Minoritní kovové stopové prvky v lidském těle, ve výživě a ve vzdělávacích plánech základních a středních škol

Lenka KAŠTOVSKÁ

Bachelor's thesis

Minority metal trace elements in human body, nutrition and in educational plans of secondary schools

Abstract:

Stopové prvky jsou pro tělo esenciální v malém množství, menším než 100 mg denně, avšak i tak představují nepostradatelnou složku pro správné fungování celého organismu. Práce se zabývá mědí (Cu), manganem (Mn) a kobaltem (Co). Prvky spojují vlastnosti kovů, zejména ochota přijímat a odevzdávat elektrony, čímž se podílejí na redoxních reakcích v lidském těle. Jejich funkce v organismu nejčastěji spočívá ve vazbě na protein nebo jsou neoddělitelně součástí molekuly, jak tomu je v případě kobaltu v kobalaminu. Ačkoliv je stopových kovů v těle potřeba v řádech miligramů, jejich nedostatek je pro organismus fatální. Naopak ve větším než potřebném množství jsou pro tělo toxické. Metabolismus vybraných kovů je individuální pro každý z nich, pro měď jsou unikátní ATP7A a ATP7B transportní proteiny, pro mangan to jsou ZIP proteiny, pro kobalt naopak metabolismus není dobře objasněn. Kovy nalezneme v rostlinných i živočišných potravinách, mangan a kobalt zejména v rostlinných zdrojích. Všechny kovy jsou spojené s patologiemi v lidském organismu. Menkesova a Wilsonova choroba jsou 2 hlavní poruchy metabolismu mědi. Mangan v nadbytečném množství vykazuje soubor příznaků nazývaný manganismus, nadbytek kobaltu v těle navozuje hypoxii a negativně postihuje nejednu orgánovou soustavu. Druhá část práce se soustředí na zastoupení tématu mikrobiogenních prvků v základním a středním stupni vzdělávání pomocí analýzy učebnic přírodopisu, biologie a chemie.

Abstract:

Trace elements are essential in small amounts, less than 100 mg daily, nevertheless they are still necessary for the proper functioning of the whole organism. The thesis is focused on copper (Cu), manganese (Mn) and cobalt (Co). These elements share the properties of metals, especially the willingness to accept and give up electrons, thus contributing to redox reactions in the human body. Their function in the body most often consists of binding to a protein or being an integral part of a molecule, as is the case with cobalt in cobalamin. Although trace metals are needed in the body in the number of milligrams, their deficiency is fatal to the organism. In contrast, they are toxic to the body in more than the required amount. The metabolism of the selected metals is individual for each of them, for copper the ATP7A and ATP7B transport proteins are unique, for manganese, it is the ZIP proteins, for cobalt, on the contrary, the metabolic mechanism is not well understood. The metals are found in plant-based as well as in animal-based food, manganese and cobalt, especially in plant sources. All metals are associated with pathologies in the human organism. Menkes and Wilson's disease are the 2 major disorders of copper metabolism. Manganese in excess shows a set of symptoms called manganism, excess cobalt in the body induces hypoxia and negatively affects many organ systems. The second part of the thesis focuses on the representation of the topic of microbiogenic elements in primary and secondary education by analysing textbooks of science, biology, and chemistry.

Keywords

stopové prvky, měď, mangan, kobalt, metabolismus, výuka, učebnice

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 15. 5. 2023
• Supervisor: RNDr. Michal Živný, Ph.D.

University of Ostrava

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Biology - Chemistry Training with Focus on Education