей міді: металургійні, органічні виноградарі/фермери тощо. Особлива проблема органічних фермерів має більше соціальний характер: справді, пересічний виробник органічних виноробів вагається носити надто складне обладнання (повний костюм та маску), боячись пошкодити імідж органіки, "безпечної та близької до ринку". " роздрібнити бордоську суміш, яка, однак, як ми бачимо, не є для нього небезпечною.
Вироблення вільних радикалів
Мідь Cu (I) відповідає іону Cu +. Це легко перетворюється в іон Cu 2+ шляхом окислення, втрачаючи електрон:
Cu + - 1 e - ⇄ Cu 2+ .
Якщо іони Cu + виявляються в цитоплазмі (всередині клітин), вони можуть спричинити вироблення вільних радикалів OH •. (Реакція Фентона):
Ці OH • радикали є дуже реакційноздатними і можуть генерувати інші активні форми кисню та спричиняють окислювальну шкоду білкам, ліпідам та нуклеїновим кислотам навіть при дуже низьких концентраціях. Ця шкода може серйозно порушити функціонування організму.
Спаркс та ін. спостерігали, що кролики, які харчуються дієтою, що містить 2% холестерину, а також дуже низьку дозу (0,12 ppm) міді (II) у вигляді мідного купоросу у питній воді, схильні до накопичення бляшок бета-амілоїду (Aβ) у гіпокамп і скронева частка. накопичення бета-амілоїд у мозку характерний для хвороби Альцгеймера. За словами авторів, кролики, які харчуються дієтою з 2% холестерину, є особливо цікавими моделями дослідження хвороби Альцгеймера. Дійсно, в них накопичується 12 патологічних ознак цього захворювання.
Інші автори (Sagare et al. 2013) спостерігали, що збільшення концентрації міді в капілярах мозку супутнє погіршенню захворювання.
Деякі автори (Brewer 2012, 2014, Wu et al. 2016) вказують, що невеликих кількостей міді, що надходять по трубах питної води, було б достатньо, щоб спровокувати симптоми хвороби Альцгеймера.
Хвороба Паркінсона
Роль міді при хворобі Паркінсона суперечлива: деякі роботи показали, що захворювання супутнє підвищенню рівня міді в чорній субстанції (substantia nigra) мозку, тоді як інші показують протилежне. Найновіша робота вказує, наприклад, (Montes et al. 2014), що введення міді може бути правдоподібною терапією проти цієї хвороби, тоді як ліки, що викликають комплексування іонів міді, навпаки, будуть шкідливими.
Хвороба Вільсона
Ця хвороба, вперше описана в 1912 році, є на щастя рідкісною генетичною хворобою (частота: 1 з 30000 до 100000), яка викликана аномалією гена, який бере участь у метаболізмі міді. 1% населення носить цей ген (здорові гетерозиготні носії). Захворювання проявляється важким ураженням печінки (хронічний гепатит або навіть цироз). Ці прояви супроводжуються неврологічними та психічними розладами. Лікування захворювання полягає у введенні пацієнту продуктів хелатування міді.
Остання опублікована робота показує, що мідь також бере участь у багатьох функціях, які ще недостатньо вивчені. Наприклад, мідь бере участь у клітинній диференціації м’язів (Vest та ін., 2018). Тому гомеостаз міді виявляється важливим для нормального функціонування всього організму. Ще раз треба зрозуміти, що розглянуті концентрації надзвичайно низькі: ми говоримо про мікрограми на літр, що еквівалентно часткам на мільярд 6. Варіація цих концентрацій шляхом додавання a дуже мала кількість міді тому може призвести до серйозних наслідків для організму.
Чи слід забороняти мідь ?
У будь-якому випадку, здавалося б розумним серйозно вивчити це питання і, очікуючи результатів, заспокоїтись щодо "безпечного" використання міді в органічному землеробстві або узагальнення органічної їжі в шкільних їдальнях.
Цікаво, що, хоча за відновлення використання міді як пестициду в Європі слід проголосувати в червні 2018 року, організації, які виступили проти гліфосату, мають діаметрально протилежну позицію щодо міді, що, мабуть, показує, що вони насправді не піклуються про здоров'я своїх співгромадян, незважаючи на їх неодноразові твердження, а швидше про здоров'я сектора, в якому деякі мають цілком чіткі фінансові інтереси.
Висновки
По-перше, ряд речей залишаються погано або взагалі невідомими: наприклад, яка точна роль міді у явищах когнітивного функціонування центральної нервової системи? Тоді, які конкретні явища на молекулярному рівні викликають гомеостаз міді ?
На відміну від класичних органічних молекул, які іноді є сильними отрутами, але які можуть бути знищені в організмі людини за допомогою класичних живих процесів, що представляють собою хімічні реакції, що каталізуються ферментами, які часто складаються у розрізанні молекул на більш дрібні шматки, щоб мати можливість їх усунути або модифікують певні функції молекули (метаболізм), іони міді повністю незнищенна за допомогою цих механізмів. Позбутися цього металу може лише елімінація. На жаль, здається, що надлишок міді в центральній нервовій системі обумовлений несправністю транспортера іонів міді. І саме ця система відповідає за ліквідацію.
Зрештою, мідь, певним чином, видається набагато небезпечнішою, ніж низка синтетичних продуктів, про які ми чуємо. І в цілому, враховуючи сучасні токсикологічні знання, деякі з яких щойно згадувались у цій статті, а також нормативні акти щодо використання засобів захисту рослин загалом, а також ризик середнього виття біобобо:
"За сучасного стану наукових знань та сільськогосподарської практики, може бути, що продукти органічного землеробства не забезпечують споживача додатковою продовольчою безпекою, яку вони очікують у порівнянні з продуктами звичайного сільського господарства".
Бібліографія
Основні тексти, що дозволили мені написати цю публікацію, перелічені в списку нижче:
Кілька європейських країн вже заборонили мідь (Нідерланди, Данія). Європейські органи влади нарешті повторно дозволили його на п'ять років у червні 2018 року через його технічну важливість для певних користувачів (органічних виробників). Але слід визнати, що цей продукт все більше і більше перешкоджає органам охорони здоров’я. Чи не було б нарешті схильностей застосовувати цю знамениту принцип обережності, дорогий зеленим людям? Однак можна сумніватися, і робота органічних фойє в Брюсселі на даний момент відіграла користь цьому пестициду, який деякі наполягають на пошуку "природного".