Zamjena željeza u tijelu

Uobičajeno, tijelo odrasle zdrave osobe sadrži oko 3-5 g željeza, pa se željezo može klasificirati kao element u tragovima. Željezo se distribuira neravnomjerno u tijelu. Oko 2/3 željeza se nalazi u hemoglobinu eritrocita - to je cirkulirajući željezni bazen (ili bazen). U odraslih, to je bazen 2-2,5 g u full-term dojenčad - 0,3-0,4 g, au nedonoščadi - 0.1-0.2 Relativno mnogo željeza u mioglobina sadržavao: 0,1 g - kod muškaraca i 0,05-0,07 g - kod žena. Ljudsko tijelo sadrži više od 70 proteini i enzimi, koji uključuju željezo (npr transferin, laktoferin), ukupnu količinu željeza u njima, željezo 0,05-,07, nošeni transport proteina transferin je oko 1% ( transportni fond željeza). Za medicinsku praksu izuzetno su važne zalihe željeza (depo, rezervni fond), koji čine oko 1/3 ukupnog željeza u ljudskom tijelu. Sljedeća tijela obavljaju funkciju skladišta:

• jetre;
• slezene;
• koštana srž;
• mozak.

Željezo se nalazi u skladištu u obliku feritina. Količina željeza u skladištu može se karakterizirati određivanjem koncentracije SF. Do danas, SF je jedini međunarodno priznat biljeg željeznih rezervi. Konačni proizvod razmjene željeza je hemosiderin deponiran u tkiva.

Željezo - bitan kofaktor mitohondrijskog enzima lanca respiratornih, citrat ciklus, sintezu DNA, igra važnu ulogu u vezanja i transporta kisika pomoću hemoglobina i mioglobina; proteini koji sadrže željezo su neophodni za metabolizam kolagena, kateholamina, tirozina. Zbog katalitičkim djelovanjem željeza u reakciji Fe ² * <-> Fe ³, slobodni oblici nije u obliku kelata željeza hidroksilnih radikala koji mogu oštetiti stanične membrane i staničnu smrt. Tijekom evolucije, zaštita od štetnog djelovanja slobodnog željeza riješena je formiranjem specijaliziranih molekula za apsorpciju željeza iz hrane, njegovu apsorpciju, transport i taloženje u netoksičnom topljivom obliku. Prijevoz i taloženje željeza vrši se posebnim proteinima: transferinom, transferinskim receptorom, feritinom. Sinteza ovih proteina regulirana je posebnim mehanizmom i ovisi o potrebama organizma.

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

Metabolizam željeza u zdravih osoba zatvoren je u ciklusu

Svaki dan, osoba izgubi oko 1 mg željeza s biološkim tekućinama i usporenim epitelom probavnog trakta. Točno isti iznos može biti apsorbiran u probavni trakt od hrane. Treba biti jasno da željezo ulazi u tijelo samo s hranom. Tako svaki dan 1 mg željeza se izgubi i 1 mg se apsorbira. U procesu uništavanja starih eritrocita, željezo se oslobađa, a koristi ga makrofagi i ponovno se koristi u izgradnji hema. U tijelu postoji poseban mehanizam apsorpcije željeza, ali se pasivno povlači, tj. Ne postoji fiziološki mehanizam za izlučivanje željeza. Prema tome, ako apsorpcija željeza iz hrane ne zadovoljava potrebe tijela, nedostatak željeza događa bez obzira na uzrok.

Distribucija željeza u tijelu

1. 70% ukupne količine željeza u tijelu dio je hemoproteina; to su spojevi u kojima je željezo povezano s porfirinom. Glavni predstavnik ove skupine je hemoglobin (58% željeza); Pored toga, ova skupina uključuje mioglobin (8% željezo), citokrom, peroksidazu, katalazu (4% željezo).
2. Skupina nehemskih enzima - ksantin oksidaza, NADH dehidrogenaza, akonitaza; Ovi enzimi koji sadrže željezo su lokalizirani uglavnom u mitohondrijima, igraju važnu ulogu u procesu oksidacijske fosforilacije, prijenosa elektrona. Sadrže vrlo malo metala i ne utječu na ukupnu ravnotežu željeza; Međutim, njihova sinteza ovisi o pružanju tkiva sa željezom.
3. Transportni oblik željeza je transferin, laktoferin, nosač željeza male molekulske težine. Glavni feroprotein transportne plazme je transferin. Ova protein beta-globulin frakcije molekularne težine od 86.000 ima 2 aktivna mjesta, od kojih svaki može približno dodati jedan Fe ³⁺ atom . U plazmi postoji više mjesta za vezanje željeza od atoma željeza i, stoga, u njoj nema slobodnog željeza. Transferrin može vezati druge metalne ione - bakar, mangan, krom, ali s drugačijom selektivnošću, a željezo se veže prvo i čvršće. Glavna stranica sinteze transferina su stanice jetre. S povećanjem razine deponiranog željeza u hepatocitima, sinteza transferina značajno se smanjuje. Transferrin, koji nosi željezo, aviden na normocite i retikulocite, a količina uzimanja metala ovisi o prisutnosti slobodnih receptora na površini eritroidnih progenitorima. Na membrani retikulocita postoji znatno manje veznih mjesta za transferin nego na protromocit, tj. Kao age eritroidnih stanica, smanjenje hvatanja željeza. Nosači željeza s niskim molekularnim težinama omogućuju transport željeza unutar stanica.
4. Depozitni, pričuvni ili rezervni željezo mogu biti u dva oblika - feritina i hemosiderina. Spoj rezervnog željeza sastoji se od apoferritinskog proteina, čija molekula okružuje velik broj željeznih atoma. Feritin - smeđi spoj, topiv u vodi, sadrži 20% željeza. S prekomjernom nakupljanjem željeza u tijelu, sinteza feritina dramatično se povećava. Feritinske molekule postoje u gotovo svim stanicama, osobito u jetri, slezeni i koštanoj srži. Hemosiderin je prisutan u tkivima u obliku smeđeg, granuliranog, u vodi netopivog pigmenta. Sadržaj željeza u hemosiderinu je veći od feritina - 40%. Štetni učinak hemosiderina u tkiva povezan je s oštećenjem lizosoma, nakupljanjem slobodnih radikala, što dovodi do stanične smrti. U zdravih osoba, 70% rezervnog željeza je u obliku feritina, a 30% u formi hemosiderina. Stupanj korištenja hemosiderina je znatno niži od feritina. Skladišta željeza u tkivima mogu se procijeniti na temelju histokemijskih studija primjenom polukvantitativne metode procjene. Ubrojite broj sideroblasta - nuklearne eritroidne stanice koje sadrže različite količine ne-heme željeznih granula. Značaj distribucije željeza u tijelu male djece je da oni imaju veći sadržaj željeza u stanicama eritroidnih stanica, a manje je željeza na mišićnom tkivu.

Regulacija željezne ravnoteže temelji se na načelima gotovo potpune reutilizacije endogenog željeza i održavanja potrebne razine zbog apsorpcije gastrointestinalnog trakta. Poluživot uklanjanja željeza je 4-6 godina.

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

Apsorpcija željeza

Apsorpcija se uglavnom događa u dvanaesniku i početnom dijelu jejunuma. S nedostatkom željeza u tijelu, usisna zona se širi distalno. U dnevnoj prehrani obično sadrži oko 10-20 mg željeza, ali samo 1-2 mg se apsorbira u gastrointestinalni trakt. Apsorpcija hemih željeza uvelike premašuje protok anorganskog željeza. O utjecaju valenciji željeza na njegovu apsorpciju u probavnom traktu niti jedan mišljenje. VI Nikulicheva (1993) vjeruje da se Fe ²⁺ praktički ne apsorbira u normalnim ili prekomjernim koncentracijama. Prema ostalim autorima, apsorpcija željeza ne ovisi o njegovoj valenciji. Utvrđeno je da nema kritične valentni željeza, a njegova topljivost u dvanaesniku pod alkalne reakcije. Želučani sok i klorovodične kiseline su uključeni u apsorpciju željeza, osigurati oporavak obliku oksida (Fe ^H ) u zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionizacija, formiranja komponenti dostupnih za apsorpciju, no to se odnosi samo na ne-heme nije glavni mehanizam regulacije apsorpcije.

Proces apsorpcije hemih željeza ne ovisi o izlučivanju želuca. Hem željezo se apsorbira u obliku porfirinske strukture, a samo u sluznici crijeva to je cijepanje od hema i stvaranje ioniziranog željeza. Željezo se bolje apsorbira od mesnih proizvoda (9-22%) koji sadrže hemno željezo, i još mnogo gore - od biljke (0,4-5%), gdje je ne heme željezo. Od mesnih proizvoda, željezo se asimilira na različite načine: željezo se apsorbira iz jetre što je gore nego od mesa, jer je u jetri željezo sadržano u obliku hemosiderina i feritina. Kuhanje povrća u velikim količinama vode može smanjiti sadržaj željeza za 20 %.

Jedinstvena je apsorpcija željeza iz majčinog mlijeka, iako je sadržaj niske - 1,5 mg / l. Osim toga, majčino mlijeko povećava apsorpciju željeza iz drugih namirnica koje se konzumiraju istodobno s njom.

U procesu probave, željezo ulazi u enterocit, odakle prolazi kroz gradijent koncentracije u krvnu plazmu. S nedostatkom željeza u tijelu, njegov se prijenos s lumena gastrointestinalnog trakta u plazmu ubrzava. S viškom željeza u tijelu, većina željeza zadržava se u stanicama crijevne sluznice. Enterocit učitava s željezom, napredujući od baze do vrha resica i izgubio sa odljuštene epitela, što sprječava prekomjerno protok metala u tijelu.

Na proces apsorpcije željeza u gastrointestinalnom traktu utječu razni čimbenici. Prisutnost oksalata, fitata, fosfata, tanina u ptici smanjuje apsorpciju željeza, jer ove tvari tvore komplekse sa željezom i uklanjaju ga iz tijela. Suprotno tome, askorbinska, sukcinska i piruvinska kiselina, fruktoza, sorbitol, alkohol povećavaju apsorpciju željeza.

U plazmi se željezo veže na nosač - transferin. Ovaj protein prenosi željezo uglavnom u koštanu srž, gdje se željezo prodire u erythrocaryocytes, a transferrin vraća u plazmu. Željezo ulazi u mitohondrije, gdje se vrši hema sinteza.

Daljnji put željeza iz koštane srži može se opisati kako slijedi: s fiziološkom hemolizom iz eritrocita, oslobađa se 15-20 mg željeza dnevno, a koristi se fagocitnim makrofagima; onda se većina odvija od sinteze hemoglobina, a samo mali dio ostaje kao rezervna žlijezda u makrofagima.

30% ukupnog sadržaja željeza u tijelu se ne koristi za eritropoezu, već je pohranjeno u skladištu. Željezo u obliku feritina i hemosiderina pohranjuju se u parenhimskim stanicama, uglavnom u jetri i slezeni. Za razliku od makrofaga, parenhimske stanice vrlo su lagano upotrebljavale željezo. Unos željeza u stanice parenhima se povećava značajnim suviškom željeza u tijelu, hemolitičnom anemijom, aplastičnom anemijom, bubrežnom insuficijencijom i smanjuje se izraziti deficit metala. Oslobađanje željeza iz ovih stanica povećava se krvarenjem i smanjuje se transfuzijom krvi.

Ukupni uzorak metabolizma željeza u tijelu će biti nepotpun ako ne uzmete u obzir tkivo. Količina željeza koja je dio ferroenzima je mala - samo 125 mg, ali važnost tenzijskih respiratornih enzima ne može se precijeniti: bez njih, život ćelija bilo bi nemoguće. Zalihe željeza u stanicama omogućuju izbjegavanje izravne zavisnosti sinteze enzima koji sadrže željezo na fluktuacije njegovog unosa i izdataka u tijelu.

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

Fiziološki gubici i osobitosti metabolizma željeza

Fiziološki gubitak željeza iz tijela kod odrasle osobe je oko 1 mg dnevno. Željezo se gubi zajedno s epitelnim slojem kože, epidermalnim dodacima, zatim s urinom, izmetom, s epitelom intestinalnog sluschivayuschimsya. Žene se, osim toga, pridružuju gubitkom željeza krvlju tijekom menstruacije, trudnoće, porođaja, laktacije, što je oko 800-1000 mg. Zamjena željeza u tijelu je prikazana u shemi 3. Zanimljivo je da sadržaj željeza u zasićenju seruma i transferina varira unutar jednog dana. Pratite visoke koncentracije željeza u serumu ujutro i niskim vrijednostima navečer. Odstupanje ljudi od sna dovodi do postupnog smanjenja sadržaja željeza u serumu.

Metabolizam željeza u tijelu utječe na elemente u tragovima: bakar, kobalt, mangan, nikal. Bakar je potreban za asimilaciju i transport željeza; njegov učinak je kroz citokromoksidazu, ceruloplazmin. Djelovanje mangana na proces hematopoeze nije specifično i povezano je s visokom oksidacijskom sposobnošću.

Da bismo razumjeli zašto je nedostatak željeza najčešći u maloj djeci, adolescentnim djevojkama i ženama koje rađaju dijete, razmotrit ćemo značajke metabolizma željeza u tim skupinama.

Akumulacija željeza u fetusu javlja se tijekom cijele trudnoće, ali najintenzivnije (40%) u posljednjem tromjesečju. Stoga, preuranjenost u razdoblju od 1-2 mjeseca dovodi do smanjenja dostupnosti željeza za faktorom od 1,5-2 u usporedbi s djecom s punim radnim vremenom. Poznato je da fetus ima pozitivnu ravnotežu željeza, koja ide protiv gradijenta koncentracije u korist fetusa. Placenta intenzivnije bilježi željezo od koštane srži trudnice i ima sposobnost metabolizma željeza iz majčinog hemoglobina.

Učinak nedostatka željeza u tijelu majke rezerve ovog mikroelemenata u fetusa, postoje konfliktne izvješća. Neki autori smatraju da sideropenija trudna ne utječe na zalihe željeza u fetus; drugi smatraju da postoji izravna veza. Može se pretpostaviti da je smanjenje željeza u tijelu majke razvoja nedostatka željeza rezerve u novorođenčeta. Međutim, iron deficiency anemija uzrokovana kongenitalnim nedostatkom željeza je malo vjerojatno, budući da je incidencija anemije, razina hemoglobina i željeza u serumu tijekom prvog dana nakon rođenja i za narednih 3-6 mjeseci se ne razlikuju u djece rođene sa zdravim majkama i majkama s anemije. Sadržaj željeza u tijelu novorođene punog termina i nedonošče je 75 mg / kg.

U djece, za razliku od odraslih osoba, prehrambeni željezo ne bi trebalo samo nadoknaditi fiziološke gubitke tog elementa u tragovima, već i osigurati potrebe za rastom, koje prosječno iznose 0,5 mg / kg dnevno.

Stoga su glavni preduvjeti za razvoj nedostatka željeza u preranoj bebi, djeci višestruke trudnoće, djeca do 3 godine:

• brzi iscrpljivanje zaliha s nedovoljnim egzogenim unosom željeza;
• povećana potreba za željezom.

Metabolizam željeza u adolescenata

Osobitost metabolizma željeza u adolescenata, posebice kod djevojčica, izražena je nepodudarnost između povećane potrebe za tim elementom u tragovima i niskog unosa u tijelo. Razlozi za to odstupanje: brz rast, slaba prehrana, vježbanje, obilne mjesečnice, početnu nisku razinu željeza.

U žena koje rađaju dob, glavni čimbenici koji dovode do razvoja nedostatka željeza u tijelu su obilni i dugotrajni menstruacije, višestruke trudnoće. Dnevna potreba za željezom kod žena koje izgube 30-40 ml krvi za menstruaciju je 1,5-1,7 mg / dan. S većim gubitkom krvi potreba za željezom povećava se na 2,5-3 mg / dan. Zapravo, samo 1,8-2 mg / dan se može isporučiti putem gastrointestinalnog trakta, to jest 0,5 do 1 mg / dan željeza se ne može nadopuniti. Tako je u mjesecu mikronutrijenata deficita posljednjih 15-20 mg, za godinu - 180-240 mg, 10 godina - 1,8 - 2,4 g, to jest, deficit je veći od sadržaja u rezerve željeza u tijelu. Pored toga, za razvoj pomanjkanja željeza u žena, važan je broj trudnoća, interval između njih, trajanje laktacije.