Kobalt

Kobalt is een chemisch element en behoort tot de zogenaamde ijzer-platinagroep. Het komt vaak voor bij nikkel en ijzer. Biologisch speelt het een belangrijke rol als het centrale atoom van vitamine B12.

Wat is kobalt

Kobalt is een ijzerachtig metaal met atoomnummer 27. De naam kobalt komt uit het Latijn en betekent goblin. Kobalt werd vroeger vastgehouden als waardevol zilver- of kopererts.

Omdat het echter niet kon worden verwerkt en vanwege het arseengehalte bij verhitting stinkende dampen afgeven, noemden de mijnwerkers het Kobold. Het metaal is zeldzaam in de aardkorst in vergelijking met andere elementen. In de natuur wordt het altijd geassocieerd met nikkel. Kobalt is een sporenelement dat in de meeste bodems voorkomt. Er zijn enkele kobaltertsen die zijn gevormd door verweringsprocessen. De opbrengst aan sulfide-ertsen is echter erg laag, met slechts 0,1 tot 0,3 procent.

Elementair kobalt is een taai zwaar metaal dat in twee modificaties voorkomt. Zoals alle metalen geleidt kobalt elektriciteit en warmte zeer goed. In de lucht wordt het gepassiveerd door een oppervlakkige oxidatielaag. Kobalt kan complexe verbindingen vormen met organische moleculen. Een typisch voorbeeld is cobalamine (vitamine B12).

Functie, effect en taken

Kobalt is uitermate belangrijk voor het menselijk organisme in de vorm van complexe verbindingen, ook wel cobalaminen genoemd. De cobalaminen vertegenwoordigen de vitamine B12-groep, hier fungeert een kobaltatoom als het centrale atoom van een complex met zes liganden.

Het kobaltatoom is omgeven door de vier stikstofatomen van een corrinering. Een vijfde stikstofligand is afkomstig van een 5,6-dimethylbenzimidazoolring, die op nucleotide-wijze aan de corrinering is gebonden. De zesde ligand is uitwisselbaar en is verantwoordelijk voor het differentiëren van de verschillende cobalaminen. De enige actieve vorm van vitamine B12 is het complex adenosylcobalamine Adenosylcobalamine is ook het co-enzym B12. De cobalaminen zijn de enige bekende organometaalverbindingen waarin kobalt een belangrijke rol speelt in biologische processen. Vitamine B12 werkt als een co-enzym voor twee enzymatische processen. Het is betrokken bij de omzetting van homocysteïne in methionine.

Homocysteïne wordt daarbij gemethyleerd. Deze reactie is een centraal onderdeel van alle methyleringsreacties. De andere enzymatische reactie helpt om oneven genummerde vetzuren en sommige aminozuren af ​​te breken tot succinyl-CoA. Deze verbinding is een tussenproduct in de citroenzuurcyclus. Cobalaminen kunnen niet in het menselijk organisme worden geproduceerd. Daarom zijn mensen afhankelijk van opname via voedsel. Vitamine B12 wordt in de dikke darm aangemaakt door darmbacteriën. Het kan echter alleen in de dunne darm worden opgenomen, zodat de in de dikke darm gesynthetiseerde cobalamine geen fysiologische betekenis heeft.

Vitamine B12 wordt opgeslagen in de lever. Van daaruit bereikt het via de galzuren de dunne darm en wordt het daar door de intrinsieke factor in het ileum opgenomen. Op deze manier kan met een verminderde opname jarenlang in de eigen behoeften van het lichaam worden voorzien.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Kobalt zit in zijn biologisch actieve vorm in vitamine B12 in alle voedingsmiddelen die van dierlijke oorsprong zijn. Puur plantaardig voedsel bevat niet genoeg cobalamine. De biosynthese van de vitamine wordt uitgevoerd door bacteriën. Herbivoren voorzien in hun behoeften met een speciale darmflora.

Mensen kunnen de cobalamine die in de dikke darm wordt geproduceerd, niet gebruiken omdat het onder het ileum wordt gevormd. Hier wordt het ongebruikt uitgescheiden. Herbivoren zijn echter ook afhankelijk van weilanden met een voldoende hoge kobaltconcentratie. Daarom moeten kobaltverbindingen worden toegevoegd aan het voer van de dieren in kobaltarme bodems. Een kobalttekort manifesteert zich bij de dieren als toenemende bloedarmoede omdat vitamine B12 niet meer in voldoende hoeveelheden kan worden gevormd.

Ziekten en aandoeningen

Bloedarmoede kan ook bij mensen ontstaan ​​door een tekort aan vitamine B12. Dit tekort kan echter niet worden verholpen door kobalt toe te voegen. Zoals eerder vermeld, wordt de vitamine B12 geproduceerd door bacteriën in de menselijke dikke darm niet gebruikt.

Mensen zijn afhankelijk van de inname van cobalamine in voedsel. Omdat dierlijk voedsel de belangrijkste bron van cobalamine is, zijn vegetariërs ook afhankelijk van vitamine B12-supplementen. Cobalamine heeft echter een halfwaardetijd in het lichaam van 450 tot 750 dagen. Het wordt opgeslagen in de lever en kan via de intrinsieke factor steeds weer worden opgenomen. De opgeslagen voorraden in de lever zijn dus voldoende voor enkele jaren, ook als de voorraad beperkt is. Mensen hebben een dagelijkse behoefte van 3 microgram. Bloedarmoede ontstaat wanneer er daadwerkelijk een tekort aan vitamine B12 is.

Bovendien ontstaan ​​psychische problemen, die het gevolg zijn van een verstoring van de achterste koorden en het piramidale kanaal. Bovendien neemt de bloedconcentratie van homocysteïne toe doordat de methylering tot methionine tot stilstand komt. Verhoogde homocysteïnespiegels bevorderen de ontwikkeling van arteriosclerose. Tegelijkertijd kan de methylgroepdonor N5-methyl-tetrahydrofolaat (N5-methyl-THF) niet meer worden omgezet in THF (tetrahydrofolaat). THF is onder meer verantwoordelijk voor de vorming van nucleïnezuurbasen, waardoor ook de vorming van nucleïnezuur wordt geremd.

Hierdoor wordt de bloedvorming vertraagd en zijn de weinige rode bloedcellen nog steeds overbelast met hemoglobine. Er is bloedarmoede ontstaan, die kan worden verholpen door foliumzuur of, beter nog, vitamine B12 toe te dienen. Als de opname van vitamine B12 wordt verstoord door het ontbreken van de intrinsieke factor, treedt pernicieuze anemie op.