Mikroelements ir būtiska daudzu sastāvdaļa skābeklis- un elektronu pārnesošās aktīvās grupas. Dzelzs deficīts noved pie dzelzs atkarīgā aktivitātes samazināšanās fermenti oksidoreduktāzes un monooksigenāzes.
Skābekļa transportēšana un uzglabāšana
Kā būtisks ESAO celtniecības elements hemoglobīns, galvenā loma dzelzs ir pārvadāt skābeklis no plaušām līdz galīgās oksidēšanās vietai audos. dzelzs ir iesaistīts arī skābeklis veidā mioglobīns. Kā vienas ķēdes hēma proteīns, mioglobīns palielina skābekļa difūzijas ātrumu no eritrocīti (sarkans asinis šūnas) citozolā un mitohondriji muskuļu. Hemoglobīns kā arī mioglobīns satur aptuveni 75% no visa ķermeņa skābekļa.
Elektronu transports
svarīgs dzelzssaturošās frakcijas ietver mitohondriju elpošanas ķēdes citohromus. Tie ir būtiski elektronu transportēšanai, elektronu pārnešanai uz molekulāro skābekli līdz ūdens veidojas. Dzelzs šajā procesā kalpo par elektronu akceptoru. Citohroma sistēmām, īpaši citohromam c, arī ir nozīme šūnu enerģijas piegādē, jo tās nepieciešamas ATP ražošanai - adenozīns trifosfāts, organisma enerģijas donors. Oksidēšana un reducēšana
- Ribonukleotīdu reduktāzes - ir nepieciešams dzelzs, lai katalizētu DNS sintēzes posmu, kas nosaka reakcijas ātrumu
- Aminoskābes monooksigenāzes - šo no dzelzs atkarīgo enzīmu funkcija ir paātrināt reakcijas, veidojot serotonīna prekursoru 5-hidroksitriptofānu un dopamīna prekursoru L-dopu; serotonīns un dopamīns ir svarīgi neirotransmiteri centrālajā nervu sistēmā
- Citohroma P450 ģimene - starp dzelzs kā aktivējošā metāla palīdzību ir daudzu reakciju ksenobiotiku (svešķermeņu) metabolismā, ir iesaistīta steroīdu hormonu, piemēram, dzimumhormonu un kortikoīdu, D3 vitamīna, biosintēzē zāļu metabolismā , aromātiskajiem ogļūdeņražiem un žultsskābes sintēzē
- Taukskābju desaturāzes - nepiesātinātu veidošanās taukskābes.
- Lipoksigenāzes - leikotriēnu sintēze, kas pieder pie vielu klases eikosanoīdi, ir lokalizēti leikocīti (balts asinis šūnas) un ir saistītas ar ķermeņa alerģiskām vai iekaisuma reakcijām.
- Dzelzi saturošie metaloenzīmu kompleksi, piemēram, peroksidāzes, katalāzes un oksigenāzes - pārnes ūdeņradis uz ūdeņraža peroksīds, veicinot skābekļa radikāļu iznīcināšanu.
- NO sintāzes un peroksidāzes, izņemot glutationa peroksidāzes, ietekmē vazodilatāciju (asinsvadu paplašināšanos, atslābinot asinsvadu gludos muskuļus), neirotransmisiju - komunikāciju starp neironiem caur sinapsēm - un imūno stāvokli
- Skābekļa transferāzes - nodrošina skābekļa pārvietošanu starpposma metabolismā.
- Dzelzi saturošas hidroksilāzes - regulē detoksikācija procesi organismā.
- Citrāta cikla sukcināta dehidrogenāze - katalizē sukcināta oksidāciju līdz fumarātam.
- Akonitāzes mitohondriju citrātu ciklā satur dzelzi kā brīvi saistītu kofaktoru - dzelzs-sēra centru - un tām ir būtiska loma kā katalizatoram citrāta atgriezeniskai reakcijai uz izocitrātu
Atkarīgs no dzelzs fermenti ietver arī guanilāta ciklāzes - cGMP kā otro kurjeru - un aminofosforibosiltransferāzes. Pēdējie ir būtiski purīna sintēzei, katalizējot soli, kas nosaka reakcijas ātrumu.
Prooksidanta darbība
Brīvie dzelzs joni spēj katalizēt Fentona reakciju ar superoksīdu un ūdeņradis peroksīds, kas reaģē, veidojot brīvus, reaktīvus radikāļus, kas saistīti ar paaugstinātu oksidatīvā daudzumu uzsvars un priekšlaicīga šūnu novecošana. Tikai transporta olbaltumvielas transferīns ir antioksidants īpašības. Saistot dzelzi, tas aizsargā šūnas un audus no brīvajiem dzelzs joniem, kuriem piemīt agresīva oksidatīvā iedarbība.
Kolagēna sintēze
Dzelzs ir būtisks mikroelements polipeptīdu ķēžu hidroksilēšanai, tāpēc tas ir būtisks pareizai kaulu veidošanai, kā arī atjaunošanai, skrimslis un saistaudi.
Augsts dzelzs krājums kā potenciāls riska faktors
Brīvajiem dzelzs joniem piemīt toksiska iedarbība. Kā prooksidanti tie ir saistīti ar sirds un asinsvadu slimību, piemēram, koronāro asinsvadu, attīstību sirds slimība (CHD; koronārā slimība kuģi), kā rezultātā rodas miokarda infarkts (sirds uzbrukums) - un, piemēram, neirodeģeneratīvas slimības Alcheimera slimība or Parkinsona slimība. Turklāt dzelzs, iespējams, spēlē lomu kā ierobežojoša barības viela audzēja šūnu augšanai un replikācijai. ASV veiktais pētījums ir apstiprinājis, ka paaugstināts dzelzs līmenis serumā ir saistīts ar paaugstinātu audzēja slimību risku. Kā pamatmehānisms tiek apspriests, ka dzelzs veicina oksidatīvo uzsvars izmantojot savu galveno katalītisko funkciju citotoksisko skābekļa un hidroksi radikāļu veidošanā, piemēram, Fentona un Hābera-Veisa reakciju gaitā. Lai novērstu šādas slimības, jāizvairās no palielinātas dzelzs uzņemšanas, kā arī no dzelzs krājumu palielināšanās. Dzelzs pārslodze rodas, piemēram, dzeršanas rezultātā ūdens ar augstu dzelzs saturu, dzelzs trauki, bieži asinis pārliešana, pārmērīga dzelzs uzņemšana bagātinātāji, un kā rezultātā hroniskas alkoholisms vai palielināts viegli absorbējamu dzelzs avotu - piemēram, hēma dzelzs - patēriņš no dzīvnieku izcelsmes pārtikas produktiem. Šajā sakarā pētījumos ir konstatēta pozitīva korelācija starp kardiovaskulāro risku, īpaši miokarda infarkta risku (sirds uzbrukums) un hēma dzelzs uzņemšana, bet ne ar dzelzs daudzumu, kas nav hēma, vai kopējo dzelzs daudzumu. Iedzimta hemochromatosis ir “dzelzs uzglabāšanas slimība” pārmērīga, nekontrolēta kuņģa-zarnu trakta dēļ absorbcija. Indivīdiem ar šo autosomāli recesīvo slimību ir paaugstināts hepatocelulārās karcinomas risks. Turklāt skartie indivīdi cieš no vājuma, brūni pelēka āda pigmentācija vai artrīts, starp citiem simptomiem. Vēlākajos posmos miokarda bojājumi (sirds muskuļu bojājumi), diabēts mellitus vai aknas var rasties ciroze. Aknas ciroze ir dažādu hronisku aknu slimību pēdējais posms, kam raksturīga aknu šūnu nāve, kā rezultātā rodas nefunkcionāla, mezglaina saistaudi. Papildus aknas karcinoma, hemochromatosis pacientiem var attīstīties arī citi audzēji, piemēram, piena dziedzera karcinoma (krūts vēzis) vai kolorektālā karcinoma (kols un taisnās zarnas karcinoma). Svarīga piezīme. Pirms sākt lietot dzelzi papildināt, serums feritīns līmenis vienmēr jānosaka ārstam, lai noteiktu dzelzs deficīts! Personas ar paaugstinātu feritīns koncentrācijas nedrīkst lietot dzelzi bagātinātāji nekādos apstākļos. Pastāv papildu risks, ja šādas personas regulāri lieto vitamīnus saturošus līdzekļus bagātinātāji. Vitamīni A, C un E uzrāda prooksidantu iedarbību, kad dzelzs depo ir paaugstināts un tieši izraisa Fentona reakcijas reducēšanu līdz nesaistītajam brīvajam dzelzs (Fe2 +).
