Stopové prvky železo DocMedicus lexikón vitálnych látok

železo je najbežnejším prechodným kovom na zemskom povrchu aj v organizmoch a pre človeka je nevyhnutným (životne dôležitým) stopovým prvkom. Vyskytuje sa v niekoľkých oxidačných stavoch, ale iba Fe 2+ - dvojmocné železo, zlúčeniny železa - a Fe 3+ - trojmocné železo, zlúčeniny železa - majú význam pre organizmus.
V zlúčeninách je železo väčšinou v bivalentnej forme. Fe 2+ potom pôsobí ako redukčné činidlo a uvoľňuje elektróny. Fe 3+ - Na druhej strane sú zlúčeniny oxidačné činidlá a ako terminálne akceptory elektrónov sú schopné prijímať elektróny [7,19].
Pretože Fe 2+ sa spontánne zmení na extrémne zle rozpustný Fe 3 vo vodných roztokoch+ - Organizmy majú určité vlastnosti, ktoré môžu oxidovať hydroxid Bielkoviny, napríklad hemoglobín (Krvný pigment), Transferín alebo feritín, ktorý viaže železo. Takto stopový prvok zostáva biologicky dostupný aj napriek zlej rozpustnosti [3, 23].

železo

Zdravý človek má celkovú telesnú zásobu okolo 3 - 5 gramov železa - 45 až 60 mg/kg telesnej hmotnosti [19, 22]. Asi 80% z nich je ako Funkčné železo pred, vpredu. Väčšina funkčného železa je potrebná na tvorbu a vývoj erytrocytov (červené krvinky) a iba malá časť (12%) na syntézu myoglobínu a mitochondriálny dýchací reťazec [22]. Okrem toho musí byť železo dostupné pre biosyntézu enzýmov závislých od železa, ktoré sú nevyhnutné pre transport elektrónov.
Asi 20% z celkových zásob predstavuje Skladovacie orgány zo železa. Stopový prvok je uložený vo forme feritínu a hemosiderínu hlavne v pečeni, slezine, črevnej sliznici a kostnej dreni [4, 19, 20, 22, 28, 30].

Bude to medzi Hémové železo - železo protoporfyrín, dvojmocný Fe - a Nehemové železo - ionizované voľné železo, môže byť dvojmocné alebo trojmocné - diferencované ako zložka anorganických zlúčenín.
Hémové železo je komplex železo-proteín, ktorého protetická skupina je spojená s molekulou proteínu. Medzi najdôležitejšie hemové proteíny nevyhnutné pre metabolizmus železa patria okrem iného Hemoglobín, myoglobín a Cytochróm [7, 30]. Viac ako polovica funkčného železa je zapnutá hemoglobín (červený krvný pigment), a tak lokalizovaný v erytrocytoch (červené krvinky). Myoglobín je červené svalové farbivo a spolu s ďalšími enzýmami obsahujúcimi železo vyrába - Cytochrómy, katalázy, peroxidázy - asi 15% funkčného železa z [8, 30].
Nehemové železo v krmivách pre zvieratá je vo forme feritínu, hemosiderínu a citrátu železa [20].

metabolizmus

Homeostáza železa je regulovaná riadením absorpcie železa v tenkom čreve, najmä v dvanástniku (dvanástniku) a jejune. - stredná časť tenkého čreva, známa tiež ako „prázdne črevo“. Absorpciu ovplyvňuje množstvo faktorov, ako napríklad:

  • Fyziologické potreby [6, 22]
  • Množstvo a chemická forma absorbovaného železa [6, 22]
  • Stav individuálnej dodávky - bazálna absorpcia železa je asi 1 mg/deň, pri nedostatku železa sa rýchlosť absorpcie zvyšuje na 3 - 5 mg/deň, pri nadbytku železa je absorpcia až o 50% nižšia [6, 22]
  • Miera erytropoézy (tvorba červených krviniek) [8, 30]
  • Množstvo rôznych ďalších organických a anorganických zložiek potravín [8, 30]
  • Absorpčné pomery tráviaceho traktu [22, 23]
  • Vek [22, 23]
  • Choroby - napríklad choď Malabsorpcia ako je celiakia (enteropatia vyvolaná lepkom), Crohnova choroba, ulcerózna kolitída a chronická atrofická gastritída s nedostatočná absorpcia železa pozdĺž [22, 23]

Stopový prvok je absorbovaný potravou ako nehémové železo, to znamená v ionizovanej voľnej forme ako voľné ióny Fe 2+, ako aj ako hemové železo, pričom väčšina železa v potravinách je viazaná na bielkoviny, organické kyseliny alebo iné látky - Protoporfyrín železo (hém), komplexy s hydroxidom železitým [17].

V živočíšnych potravinách, najmä v mäse, je 40 až 60% železa obsiahnuté ako hemové železo. Dvojmocné železo závisí od jeho stavu vďaka dobrej rozpustnosti 15-35% absorbované a teda má vysoká biologická dostupnosť v [3, 10, 13, 17].
Naproti tomu dostupnosť Nehemové železo, ktorý je prevažne v trojmocnej forme, výrazne nižší. Nehemové železo sa nachádza hlavne v rastlinných potravinách a zriedka sa absorbuje viac ako 5% [20, 22]. Trojmocné železo nie je rozpustné v slabo alkalickom prostredí horného tenkého čreva, a je preto absorbované [13].

Pri súčasnom konzumácii mäsa a rastlinných potravín sa môže rýchlosť resorpcie železa rastlinného pôvodu zdvojnásobiť [3, 20, 22]. Je to spôsobené nízkomolekulárnymi komplexotvornými látkami obsiahnutými v mäse, vrátane živočíšne bielkoviny, ktoré sú kvalitnejšie vďaka vysoký počet cenných aminokyselín, ako rastlinné bielkoviny (vaječný bielok). Aminokyseliny obsahujúce sulfhydrylové skupiny - Metionín, Cysteín - - uprednostňujú redukciu trojmocného železa na dvojmocná forma, ktorá je rozpustnejšia a vstrebateľnejšia [19, 20, 22].
Dostatočná tvorba kyseliny chlorovodíkovej v žalúdočnej šťave je tiež dôležitá pre optimálne využitie železa v potravinách. Kyselina chlorovodíková v žalúdku štiepi komplexne viazané železo na ľahšie dostupné voľné ióny železa a voľne viazané organické železo [19, 22].

Zvyšuje sa tiež biologická dostupnosť železa z potravy:

  • Gastroferín - Sekrécia žalúdočnej sliznice [14]
  • vitamín C- podporuje vstrebávanie nehemového železa inhibíciou tvorby zle rozpustného trojmocného železa kyselinou askorbovou; príjem len 25 mg vitamínu C vedie k významnému zvýšeniu absorpcie [14]
  • Vitamín A viaže železo počas tráviaceho procesu a tým ho odstraňuje z absorpčných inhibičných účinkov kyseliny fytovej (fytáty) a polyfenolov [18]
  • Fruktóza [10, 13, 17, 20, 22, 23]
  • Polyoxykarboxylové kyseliny v ovocí a zelenine [10, 13, 17, 20, 22, 23]
  • Iné organické kyseliny, ako kyselina citrónová, kyselina vínna a kyselina mliečna [10, 13, 17, 20, 22, 23]
  • alkoholu- podporuje sekréciu žalúdočnej kyseliny a tým zvyšuje absorpciu trojmocného železa [14]

Pretože tieto látky tiež podporujú premenu Fe 3+ na Fe 2+, zvyšuje sa absorpcia železa.

Napríklad zvýšené vitamín C - v 150 gramoch špenátu alebo kalerábu - biologická dostupnosť nehemového železa trojnásobne [17, 22].

Absorpcia železa má silný inhibičný účinok:

Tieto látky tvoria jeden ťažko absorbovateľný komplex so železom a preto blokovať jeho resorpciu [3, 4, 22].

The Dôležitosť feritínu spočíva v skladovaní, preprave a detoxikácii železa. Ak je to potrebné, železo sa môže rýchlo uvoľniť zo skladu a použiť na syntézu hemoglobínu.
Feritín je najvhodnejším markerom pre stav železa! Nízke hladiny sérového feritínu sa nachádzajú na Nedostatok železa. Na druhej strane je preťaženie železom zistiteľné pri zvýšených koncentráciách feritínu v sére [19, 30].
Ak sa vyčerpajú celkové zásoby železa v tele, zvyšuje sa to Riziko anémie kvôli obmedzenej biosyntéze hemoglobínu. V závislosti od veku, pohlavia a rasy ukazujú koncentrácie hemoglobínu u žien pod 12 g/l a u mužov pod 13 g/l [3].

Hemosiderín je kondenzačný produkt apoferitínu a bunkových zložiek, ako sú lipidy a nukleotidy, ktorý je lokalizovaný hlavne v hepatocytoch a bunkách kostnej drene, pečene a sleziny [22]. V porovnaní s feritínom je hemosiderín trvalým zásobníkom železa, v ktorom je stopový prvok metabolizmu uložený v podobe, ktorá už nie je k dispozícii.

Pretože rovnováha železa je riadená výlučne absorpciou, existujú žiadne regulované vylučovanie železa [19, 22]. U mužov a žien po menopauze sa asi 1 - 2 mg (19 - 36 µmol/l) železa stratí každý deň odmietnutím črevných epiteliálnych a kožných buniek, žlčou a potom a močom [3, 19, 20, 22, 28].

Existuje tiež väčšia strata železa Krvácajúci v dôsledku súvisiaceho úbytku hemoglobínu. Asi 25-60 ml krvi sa vylúči menštruáciou, pričom sa mesačne stratí 12,5-30 mg (225-540 µmol) železa. Aj počas tehotenstvo potreba železa u žien sa zvyšuje v dôsledku prísunu železa do plodu. Asi 300 mg stopového prvku sa dodáva plodu cez placentu. Vyskytujú sa tiež v dôsledku pôrodu a dojčenia - 0,5 mg - Strata krvi, ktorá je kompenzovaná absenciou menštruácie niekoľko mesiacov po tehotenstve [19, 28]. Sú aj ďalšie rizikové skupiny pre nedostatok železa.

Vzhľadom na to, že neexistujú regulované mechanizmy eliminácie železa, je možné príliš vysoký príjem železa sa nedá kompenzovať zvýšeným vylučovaním jedlom. Štúdie ukazujú zvýšené hladiny feritínu - > 200 ug/ml - jeden nezávislý Rizikový faktor pre aterosklerózu (Artérioskleróza, kôrnatenie tepien) a môže zomrieť Riziko infarktu myokardu (Infarkt) dvojitý [4, 9].
Stav železa je koniec koncov optimálny, keď má telo k dispozícii dostatok železa na plnenie jeho funkcií, ale zásoby železa nie sú plné [26, 27].