Эссенциальный микроэлемент - марганец, принимает активное участие во многих обменных процессах, поскольку является регуляторным коферментом многих энзимов в процессах обмена углеводов, белков и жиров в организме человека. Например, данный МЭ выполняет антиоксидантную работу при митохондриальном окислительном стрессе, поскольку находится в комплексе с ферментом СОД (супероксиддисмутаза). При повышении и при понижении концентрации в организме марганца происходят изменения в обменных процессах, что и приводят к нервно-психическим расстройствам. В последнее время увеличивается распространенность нарушения метаболизма, что способствует развитию таких патологий, как сахарный диабет 2 типа, увеличение массы тела, потеря чувствительности к инсулину (инсулинорезистентность, образование атеросклеротических бляшек, гиперлипидемию, разные поражения печени. Перекисное окисление липидов, генерация реактивных форм кислорода, оксидативный стресс (много свободных радикалов с неспаренными электронами) и воспалительные процессы являются стимуляторами для патогенеза заболеваний обмена веществ.
Кобальт является важным кофактором в организме, содержится в таких питательных веществах, как витамин B12. В избыточных количествах и в своей неорганической форме кобальт может привести к значительной токсичности. Острая токсичность часто встречается редко, обычно в результате избыточного приема пищевых добавок. Хроническая токсичность может возникнуть из-за профессиональных воздействий и из-за выхода из строя протезов бедра «металл-металл». Диагностика токсичности кобальта важна для ограничения заболеваемости и смертности. В этой публикации будет обсуждаться история отравления кобальтом, выявляться источники воздействия кобальта, обсуждаться патофизиология и рассматриваться управление токсичностью кобальта.
Пируваткиназа, лактатдегидрогеназа и аланинаминотрансфераза являются основными источниками цитозольного пирувата. После образования в цитоплазме большая часть пирувата в конечном итоге направляется в митохондриальный матрикс. В матриксе углерод из пирувата управляет потоком цикла лимонной кислоты, тем самым поддерживая производство АТФ путем окислительного фосфорилирования и множественных биосинтетических путей. Митохондриальный переносчик пирувата доставляет пируват из межмембранного пространства в матрикс митохондрий. Для прохождения внутренней митохондриальной мембраны и достижения матрикса пирувату требуется специфический переносчик - МПК (MPC). Таким образом, МПК эффективно связывает цитозольный метаболизм пирувата с циклом лимонной кислоты. Хотя существование биохимически ингибируемой активности МПК известно уже несколько десятилетий, молекулярная идентификация МПК была обнаружена лишь недавно.
Пируват занимает критический узел в центральном углеродном метаболизме. Измененный метаболизм пирувата может вызвать заболевание. Нарушения метаболизма пирувата тесно связаны с развитием таких заболеваний, как рак, нейродегенеративные расстройства, сердечная недостаточность и другие состояния, которые будут подробно рассмотрены в обзоре. Многие раковые клетки частично определяются метаболическим переключением, называемым эффектом Варбурга, при котором гликолитический поток углерода сильно повышается, а окислительное фосфорилирование значительно понижается. Метаболитов, участвующих в этом обмене веществ, достаточно; они различаются в зависимости от вида онкологии. В данном обзоре будут обсуждаться основные субъединицы, такие как PKM2, HIF1, p53, и их связи с обменом ПВК. Также рассматриваются потенциальные методы лечения.