Размяна на желязо в тялото

Обикновено тялото на възрастен здрав човек съдържа около 3-5 g желязо, така че желязото може да бъде класифицирано като микроелементи. Желязото се разпределя неравномерно в тялото. Приблизително 2/3 от желязото се съдържа в хемоглобина на еритроцитите - това е циркулиращ железен басейн (или басейн). При възрастни, този басейн е 2-2.5 грама от доносени бебета - 0.3-0.4 г, и при преждевременно родени бебета - 0.1-0.2 Сравнително много желязо в миоглобин, съдържаща: 0.1 г - при мъжете и 0,05-0,07 g - при жени. Човешкото тяло съдържа повече от 70 протеини и ензими, които включват желязо (например трансферин, лактоферин), общото количество на желязо в тях, желязото е 0,05-0,07, носена от транспортния протеин трансферин е около 1% ( железопътен транспортен фонд). За медицинската практика резервите от желязо (депо, резервен фонд), които представляват около 1/3 от общото желязо в човешкото тяло, са изключително важни. Следните органи изпълняват функциите на депото:

• черен дроб;
• далак;
• костен мозък;
• мозъка.

Желязото се съдържа в депото под формата на феритин. Количеството желязо в депото може да се характеризира чрез определяне на концентрацията на SF. Към днешна дата SF е единственият международно признат маркер на запасите от желязо. Крайният продукт на обмяната на желязо е хемоидерин, отложен в тъканите.

Желязо - съществен кофактор на митохондриални дихателната верига ензими, цитрат цикъл, синтеза на ДНК, той играе важна роля в свързването и транспорта на кислород от хемоглобин и миоглобин; протеини, съдържащи желязо, са необходими за метаболизма на колаген, катехоламини, тирозин. Благодарение на каталитичното действие на желязото в реакцията на Fe ² * <-> Fe ³, свободни нехелатираното железни форми хидроксилни радикали, които могат да повредят клетъчните мембрани и клетъчна смърт. В еволюцията от увреждащото действие на свободно желязо защита се постига чрез образуването на специализирани молекули за абсорбция на желязо от храната, абсорбцията, транспортиране и нанасяне на нетоксичен разтворима форма. Транспортирането и отлагането на желязо се извършват със специални протеини: трансферин, трансферинов рецептор, феритин. Синтезът на тези протеини се регулира от специален механизъм и зависи от нуждите на организма.

[1], [2], [3], [4]

Метаболизмът на желязото при здрави хора е затворен в цикъл

Всеки ден човек губи около 1 мг желязо с биологични течности и отпуснат епител на храносмилателния тракт. Точно същото количество може да се абсорбира в храносмилателния тракт от храната. Трябва да е ясно, че желязото влиза в тялото само с храна. Така всеки ден 1 mg желязо се губи и 1 mg се абсорбира. В процеса на унищожаване на старите еритроцити се освобождава желязо, което се използва от макрофаги и отново се използва при конструирането на хема. В тялото има специален механизъм на абсорбция на желязо, но той се изтегля пасивно, т.е. Няма физиологичен механизъм за отделяне на желязо. Следователно, ако абсорбцията на желязо от храната не удовлетворява нуждите на организма, недостигът на желязо възниква независимо от причината.

Разпределение на желязо в тялото

1. 70% от общото количество желязо в тялото е част от хемопротеините; това са съединения, в които желязото е свързано с порфирин. Основният представител на тази група е хемоглобин (58% желязо); В допълнение, тази група включва миоглобин (8% желязо), цитохром, пероксидаза, каталаза (4% желязо).
2. Група не-хема ензими - ксантин оксидаза, NADH дехидрогеназа, аонитиаза; тези желязо-съдържащи ензими са локализирани главно в митохондриите, играят важна роля в процеса на окислително фосфорилиране, транспортиране на електрони. Те съдържат много малко метал и не оказват влияние върху цялостния баланс на желязото; Въпреки това, синтеза им зависи от осигуряването на тъкани с желязо.
3. Транспортната форма на желязо е трансферин, лактоферин, носител на желязо с ниско молекулно тегло. Основният транспортен плазмен ферпротеин е трансферин. Този бета-глобулинов фракционен протеин с молекулно тегло 86 000 има 2 активни места, всеки от които може да свързва един Fe ³⁺ атом едновременно . В плазмата има повече железни връзки, отколкото железни атоми и по този начин в него няма свободно желязо. Трансфернинът може да свързва други метални йони - мед, манган, хром, но с различна селективност и желязото се свързва първо и по-твърдо. Основното място на синтеза на трансферин е чернодробните клетки. С увеличаването на нивото на отложено желязо в хепатоцитите синтезата на трансферин е значително намалена. Трансферни, носещи желязо, авиоден и нормални клетки и ретикулоцити, и количеството метално поглъщане зависи от наличието на свободни рецептори на повърхността на еритроидните прогенитори. На мембраната на ретикулоцитите има значително по-малко места на свързване на трансферин, отколкото на протромбоцитите, т.е. С увеличаването на възрастта на еритроидните клетки улавянето на желязо намалява. Носителите на желязо с ниско молекулно тегло осигуряват транспортиране на желязо вътре в клетките.
4. Депозираното, резервното или резервното желязо може да бъде в две форми - феритин и хемосидерин. Резервното желязо се състои от апоферитен протеин, чиито молекули обграждат голям брой железни атоми. Феритин - кафяво съединение, разтворимо във вода, съдържа 20% желязо. При прекомерно натрупване на желязо в организма, синтезата на феритин се увеличава драматично. Молекулите на феритин съществуват в почти всички клетки, но най-вече в черния дроб, далака и костния мозък. Хемосидеринът присъства в тъканите под формата на кафяв, гранулиран, водонеразтворим пигмент. Съдържанието на желязо в хемосидерина е по-високо, отколкото при феритин - 40%. Повреждащият ефект на хемоидерин в тъканите е свързан с увреждане на лизозомите, натрупване на свободни радикали, което води до клетъчна смърт. При здрави хора 70% от резервното желязо е под формата на феритин и 30% под формата на хемосидерин. Степента на използване на хемоидерин е много по-ниска от тази на феритин. Желязото в тъканите може да се прецени въз основа на хистохимични изследвания, като се приложи полуколичественият метод за оценка. Изчислете броя на сидеробластите - ядрени еритроидни клетки, съдържащи различни количества железни гранули, различни от хеме. Характеристика на разпределението на желязо в тялото на малки деца е, че те имат по-високо съдържание на желязо в еритроидните клетки и по-малко желязо е върху мускулната тъкан.

Регулирането на баланса на желязото се основава на принципите на почти пълно рециклиране на ендогенното желязо и поддържане на необходимото ниво поради абсорбция в стомашно-чревния тракт. Времето на полуживот на отстраняването на желязо е 4-6 години.

[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14],

Абсорбция на желязо

Абсорбцията се извършва основно в дванадесетопръстника и в началната част на йеюнума. При недостиг на желязо в тялото, засмукващата зона се разпространява дистално. В ежедневната диета обикновено съдържа около 10-20 mg желязо, но само 1-2 mg се абсорбира в стомашно-чревния тракт. Абсорбцията на желязото в кръвта значително надвишава потока от неорганично желязо. Що се отнася до влиянието на желязната валенция върху нейното усвояване в стомашно-чревния тракт, няма еднозначно мнение. VI Nikulicheva (1993) смята, че Fe ²⁺ практически не се абсорбира нито при нормални, нито при прекомерни концентрации. Според други автори абсорбцията на желязо не зависи от неговата валентност. Установено е, че валентността на желязото и неговата разтворимост в дванадесетопръстника в алкална реакция са от решаващо значение. Стомашен сок и солна киселина участват в усвояването на желязо, осигури възстановяване на формата на оксид (Fe ^Н ) в zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), йонизация, образуването на компоненти, налични за абсорбция, но това се отнася само за не-хем желязо не е основният механизъм за регулиране абсорбция.

Процесът на абсорбция на хеме желязо не зависи от стомашната секреция. Желязното желязо се абсорбира под формата на порфиринова структура и само в мукозната мембрана на червата е неговото разцепване от хемата и образуването на йонизирано желязо. Желязото се абсорбира по-добре от месни продукти (9-22%), съдържащи желязо от желязо, и много по-лошо - от растение (0.4-5%), където има не-хеме желязо. От месните продукти желязото се асимилира по различни начини: желязото се абсорбира от черния дроб по-лошо от това на месото, тъй като в черния дроб желязото се съдържа под формата на хемоидерин и феритин. Вряването на зеленчуци в големи количества вода може да намали съдържанието на желязо с 20 %.

Уникално е усвояването на желязото от кърмата, въпреки че съдържанието му е ниско - 1,5 mg / l. В допълнение, кърмата увеличава абсорбцията на желязо от други храни, консумирани едновременно с него.

В процеса на храносмилането желязото влиза в ентероцита, откъдето преминава през градиента на концентрация в кръвната плазма. При дефицит на желязо в организма се ускорява нейното преминаване от лумена на стомашно-чревния тракт към плазмата. С излишък на желязо в тялото, по-голямата част от желязото остава в клетките на чревната лигавица. Ентероцитът, натоварен с желязо, се движи от основата до върха на вилите и се губи с изчерпания епител, което предотвратява прекомерния прием на метал в тялото.

Процесът на абсорбция на желязо в стомашно-чревния тракт се влияе от различни фактори. Наличието на оксалати, фитати, фосфати, танин в птицата намалява абсорбцията на желязо, тъй като тези вещества образуват комплекси с желязо и го отстраняват от тялото. Напротив, аскорбинова, янтърна и пирувинова киселина, фруктоза, сорбитол, алкохол повишават абсорбцията на желязото.

В плазмата желязото се свързва с носителя си - трансферин. Този белтък транспортира желязо основно до костния мозък, където желязото прониква в еритроаркоцитите и трансферинът се връща в плазмата. Желязото навлиза в митохондриите, където се осъществява синтез на хема.

По-нататъшният път на желязо от костния мозък може да се опише по следния начин: при физиологична хемолиза от еритроцитите се освобождават 15-20 mg желязо на ден, което се използва от фагоцитни макрофаги; след това по-голямата част от него се връща към синтеза на хемоглобина и остава само малка сума като резервна жлеза в макрофагите.

30% от общото съдържание на желязо в тялото се използва не за еритропоеза, а се депозира в депото. Желязото под формата на феритин и хемосидерин се съхранява в паренхимни клетки, главно в черния дроб и далака. За разлика от макрофагите, паренхимните клетки използват желязо много бавно. Приемането на желязо в паренхимните клетки се увеличава със значителен излишък на желязо в тялото, хемолитична анемия, апластична анемия, бъбречна недостатъчност и намалява с изразен дефицит на метала. Освобождаването на желязо от тези клетки се увеличава с кървене и намалява с кръвопреливане.

Общата структура на метаболизма на желязото в организма ще бъде непълна, ако не вземете предвид тъканта. Количеството желязо, което е част от фероензимите, е малко - само 125 мг, но значението на ензимите за тъканно дишане не може да бъде надценено: без тях животът на която и да е клетка би бил невъзможен. Стойността на желязото в клетките позволява да се избегне пряката зависимост на синтезата на съдържащите желязо ензими от колебанията на приемането и разходите в организма.

[15], [16], [17], [18], [19]

Физиологични загуби и особености на метаболизма на желязото

Физиологичната загуба на желязо от тялото при възрастен е около 1 mg на ден. Желязото се губи заедно с пилинг кожата епител, епидермални придатъци, след това, с урина, изпражнения, с sluschivayuschimsya чревен епител. Освен това жените се свързват със загубата на желязо с кръв по време на менструация, по време на бременност, раждане, лактация, което е около 800-1000 mg. Обменът на желязо в тялото е представен на Схема 3. Интересно е да се отбележи, че съдържанието на желязо в серума и насищане с трансферин варира в рамките на един ден. Наблюдавайте високи серумни концентрации на желязо сутрин и ниски стойности вечер. Лишаването от сън води до постепенно намаляване на съдържанието на желязо в серума.

Метаболизмът на желязо в тялото се влияе от микроелементи: мед, кобалт, манган, никел. Медта е необходима за асимилацията и транспортирането на желязото; неговият ефект е чрез цитохромна оксидаза, церулоплазмин. Действието на мангана върху процеса на хематопоезата е неспецифично и е свързано с неговата висока оксидативна способност.

За да разберем защо дефицитът на желязо е най-честа при малките деца, подрастващите момичета и жените в детеродна възраст, ще разгледаме характеристиките на метаболизма на желязо в тези групи.

Натрупването на желязо в плода се наблюдава през цялата бременност, но най-интензивно (40%) през последния триместър. Следователно, недоносеността през 1-2 месеца води до намаляване на наличието на желязо с коефициент 1,5-2 в сравнение с децата на пълно работно време. Известно е, че плодът има положително равновесие на желязо, което противоречи на концентрационния градиент в полза на плода. Плацентата по-интензивно улавя желязо от костния мозък на бременна жена и има способността да метаболизира желязото от майчиния хемоглобин.

Ефектът от недостиг на желязо в резерви на този микроелемент в плода на майката, има противоречиви съобщения. Някои автори смятат, че sideropenia бременна не засяга магазините желязо в плода; други смятат, че има пряка зависимост. Може да се предположи, че намаляването на желязо в организма на майката разработване на железен дефицит резерви в новороденото. Въпреки това, желязодефицитна анемия поради вроден дефицит на желязо е малко вероятно, тъй като честотата на желязодефицитна анемия, нивата на хемоглобина и на желязото в серума по време на първия ден след раждането и през следващите 3-6 месеца не се различават при деца, родени здрави майки и майки с желязодефицитна анемия. Съдържанието на желязо в организма на новородено пълен план и преждевременна бебето е 75 мг / кг.

При децата, за разлика от възрастните, хранителното желязо трябва не само да компенсира физиологичните загуби на този микроелемент, но и да осигури нужди от растеж, което е средно 0,5 mg / kg на ден.

По този начин основните предпоставки за развитие на дефицит на желязо при недоносени деца, деца от многоплодна бременност, деца под 3 години са:

• бързо изчерпване на запасите с недостатъчен екзогенен прием на желязо;
• увеличена нужда от желязо.

Метаболизъм на желязо при юноши

Особеността на метаболизма на желязото при юношите, особено при момичетата, е изразено несъответствие между повишената нужда от този микроелемент и ниския му прием в тялото. Причините за това несъответствие: бърз растеж, лошо хранене, упражнения, изобилна менструация, първоначално ниско ниво на желязо.

При жени в детеродна възраст основните фактори, водещи до развитие на дефицит на желязо в организма, са обилна и продължителна менструация, многоплодна бременност. Ежедневната нужда от желязо при жените, които губят 30-40 ml кръв за менструация, е 1,5-1,7 mg / ден. При по-голяма загуба на кръв, необходимостта от желязо нараства до 2,5-3 mg / ден. В действителност, само 1.8-2 mg / ден може да бъде доставен чрез стомашно-чревния тракт, т.е. 0.5-1 mg / ден желязо не може да бъде запълнено. Така, в рамките на един месец дефицитът на микроелементи ще възлиза на 15-20 mg, 180-240 mg на година, 1,8-2,4 g в продължение на 10 години, т.е. Този дефицит надвишава съдържанието на резервно желязо в организма. Освен това, за развитието на дефицит на желязо при жените, броят на бременностите, интервалът между тях и продължителността на кърменето са важни.