Element v sledovih je bistvena sestavina številnih kisik- in aktivne skupine, ki prenašajo elektrone. Pomanjkanje železa vodi do zmanjšanja aktivnosti odvisnih od železa encimi zlasti oksidoreduktaze in monooksigenaze.
Prevoz in skladiščenje kisika
Kot bistveni gradnik hemoglobina, glavna vloga železo je prevoz kisik od pljuč do mesta končne oksidacije v tkivih. Iron sodeluje tudi pri shranjevanju kisik v obliki mioglobin. Kot enoverižni hemski protein, mioglobin poveča hitrost difuzije kisika iz eritrocitov (rdeča kri celice) v citosol in mitohondriji mišic. Hemoglobin tako dobro, kot mioglobin vsebujejo približno 75% celotnega telesnega kisika.
Elektronski transport
Pomembno železo-frakcije, ki vsebujejo citokrome mitohondrijske dihalne verige. Ti so bistveni za prenos elektronov in prenašajo elektrone v molekularni kisik do vode se oblikuje. Železo v tem procesu služi kot akceptor elektronov. Sistemi citokromov, zlasti citokrom c, igrajo tudi vlogo pri celični oskrbi z energijo, saj so potrebni za proizvodnjo ATP - adenozin trifosfat, dajalec energije v organizmu. Oksidacija in redukcija
- Ribonukleotid reduktaze - potrebujejo železo, da katalizirajo stopnjo sinteze DNA, ki določa hitrost reakcije
- Aminokislinske monooksigenaze - funkcija teh od železa odvisnih encimov je pospeševanje reakcij, da se tvori predhodnik serotonina 5-hidroksitriptofan in predhodnik dopamina L-dopa; serotonin in dopamin sta pomembna nevrotransmiterja v centralnem živčnem sistemu
- Družina citokroma P450 - posreduje številne reakcije pri presnovi ksenobiotikov (tujih snovi) s pomočjo železa kot aktivirne kovine, sodeluje pri biosintezi steroidnih hormonov, kot so spolni hormoni in kortikoidi, vitamin D3, pri presnovi zdravil , aromatskih ogljikovodikov in med drugim pri sintezi žolčne kisline
- Desaturaze maščobnih kislin - nastanek nenasičenih maščobne kisline.
- Lipoksigenaze - sinteza levkotrienov, ki spadajo v razred snovi eikosanoidi, so lokalizirani v levkociti (bela kri celice) in so povezane z alergijskimi ali vnetnimi reakcijami telesa.
- Kompleksi metalo-encimov, ki vsebujejo železo, kot so peroksidaze, katalaze in oksigenaze - prenos vodik do vodikov peroksid, ki prispeva k odstranjevanju kisikovih radikalov.
- NO sintetaz in peroksidaz, razen glutation peroksidaz - vplivajo na vazodilatacijo (razširitev krvnih žil z sprostitvijo žilnih gladkih mišic), nevrotransmisijo - komunikacijo med nevroni skozi sinapse - in imunski status
- Kisikove transferaze - zagotavljajo prenos kisika v vmesni presnovi.
- Hidroksilaze, ki vsebujejo železo - uravnavajo razstrupljanje procesi v telesu.
- Sukcinatna dehidrogenaza citratnega cikla - katalizira oksidacijo sukcinata v fumarat.
- Akonitaze v citratnem ciklusu mitohondrijev - vsebujejo železo kot ohlapno vezan kofaktor - železo-žveplovo središče - in igrajo bistveno vlogo katalizatorja reverzibilne reakcije citrata na izocitrat
Odvisno od železa encimi vključujejo tudi gvanilat ciklaze - cGMP kot drugi sel - in aminofosforiboziltransferaze. Slednji so bistveni za sintezo purina in katalizirajo korak, ki določa hitrost reakcije.
Prooksidantno delovanje
Prosti železovi ioni lahko katalizirajo Fentonovo reakcijo s superoksidom in vodik peroksid, ki reagira in tvori proste, reaktivne radikale, ki so povezani s povečanim oksidativnim učinkom stres in prezgodnje staranje celic. Samo transportne beljakovine transferin je antioksidant lastnosti. Z vezavo železa ščiti celice in tkiva pred prostimi železovimi ioni, ki kažejo agresivne oksidativne učinke.
Sinteza kolagena
Železo je bistven element v sledovih za hidroksilacijo polipeptidnih verig, zaradi česar je bistven za pravilno tvorbo in regeneracijo kosti, hrustanec in vezivnega tkiva.
Visoke zaloge železa kot potencialni dejavnik tveganja
Prosti železovi ioni kažejo toksične učinke. Kot prooksidanti so povezani z razvojem bolezni srca in ožilja - kot je koronarna srce bolezen (CHD; koronarna bolezen plovila), ki ima za posledico miokardni infarkt (srce napad) - in nevrodegenerativne bolezni - na primer Alzheimerjeva bolezen or Parkinsonova bolezen. Poleg tega ima železo verjetno vlogo omejevalnega hranila za rast in razmnoževanje tumorskih celic. Študija iz ZDA je potrdila, da so povišane ravni železa v serumu povezane s povečanim tveganjem za tumorske bolezni. Kot osnovni mehanizem se obravnava, da železo spodbuja oksidacijo stres s svojo ključno katalitično funkcijo pri tvorbi citotoksičnih kisikovih in hidroksi radikalov, na primer med reakcijami Fenton in Haber-Weiss. Da bi preprečili takšne bolezni, se je treba izogibati povečanemu vnosu železa in večjim zalogam železa. Preobremenitve z železom se na primer pojavijo kot posledica pitja vode z visoko vsebnostjo železa, železna posoda, pogosta kri transfuzije, pretiran vnos železa dodatki, in kot posledica kroničnih alkoholizem ali povečana poraba zlahka absorpcijskih virov železa - na primer hem železa - iz živil živalskega izvora. V zvezi s tem so študije odkrile pozitivno povezavo med kardiovaskularnim tveganjem - zlasti tveganjem za miokardni infarkt (srce napad) in vnos hemskega železa, ne pa tudi z nehemskim železom ali skupnim vnosom železa. Dedno hemokromatoza je "bolezen skladiščenja železa" zaradi prekomerne, nenadzorovane prebavil absorpcija. Posamezniki s to avtosomno recesivno boleznijo imajo večje tveganje za hepatocelularni karcinom. Poleg tega prizadeti posamezniki trpijo zaradi šibkosti, rjavo-sive koža pigmentacija, oz artritis, med drugimi simptomi. V poznejših fazah so poškodbe miokarda (poškodbe srčnih mišic), sladkorna bolezen mellitus oz jetra lahko se pojavi ciroza. Jetra ciroza je zadnja stopnja različnih kroničnih bolezni jeter, za katero je značilna smrt jetrnih celic, kar ima za posledico nefunkcionalne, nodularne vezivnega tkiva. Poleg jetra karcinom, hemokromatoza bolniki lahko razvijejo tudi druge tumorje, kot je karcinom dojke (raka dojk) ali kolorektalni karcinom (debelo črevo in rektalni karcinom). Pomembno obvestilo. Preden začnete jemati likalnik dopolnjujejo, serum feritin raven mora vedno določiti zdravnik za odkrivanje pomanjkanje železa! Osebe z povišanim feritin koncentracije ne smejo jemati železa dodatki v nobenem primeru. Dodatno tveganje je, če taki posamezniki redno uživajo vitamine dodatki. vitamini A, C in E kažejo prooksidativne učinke, kadar so skladišča železa povišana in neposredno povzročijo redukcijo prostega železa (Fe2 +) v nevezani reakciji Fenton.
