Nikkel nødvendig for livet Av David Coppedge
Oversatt herfra

Bilde 1. 'Nikkel' -slang for 5-pence, med bøffel

I min serie med artikler om kjemiske elementer i menneskekroppen, og hvordan de forholder seg for å gjøre en planet beboelig (i henhold til Michael Dentons Privileged Species-bøker), la jeg til noe av Dentons informasjon om jordens forsyningskjeder for vitale elementer som sink, fosfor, kalium, kobber, mangan, jern og til og med bor og kobolt. Men jeg må innrømme at jeg ikke visste (eller hadde glemt) at kroppen trenger nikkel. Det vil si, jeg visste det ikke før jeg kom over en nylig oppdatering av en artikkel på The Nutrition Source fra Harvard School of Public Health -lenke. Her er 5-cent-versjonen:

-Nikkel er et allestedsnærværende mineral som finnes i jord, vann og luft. I menneskekroppen er det en komponent av visse enzymer, involvert i kjemiske reaksjoner, og kan hjelpe til med jernabsorpsjon. Absorpsjonen av nikkel kan avhenge av spesifikke matvarer den spises med, inkludert melk, te, kaffe og appelsinjuice, som enten øker eller reduserer absorpsjonen. Studier tyder imidlertid på at den totale absorpsjonen av diettnikkel er lav, på mindre enn 10 %, og majoriteten av inntatt nikkel kommer ut av kroppen i urin eller avføring. Nikkel lagres ikke i de fleste vev eller organer, med unntak av skjoldbruskkjertelen og binyrene.

Dette sendte meg på et søk for å lære mer. Hvilke enzymer trenger nikkel, og hvordan fungerer de? Opptar nikkel en sentral kjerne av noen enzymer, som med jern i hemoglobin? Hva er matkildene for nikkel? Hvilke andre organismer bruker nikkel? Og er nikkeltilgjengelighet et krav for en planets beboelighet? Bidrar det til Dentons privilegerte artshypotese og argumenterer for design?

Bilde 2. Skjoldbruskkjertelen (glands) lagrer nikkel

En Nikkel-merkverdighet

Nikkel (atomnummer 28) sitter i midten av første hele rad i det periodiske systemet, ved siden av jern (26) og kobolt (27), kobber (29) og sink (30). Den er blant de vitale "overgangsmetallene" som Denton understreker er unikt egnet for komplekst liv (The Miracle of the Cell, kapittel 6). Overgangsmetaller er i stand til å danne forbindelser med andre grunnstoffer og delta i redoks-reaksjoner. Det 24. mest tallrike grunnstoffet i jordskorpen, nikkel er allestedsnærværende, men bare i små mengder. Den amerikanske 5 cent-mynten med Thomas Jeffersons bilde er faktisk 75 prosent kobber, sier U.S. Mint, med en nikkellegering som utgjør resten. Hvis du finner en "Buffalo nikkel" (preget 1913 til 1938), med portrettet av en sletteindianer på den ene siden, behold den eller selg den; det kan være verdt fra 10 til hundretusenvis av dollar, sier en myntsamlerkilde.

Nikkel og menneskers helse
En ting jeg la merke til var at det ikke er gjort mye forskning på nikkel i menneskekroppen. La oss starte med "The Facts on Nickel" fra et Dartmouth College-nettsted om giftige metaller.
-Nikkel har vist seg å være et essensielt sporstoff i flere dyrearter og er sannsynligvis essensielt hos mennesker. Imidlertid er det ingen kjent tilstand hos mennesker som har vært assosiert med nikkelmangel, og det er sannsynlig at vi får all nikkelen vi trenger fra dets allestedsnærværende tilstedeværelse i mat og vann.
WebMD er enig: "Nikkel er et essensielt næringsstoff i noen kjemiske prosesser i kroppen," men sier så: "Dets nøyaktige funksjoner i kroppen er ikke godt forstått."
Mengden nikkel vi trenger er veldig liten, og ikke vanskelig å få tak i.

Bilde 3. Nikkels plassering i periodisk tabell (28)

-Mennesker får i seg et daglig gjennomsnitt på 170 mikrogram nikkel uten å vite det, en liten mengde, mindre enn massen til et enkelt sandkorn. Spormengder av nikkel er tilstede i luften vi puster inn, og i husholdningsprodukter fra kraner til sjampo. Disse mengdene har ingen kjent effekt på menneskers eller økosystemers helse.
For de som jobber i bransjer der de er utsatt for nikkelstøv, kan effektene være giftige. Men, sier artikkelen, man må inhalere rundt 50 000 til 100 000 ganger mengden de fleste av oss blir utsatt for. "Heldigvis for de fleste, er slik kronisk eksponering for nikkel sjelden."

Spis nikkel - med moderasjon
Hvilke matvarer inneholder nikkel? Dartmouth lister opp "sild, spirer, asparges, peanøtter, sopp, rabarbra, mais, kakao, tomater, kål, østers, bønner, løk, spinat, erter, pærer, rosiner, te, bakepulver, fullkornshvetemel, mat tilberedt med nikkelredskaper, all hermetikk." WebMD legger til, "nøtter, tørkede bønner og sjokolade." Mengden nikkel i disse matvarene varierer, avhengig av nikkelinnholdet i jorda eller vannet de vokste, eller ble dyrket i. Av disse grunnene er nikkelmangel sjelden, men kontakteksem fra nikkelallergi rammer 10-20 prosent av mennesker.

Kroppen ser ut til å vite hvor mye nikkel den skal beholde. "Det meste av nikkelen i blodet fjernes av nyrene og passerer ut av kroppen gjennom urin," sier Dartmouth. "Inntatt nikkel passerer gjennom mage-tarmkanalen, men blir ikke absorbert." Nikkel konkurrerer med jern om absorpsjon, sier Harvard, som kan mildnes ved å spise jernrik mat og ta vitamin C. Men tidligere sier den samme artikkelen at "det er en komponent av visse enzymer som er involvert i kjemiske reaksjoner og kan hjelpe med jern-absorpsjon."
En artikkel fra 2020 forsøkte å etablere referansenivåer for nikkel i indre organer. Studier fra obduksjoner fra seksti polske mennesker fant stor variasjon i nikkeloverflod avhengig av organet. Mesteparten av det ble funnet i lever og nyrer, noe mindre i lungene, med minst funnet i mage og hjerne. Den nevnte ikke binyrene og skjoldbruskkjertelen, kanskje fordi de ikke så der.

Hva med de nikkelenzymene?
For tre år siden, i en undersøkelse av metaller brukt i livet, siterte Casey Luskin en hagebrukskilde om noen av de nikkelholdige enzymene i planter, men nevnte ikke dyre-enzymer. Jeg kunne ikke finne noen andre omtaler av nikkelenzymer her på Evolution News, så jeg søkte etter informasjon. Jeg traff jackpotten med en artikkel fra 2020 i Protein Science -lenke https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7184782/ . Den sier at alt liv bruker nikkelenzymer, og cellene må håndtere og regulere det med forsiktighet. Nyt dette åpningsavsnittet:
-Nikkelenzymer, tilstede i arkea, bakterier, planter og primitive eukaryoter er delt inn i redoks- og ikke-redoksenzymer og spiller nøkkelfunksjoner i forskjellige metabolske prosesser, som energimetabolisme og virulens. De katalyserer forskjellige reaksjoner ved å bruke aktive steder med forskjellige kompleksiteter, som mononukleært nikkel i Ni-superoksiddismutase, glyoksylase I og acireduktondioksygenase, dinukleært nikkel i urease, heteronukleære metallokluster i [NiFe]-karbonmonoksiddehydrogenase, acetylase-/CoA-dekarbonylase. og [NiFe]-hydrogenase, og enda mer komplekse kofaktorer i metyl-CoM-reduktase og laktatracemase. Tilstedeværelsen av metall-enzymer i en celle nødvendiggjør en tett regulering av metall-homeostase, for å opprettholde den passende intracellulære konsentrasjonen av nikkel, samtidig som dens toksisitet unngås. I tillegg krever biosyntesen og innsettingen av nikkelaktive steder ofte spesifikke og forseggjorte modningsveier, slik at det riktige metallet kan leveres og inkorporeres i målenzymet.

Mengdene kan være små, men nikkel ser ut til å være under tilsvarende regulering som andre overgangsmetaller. Nikkel-jernklynger (NiFe) spiller en overraskende rekke viktige roller i kroppen. Og som svar på spørsmålet mitt trenger alt liv det: fra arkea og oppover. En ironisk konklusjon av disse studiene er , uten at billedhuggeren visste det, hadde begge bildene han portretterte på bøffelnikkel, nikkel inne i seg!

Bilde 4. Binyrene lagrer nikkelreserve (adrenal glands)

Nikkel tilgjengelighet
Har alle steinplaneter nikkel? Og er det tilgjengelig på overflaten? Det var mine neste spørsmål. Steinplaneter som har gjennomgått differensiering, som Mars, Jorden, Venus og Merkur, antas å ha en nikkel-jernkjerne. Det er fordi de tyngre elementene synker til midten når planeten er smeltet. Nikkel nede i kjernen vil imidlertid ikke hjelpe livet på overflaten som trenger NiFe-hydrogenase eller Ni-superoksiddismutase. En rapport antydet at det meste av nikkelen på jordskorpen ble levert av meteoritter sammen med jern. Vulkaner er andre potensielle leverandører av nikkel fra mantelen til overflaten.

Dette fører til et annet spørsmål: Kan en beboelig planet uten nikkel, være vertskap for liv ? Astrobiologer har en tendens til å fokusere på de rikelige elementene som brukes av livet slik vi kjenner det (CHON: karbon, hydrogen, oksygen og nitrogen). Jeg kunne ikke finne noen astrobiologiske kilder som var bekymret for tilgjengeligheten av nikkel, men det burde de kanskje være. Astrobiolog Christopher McKay sa i en PNAS-artikkel fra 2014 at det ikke var noen liste over essensielle elementer.
-Hvis flytende vann og biologisk tilgjengelig nitrogen er tilstede, kan fosfor [sic], kalium, natrium, svovel og kalsium komme som neste på en kravliste, siden disse er de nest mest tallrike grunnstoffene i bakterier. Det er imidlertid ingen definitiv liste og enhver liste vil avhenge av organismen som vurderes; for eksempel krever beboelighet for metanogener høye nikkelnivåer.
Noen artikler som denne fra Uppsala universitet antyder at nikkel kan ha spilt en rolle i livets opprinnelse, men det er bare spekulasjoner. Det forutsetter bare at nikkel vil være tilgjengelig.

Bilde 5. Beboelig sone -Melkeveien

Nikkel og ID
Til slutt, bidrar nikkel til det finjusterende argumentet for intelligent design? Kanskje det ikke gjør det av seg selv, men jo høyere antall kjemiske elementer forskere finner er avgjørende for liv, jo vanskeligere blir det å tenke at alle av dem ville være tilgjengelige på andre planeter. Hvis vi kan legge nikkel til listen, blir argumentet sterkere. Det er verdt minst en kobbermynt å tenke på, om ikke en bøffel-nikkel til 100 000 dollar.

Oversettelse via google oversetter ved Asbjørn E. Lund