Spurenelement ...

 

KobaltCobalt

 

Cobalt gehört zu den essentiellen (‚lebensnotwendigen’) Spurenelementen.

Es ist Bestandteil von Cobalamin (Vitamin B12).

 

Zur Erinnerung ...

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Cobalamin

 

(Frühere Bezeichnung:

Corrinoide)

Sammelbezeichnung für die Vitamin-B12-Verbindungen:

Verbindungen, die sich vom Corrinringsystem ableiten.

 

Diese Verbindungen bestehen aus einem System von vier Pyrrolringen („ähnlich dem Häm“ [Pschyrembel 1994]) und Cobalt als Zentralatom.

 

Zusammenhänge ...

Häm ist „Sammelbezeichnung für Eisen-(II)-Protoporphyrin-Komplexe mit Farbstoffcharakter“ und Bestandteil der Hämoproteine.

[Pschyrembel]

Dazu gehören: Hämoglobin, Myoglobin, Monooxygenasen, Peroxidasen und Zytochrome.

Beim Abbau (v. a. in Leber, Knochenmark und Milz) entstehen Gallenfarbstoffe (Bilirubin, Urobilin).

 -> Siehe dazu: Essen & Co. – Albumin; Glossar – Bilirubin und enterohepatischer Kreislauf, Zellorganellen

 

„Der Pyrrolring ist der Grundkörper des Porphins und der Porphyrine.

Vorkommen in Steinkohlenteer und Knochenöl.“ [Pschyrembel 1994]

-> Siehe dazu bei de.wikipedia: Knochenöl, Pyrrol etc.

 

Porphin ist der Grundkörper der Porphyrine; dieser besteht aus vier Pyrrolringen, die über Methinbrücken miteinander verbunden sind.

-> Siehe dazu bei de.wikipedia: Porphin; en.wikipedia: Methine etc.

 

Porphyrine werden v. a. im Knochenmark und in Mitochondrien der Leber biosynthetisert.

-> Siehe dazu: Essen & Co. – Biosynthese der Porphyrine; de.wikipedia: Porphyrine etc.

 

Porphyrine sind eine Gruppe von Farbstoffen. Sie entstehen aus Porphin durch Substitution (Ersatz) mit organischen Radikalen.

[Radikale = Bezeichnung für Atome, Moleküle oder Ionen mit ungepaartem Elektron. Sog. ‚freie Radikale’ entstehen durch Zufuhr von Energie (z. B. durch ionisierende Strahlung, Elektronenübertragung) und können evtl. irreversible Reaktionen auslösen.]

 

Porphyrin-Protein-Verbindungen liegen u. a. dem Hämoglobin, Myoglobin, den Zytochromen und dem Chlorophyll zugrunde. Mit Metallen (Eisen, Magnesium, Zink) bilden sie Chelate.“

„Physiologisch vorkommendes Chelat ist das Häm.“ [Pschyrembel]

[Chelate -> Siehe dazu bei de.wikipedia: Chelatkomplexe]

 

Und zur Erinnerung ...

  • Ein Cobalamin-Mangel führt sekundär zu einem Folsäuremangel!

-> Siehe dazu: Essen & Co. – Aminosäuren, ‚Wasser-Vitamine’

 

 

 

 

Und siehe auch:

Essen & Co. – Atmungskette, Citratzyklus, Biosynthese von Sphingosin

Mineralstoffe – Calcium, Magnesium

Spurenelemente - Eisen

Fragen, Fragen, Fragen – Katalase (Häm, Monooxygenasen, Peroxidasen ...)

Glossar –

ATP, Erklärungs-ABC (Zytochrome), Nervenzellen, Strukturen für Zellkontakte und Zellkommunikation, Zellorganellen (Innere Atmung und Zytochrome)

Zum Nachdenken – Hyperammonämie, Schockformen, Vitamin B12

Gedankensplitter – Bulbus olfactorius, Hippocampus, Neuroleptika

Etc.

 

Und zum Weiterlesen, Nachdenken, ‚Querdenken’ ...

  • „Cobalt findet sich als Spurenelement in den meisten Böden.“
  • „Cobalt(II)-Salze aktivieren die Hypoxie induzierbaren Transkriptionsfaktoren (HIF) und steigern die Expression HIF-abhängiger Gene. Hierzu gehört das Gen für Erythropoietin (EPO). Cobalt(II)-Salze könnten von Sportlern missbraucht werden, um die Bildung roter Blutzellen zu fördern.“http://de.wikipedia.org/wiki/Kobalt#cite_note-42#cite_note-42

[Quelle und zum Weiterlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Kobalt]

  • „Im Menschen wird EPO etwa zu 85–90 % in der Niere durch die Endothelzellen der um die Nierenkanälchen gelegenen Kapillaren und zu 10–15 % auch durch die Hepatozyten der Leber gebildet. Zudem konnte eine Syntheseaktivität im Gehirn, in der Gebärmutter, im Hoden, in der Milz und sogar in Haarfollikel-Zellen nachgewiesen werden.“
  • „Der Rezeptor (EpoR) gehört zur Familie der Zytokin-Rezeptoren, deren strukturelle Gemeinsamkeiten in zwei oder mehr immunglobulin-ähnlichen Domänen, vier gleich angeordneten Cystein-Resten und der extrazellulären Sequenz WSXWS (Trp-Ser-variable Aminosäure-Trp-Ser [Tryptophan, Serin]) bestehen. ... Dabei werden spezifische, intrazellulär rezeptorassoziierte Tyrosin-Reste phosphoryliert und dienen hierdurch als Kopplungsstation für das Signaltransduktionsprotein STAT5, wodurch verschiedene Signaltransduktionskaskaden in Gang gesetzt werden. Insgesamt sind daran 94 Proteine beteiligt.“
  • „Die Aufgabe von EPO im Organismus ist nicht allein auf die Bildung neuer Erythrozyten beschränkt. Immunzytochemische Hybridisierungsuntersuchungen haben gezeigt, dass EpoR in den unterschiedlichsten somatischen Zellen zu finden ist. Dazu gehören Neurone, Astrozyten, Mikroglia- und Herzmuskelzellen.“
  • „Spezifische EPO-Bindungsstellen wurden in Nervenzellen nachgewiesen, insbesondere auch im Hippocampus, einer Hirnregion, die besonders anfällig für eine durch Sauerstoffmangel verursachte Schädigung ist.“

[Quelle und zum Weiterlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erythropoetin]

 

Zur Erinnerung – Zusammenhänge ...

Der Haarfollikel besteht aus der inneren und äußeren epithelialen Wurzelscheide und der bindegewebigen Haarwurzelscheide (Haarbalg).

-> Siehe dazu: Glossar – Bindegewebe, Hautschichten

 

Die Milz gehört zum ‚Lymphatischen System’.

-> Siehe dazu: Essen & Co. – Lymphe; Glossar – Leukozyten, Makrophagen; Zum Nachdenken – Lymphatisches System

 

Tryptophan und Tyrosin sind essentielle Aminosäuren, müssen also mit der Nahrung zugeführt werden. Die Aminosäure Serin wird u. a. benötigt für die Biosynthese von Sphingosin, Colamin, Cholin und der Kephaline. Serin wird abgebaut zu Pyruvat oder umgebaut zu Glycin. [Pschyrembel]

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Tryptophan

Gehört zu den essentiellen Aminosäuren und ist Ausgangssubstanz für die Biosynthese von Serotonin, Melatonin (sog. ‚Schlafhormon’) und Nicotinsäure (‚Vitamin B3’).

 

-> Siehe dazu: Essen & Co. – Aminosäuren, Vitamine; Glossar – Plexus (Enterisches Nervensystem und Serotonin) etc.

 

Tyrosin

Ist eine semi-essentielle Aminosäure. Sie entsteht durch Hydroxylierung von Phenylalanin und ist Vorstufe der Biosynthese von DOPA, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Thyroxin (Schilddrüsenhormon ‚T4’) und der Melanine.

 

[Enzyme bei Hydroxylierung: Oxidoreduktasen.

-> Siehe dazu: Fragen, Fragen, Fragen – Katalase]

 

-> Siehe dazu: Essen & Co. – Phenylalanin/Tyrosin; Spurenelemente – Eisen, Kupfer; Gedankensplitter – Bulbus olfactorius (Seite 2, Seite 3), Nervus-terminalis-Komplex etc.

 

Serin

Wird v. a. benötigt zur Biosynthese von:

Sphingosin, Colamin, Cholin unx der Kephaline

 

Sphingosin

Bestandteil der Sphingolipide (= Membranlipide mit dem Grundkörper Ceramide; Vorkommen in großen Mengen im Gehirn und im Nervengewebe, z. B. Sphingomyelin).

 

Colamin

Entsteht durch Decarboxylierung von Serin und ist Zwischenprodukt der Biosynthese von Cholin und der Kephaline.

 

[Decarboxylierung = Kohlendioxidabspaltung; wichtige Coenzyme sind v. a. Thiamindiphosphat und Pyridoxalphosphat (PALP).

Thiamin = Vitamin B1; Pyridoxin = Vitamin B6]

 

Cholin

Ist Bestandteil von Acetylcholin, Lecithin und anderen Phospholipiden und ‚Methylgruppendonator’ z. B. in der Biosynthese von Sarkosin aus Glycin.

 

[Methylgruppenübertragung = im Stoffwechsel von Adenosylmethionin (sog. aktiviertes Methionin aus Methionin und ATP); Coenzym ist Tetrahydrofolsäure (= biologisch aktive Form der Folsäure)

Sarkosin = Zwischenprodukt im Stoffwechsel von Cholin; Vorkommen in den Mitochondrien der Leber- und Nierenzellen

Glycin = s. u.]

 

Kephaline

Sind die Membranlipide Phosphatidylserin und Phosphatidylethanolamin; Vorkommen v. a. im Myelin.

 

[Myelin = isolierende Schicht der markhaltigen Nervenfasern (Substantia alba)]

 

Serin wird:

  • Abgebaut zu Pyruvat oder umgebaut zu Glycin.

Pyruvate

Sind Salze der Brenztraubensäure und Endprodukt der Glykolyse. Die Brenztraubensäure ist Verbindungsglied zwischen Aminosäuren- und Glukosestoffwechsel.

Bei der Glukoneogenese wird Brenztraubensäure zu Oxalacetat carboxyliert; Coenzym ist Biotin.

 

[Glykolyse = Abbau von Glukose zu Laktat zur Energiegewinnung in Form von ATP.

 

Glukoneogenese = Neubildung von Glukose aus Nicht-Kohlenhydratvorstufen in der Leber (90 %) und in der Niere.]

 

[Der Vollständigkeit halber ...

Glykogenolyse ist der Abbau von Glykogen innerhalb der Zelle. Glykogen ist die Kurzzeitspeicherform der Glukose bei einem Überangebot; die Hauptspeicherorte sind Leber und Muskel:

Leberglykogen -> dient v. a. der Regulierung des Blutzuckers

Muskelglykogen –> ist Energiereserve

Stimuliert wird der Abbau durch:

Adrenalin -> in der Leber und im Muskel

Glucagon -> in der Leber]

 

Oxalacetate = Salze der Oxalessigsäure.

 

Biotin = wasserlösliches Vitamin; wird durch die Darmflora biosynthetisiert; es ist Coenzym und Carboxycarrier der Carboxylasen (Enzyme, die die Einführung der Carboxylgruppe in organische Verbindungen katalysieren – z. B. die Pyruvatcarboxylase -> spezifisches Enzym der Glukoneogenese -> carboxyliert Pyruvat zu Oxalacetat: Mit Biotin als Coenzym und Mangan (Mn2+) oder Zink (Zn2+) als Cofaktoren, und unter Verbrauch von ATP).

 

„Acetyl-CoA ist dabei positiver allosterischer Effektor.“ [Pschyrembel]

 

[Allosterie = Änderung der Konfiguration von Proteinen (z. B. Enzyme, Transportproteine; die Änderung ... führt zur Hemmung oder Steigerung der Enzymaktivität).

 

Acetyl-CoA (Acetyl-Coenzym A) ist die aktivierte Form der Essigsäure; Coenzym A ist die Wirkungsform des Vitamins Pantothensäure (‚Vitamin B5’).]

 

-> Siehe dazu auch: Essen & Co. – ‚Fett-Vitamine’ (Vitamin K und Blutgerinnung)

 

Glycin (alte Bezeichnung: Glykokoll) = Aminoessigsäure

Ist die einfachste und einzige nicht optisch aktive proteinogene Aminosäure.

Vorkommen in:

  • Hippursäure -> wird v. a. in der Leber gebildet zur Ausscheidung von Benzoesäure (Konservierungsmittel, Antiseptikum, Ausgangsstoff für Lokalanästhetika)
  • Glutathion -> wirkt als Coenzym, Cofaktor, Substrat und Antioxidans; wird ATP-abhängig aus Glutaminsäure und Cystein biosynthetisiert ...
  • Glykocholsäuren -> gehören zu den ‚sekundären’ (konjugierten) Gallensäuren bzw. Gallensalzen: Sie werden in der Leber gebildet (aus Gallensäuren und Glycin) ...

[Der Vollständigkeit halber – zur Erinnerung ...

In der Leber bilden Gallensäuren mit Taurin die Taurocholsäuren.

Taurin ist Abbauprodukt von Cystein, wird an ... primäre Gallensäuren gebunden und ausgeschieden.

Die Aminosäure Cystein ist für die Disulfidbindung in Proteinen verantwortlich (zentrale Verbindung im Schwefelstoffwechsel); sie wird zu Cystin oxidiert.

(Anwendung findet Cystein z. B. als Bestandteil in Infusionslösungen und zur Prophylaxe von Strahlenschäden.)

 

Gallensäuren sind Bestandteile der Galle. Sie werden von den Leberzellen aus Cholesterol (syn. Cholesterin) gebildet. Cholesterol ist Bestandteil der Zellmembranen, der Myelinscheide und der Lipoproteine und Präkursor (‚Vorläufer’; Ausgangsprodukt) von Steroidhormonen, Gallensäuren und Calciferolen (syn. Vitamin D).

 

Cystin kommt besonders vor in Keratinen (v. a. in Haaren, Nägeln und der obersten Hautschicht [Epidermis; diese ist ‚gefäßlos’]).

Oxidation ist der Entzug von Elektronen, meist mit Sauerstoffbeteiligung ...]

 

-> Siehe dazu: Dopamin & Co.; Essen & Co. – Citratzyklus, Biosynthese von Sphingosin, Fette, Fettstoffwechsel, Glutathion, Vitamine; Mineralstoffe – Phosphor; Spurenelemente; Hormone & Co.; Fragen, Fragen, Fragen – Aminosäureaustausch (Serin zu Glycin); Glossar – ATP, Bilirubin und enterohepatischer Kreislauf, Blutgerinnung, Erklärungs-ABC, Hautschichten, Nervenzellen (Myelin etc.), Zellorganellen (Mitochondrien); Zum Nachdenken - Cholin

 

Phosphorylierung

Ist die Veresterung (= Bildung eines Esters aus Alkohol und Säure unter Wasserabspaltung) organischer Verbindungen mit Phosphorsäure. Man unterscheidet:

  • Oxidative Phosphorylierung -> in der Atmungskette in den Mitochondrien
  • Phosphatphosphorylierung -> direkte Phosphatübertragung auf ein Substrat (Substrate sind alle durch Enzyme umsetzbaren Verbindungen ...)
  • Kovalente Konversion -> zur Regulierung des Stoffwechsels und zur Signalübertragung

-> Siehe dazu: Mineralstoffe – Phosphor; Glossar – ATP etc.;

http://de.wikipedia.org/wiki/Phosphorylierung

 

 

 

Neurone, Astrozyten, Mikroglia (syn. Hortega-Glia)

-> Siehe dazu: Glossar – Nervenzellen, Gliazellen

 

Die Herzmuskelzellen werden durch das vegetatve Nervensystem beeinflusst: Der Sympathikus steigert die Herztätigkeit, der Parasympathikus senkt sie ab.

-> Siehe dazu: Nervensystem; Glossar – Plexus; Diplomarbeiten etc. - Muskelgewebe

 

Der Hippocampus gehört zum ‚limbischen System’. Er liegt im Scheitellappen (Parietallappen) an der medialen Wand des Unterhorns des Seitenventrikels (1. und 2. Hirnventrikel) und verläuft in einem Bogen bis zum Balken (Corpus callosum).

-> Siehe dazu: Wunderwerk Gehirn; Glossar – Fossa cranii, Limbisches System; Gedankensplitter – Hippocampus, ‚Layer to layer’

  • „In einer weiteren, neuropsychologischen Einzelstudie wurden stimmungsaufhellende Effekte bei gleichzeitiger Verbesserung kognitiver Fähigkeiten durch Verabreichung von EPO bei Patienten mit Angstzuständen und Depression beobachtet.“
  • „In einer Studie in der Schweiz konnte belegt werden, dass dieser protektive Effekt auf der durch EPO vermittelten Produktion von Stickstoffmonoxid in den koronaren Endothelzellen beruht. Die durch Stickstoffmonoxid verursachte Gefäßerweiterung führt offenbar zu einer höheren Durchblutung und damit zu einer verbesserten Sauerstoffversorgung des Gewebes.“
  • „In einer Langzeitstudie am Kinderkrankenhaus auf der Bult, Hannover, konnte gezeigt werden, dass EPO bei extrem früh Geborenen vor Hirnblutungen schützen kann.“

[Quelle und zum Weiterlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Erythropoetin]

-> Siehe dazu auch: Angst, Depressionen, Dopamin & Co. – Stickstoffmonoxid etc.

  • “Cobalt in inorganic form is also an active nutrient for bacteria, algae and fungi.”

  • “Vitamin B12 is an organometallic compound found in nature and is the only vitamin to contain a metal atom.”
  • “Cobalt is not found as a native metal, but it is mainly obtained as a by-product of nickel and copper mining activities. The main ores of cobalt are cobaltite, erythrite, glaucodot and skutterudite.
  • After nickel and chromium, cobalt is a major cause of contact dermatitis.

[Quellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Kobalt; http://en.wikipedia.org/wiki/Cobalt]

 

 

Quelle und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch ‚Pschyrembel’

 

Siehe auch:

Spurenelemente – Eisen

 

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