Ютия и дъска е най-разпространеният преходен метал на повърхността на Земята, както и в организмите и е основен (жизненоважен) микроелемент за хората. Среща се в няколко степени на окисление, но само Fe2 + - двувалентен желязо, феро съединения - и Fe3 + - тривалентно желязо, феро съединения - имат някакво значение за организмите. В съединенията, желязо обикновено присъства в двувалентна форма. След това Fe2 + действа като редуциращ агент и дарява електрони. Съединенията Fe3 +, от друга страна, представляват окислители и като крайни електронни акцептори са способни да приемат електрони [7,19]. Тъй като Fe2 + във водна решения може спонтанно да се окисли до изключително трудно разтворим Fe3 + - хидроксид, организмите притежават определени протеини, Като хемоглобин (кръв пигмент), трансферин or феритин, които свързват желязото. По този начин микроелементът остава биологично достъпен въпреки лошата си разтворимост. Здравият човек има общо телесно съдържание от около 3-5 грама желязо - 45 до 60 mg / kg телесно тегло. Приблизително 80% от това присъства като функционално желязо. По-голямата част от функционалното желязо е необходимо за еритроцитите (червено кръв образуване и развитие и само малка част (12%) за миоглобин синтез и митохондриалната дихателна верига. Освен това желязото трябва да е на разположение за биосинтеза на зависими от желязото ензими които са от съществено значение за електронния транспорт. Органите за съхранение на желязо представляват около 20% от общото количество. Микроелементът се съхранява под формата на феритин и хемосидерин главно в черен дроб, далак, чревни лигавицата намлява костен мозък. Прави се разлика между хем желязо - желязо протопорфирин, двувалентно Fe - и не-хем желязо - йонизирано свободно желязо, може да бъде двувалентно или тривалентно - като компонент на неорганични съединения. Hemiron е железно-протеинов комплекс, с протезна група, свързана с протеиновата молекула. Най-важният хем протеини от съществено значение за метаболизма на желязото include хемоглобин, миоглобин и цитохроми. Повече от половината от функционалното желязо е свързано с хемоглобин (червен кръв пигмент) и по този начин локализиран в еритроцити (червени кръвни телца). Миоглобин е червен мускулен пигмент и заедно с други съдържащи желязо ензими - цитохроми, каталази, пероксидази - съставляват около 15% от функционалното желязо. Негемовото желязо в храните за животни е под формата на феритин, хемосидерин и железен цитрат.
Метаболизъм
Регулирането на хомеостазата на желязото се осъществява чрез контрола на желязото абсорбция в тънко черво, главно в дванадесетопръстник (дванадесетопръстник) и йеюнум - средният отдел на тънките черва, известен също като „празен кормя. " Абсорбцията се влияе от множество фактори, като:
- Физиологично търсене
- Количество и химическа форма на погълнато желязо
- Състояние на индивидуалното снабдяване - базално желязо абсорбция е около 1 mg / ден, в дефицит на желязо - абсорбция скоростта се увеличава до 3-5 mg / ден, при излишък абсорбцията на желязо е по-ниска с до 50%.
- Степен на еритропоеза (производство на червени кръвни клетки).
- Количествени съотношения на различни други органични и неорганични хранителни компоненти.
- Коефициенти на резорбция на храносмилателен тракт.
- възраст
- Болести - например малабсорбция като цьолиакия (индуцирана от глутен ентеропатия), болест на Crohn, улцерозен колит и хроничен атрофичен гастрит са свързани с недостатъчно усвояване на желязо
Микроелементът се абсорбира чрез храната и като не-хем желязо, т.е. в йонизирана свободна форма като свободни йони Fe2 + и като хем желязо. Повечето от желязото в храната е свързано с протеини, органичен киселини или други вещества - железен протопорфирин (хем), ферихидроксидни комплекси. В храните за животни, особено в месото, от 40 до 60% от желязото присъства като хем желязо. Двувалентното желязо се абсорбира 15-35% в зависимост от състоянието на желязото поради добрата му разтворимост и по този начин има висока бионаличност. За разлика от това, наличността на не-хем желязо, което е предимно в тривалентна форма, е значително по-ниска. Нехемното желязо се съдържа главно в растителните храни и рядко се абсорбира повече от 5%. Тривалентното желязо не е разтворимо в слабо алкалната среда на горната част тънко черво и следователно се изтегля от усвояването. Едновременната консумация на месо и растителни храни може да удвои степента на усвояване на желязото от растителен произход. Това се дължи на нискомолекулните комплексообразуващи агенти, съдържащи се в месото, включително животински протеини, които са с по-високо качество, поради големия брой ценни аминокиселини, отколкото растителни протеини (яйчен белтък). Съдържащ сулфхидрилова група аминокиселини - метионин, цистеин - благоприятстват редукцията на тривалентното желязо в двувалентната форма, която е по-разтворима и абсорбираща. Достатъчно солна киселина производството в стомашния сок също е важно за оптималното оползотворяване на хранителното желязо. Стомашни солна киселина разцепва сложно свързаното желязо в по-лесно достъпни свободни железни йони и свободно свързано органично желязо. По-нататъшно увеличаване на бионаличността на желязото от храната:
- Гастроферин - секреция на стомаха лигавицата.
- Витамин С - насърчава усвояването на не-хем желязо чрез аскорбинова киселина, инхибиращо образуването на слабо разтворимо тривалентно желязо; приемът на по-малко от 25 mg витамин С води до значително увеличаване на абсорбцията
- Витамин А свързва желязото по време на храносмилателния процес, като по този начин го отстранява от възпрепятстващите абсорбцията влияния на фитиновата киселина (фитати) и полифенолите
- Фруктозата
- Полиоксикарбоксилни киселини в плодовете и зеленчуците
- Други органични киселини, Като лимонена киселина, винена киселина намлява млечна киселина.
- алкохол - насърчава стомашна киселина секреция, увеличаваща абсорбцията на тривалентно желязо.
Като също така насърчават превръщането на Fe3 + във Fe2 +, тези вещества увеличават абсорбцията на желязо. Например, витамин С - в 150 грама спанак или келраби - увеличава бионаличност от не-хем желязо с коефициент 3-4. Абсорбцията на желязо силно инхибира:
- Фитинова киселина (фитати) в зърнените култури, царевица, ориз и пълнозърнести и соеви продукти.
- Диетични фибри - не целулоза
- Оксалати в зеленчуци - особено спанак, ревен - и какао.
- Полифенолите - включително танини - В кафе, черен чай, просо, спанак и червено вино.
- Фосвитин в яйчни жълтъци
- Карбонати
- фосфати
- калций соли - максимален инхибиторен ефект е установен при нива на калций в храната от 300-600 mg.
- Drugs - антиациди съдържащ алуминий, магнезий, и калций, както и понижаване на липидите наркотици, може да намали усвояването на желязо с до 70% (холестирамин); хелатиращи агенти като пенициламин, етилендиаминтетраацетат - EDTA - и дефероксамин по-специално инхибират абсорбцията на не-хем желязо.
- Свързващи вещества на стомашната киселина
- Кадмий - Cd2 + - от околната среда
- Прекомерен прием на други метални йони, като манган (Mn2 +), кобалт (Co2 +), мед (Cu2 +), цинк (Zn2 +), олово (Pb2 +).
- Дефицит на протеини в диетата
Тези вещества образуват комплекс с желязо, който трудно се усвоява и поради това блокират неговото усвояване. След като желязото се абсорбира в клетките на тънките черва лигавицата, той или се съхранява като феритин, протеинът за съхранение на желязо, или се прехвърля в плазмата с помощта на транспортния протеин мобиферин. В плазмата микроелементът се прехвърля към протеина за пренос на желязо трансферин. Нормалното трансферин концентрация в плазмата е 220-370 mg / 100 ml. Нивото на серумния трансферин е обратно корелирано с размера на железния басейн. Съответно в дефицит на желязо, както съдържанието на плазмен трансферин, така и трансфериновия рецептор концентрация се увеличават. Насищането на трансферин е показател за транспорта на желязо до тъканите и обикновено намалява през дефицит на желязо. Трансферинът транспортира желязото до всички клетки и тъкани, където впоследствие се свързва с трансфериновите рецептори и се поема в клетките. От съществено значение е мобилизацията към костен мозък. Там желязото е от съществено значение за продължаващото образуване на хемоглобин, което има приоритет пред другите стъпки на синтез. Приблизително 70 до 90% от желязото, свързано с трансферин, е необходимо за синтеза на хемоглобин. И накрая, формирането и развитието на еритроцити (червените кръвни клетки) е отговорен за преобладаващия оборот на желязото. Останалите 10 до 30% са на разположение за изграждане ензими и коензими или се съхранява като феритин. Ако капацитетът за съхранение на феритин е надвишен, желязото е свързано със съхранявания протеин хемосидерин. Важността на феритина се състои в съхранението, транспортирането и детоксикация от желязо. Когато е необходимо, желязото може бързо да се освободи от складовете и да се използва за синтез на хемоглобин. Феритинът е най-подходящият маркер за състоянието на желязото! Ниски нива на серумен феритин се откриват при дефицит на желязо. От друга страна, претоварването с желязо се открива при повишени серумни концентрации на феритин. Ако общите телесни резерви на желязо са изчерпани, рискът от анемия се увеличава поради нарушена биосинтеза на хемоглобина. В зависимост от възрастта, пола и расата, концентрациите на хемоглобин под 12 g / L при жените и под 13 g / L при мъжете показват анемия. Хемосидеринът е продукт на кондензация на апоферитин и клетъчни компоненти, като напр липиди и нуклеотиди, локализирани предимно в хепатоцити и клетки на костен мозък, черен дроб, и далак. В сравнение с феритина, хемосидеринът е постоянен запас от желязо, в който микроелементът се съхранява за метаболизъм във форма, която вече не е налична. Тъй като желязото баланс се контролира изключително чрез абсорбция, няма регулирано отделяне на желязо. При мъжете и жените в постменопауза около 1-2 mg (19-36 µmol / L) желязо се губят всеки ден с отделянето на чревния епител и кожа клетки, с жлъчка и пот, и с урина. По-големи загуби на желязо възникват при кървене поради свързаната загуба на хемоглобин. Приблизително 25-60 ml кръв се екскретира с менструация, което води до загуба на 12.5-30 mg (225-540 µmol) желязо на месец. Потребността на желязо от желязо също се увеличава по време на бременност поради доставката на желязо към ембрион. Около 300 mg от микроелемента се доставя в ембрион през плацента. В допълнение, загубите на кръв възникват в резултат на раждане и кърмене - 0.5 mg - но те се компенсират от липсата на менструация за няколко месеца след това бременност. Освен това има и други рискови групи за дефицит на желязо. Поради факта, че няма регулирани механизми за екскреция на желязо, прекомерният хранителен прием на желязо не може да бъде компенсиран от повишена екскреция. В резултат на проучванията, повишените нива на феритин -> 200 µg / ml - са независим рисков фактор за атеросклероза (втвърдяване на артериите) и могат да удвоят риска от инфаркт на миокарда (сърце атака). И накрая, състоянието на желязото е оптимално, когато има достатъчно желязо, за да може тялото да изпълнява функциите си, но запасите от желязо не са пълни.
