Iron je najpogostejša prehodna kovina na površini Zemlje, pa tudi v organizmih, in je bistven (življenjski) element v sledovih za ljudi. Pojavlja se v več stopnjah oksidacije, vendar le Fe2 + - dvovalentna železo, fero spojine - in Fe3 + - trivalentno železo, fero spojine - imajo za organizme kakršen koli pomen. V spojinah železo je običajno prisoten v dvovalentni obliki. Fe2 + nato deluje kot redukcijsko sredstvo in donira elektrone. Spojine Fe3 + pa predstavljajo oksidativne snovi in so kot končni sprejemniki elektronov sposobne sprejemati elektrone [7,19]. Ker je Fe2 + v vodni Rešitve lahko spontano oksidira v izredno težko topen Fe3 + - hidroksid, organizmi imajo nekatere beljakovin, Kot je hemoglobina (kri pigment), transferin or feritin, ki vežejo železo. Tako element v sledovih ostaja biološko dostopen kljub svoji slabi topnosti. Zdrava oseba ima skupno telesno vsebnost približno 3-5 gramov železa - 45 do 60 mg / kg telesne teže. Približno 80% tega je prisotnega kot funkcionalno železo. Večina funkcionalnega železa je potrebna za eritrocite (rdeča kri nastanek in razvoj celic) in le manjši delež (12%) za mioglobin sinteza in mitohondrijska dihalna veriga. Poleg tega mora biti na voljo železo za biosintezo, odvisno od železa encimi ki so bistvenega pomena za prenos elektronov. Skladiščni organi železa predstavljajo približno 20% vseh. Element v sledovih je shranjen v obliki feritin in hemosiderin predvsem v jetra, Vranica, črevesje sluznica in kostni mozeg. Ločimo med hemskim železom - železovim protoporfirinom, dvovalentnim Fe - in nehemskim železom - ioniziranim prostim železom, ki je lahko dvovalentno ali trivalentno - kot sestavina anorganskih spojin. Hemiron je železo-beljakovinski kompleks s protetično skupino, povezano z beljakovinsko molekulo. Najpomembnejši hem beljakovin bistvenega pomena za presnova železa vključujejo hemoglobina, mioglobin in citokromi. Več kot polovica funkcionalnega železa je vezana na hemoglobina (rdeča kri pigment) in tako lokaliziran v eritrocitov (rdeče krvne celice). Mioglobin je rdeč mišični pigment in skupaj z drugimi, ki vsebujejo železo encimi - citokromi, katalaze, peroksidaze - predstavljajo približno 15% funkcionalnega železa. Nehemsko železo v živalski hrani je v obliki feritin, hemosiderin in železov citrat.
Presnova
Regulacija homeostaze železa poteka s pomočjo nadzora železa absorpcija v Tanko črevo, predvsem v dvanajstnik (dvanajstnik) in jejunum - srednji del tankega črevesa, znan tudi kot "prazen črevo. " Na absorpcijo vplivajo številni dejavniki, kot so:
- Fiziološko povpraševanje
- Količina in kemična oblika zaužita železa
- Stanje posamezne oskrbe - bazalno železo absorpcija je približno 1 mg / dan, v pomanjkanje železa o absorpcija stopnja se poveča na 3-5 mg / dan, čezmerna absorpcija železa je manjša tudi do 50%.
- Obseg eritropoeze (proizvodnja rdečih krvnih celic).
- Količinska razmerja med različnimi drugimi organskimi in anorganskimi prehranskimi sestavinami.
- Resorpcijska razmerja prebavni trakt.
- Starost
- Bolezni - na primer malabsorpcija, kot je celiakija (z glutenom povzročena enteropatija), Crohnova bolezen, ulcerozni kolitis in kronični atrofični gastritis, so povezane z nezadostno absorpcijo železa
Element v sledovih se skozi hrano absorbira kot nehemsko železo, torej v ionizirani prosti obliki kot prosti ioni Fe2 + in kot hem železo. Večina železa v hrani je vezana na beljakovin, organski kisline ali druge snovi - železov protoporfirin (hem), kompleksi ferihidroksida. V živalskih živilih, zlasti v mesu, je od hema železa od 40 do 60% železa. Dvovalentno železo se zaradi dobre topnosti absorbira 15-35%, odvisno od njegovega stanja, zato ima visoko biološko uporabnost. Nasprotno pa je razpoložljivost nehemskega železa, ki je pretežno v trivalentni obliki, bistveno manjša. Nehemsko železo je v glavnem v rastlinski hrani in se le redko absorbira več kot 5%. Trivalentno železo ni topno v šibko alkalnem okolju zgornjega dela Tanko črevo in je zato umaknjen iz absorpcije. Hkratno uživanje mesa in rastlinske hrane lahko podvoji stopnjo absorpcije železa rastlinskega izvora. To je posledica nizko molekulskih kompleksirnih snovi, ki jih vsebuje meso, vključno z živalskimi beljakovinami, ki so bolj kakovostne zaradi velikega števila dragocenih aminokisline, kot rastlinske beljakovine (beljakovine). Vsebuje sulfhidrilno skupino aminokisline - metionin, cisteina - dajejo prednost redukciji trivalentnega železa v dvovalentno obliko, ki je bolj topna in vpojna. Zadosten klorovodikova kislina proizvodnja v želodčnem soku je prav tako pomembna za optimalno izrabo železa v prehrani. Želodca klorovodikova kislina cepi kompleksno vezano železo na lažje dostopne proste ione železa in ohlapno vezano organsko železo. Nadalje poveča biološko uporabnost železa iz hrane:
- Gastroferrin - izločanje želodca sluznica.
- Vitamin C - pospešuje absorpcijo nehemskega železa z askorbinsko kislino in zavira tvorbo slabo topnega trivalentnega železa; vnos manj kot 25 mg vitamina C povzroči znatno povečanje absorpcije
- Vitamin A veže železo med prebavnim procesom in ga tako odstrani iz absorpcijskih vplivov fitinske kisline (fitati) in polifenolov, ki zavirajo absorpcijo.
- Fruktoza
- Polioksikarboksilne kisline v sadju in zelenjavi
- Drugo organsko kisline, Kot je citronska kislina, vinska kislina in mlečna kislina.
- Alkohol - promovira želodčna kislina izločanje, povečuje absorpcijo trivalentnega železa.
S spodbujanjem pretvorbe Fe3 + v Fe2 + te snovi povečajo absorpcijo železa. Na primer vitamin C - v 150 gramih špinače ali kolerabe - poveča biološko uporabnost nehemskega železa s faktorjem 3-4. Absorpcija železa močno zavira:
- Fitinska kislina (fitati) v žitih, koruza, riž ter polnozrnati in sojini izdelki.
- Prehranske vlaknine - ne celuloza
- Oksalati v zelenjavi - zlasti špinača, rabarbara - in kakav.
- Polifenoli - tudi tanini - V kava, Črni čaj, proso, špinača in rdeče vino.
- Fosvitin v rumenjakih
- Karbonati
- Fosfati
- Kalcij soli - največji zaviralni učinek je bil ugotovljen pri koncentracijah kalcija v prehrani 300-600 mg.
- Droge - antacidov vsebuje aluminij, magnezijevin kalcij, pa tudi zniževanje lipidov droge, lahko zmanjša absorpcijo železa do 70% (holestiramin); kelatna sredstva, kot so penicilamin, etilendiamintetraacetat - EDTA - in deferoksamin zavirajo predvsem heme absorpcijo železa.
- Veziva na želodčno kislino
- Kadmij - Cd2 + - iz okolja
- Prekomerni vnos drugih kovinskih ionov, kot npr mangan (Mn2 +), kobalt (Co2 +), baker (Cu2 +), cink (Zn2 +), vodi (Pb2 +).
- Pomanjkanje beljakovin v prehrani
Te snovi z železom tvorijo kompleks, ki ga je težko absorbirati in zato blokira njegovo absorpcijo. Ko se železo absorbira v celicah tankega črevesja sluznica, ali se shrani kot feritin, beljakovina za shranjevanje železa, ali pa se s pomočjo transportnega proteina mobilferrin prenese v plazmo. V plazmi se element v sledovih prenese na beljakovine, ki prenašajo železo transferin. Normalno transferin koncentracija v plazmi je 220-370 mg / 100 ml. Raven serumskega transferina je v obratni korelaciji z velikostjo železovega bazena. Skladno s tem v pomanjkanje železa, tako vsebnost plazemskega transferina kot receptorski transferin koncentracija se povečajo. Nasičenost s transferinom je pokazatelj prenosa železa v tkiva in se običajno zmanjša pomanjkanje železa. Transferrin prenaša železo v vse celice in tkiva, kjer se nato veže na transferinske receptorje in se absorbira v celice. Bistvenega pomena je mobilizacija za kostni mozeg. Tam je železo bistvenega pomena za tekoče tvorjenje hemoglobina, ki ima prednost pred drugimi sinteznimi koraki. Za sintezo hemoglobina je potrebnih približno 70 do 90% železa, vezanega na transferin. Končno, oblikovanje in razvoj eritrocitov (rdeče krvne celice) je odgovoren za prevladujoč promet železa, preostalih 10 do 30% pa je na voljo za kopičenje encimi in koencimi ali je shranjen kot feritin. Če je presežena sposobnost skladiščenja feritina, je železo vezano na beljakovine za shranjevanje hemosiderin. Pomen feritina je v skladiščenju, prevozu in razstrupljanje železa. Po potrebi lahko železo hitro sprostimo iz skladišča in ga uporabimo za sintezo hemoglobina. Feritin je najprimernejši marker za status železa! Nizke ravni feritina v serumu najdemo pri pomanjkanju železa. Preobremenitve z železom pa je mogoče zaznati s povečanimi koncentracijami feritina v serumu. Če se celotne zaloge železa v telesu izpraznijo, obstaja tveganje za anemija poveča zaradi motene biosinteze hemoglobina. Koncentracije hemoglobina pod 12 g / L pri ženskah in pod 13 g / L pri moških kažejo na odvisnost od starosti, spola in rase. anemija. Hemosiderin je kondenzacijski produkt apoferritina in celičnih komponent, kot npr lipidov in nukleotidi, lokalizirani predvsem v hepatocitih in celicah kostni mozeg, jetrain Vranica. V primerjavi s feritinom je hemosiderin trajna zaloga železa, v katerem se element v sledovih shrani za presnovo v obliki, ki ni več na voljo. Od železa ravnovesje je nadzorovan izključno z absorpcijo, ni urejenega izločanja železa. Pri moških in ženskah po menopavzi se približno 1-2 mg (19-36 µmol / L) železa izgubi na dan z odvajanjem črevesnega epitelija in koža celice, s žolč z znojem in z urinom. Večje izgube železa se pojavijo pri krvavitvah zaradi s tem povezane izgube hemoglobina. S se izloči približno 25-60 ml krvi menstruacija, kar ima za posledico izgubo 12.5–30 mg (225–540 µmol) železa na mesec. Tudi med ženskami se poveča potreba po ženskah po železu nosečnost zaradi dovajanja železa v plod. Približno 300 mg elementa v sledovih se dovaja v plod preko placenta. Poleg tega se izgube krvi pojavijo zaradi poroda in dojenja - 0.5 mg - vendar se te nadomestijo z odsotnostjo menstruacija nekaj mesecev po tem nosečnost. Poleg tega obstajajo še druge rizične skupine za pomanjkanje železa. Ker ni reguliranih mehanizmov izločanja železa, čezmernega vnosa železa s hrano ni mogoče nadomestiti s povečanim izločanjem. Kot rezultat študij so povišane ravni feritina -> 200 µg / ml - neodvisen dejavnik tveganja za aterosklerozo (otrdelost arterij) in lahko podvojijo tveganje za miokardni infarkt (srce napad). Končno je stanje železa optimalno, kadar ima telo na voljo dovolj železa, da lahko opravlja svoje funkcije, vendar zaloge železa niso polne.
