Серед елементів, необхідних для нормальної життєдіяльності, ванадію належить скромне, але все ж помітне місце. Енциклопедії свідчать, що цей мікроелемент - «постійна складова частина рослинних і тваринних організмів», та й навряд чи могло б бути інакше: він досить поширений (21-е місце серед всіх елементів) і - розпорошений. У грунтах, наприклад, частка ванадію - близько 0,01%. До того ж він належить до числа мікроелементів, що переважно накопичуються організмами, що живуть в світовому океані.
Разом з тим відомо, що вміст елемента № 23 в рослинних організмах
на кілька порядків більше, ніж в тварин. У медико-біологічної літературі зазначається позитивний вплив цього елемента на одні процеси життєдіяльності і негативне - на інші. Біологічна роль елемента № 23 до кінця ще не з'ясована, але що вона суттєва - факт.
Розрізнені факти про ванадій
У різні роки в різних країнах різні дослідники констатували присутність ванадію в різних органах людини і його вплив на ті чи інші біохімічні процеси. Дані цих досліджень поки не складаються в єдину картину.
В людський організм ванадій надходить з їжею. Так і тільки так підтримується оптимальна і досить постійна концентрація цього елемента в плазмі крові.
Дослідження останніх років встановили причетність елемента № 23 до нормального розвитку скелета. При нестачі в організмі солей ванадію діти частіше страждають від рахіту, а у дорослих кістки скелета стоншуються, стають більш крихкими.
З іншого боку, надлишок ванадію в організмі безумовно шкідливий. Він позначається насамперед на репродуктивної функції. Іронія долі: надлишок елемента, названого в честь древнескандинавської богині любові і краси діє пригнічуюче на процеси тканинного дихання клітин статевих залоз. Саме в цих залозах відкладається майже весь надлишковий ванадій. В результаті сперматозоїди стають менш рухливі, в них з'являються патологічні зміни.
Ця обставина стала однією з причин жорсткості існуючих норм на присутність ванадію в повітрі промислових приміщень.
І все ж одна біохімічна особливість елемента № 23 привертає до нього увагу медиків на протязі вже декількох десятиліть. Це - дія його солей на серцево-судинну систему.
Аналог наперстянки
У 1912 р з'явилася перша робота, яка вказує на цей несподіваний факт. Англійський фізіолог Д. Джексон встановив, що при прийомі всередину солі ванадію діють на серцево-судинну систему подібно дигіталісу - широко застосовуваного в той час препарату для лікування серцевої недостатності.
Звернемося до рецептурних довідників. У сучасних виданнях дигіталісу як такого ви не зустрінете, але побачите вітчизняний дигітоксин, угорський дігоксин і ще добрий десяток препаратів, що відносяться до категорії серцевих глікозидів і приготованих з лікарської рослини наперстянки. Правильніше, втім, говорити про наперстянці у множині, оскільки ця назва об'єднує понад тридцять видів рослин. Зазвичай це багаторічні або дворічні трави, але іноді бувають і чагарникові.
Щоб краще зрозуміти, яким чином ванадій впливає на роботу серця, коротко нагадаємо основні положення теорії скорочення серцевого м'яза.
Різниця серцевих потенціалів
Добре відомо, що скорочення серцевого м'яза виникають під впливом електричного імпульсу, що генерується в певному місці серця - так званому водії ритму. Електричний імпульс з'являється в той момент, коли вихідна величина електричного потенціалу серцевої клітини змінює знак. А відбувається це тому, що в клітку зовні надходить через мембрану надлишок іонів натрію, в той же час надлишок іонів калію йде в зворотному напрямку. Джерелом енергії для перенесення тих і інших іонів служать перетворення аденозінфосфорних кислот. АТФ - аденозинтрифосфорная кислота входить до складу найбільш поширеною системи активного транспорту (перенесення) іонів натрію і калію. Вона так і називається натрій-калій-АТФазною системою.
Істотно, що ця система не прагне до балансу одновалентних іонів: на два іона калію, що виходять з клітини, доводиться три іона натрію, що входять в неї. Тому й виникає різниця потенціалів, яка генерує електричний імпульс.
На початку століття, коли Джексон вперше зіткнувся з дією ванадію на серцево-судинний м'яз, про існування натрій-калій-АТФазної системи, її ролі та механізму не було відомо нічого. А ванадій взаємодіє з цією системою, викликає порушення в її діяльності точно так же, як глікозиди.
Втім, - не всякий ванадій. Якщо цей елемент всередині клітин пов'язаний з білками (зауважимо, що білки - хороші відновники), він існує там у відновленій формі так званого ванадил-комплексу. По відношенню до натрій-калій-АТФази цей комплекс пасивний і тому нешкідливий. Інша справа ванадій, що знаходиться в плазмі крові. Кисень, що насичує кров, окисляє ванадил-комплекс, перетворює його в ванадат. Ось він-то знижує активність ферменту натрій-калій-АТФази, що веде до розладнання всієї системи. Іншими словами, сила біологічної дії ванадію залежить від окислювально-відновного потенціалу міжклітинної простору.
Але як все це пов'язано з ритмом і глибиною серцевих скорочень? - має право запитати нетерплячий читач. Пояснимо: при серцевій недостатності міокард скорочується з великою частотою, але сила цих скорочень далека від оптимальної. Тут важливо зменшити частоту пульсу і одночасно підвищити силу самих скорочень. Досягається це зменшенням електровозбудимості серцевого м'яза, а відповідальний страж тут - той самий фермент натрій-калій-АТФази, про який йшла мова вище. Бо, як ми тепер знаємо, головним чином від її активності залежить виникнення електричного потенціалу клітин серцевого м'язу. Рідше буде змінюватися електричний потенціал - стане більш рідкісним і пульс. Ось чому солі ванадію і препарати з наперстянки впливають на роботу серця приблизно однаково. Але це, як виявилося, не єдиний шлях впливу ванадію на хворе серце.
Елемент № 23 бере участь в регуляції сили і частоти серцевих скорочень, впливаючи, по крайній мірі на два ферменти. Про один ми розповіли. Інший називається аденилатциклазою. Якщо біохімічну активність легшого ферменту ванадій знижує, то другого - збільшує, створюючи тим самим оптимальні біохімічні умови для скорочень серцевого м'яза.
На регулювання активності цих ферментів і направлено, очевидно, підтримуваний організмом на постійному рівні вміст ванадію в плазмі крові.
Ванадій проти холестерину
Для лікування хворих на атеросклероз, у яких в плазмі крові багато холестерину, медики застосовують багато ліків. Але, як виявилося, сполуки ванадію, розчинені в плазмі крові, це, можна сказати, природні ліки, що знижують концентрацію холестерину. Це встановлено в дослідах на тваринах. Безванадієва дієта дуже скоро підвищувала рівень холестерину і тригліцеридів у крові. Подальші дослідження дозволили зрозуміти механізм такої дії ванадію.
Розпад жирів, як відомо, швидше за все відбувається в печінці під дією численних ліполітичних (т.т. що розщеплюють жири) ферментів. А вони, як виявилося, найбільш активні в присутності іонів ванадію. З продуктів харчування особливо багато ванадію в рослинних оліях і овочах. Саме ці продукти, як відомо, медики рекомендують для профілактики атеросклерозу. Ще недавно вважалося, що в рослинних оліях боротьбу з холестерином ведуть лише ненасичені жирні кислоти. Виявилося ж, що ще один компонент - мікроелемент ванадій знижує концентрацію холестерину і тригліцеридів в плазмі крові. Причиною тут - надзвичайна чутливість гладких волокон кровоносних судин до зміни концентрації ванадію. Вона виявилася навіть більше, ніж у волокон серцевого м'яза. Солі ванадію звужують кровоносні судини. Це призводить до зростання тиску рідини, що протікає, в нашому випадку - крові. Швидкість кровотоку зростає - з внутрішньої поверхні судини змиваються холестеринові бляшки, а потім вступають в дію ферменти, що активуються всі тим же ванадієм...
Підвищений артеріальний тиск, спостерігається у деяких робітників, що постійно мають справу з ванадієм, можна вважати зворотним боком тих же самих процесів. Елемент № 23 може зіграти певну роль у розвитку гіпертонічної хвороби. Це, на жаль, теж факт.
В медичній практиці препарати ванадію вже проглядаються.
