Základné znalosti výživy (16. časť)

Používame cookies, aby sme neustále rozvíjali DAZ.online a prispôsobovali sme ho stále lepšie vašim potrebám. DAZ.online je financovaný z reklamy a na to sú nastavené aj cookies. Preto je použitie stránky možné iba so súhlasom s použitím cookies. Podrobnosti o používaní súborov cookie nájdete v našich zásadách ochrany osobných údajov.

Súbory cookie používame na zlepšenie vášho zážitku a doručenie personalizovaného obsahu. Financuje nás reklama, ktorá tiež potrebuje súbory cookie. Preto pre používanie DAZ.online musíte súhlasiť s používaním cookies.

„Škoda! Ale DAZ.online sa bez cookies úplne nezaobíde, okrem iného aj preto, že sa financujeme z výnosov z reklamy. Preto bez tohto súhlasu momentálne nemôžete používať DAZ.online.

Je nám ľúto, ale bez súhlasu s použitím súborov cookie nemáte prístup k stránke DAZ.online.

DAZ.online
DAZ/AZ
DAZ 31/2007
Základné vedomosti o výžive (.

Výživa aktuálna

Naša krv potrebuje železo

Z minerálov prichádzame k stopovým prvkom v našej sérii „Základné znalosti výživy“. Ich obsah v ľudskom organizme je nižší ako 50 ppm a ich denná potreba je menej ako 50 miligramov. Malé množstvo však neznamená, že stopové prvky sú pre človeka nedôležité. Naopak: plnia v tele množstvo dôležitých funkcií a nedostatok alebo nadbytok sa môžu prejaviť niekedy závažnými ochoreniami. Toto je veľmi zrejmé z príkladu železa, prvého stopového prvku, ktorý tu predstavujeme.

Železo sa v medicíne prvýkrát začalo používať v 17. storočí. V roku 1832 sa zistilo, že v krvi anemikov bolo málo železa. V polovici 50. rokov sa objasnila úloha železa v bunkovom dýchaní a pre hemoglobín a uznalo sa, že feritín je primárnou zásobnou formou železa [2].

Chémia železa

Železný prvok nájdeme v ôsmej hlavnej skupine periodickej tabuľky. Môže sa vyskytovať v oxidačných stavoch od -2 do +6, ale pre organizmus sú relevantné iba formy Fe 2+ a Fe 3+. Vo vodných roztokoch môže byť Fe 2+ spontánne oxidovaný na zle rozpustný hydroxid Fe 3+. Rozpustnosť je 10 -39, takže organizmy vyvinuli proteíny viažuce železo, ako aj chelátory s nízkou molekulovou hmotnosťou - z. B. Siderofory v baktériách. Tento mechanizmus tiež umožňuje biologickú dostupnosť železa napriek jeho zlej rozpustnosti. Železo je štvrtým najpočetnejším prvkom v zemskej kôre [3], odhaduje sa na celú planétu, je dokonca pravdepodobne najhojnejším prvkom s 37% [4]. V zemskej kôre sa nachádzajú oxidované formy hematit (Fe203), limonit (Fe203 x H20) alebo magnetit (F304). Ak sa tieto rudy redukujú pomocou uhlíka, možno z nich získať kovové železo [3].

Ložiská železa

Železo nájdeme takmer vo všetkých potravinách, ale často je to len malé množstvo. Obsah železa v ovocí a mliečnych výrobkoch je zanedbateľný, zatiaľ čo niektoré druhy zeleniny, ako napríklad fenikel alebo špenát a cereálne výrobky, môžu byť dobrým zdrojom. Pri druhom z nich je rozhodujúci predovšetkým stupeň mletia: obsah železa v bielej múke sa zníži asi o dve tretiny.

Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, mäsové výrobky nemusia byť nevyhnutne bohaté na železo. Svalové mäso obsahuje iba asi 2 mg železa na 100 g. Ošípaná pečeň môže naopak obsahovať až 15 mg/100 g.

Na hodnotenie obsahu železa v potravinách by sa malo tiež vždy pozerať na základe dostupnosti [5]. Je potrebné rozlišovať medzi hémovým železom a nehemovým železom. Hémové železo nájdeme v potravinách živočíšneho pôvodu, dostupnosť je nad 20%. Absorpcia nehemového železa v rastlinných potravinách, ako sú obilniny, celozrnná ryža, kukurica, hrášok, fazuľa a šošovica, je naopak inhibovaná ligandmi inhibujúcimi absorpciu. Patria sem triesloviny, ligníny, kyseliny šťaveľové, fytáty a fosfáty. Ďalej je absorpcia nehemového železa obmedzená pšeničnými otrubami, vápenatými soľami, mliekom a sójovými výrobkami, čiernym čajom a kávou, ako aj salicylátmi, antacidami, iónomeničmi a klofibrátmi. Mäso, ryby, hydina alebo kyselina askorbová môžu podporovať vstrebávanie. Existujú protichodné dôkazy o účinku alkoholu na absorpciu železa.

Najmä vegetariáni a vegáni, ktorí majú diétu s nízkym obsahom hemu, musia prijímať čo najväčšie množstvo ligandov podporujúcich vstrebávanie, ako je kyselina askorbová alebo kyselina citrónová, s ovocím, pretože miera absorpcie rastlinných potravín je iba okolo 5%. Mixovaná strava obsahuje asi 5 až 15 mg iného ako hemického železa a 1 až 5 mg hemového železa za deň. Medzi najdôležitejšie zdroje železa, berúc do úvahy spotrebované množstvo, frekvenciu konzumácie a obsah železa, patrí chlieb, mäso, údeniny a zelenina [1].

Metabolizmus železa

Železo je nevyhnutnou živinou takmer pre všetky organizmy. Celkový obsah železa v tele u ľudí je 2,5 až 4 g. U žien je koncentrácia v sére 11 až 25 μmol/l, u mužov 12 až 30 μmol. Kvôli minimálnemu prísunu, zlej dostupnosti a relatívne malým zásobám, ktoré kontrastujú s vysokou dennou rýchlosťou, je pri metabolizme železa potrebná komplexná súhra medzi intra- a extracelulárnymi proteínmi. Umožňujú tiež dlhodobé zabezpečenie dopytu v extrémnych podmienkach [5].

Plazmové železo hrá ústrednú úlohu v metabolizme železa. Železo sa dostáva do jednotlivých cieľových buniek pomocou transportného proteínu transferínu. Predtým, ako sa železo môže viazať na transferín, je Fe 2+ na bazolaterálnej strane epiteliálnych buniek oxidovaný ceruoplazmínom obsahujúcim meď na svoju trojmocnú formu. Je však spotrebovaná iba jedna tretina kapacity transferínu na väzbu na železo. Zvyšok je k dispozícii ako rezerva na ďalšie transportované železo. Transferín okrem svojej transportnej funkcie tiež zabraňuje tomu, aby voľné ióny železa vyvíjali svoje oxidačné a tým toxické účinky. Železo sa ukladá po naviazaní na proteíny feritín a hemosiderín [6] (tab. 1). Hlavnými úložiskami sú pečeň, slezina, črevná sliznica a kostná dreň [5]. Ak je to potrebné, najmä na tvorbu erytrocytov, potom sa depoty mobilizujú. Obsah železa v zásobníku sa môže meniť bez ovplyvnenia funkcií tela závislých od železa. Ak dôjde k strate železa alebo zvýšenej potrebe, najskôr poklesne nasýtenie transferínu železom. To má za následok, že železo sa uvoľňuje z feritínových zásob retikuloendoteliálneho systému.

Denný obrat železa je asi 25 mg a je určený najmä novou syntézou erytrocytov; veľká časť železa, ktoré sa uvoľní pri rozpade erytrocytov, sa môže znovu použiť. Vylučovanie železa u mužov a nemenštruujúcich žien je iba 1 mg/d. Vyskytuje sa hlavne stolicou, pokožkou, potom a žlčou (tab. 2). Pretože železo sa viaže na transferín, nemôže sa vylučovať obličkami. V dôsledku menštruácie však môže dôjsť k veľmi variabilným stratám železa: Straty za cyklus sa môžu pohybovať v rozmedzí 5 až 35 mg [6].

Funkcie železa

Biochemické funkcie železa možno rozdeliť do troch tried: transport a skladovanie kyslíka, transport elektrónov a enzymatické reakcie na oxidáciu alebo redukciu substrátu [5]. Hlavnou úlohou železa v organizme je transport kyslíka z pľúc do miesta terminálnej oxidácie v tkanive. 75% zásob železa v tele je viazaných na hemoglobín, tetramérny proteín, ktorý sa skladá z dvoch rovnakých reťazcov α a β. Všetky štyri podjednotky majú protetickú skupinu, v ktorej Fe 2+ reverzibilne viaže kyslík. V závislosti od hodnoty pH, pCO2, prítomnosti organických fosfátov a teploty sa afinita hemoglobínu ku kyslíku líši [3].

Myoglobín obsiahnutý v cytoplazme svalových buniek obsahuje aj hem, ale pozostáva iba z proteínového reťazca. Uľahčuje prenos kyslíka z erytrocytov kapilár do cytoplazmy a mitochondrií [5]. Reťazec transportu elektrónov vo vnútornej mitochondriálnej membráne umožňuje prenos elektrónov na molekulárny kyslík až po tvorbu vody. Na tomto procese sa podieľa šesť cytochrómov, ktoré patria k hemovým proteínom. Železo v ňom funguje ako akceptor elektrónov [3].

Železo tiež slúži ako nosič elektrónov v mnohých enzýmoch na oxidáciu alebo redukciu substrátov. Oxidoreduktázy teda katalyzujú z. B. oxidácia aldehydov alebo anorganického siričitanu. Aminokyselinové monooxygenázy na tvorbu prekurzorov prenášača CNS 5-OH-tryptofánu a L-dopa patria do skupiny monooxygenáz [5]. Zahŕňa tiež cytochróm P450, ktorý z. B. hrajú úlohu v metabolizme cudzích látok a v biosyntéze steroidných hormónov, vitamínu D3 a žlčových kyselín [4]. Medzi dioxygenázy patria amínové alebo aminokyselinové dioxygenázy, ktoré okrem iného zahŕňajú. sa podieľajú na syntéze L-karnitínu a na odbúravaní niektorých aminokyselín. Všetky peroxidázy tiež obsahujú železo - s výnimkou glutatiónperoxidázy [5]. Ďalej funkcie, ako je imunitná obrana, syntéza DNA a desaturácia mastných kyselín, závisia od železa [6].

Požiadavka na železo

Pretože je potrebné vyhnúť sa symptómom nedostatku aj preťaženia, mala by byť vyvážená rovnováha absorpcie a strát železa. Potreba organizmu je iba 1 až 2 mg/d (tab. 3). Môže sa však znateľne zvýšiť v dôsledku rastu, straty krvi a v poslednom trimestri tehotenstva. Pretože železo je zle absorbované kvôli jeho relatívne zlej biologickej dostupnosti, odporúčaný príjem pre ženy pred menopauzou je 15 mg/d, pre mužov 10 mg/d. Pre tehotné ženy sa odporúča denná dávka 30 mg a pre dojčiace ženy 20 mg železa.

V celoštátnom priemere prijímajú muži okolo 13 mg/d a ženy 11 mg/d železo. Podľa Inštitútu Roberta Kocha (RKI) je súčasný príjem železa u mužov v priemere vyšší, ako sa odporúča; na druhej strane ženy nedosahujú o 50% vyšší odporúčaný denný príjem. Najdôležitejším zdrojom železa v Nemecku je chlieb. Ďalším dôležitým zdrojom je mäso a zelenina, pričom muži konzumujú viac mäsa a ženy viac zeleniny [7] (Tab. 4).

Nedostatok železa a jeho dôsledky

Okrem nedostatku vitamínu A a jódu je nedostatok železa najbežnejším príznakom nedostatku na celom svete: postihuje asi dve miliardy ľudí. Prevalencia je najvyššia v takzvaných rozvojových krajinách Afriky, Strednej Ameriky a juhovýchodnej Ázie. Postihnuté sú najmä malé deti a tehotné ženy [3].

Zjavný nedostatok železa je v Nemecku pomerne zriedkavý; iba 0,6% populácie - asi dvakrát toľko žien ako mužov - v Nemecku trpí anémiou z nedostatku železa. Medzi zraniteľné skupiny patria na jednej strane mladé ženy z dôvodu zvýšenej potreby rastu a menštruácie a na druhej strane seniori, ktorí sú postihnutí chronickými zápalmi a rakovinou. Ďalej existujú problémy so zásobovaním detí v prvých dvoch rokoch života a počas puberty: V týchto fázach je zásoba železa často nedostatočná na rýchle zvýšenie telesnej hmotnosti. Závažný nedostatok železa môže spomaliť rast. Dostatočný prísun železa je dôležitý aj v detstve kvôli požiadavkám na železo v mozgu. Anémia môže viesť k nezvratným poruchám inteligencie vo veku od 12 do 18 mesiacov [1].

Dodávka železa môže byť rozhodujúca pre ľudí, ktorí sa venujú intenzívnemu vytrvalostnému športu, a pre ľudí s čisto vegánskou stravou. Ak však majú vegetariáni vyváženú stravu, skutočné príznaky nedostatku železa sa nenájdu častejšie ako v priemere populácie, čo možno vysvetliť výrazne vyšším príjmom železa vo vegetariánskej strave: hoci biologická dostupnosť rastlinného železa je podstatne horšia, pravdepodobne to môže byť spôsobené vyšším príjmom kyseliny askorbovej z ovocia. a zelenina je kompenzovaná. Príčiny nedostatku železa sa líšia svojou povahou. Dôležité sú výživové príčiny, poruchy absorpcie a strata krvi [6].

Hlavnou formou zjavného nedostatku železa je hypochrómna mikrocytárna anémia. Klinicky sa prejavuje zvýšenými koncentráciami transferínu a zníženými hladinami feritínu. Okrem toho sa zvyšuje kapacita väzby na železo v sére a tvorba malých erytrocytov chudobných na hemoglobín. Vďaka tomu sa môže v krvi prepravovať menej kyslíka a zhoršuje sa prívod kyslíka do orgánov a tkanív. Najskôr sa objavia nešpecifické príznaky ako vyčerpanie, únava a únava. Ďalšími skorými príznakmi sú uhlová cheilitída, suchá a popraskaná pokožka a porucha rastu vlasov a nechtov [6]. Poruchy termoregulácie v dôsledku zníženej funkcie štítnej žľazy a decimácie T lymfocytov v dôsledku zníženej aktivity železo-dependentnej RNA reduktázy, a teda zvýšenej náchylnosti k infekciám, sú tiež spojené s nedostatkom železa [2].

Prebytok železa a dôsledky

Akútna intoxikácia železom je extrémne zriedkavá. Postihnuté sú najmä deti, u ktorých sa prejavia príznaky intoxikácie po nekontrolovanej konzumácii prípravkov obsahujúcich železo. Prejavuje sa to zvracaním, hnačkami, horúčkami, poruchami zrážania krvi a poškodením pečene a obličiek. Pre dospelých je letálna dávka 200 až 250 mg/kg telesnej hmotnosti.

[1] Nemecká spoločnosť pre výživu (DGE); Rakúska spoločnosť pre výživu (ÖGE); Švajčiarska spoločnosť pre výskum výživy (SGE) (vyd.) (2000): Referenčné hodnoty pre príjem živín. Frankfurt/Main 1. vydanie, 173-178.

[2] Elmadfa, I, Leitzmann, C (2004): Výživa ľudí. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 4., opravené a aktualizované vydanie, 244–248.

[3] Biesalski, H.-K.; Köhrle, J.; Schümann, K. (2002): Vitamíny, stopové prvky a minerály - prevencia a liečba mikroživinami. Thieme, Stuttgart, 137 –147.

[4] Eisenbrand, G.; Schreier, P. (2006): Römpp Lexikon Lebensmittelchemie, Thieme, Stuttgart, 2., úplne prepracované a rozšírené vydanie, 287–290.

[5] Biesalski, H.-K.; Grimm, P. (2001): Vreckový atlas výživy. Thieme, Stuttgart 2., aktualizované vydanie, 220–225.

[6] Hahn, A.; Ströhle, A.; Wolters, M. (2006): Výživa - fyziologické základy, prevencia, terapia. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart 2., prepracované a aktualizované vydanie, 139 –143.

[7] Mensink, G. a M.; v. Beitz, R.; Henschel, Y .: Príspevky k správam o zdraví federálnej vlády: „Čo dnes jeme? Stravovacie správanie v Nemecku“. Inštitút Roberta Kocha v Berlíne, 76f (2002).