Molybden: Vilka är dess effekter på kroppen? Livsmedelskällor + symtom på brist och överskott

Grundläggande egenskaper hos grundämnet

Molybden är ett viktigt kemiskt grundämne. Det är en nyckelkomponent i levande organismer, avgörande för deras överlevnad.

Det har den kemiska symbolen Mo, som härrör från det latinska ordet molybdaenum.

Namnet kommer från det gamla grekiska ordet "molybdos", som kan översättas med bly. Denna felaktiga benämning baseras på det faktum att människor ofta förväxlade molybdenmalmer med bly- eller grafitmalmer baserat på samma utseende.

Dessutom var namnet bly det universella namnet under antiken för alla svartgrå mineraler som lämnade spår på papper eller andra ytor.

Upptäckten av molybden går tillbaka till 1778, då den svenske kemisten Carl Wilhelm Scheele identifierade molybden som ett okänt grundämne i mineralet molybdenit.

Människor kände dock till detta mineral mycket tidigare, just för att det länge misstogs för blymalm eller grafit.

Molybden isolerades som metall för första gången 1781 av den svenske kemisten Peter Jacob Hjelm, som också gav den dess namn.

Molybden är ett grundämne i grupp 6 i det periodiska systemet för kemiska grundämnen och återfinns i period 5.

Det klassificeras i en grupp av grundämnen som kallas övergångsämnen eller också övergångsmetaller.

Namnet kommer från en tid då kemister tillskrev grundämnen i mitten av det periodiska systemet övergångsegenskaper mellan alkalimetaller och icke-metaller.

Molybden är en glänsande metall med silvergrå färg. Den är formbar och mycket motståndskraftig mot korrosion.

Den har en av de högsta smältpunkterna av alla grundämnen. Den reagerar inte med vatten eller luft vid normala temperaturer.

Sammanfattning i tabellform av grundläggande kemisk och fysikalisk information om molybden

Molybden är ett grundämne som förekommer allmänt i universum, i jordskorpan, vatten och jord, och som har viktiga funktioner i levande organismer, inklusive människokroppen.

Molybden förekommer inte i fri form i naturen, utan är vanligast i mineraler som molybdenit (MoS2), wulfenit (PbMoO4), powellit (CaMoO4) och ferrimolybdit.

När det gäller industriell användning används den största delen av det producerade molybdenet inom metallurgin vid tillverkning av legeringar (t.ex. gjutjärn, stål).

Molybden ger de resulterande produkterna unik styrka, hårdhet, elektrisk ledningsförmåga och motståndskraft mot slitage eller korrosion.

Dessutom kan molybden och dess föreningar användas som:

• Del av elektroder, elektriska eller elektroniska komponenter, på grund av dess höga smältpunkt
• Ett effektivt fast smörjmedel, särskilt vid höga temperaturer (vid vilka oljor bryts ned)
• Katalysator inom petroleumindustrin
• Ett ämne som förbättrar vidhäftningen av färger och lacker på metaller
• Pigment i plast eller keramik
• Gödselmedel för växter
• Del av djurfoder
• Radioaktiv isotop i medicinsk avbildning

Vilken är den biologiska funktionen hos molybden?

Molybden är ett av de viktigaste spårämnena i människokroppen. Det behövs endast i spår, dvs. små mängder. Dess närvaro är dock nödvändig och brist kan få ödesdigra konsekvenser.

Kroppen kan inte själv producera molybden utan är beroende av att få i sig det från den yttre miljön.

Behovet av molybden i människokroppen är nära kopplat till vissa enzymers funktion. Molybden fungerar som en kofaktor för dessa enzymer, som i sin tur kan vara involverade i att påskynda olika kemiska reaktioner - så kallad katalys.

Kofaktorer är kemikalier med låg molekylvikt som är bundna till enzymmolekylen (de är enzymets icke-proteinkomponent). Deras betydelse ligger i det faktum att de är nödvändiga för enzymernas funktion. Utan deras närvaro skulle enzymerna inte uppvisa någon aktivitet.

Kofaktorernas huvudsakliga roll är att överföra atomer eller grupper av atomer under den kemiska reaktion som enzymet är involverat i.

Den biologiska betydelsen av molybden beskrevs i princip först i och med upptäckten av de första molybdeninnehållande enzymerna på 1950-talet.

Molybden som enskilt grundämne har ingen roll i organismen eftersom det är inaktivt i denna form. Det blir betydelsefullt först när det bildar ett komplex med ett enzym.

Av detta följer att den biologiskt aktiva formen av molybden i vår kropp är en organisk molekyl - molybdenkofaktorn.

Det finns två typer av molybdenkofaktorer, som skiljer sig avsevärt i struktur.

Den första är den järnjoninnehållande molybdenkofaktorn (förkortas FeMoCo), som ingår i enzymet nitrogenas. Detta enzym påverkar inte människor, men finns i vissa bakterier. Det tjänar till att fixera kväve från atmosfären.

Den andra typen är en pterinbaserad molybdenkofaktor (förkortas MoCo). Den är en komponent i mer än 100 olika typer av enzymer, inklusive de som finns i människokroppen.

Hos människor har man hittills bara identifierat fyra enzymer som kräver närvaro av molybden som kofaktor för sin aktivitet - nämligen sulfidoxidas, xantinoxidas, aldehydoxidas och den mitokondriella amidoreduktionskomponenten.

De kallas också metalloenzymer. Deras roll är att katalysera (dvs. påskynda) oxidations-reduktionsreaktionerna hos föreningar som innehåller element som svavel, kol eller kväve.

Sulfidoxidas är ett enzym som katalyserar omvandlingen av ^SO32- sulfiter till ^SO42- sulfater.

Denna reaktion är ett viktigt steg i processen att bryta ner och bryta ned svavelhaltiga aminosyror, dvs. cystein och metionin i kroppen.

Brist på sulfidoxidas kan leda till utveckling av allvarliga neurologiska störningar.

Sulfidoxidas är även involverat i nedbrytningen av sulfiter i livsmedel. Sulfiter är vanliga tillsatser i livsmedel - vin, drycker, ost eller frukt - där de fungerar som konserveringsmedel eller antioxidanter.

Enzymet xantinoxidas katalyserar nedbrytningen av puriner, som är byggstenarna i nukleinsyrorna DNA och RNA. Slutprodukten av denna nedbrytningsreaktion är urinsyra.

Avsaknad av xantinoxidas i kroppen kan leda till toxicitet och till och med skador på cellernas genetiska information.

Betydelsen av aldehydoxidas ligger främst i dess engagemang i metabolismen av läkemedel och giftiga föreningar. Dessutom katalyserar det hydroxyleringsreaktioner av föreningar av olika natur.

Kvartetten av molybdeninnehållande enzymer kompletteras av ett enzym som kallas mitokondriell amidoximreducerande komponent (mARC).

Detta enzym är involverat i metabolismen av läkemedelsprekursorer.

En läkemedelsprekursor är en inaktiv form av ett läkemedel som, när det tas in i kroppen, metaboliseras för att bilda ett aktivt läkemedel som kan fungera som en produkt.

Läkemedelsprekursorer bildas oftast genom att en syreatom införs i den aktiva läkemedelsmolekylen. Enzymet mARC kan reducera denna syrebindning i molekylen och är därmed ansvarigt för bildandet av den aktiva formen av läkemedlet.

Utöver de primära funktionerna hos molybdenenzym som nämns ovan kan vi också nämna deras inblandning i reduktionen av nitrit till kväveoxid, vilket i sin tur reglerar blodkärlskontraktion, blodtryck, cellulär andning och skydd av celler från stress.

Molybden - från intag till utsöndring

Absorption

Den huvudsakliga vägen som molybden kommer in i kroppen är genom intag av molybden i mat eller dricksvatten.

För att molybden ska kunna absorberas genom matsmältningskanalen måste det vara i den sexvärda formen ^Mo6+, oftast i kombination med syre som oxyanion.

Absorptionen sker i magsäcken och tunntarmen. Den högsta absorptionshastigheten finns i tunntarmen.

Molybden absorberas relativt snabbt och står för cirka 88-93 % av det totala intaget via kosten.

Mängden molybden som absorberas beror inte bara på mängden molybden i kosten, utan också på sammansättningen av de livsmedel som intas samtidigt.

Vid samtidigt intag av koppar och sulfater bildas olösliga komplex av molybden, svavel och koppar, och absorptionen av dessa ämnen förhindras.

Fördelning

Absorberat molybden lämnar matsmältningskanalen och går in i blodet, varifrån det distribueras till olika delar av kroppen.

Det är vanligtvis i form av ^Mo4+ eller ^Mo6+ och är bundet till svavel eller syre.

Cirka 9 mg molybden finns i kroppen hos en vuxen person. Det mesta av detta ingår i molybdenenzymer. De största mängderna finns i levern, njurarna, tunntarmen och binjurarna.

Det finns emellertid också i tänder eller ben.

Den fysiologiska koncentrationen av molybden i blodet är cirka 0,6 ng/ml. Dess värde beror dock också på intaget av molybden via kosten.

Patologiskt förhöjda blodkoncentrationer av molybden observeras hos patienter med akuta inflammatoriska leversjukdomar orsakade av virus och hos patienter med alkoholinducerad leverskada.

Utsöndring

Den huvudsakliga utsöndringsvägen för molybden är urinen. Ju högre intag av molybden via kosten, desto högre utsöndringshastighet.

Regleringen av molybdenutsöndringen är det viktigaste steget för att upprätthålla molybdenhomeostas, dvs. att hålla molybdennivåerna på fysiologiska nivåer.

En liten mängd molybden avlägsnas också från kroppen via avföringen. Detta är huvudsakligen den andel som inte har absorberats i matsmältningskanalen och som utsöndras direkt från kroppen.

Eliminering via gallan bör också nämnas. Tillsammans med gallan kommer molybden in i tarmarna och elimineras därefter från kroppen igen i avföringen.

Utsöndringsprocessen för molybden påverkas troligen av förekomsten av koppar och sulfat i kroppen. Denna interaktion leder till ökad utsöndring av molybden via njurarna till urinen.

Vilket är det rekommenderade dagliga intaget av molybden?

Rekommendationer för det genomsnittliga dagliga intaget av molybden har inte fastställts på grund av brist på data.

Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet publicerar dock värden för tillräckligt intag av molybden. Tillräckligt intag är ett medelvärde som baseras på observationer. Det antas vara tillräckligt för befolkningens behov.

Dessutom finns det en övre gräns för intag av molybden som fortfarande är tolerabelt för människor.

Denna gräns representerar det maximala långsiktiga dagliga intaget av molybden från alla källor vid vilket det inte finns någon risk för negativa hälsoeffekter.

Sammanfattning i tabellform av adekvat dagligt intag och övre gräns för intag av molybden per ålder

Källor till molybden via kosten

Den viktigaste källan till molybden för människor är livsmedel och, i mindre utsträckning, dricksvatten.

Livsmedel som är rika på molybden är främst baljväxter (bönor, ärtor, linser), bladgrönsaker, spannmål och spannmålsprodukter (vete, havre), ris, nötter, solrosfrön, mjölk och mejeriprodukter.

I mindre utsträckning kött och slaktbiprodukter, t.ex. lever.

Molybdeninnehållet varierar från livsmedel till livsmedel. Det beror på typen av livsmedel och även på molybdenkoncentrationen i den jord som växtfödan odlats på. När det gäller animaliska produkter beror det på djurfodrets beskaffenhet.

Mer alkaliska jordar innehåller vanligtvis högre halter av molybden.

Kosttillskott kan också vara en källa till molybden. För närvarande finns endast beredningar med flera ingredienser som innehåller molybden bland andra ingredienser tillgängliga på marknaden.

Dessa är olika multivitamin- eller mineraltillskott. I dessa finns molybden i form av ammoniummolybdat eller natriummolybdat.

Det används dock vanligtvis också i form av klorider eller citronsyrasalter.

Vilka är konsekvenserna av molybdenbrist?

Precis som med andra mineraler eller spårämnen är det viktigt att hålla molybdenkoncentrationerna inom det fysiologiska området.

Endast då kan detta element vara fördelaktigt och säkert för kroppen.

Varje betydande avvikelse från de fastställda värdena kan leda till uppkomst och utveckling av hälsokomplikationer.

Två situationer kan uppstå - förekomsten av överdrivna mängder molybden i kroppen eller tvärtom dess brist eller otillräckliga funktion.

Molybdenbrist och dess konsekvenser

Kroppens tillförsel av molybden sker huvudsakligen via födan.

Det är därför logiskt att otillräckligt intag av livsmedel som är rika på molybden kan vara den första orsaken till molybdenbrist.

Brist på molybden i kroppen på grund av lågt kostintag är dock sällsynt och nästan obefintlig hos människor.

Det enda dokumenterade fallet (1981) där en brist utvecklades till följd av lågt molybdenintag var en patient med Crohns sjukdom som fick total parenteral nutrition utan molybdentillskott under flera månader.

Symtom som observerades hos denna patient var illamående, snabb andning och hjärtfrekvens, synproblem och koma. Laboratorietester avslöjade nedsatt produktion av urinsyra och nedsatt metabolism av svavelhaltiga aminosyror.

Förekomsten av nedsatt molybdenfunktion är mycket mer sannolikt jämfört med en brist på molybden i kroppen.

I detta fall tas en tillräcklig mängd av detta spårämne in i kroppen, men trots detta fungerar det inte korrekt.

För att molybdenaktivitet ska uppstå måste det vara en del av ett enzym i form av en molybdenkofaktor - MoCo.

Processen för MoCo-bildning består av flera steg. Eventuella fel i denna process kommer att orsaka felaktig syntes av MoCo.

Eftersom MoCo är en viktig komponent i de fyra enzymer som redan nämnts, kommer ett misslyckande i dess bildning följaktligen att ha en negativ effekt på molybdenenzymernas funktion.

Defekter i den korrekta syntesen av MoCo kallas mutationer (mer än 60 arter har identifierats). De är mycket sällsynta medfödda defekter.

Mutationer i MoCo-bildningen kan leda till dysfunktion hos antingen alla molybdenenzymer eller bara ett visst enzym.

Konsekvenserna av dålig molybdenenzymfunktion är:

1. Brist på sulfidoxidas

• Ackumulering av svavelföreningar i kroppen (eftersom de inte bryts ned av enzymet)
• Förekomst av neurologiska störningar och allvarlig utvecklingsförsening hos individen

2. Brist på xantinoxidas

• Ackumulering av purinderivat i kroppen och i urinen (eftersom de inte bryts ned av enzymet)
• Låga urinsyranivåer i blodet (minskad antioxidantfunktion i blodet)

3. Brist på alla enzymer

• Problem med att äta, kramper, överdriven gråt, förändring av linsposition förekommer hos nyfödda
• Under de första levnadsåren kan individerna inte röra sig, kommunicerar inte med omgivningen, är beroende av mat och deras allmänna mentala utveckling är avstannad
• Leder vanligen till döden under de första levnadsåren

Överskott av molybden och dess konsekvenser

Molybden i sig och dess föreningar utgör inte någon betydande risk för människokroppen, inte ens vid höga doser. Sannolikheten för molybdeninducerad toxicitet är relativt låg.

Flera fall har rapporterats där överdrivet intag av molybden (på grund av dess höga koncentration i jorden) har lett till symptom som ledsmärta, ökad urinsyra i urinen, ökad molybdenhalt i blodet eller giktliknande symptom.

Dessa symtom tyder på att ett ökat intag av molybden också ökar produktionen och aktiviteten hos molybdenenzymer.

Allvarlig molybdentoxicitet har hittills endast observerats hos djur, särskilt hos idisslare.

Överdrivet molybdenintag minskar kopparabsorptionen på grund av bildandet av icke-absorberbara komplex.

Sekundär kopparbrist uppstår och denna sjukdom kallas molybdenos eller hypokupros. Den manifesteras av svår diarré, inappetens, grå päls, stelhet i extremiteterna, anemi och till och med infertilitet.

Utvecklingen av kopparbrist till följd av intag av för höga doser molybden kan därför också vara en risk för människor, men är mycket sällsynt.

Interaktion mellan molybden och koppar används för närvarande vid behandling av Wilsons sjukdom, en störning i kopparmetabolismen som leder till överdriven ackumulering av koppar i kroppen. Administrering av molybden minskar andelen fri koppar i blodet och förhindrar därmed dess deponering i vävnaderna och toxicitet.