Természet Világa, 1997 (128. évfolyam, 1-12. szám)
1997-07-01 / 7. szám
KÉMIA 324 Új eredmények a mikroelemkutatásban PAIS ISTVÁN A Földet alkotó 88 állandó elem közül 76-ot tekinthetünk élettanilag fontosnak (1. ábra). Ezek közül 65 elem alkotja a mikroelemek (nyomelemek) csoportját. E kutatási terület fejlődésében is az analitikai-kémiai, illetőleg az elválasztás-technikai módszerek játszottak igen jelentős szerepet: míg az 1970-es években a mg/kg nagyságrendben lévő anyagok meghatározása jelentette az átlagos laboratóriumok teljesítményét, ma már a pg/kg értékek mérése tekinthető szokványosnak, de az élettani folyamatok sejtszintű ismerete a ng/kg értékek (ez már milliárdod grammnak felel meg!) megbízható mérését igényli. Az ilyen feladatok megoldásához szükséges módszerek (és műszerek) már rendelkezésünkre állanak, ám ezek igen jelentős anyagi forrásokat is igényelnek. E területen sincs egyetlen, minden cél megoldására alkalmas mérési eljárás, több módszer (és műszer) kombinációja hozhatja meg a kellő sikert. Példaként megemlítjük, hogy az induktív csatolású plazmaemissziós színképelemző és a tömegspektrométer kombinációjával dolgozó műszeregyüttes (ICP-MS) kereskedelmi ára napjainkban kereken 40 millió forintnak felel meg. A szerző tervszerűen említette a széles körű tájékozódásra alkalmas műszeres mérés lehetőségét, hiszen 1-1 élettani, környezetvédelmi és más mintában általában 15-30 közötti a jelentősnek tekinthető elemek száma, így érdekünk, hogy egyidejűleg minél több elemről szerezzünk lehetőleg megbízható adatot. A későbbiekben ugyanis szólanunk kell az egyes elemek közötti kölcsönhatásokról is, így a multielemes analízist nem kerülhetjük meg. Az élettanilag kedvező vagy kedvezőtlen hatások ugyanis nagyon ritkán tulajdoníthatók 1-1 elem, pontosabban az azt tartalmazó vegyületek megfelelő mértékű jelenlétének, mert azok az elemek kölcsönhatásától, a vegyületformától, sőt az adott elem oxidációs állapotától és sok más paramétertől egyaránt függenek. Külön szeretnénk szólni a „kevéssé ismert” elemek (ábránkon a „jéghegy” víz alatti része) kutatásának fontosságáról, hiszen ezek - melyek élettani hatásáról gyakran nagyon szegényesek az ismereteink - a táplálékláncban ugyanúgy megtalálhatók, vagy abba - például a környezetszennyezés eredményeként - bekerülhetnek és ott általunk kevéssé ismert hatásokat válthatnak ki. Az ábrán feltüntetett „kevéssé ismert” elemek egy részéről (ilyen az arzén, a lítium, a szilícium, az alumínium stb.) az utóbbi néhány évben jelentősen gyarapodtak ismereteink, de a korábban említett új tudásanyag további bővítésére - még ezeknél az elemeknél is - feltétlenül szükség van. A mikroelemek élettani hozzáférhetőségéről A mikroelemek - más tápelemekhez hasonlóan - általában vízoldható (ritkábban zsíroldható) formában jutnak be az élőlények szervezetébe és fejtik ki kedvező vagy kedvezőtlen hatásukat. Maguk az egyes elemek tiszta állapotban élettanilag sokszor közömbösek: szervetlen, de leggyakrabban szerves vegyületek alkotórészeként kerülnek kapcsolatba az élővilággal. A tápanyagok (és a bennük lévő tápelemek is) legtöbbször szerves vegyületek formájában találkoznak az emésztőrendszer különböző szakaszaival és az itt működő enzimek, vagy más anyagok hatására részben átalakulnak, majd többségükben felszívódnak. A „felszívódás” önmagában is bonyolult (több tekintetben még ma sem kellően tisztázott!) folyamatok sokaságának eredménye, amelyekben a koordinációs kémiából ismert ligandum-csere folyamatai is meghatározó szerepet 1. ábra. Az elemek csoportosítása 2. ábra. Az arzén élettanilag fontosabb vegyületformái Természet Világa 1997. július