dzelzs ir visplašākais pārejas metāls uz Zemes virsmas, kā arī organismos, un tas ir būtisks (vitāli svarīgs) mikroelements cilvēkiem. Tas notiek vairākos oksidācijas stāvokļos, bet tikai Fe2 + - divvērtīgs dzelzs, ferosavienojumiem - un Fe3 + - trīsvērtīgajam dzelzs, ferosavienojumiem - ir kāda nozīme organismiem. Savienojumos dzelzs parasti ir divvērtīgā formā. Tad Fe2 + darbojas kā reducētājs un ziedo elektronus. Savukārt Fe3 + savienojumi pārstāv oksidētājus un kā elektronu gala akceptori spēj pieņemt elektronus [7,19]. Tā kā Fe2 + ūdenī risinājumi var spontāni oksidēties līdz ļoti maz šķīstošam Fe3 + - hidroksīdam, organismiem piemīt noteikti proteīni, Piemēram, hemoglobīns (asinis pigments), transferīns or feritīns, kas saista dzelzi. Tādējādi mikroelements joprojām ir bioloģiski pieejams, neskatoties uz slikto šķīdību. Veselam cilvēkam kopējais ķermeņa saturs ir apmēram 3-5 grami dzelzs - 45 līdz 60 mg / kg ķermeņa svara. Aptuveni 80% no tā ir funkcionāls dzelzs. Lielākā daļa funkcionālā dzelzs ir nepieciešama eritrocītiem (sarkanais asinis šūnu veidošanās un attīstība, un tikai neliela daļa (12%) mioglobīns sintēze un mitohondriju elpošanas ķēde. Turklāt dzelzs jābūt pieejamam no dzelzs atkarīgo biosintēzei fermenti kas ir būtiski elektronu transportēšanai. Dzelzs uzglabāšanas orgāni veido apmēram 20% no kopējā daudzuma. Mikroelements tiek uzglabāts kā feritīns un hemosiderīns galvenokārt aknas, liesa, zarnu gļotādas un kaulu smadzenes. Izšķir hēma dzelzi - dzelzs protoporfirīnu, divvērtīgo Fe - un nehemu dzelzs jonizēto brīvo dzelzi, kas var būt divvērtīga vai trīsvērtīga - kā neorganisko savienojumu sastāvdaļu. Hemirons ir dzelzs-olbaltumvielu komplekss, ar proteīnu molekulu savienota protezēšanas grupa. Vissvarīgākā hēma proteīni būtiska dzelzs vielmaiņa ietvert hemoglobīns, mioglobīns un citohromi. Vairāk nekā puse funkcionālā dzelzs ir saistīta hemoglobīns (sarkans asinis pigments) un tādējādi lokalizēts eritrocīti (sarkanās asins šūnas). Myoglobīns ir sarkans muskuļu pigments un kopā ar citiem dzelzi saturošiem fermenti - citohromi, katalāzes, peroksidāzes - veido apmēram 15% funkcionālā dzelzs. Dzīvnieku pārtikā dzelzs, kas nav hēma, ir feritīns, hemosiderīns un dzelzs citrāts.
Vielmaiņa
Dzelzs homeostāzes regulēšana notiek, kontrolējot dzelzi absorbcija iekš tievā zarnā, galvenokārt divpadsmitpirkstu zarnas (divpadsmitpirkstu zarnas) un tukšās zarnas - tievās zarnas vidusdaļa, kas pazīstama arī kā “tukša stīga. ” Absorbciju ietekmē daudzi faktori, piemēram:
- Fizioloģiskais pieprasījums
- Uzņemtā dzelzs daudzums un ķīmiskā forma
- Individuālais piegādes statuss - bazālais dzelzs absorbcija ir apmēram 1 mg dienā, in dzelzs deficīts o absorbcija likme palielinās līdz 3-5 mg / dienā, pārmērīga dzelzs absorbcija ir zemāka par 50%.
- Eritropoēzes apjoms (sarkano asins šūnu ražošana).
- Dažādu citu organisko un neorganisko uztura sastāvdaļu kvantitatīvās attiecības.
- Resorbcijas koeficienti gremošanas trakts.
- vecums
- Slimības - piemēram, malabsorbcija, piemēram, celiakija (lipekļa izraisīta enteropātija), Krona slimība, čūlainais kolīts un hronisks atrofisks gastrīts ir saistīts ar nepietiekamu dzelzs absorbciju
Mikroelements tiek absorbēts ar pārtiku gan kā dzelzs, kas nav hēma, ti, jonizētā brīvā formā kā brīvie Fe2 + joni, gan kā hēma dzelzs. Lielākā daļa dzelzs pārtikā ir saistīta ar proteīni, organiski skābes vai citas vielas - dzelzs protoporfirīna (hēma), ferihidroksīda kompleksi. Dzīvnieku pārtikā, it īpaši gaļā, 40 līdz 60% dzelzs ir hēma dzelzs formā. Divvērtīgais dzelzs tiek absorbēts 15-35% atkarībā no dzelzs stāvokļa, pateicoties tā labajai šķīdībai, un tādējādi tam ir augsta koncentrācija biopieejamība. Turpretī dzelzs, kas nav hēma, pieejamība, galvenokārt trīsvērtīgā formā, ir ievērojami zemāka. Dzelzs, kas nav hēma, galvenokārt atrodams augu pārtikas produktos un reti uzsūcas vairāk par 5%. Trīsvērtīgais dzelzs nav šķīstošs augšdaļas vāji sārmainā vidē tievā zarnā un tāpēc tiek izņemts no absorbcijas. Vienlaicīga gaļas un augu pārtikas lietošana var divkāršot augu izcelsmes dzelzs absorbcijas līmeni. Tas ir saistīts ar gaļas sastāvā esošajiem mazmolekulārajiem kompleksu veidošanas līdzekļiem, ieskaitot augstākas kvalitātes dzīvnieku olbaltumvielas, jo ir daudz vērtīgo aminoskābes, nekā augu olbaltumvielas (olu baltumi). Satur sulfhidrilgrupu aminoskābes - metionīns, cisteīns - jāveicina trīsvērtīgā dzelzs reducēšanās divvērtīgā formā, kas ir labāk šķīstoša un absorbējama. Pietiekams sālsskābe ražošana kuņģa sulā ir svarīga arī pārtikas dzelzs optimālai izmantošanai. Kuņģa sālsskābe sašķeļ kompleksu saistītu dzelzi vieglāk pieejamos brīvos dzelzs jonos un brīvi saistītā organiskajā dzelzs savienojumā. Turpināt palielināt dzelzs biopieejamību no pārtikas:
- Gastroferrīns - kuņģa sekrēcija gļotādas.
- C vitamīns - veicina ne-hēma dzelzs uzsūkšanos ar askorbīnskābes palīdzību, kavējot slikti šķīstoša trīsvērtīga dzelzs veidošanos; uzņemot tikai 25 mg C vitamīna, ievērojami palielinās absorbcija
- A vitamīns gremošanas procesā saista dzelzi, tādējādi noņemot to no fitīnskābes (fitātu) un polifenolu absorbcijas nomācošās ietekmes
- Fruktoze
- Polioksikarboksilskābes augļos un dārzeņos
- Citi organiski skābes, Piemēram, citronskābe, vīnskābe un pienskābe.
- Alkohols - veicina kuņģa skābe sekrēcija, palielinot trīsvērtīgā dzelzs absorbciju.
Veicinot arī Fe3 + pārveidošanos par Fe2 +, šīs vielas palielina dzelzs absorbciju. Piemēram, C vitamīna - 150 gramos spinātu vai kolrābju - palielina biopieejamība ne-hēma dzelzs ar koeficientu 3-4. Dzelzs absorbcija spēcīgi kavē:
- Fitīnskābe (fitāti) graudaugos, kukurūza, rīsi un pilngraudu un sojas produkti.
- Diētiskās šķiedras - ne celuloze
- Oksalāti dārzeņos - īpaši spināti, rabarberu - un kakao.
- Polifenoli - ieskaitot tanīni - In kafija, melnā tēja, prosa, spināti un sarkanvīns.
- Fosvitīns olu dzeltenumos
- karbonāti
- Fosfāti
- Kalcijs sāļi - maksimālais inhibējošais efekts tika konstatēts, lietojot uzturā kalcija līmeni 300-600 mg.
- Narkotikas - antacīdi satur alumīnijs, magnijs, un kalcijs, kā arī pazemina lipīdu līmeni narkotikas, var samazināt dzelzs absorbciju līdz pat 70% (kolestiramīns); helātus veidojošie līdzekļi, piemēram, penicilamīns, etilēndiamīntetraacetāts - EDTA - un deferoksamīns jo īpaši kavē dzelzs absorbciju, kas nav hēma.
- Kuņģa skābes saistvielas
- Kadmijs - Cd2 + - no vides
- Pārmērīga citu metāla jonu uzņemšana, piemēram, mangāns (Mn2 +), kobalts (Co2 +), varš (Cu2 +), cinks (Zn2 +), vadīt (Pb2 +).
- Olbaltumvielu deficīts uzturā
Šīs vielas veido kompleksu ar dzelzi, kuru ir grūti absorbēt, un tādējādi bloķē tā absorbciju. Pēc dzelzs uzsūkšanās tievās zarnas šūnās gļotādas, tas tiek vai nu uzglabāts kā feritīns, dzelzs uzglabāšanas proteīns, vai arī ar transporta olbaltumvielu mobilferrīna palīdzību tiek pārnests uz plazmu. Plazmā mikroelements tiek pārnests uz dzelzs transporta olbaltumvielām transferīns. Normāli transferīns koncentrācija plazmā ir 220-370 mg / 100 ml. Seruma transferīna līmenis ir apgriezti korelē ar dzelzs baseina lielumu. Attiecīgi dzelzs deficīts, gan plazmas transferīna saturs, gan transferīna receptors koncentrācija tiek palielināti. Transferrīna piesātinājums ir dzelzs transportēšanas uz audiem rādītājs, un tas parasti samazinās dzelzs deficīts. Transferrīns transportē dzelzi uz visām šūnām un audiem, kur pēc tam tas saistās ar transferīna receptoriem un tiek uzņemts šūnās. Būtiska nozīme ir mobilizācijai kaulu smadzenes. Tur dzelzs ir būtiska pastāvīgai hemoglobīna veidošanai, kurai ir prioritāte salīdzinājumā ar citiem sintēzes posmiem. Aptuveni 70 līdz 90% dzelzs, kas saistīts ar transferīnu, ir nepieciešami hemoglobīna sintēzei. Visbeidzot, formēšana un attīstība eritrocīti (sarkanās asins šūnas) ir atbildīga par dominējošo dzelzs apriti. Atlikušie 10 līdz 30% ir pieejami uzkrāšanai fermenti un koenzīmi vai tiek uzglabāts kā feritīns. Ja tiek pārsniegta feritīna uzglabāšanas jauda, dzelzs ir saistīta ar uzglabāšanas olbaltumvielu hemosiderīnu. Feritīna nozīme ir uzglabāšanai, transportēšanai un detoksikācija dzelzs. Ja nepieciešams, dzelzi var ātri atbrīvot no uzglabāšanas vietas un izmantot hemoglobīna sintēzei. Feritīns ir vispiemērotākais dzelzs statusa marķieris! Zems feritīna līmenis serumā ir atrodams dzelzs deficītā. Savukārt dzelzs pārslodzes ir nosakāmas ar paaugstinātu feritīna koncentrāciju serumā. Ja kopējās ķermeņa dzelzs rezerves ir izsmeltas, pastāv risks anēmija palielinās hemoglobīna biosintēzes traucējumu dēļ. Atkarībā no vecuma, dzimuma un rases hemoglobīna koncentrācija sievietēm zem 12 g / l un vīriešiem zem 13 g / l norāda anēmija. Hemosiderīns ir apoferritīna un šūnu sastāvdaļu, piemēram, kondensāta produkts lipīdi un nukleotīdi, kas lokalizēti galvenokārt hepatocītos un šūnās kaulu smadzenes, aknas, un liesa. Salīdzinot ar feritīnu, hemosiderīns ir pastāvīgs dzelzs krājums, kurā mikroelements tiek uzglabāts metabolismam tādā formā, kas vairs nav pieejama. Kopš dzelzs līdzsvarot kontrolē tikai absorbcija, dzelzs izdalīšanās nav regulēta. Vīriešiem un sievietēm pēc menopauzes katru dienu zaudē apmēram 1-2 mg (19-36 µmol / l) dzelzs, izdaloties zarnu epitēlija un āda šūnas, ar žults un sviedriem, kā arī ar urīnu. Lielāki dzelzs zudumi rodas ar asiņošanu saistītā hemoglobīna zuduma dēļ. Ar to izdalās aptuveni 25-60 ml asiņu menstruācija, kā rezultātā mēnesī zaudē 12.5-30 mg (225-540 µmol) dzelzs. Sievietes dzelzs nepieciešamība ir palielināta arī laikā grūtniecība dzelzs piegādes dēļ auglis. Aptuveni 300 mg mikroelementa tiek piegādāts auglis līdz placenta. Turklāt asins zudumi rodas dzemdību un zīdīšanas rezultātā - 0.5 mg -, bet tos kompensē, ja nav menstruācija dažus mēnešus pēc tam grūtniecība. Turklāt ir arī citas dzelzs deficīta riska grupas. Sakarā ar to, ka nav regulētu dzelzs izdalīšanās mehānismu, pārmērīgu dzelzs uzņemšanu uzturā nevar kompensēt ar paaugstinātu izdalīšanos. Pētījumu rezultātā paaugstināts feritīna līmenis -> 200 µg / ml - ir neatkarīgs aterosklerozes (artēriju sacietēšanas) riska faktors un var dubultot miokarda infarkta risku (sirds uzbrukums). Visbeidzot, dzelzs statuss ir optimāls, ja ķermenim ir pietiekami daudz dzelzs, lai tas varētu veikt savas funkcijas, bet dzelzs krājumi nav pilni.
