Zamenjava železa v telesu

Običajno telo odrasle zdrave osebe vsebuje okoli 3-5 g železa, zato je železo mogoče označiti kot elemente v sledovih. Železo se neenakomerno porazdeli v telesu. Približno 2/3 železa je vsebovano v hemoglobinu eritrocitov - to je bazen (ali bazen), ki kroži z železom. Pri odraslih je ta bazen je 2-2,5 g pri donošenih dojenčkih - 0,3-0,4 g, in pri nedonošenčkih - 0,1-0,2 Razmeroma veliko železa v mioglobina vsebuje: 0,1 g - pri moških in 0,05-0,07 g - pri ženskah. Človeško telo vsebuje več kot 70 proteini in encimi, ki vključujejo železo (npr transferina, laktoferina) skupno količino železa v njih, ko je železo 0,05-0,07, ki ga nosi transportni protein transferin z okoli 1% ( transportni sklad železa). Za zdravniško prakso so izjemno pomembne zaloge železa (depot, rezervni sklad), ki predstavljajo približno 1/3 celotnega železa v človeškem telesu. Funkcijo depoja opravljajo naslednji organi:

• jetra;
• vranica;
• kostni mozeg;
• možgani.

Železo je vsebovano v skladišču v obliki feritina. Količina železa v depo lahko označimo z določitvijo koncentracije SF. Do danes je SF edini mednarodno priznani označevalec zaloge železa. Končni proizvod izmenjave železa je hemosiderin, deponiran v tkivih.

Železo - najpomembnejši kofaktor encimov mitohondrijske dihalne verige, citratnega cikla, sinteze DNA, ima pomembno vlogo pri vezavi in transportu kisika s hemoglobinom in mioglobinom; beljakovine, ki vsebujejo železo, so potrebne za presnovo kolagena, kateholaminov, tirozina. Zaradi katalitičnega delovanja železa v reakcijski Fe ² * <-> Fe ³, brez neoštečenega železa tvori hidroksilne radikale, ki lahko povzročijo poškodbe celičnih membran in celične smrti. V času evolucije je bila zaščita pred škodljivim učinkom prostega železa rešena z oblikovanjem specializiranih molekul za absorpcijo železa iz hrane, njegovo absorpcijo, transport in odlaganje v netoksični topni obliki. Prevoz in usedanje železa izvajajo posebni proteini: transferrin, transferinski receptor, feritin. Sintezo teh proteinov ureja poseben mehanizem in je odvisna od potreb organizma.

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

Presnova železa v zdravi osebi je zaprta v ciklu

Vsak dan oseba izgubi približno 1 mg železa z biološkimi tekočinami in ožganim epitelijem prebavnega trakta. Natanko isto količino lahko absorbira v prebavni trakt iz hrane. Jasno mora biti, da železo vstopi v telo le s hrano. Tako se vsak dan izgubi 1 mg železa in se absorbira 1 mg. V procesu uničenja starih eritrocitov se sprošča železo, ki ga uporabljajo makrofagi in se ponovno uporablja pri konstrukciji hema. V telesu je poseben mehanizem absorpcije železa, vendar se pasivno umakne, to pomeni, da ni fiziološkega mehanizma za izločanje železa. Če absorpcija železa iz hrane ne ustreza potrebam telesa, se pomanjkanje železa pojavi ne glede na vzrok.

Porazdelitev železa v telo

1. 70% celotne količine železa v telesu je del hemoproteinov; to so spojine, v katerih je železo vezano na porfirin. Glavni predstavnik te skupine je hemoglobin (58% železa); Poleg tega ta skupina vključuje tudi mioglobin (8% železo), citokrom, peroksidazo, katalazo (4% železa).
2. Skupina ne-heme encimov - ksantin oksidaza, NADH dehidrogenaza, aconitaza; ti encimi, ki vsebujejo železo, so lokalizirani predvsem v mitohondriji, igrajo pomembno vlogo pri procesu oksidativne fosforilacije, transporta elektronov. Vsebujejo zelo malo kovin in ne vplivajo na celotno ravnovesje železa; Vendar pa je njihova sinteza odvisna od zagotavljanja tkiva z železom.
3. Transportna oblika železa je transferin, laktoferin, nosilec železa z nizko molekulsko maso. Glavni transportni plazemski feroprotein je transferrin. Ta beta-globulinskega frakcijskega proteina z molekulsko maso 86.000 ima 2 aktivna mesta, od katerih lahko vsak pritrdi en atom Fe ³⁺ hkrati . V plazmi je več vezav na železo, kot so atomi železa, zato v njej ni prostega železa. Transferrin lahko veže druge kovinske ione - baker, mangan, krom, vendar z drugačno selektivnostjo in železo najprej in bolj trdno vežejo. Glavna lokacija sinteze transferina je celice jeter. S povečanjem stopnje deponiranega železa v hepatocitih se sinteza transferina občutno zmanjša. Transferrin, ki nosi železo, navdušen nad normociti in retikulociti, in količina absorpcije kovin je odvisna od prisotnosti prostih receptorjev na površini eritroidnih prednikov. Na membrani retikulocita je bistveno manj vezavnih mest za transferrin kot na protromocitu, to je, kot je starost eritroidnih celic, zmanjšanje zajetja železa. Nosilci železa z nizko molekularno težo zagotavljajo prevoz železa v celicah.
4. Vloženo, rezervno ali rezervno železo je lahko v dveh oblikah - feritin in hemosiderin. Rezervna železova spojina sestoji iz proteina apoferritina, katere molekule obsegajo veliko število atomov železa. Ferritin - rjava spojina, topna v vodi, vsebuje 20% železa. S prekomernim kopičenjem železa v telesu se sinteza feritina dramatično povečuje. Ferritinske molekule obstajajo v skoraj vseh celicah, še posebej v jetrih, vranici in kostnem mozgu. Hemosiderin je prisoten v tkivih v obliki rjavega, zrnatega, v vodi netopnega pigmenta. Vsebnost železa v hemosiderinu je višja kot pri feritinu - 40%. Poškodovan učinek hemosiderina v tkivih je povezan s poškodbo lizozoma, kopičenjem prostih radikalov, kar vodi v celično smrt. Pri zdravih osebah je 70% rezervnega železa v obliki feritina in 30% v obliki hemosiderina. Hitrost uporabe hemosiderina je precej manjša kot pri feritinu. Skladišča železa v tkivih lahko ocenimo na podlagi histokemijskih študij, pri čemer uporabimo polkvantitativno metodo vrednotenja. Izračunajte število sideroblastov - jedrnih eritroidnih celic, ki vsebujejo različne količine granul, ki niso heme. Značilnost porazdelitve železa v telesu majhnih otrok je, da imajo v eritroidnih celicah višjo vsebnost železa in manj je železa na mišičnem tkivu.

Uravnoteženje železa temelji na načelih skoraj popolne ponovne uporabe endogenega železa in vzdrževanja želene ravni zaradi absorpcije v prebavnem traktu. Razpolovni čas odstranitve železa je 4-6 let.

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

Absorpcija železa

Absorpcija se pojavi predvsem v dvanajstniku in začetnem delu jejunuma. S pomanjkanjem železa v telesu se sesalno območje razprostira distalno. V dnevni prehrani običajno vsebuje približno 10-20 mg železa, vendar se v prebavilih absorbira samo 1-2 mg. Absorpcija hema železa močno presega pretok anorganskega železa. V zvezi z vplivom železne valence na njeno absorpcijo v prebavnem traktu ni nobenega nedvoumnega mnenja. VI Nikuličeva (1993) verjame, da se Fe ²⁺ praktično ne absorbira niti v normalnih ali prekomernih koncentracijah. Po mnenju drugih avtorjev absorpcija železa ni odvisna od njegove valence. Ugotovljeno je, da je valenca železa in njegova topnost v dvanajsterniku pri alkalni reakciji odločilnega pomena. Želodčnem soku in klorovodikova kislina sodelujejo pri absorpciji železa, zagotavlja povrnitev oksidni obliki (Fe ^H ) v zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionizacija, postavitev komponent na razpolago za absorpcijo, ampak se nanaša le na ne-hem železo ni glavni mehanizem regulacije absorpcije.

Postopek absorpcije hema železa ni odvisen od izločanja želodca. Hem železo se absorbira v obliki porfirinske strukture in le v sluznici črevesja je njegova cepitev iz heme in tvorba ioniziranega železa. Železo bolje absorbira mesni izdelki (9-22%), ki vsebujejo heme železo, in veliko slabše - od rastline (0,4-5%), kjer je ne-heme železo. Od mesnih izdelkov se železo asimilira na različne načine: železo absorbira iz jeter slabše kot iz mesa, saj je v jetrih železo vsebovano v obliki hemosiderina in feritina. Vrelišče zelenjave v velikih količinah vode lahko zmanjša vsebnost železa za 20 %.

Edinstveno je absorpcija železa iz materinega mleka, čeprav je njena vsebnost nizka - 1,5 mg / l. Poleg tega materino mleko povečuje absorpcijo železa iz drugih živil, ki so hkrati porabljena.

V procesu prebave železo vstopi v enterocit, od koder gre skozi koncentracijski gradient v krvno plazmo. S pomanjkanjem železa v telesu se pospešuje prenos iz lumena prebavil v plazmo. S presežkom železa v telesu se večina železa zadržuje v celicah črevesne sluznice. Enterocit, obremenjen z železom, se giblje od dna do vrha vile in se izgubi z osiromašenim epitelijem, kar preprečuje prekomeren vnos kovine v telo.

Na proces absorpcije železa v gastrointestinalnem traktu vplivajo različni dejavniki. Prisotnost oksalatov, fitatov, fosfatov, tanina v ptici zmanjšuje absorpcijo železa, saj te snovi tvorijo komplekse z železom in ga odstranijo iz telesa. Nasprotno, askorbinske, jantarne in pirurške kisline, fruktoza, sorbitol, alkohol povečajo absorpcijo železa.

V plazmi se železo veže na nosilec - transferin. Ta beljakovina prevaža železo v glavnem v kostni mozeg, kjer železo prodre v eritrocariocite, transferin pa se vrača v plazmo. Železo vstopi v mitohondrije, kjer poteka heme sinteza.

Nadaljnja pot železa iz kostnega mozga je opisana takole: s fiziološko hemolizo iz eritrocitov se sprošča 15-20 mg železa na dan, ki ga uporabljajo fagocitni makrofagi; potem se večina vrne v sintezo hemoglobina in samo majhna količina ostane kot rezervna žleza v makrofagih.

30% skupne vsebnosti železa v telesu se uporablja ne za eritropoezo, ampak se deponira v depo. Železo v obliki feritina in hemosiderina se shranjuje v parenhimskih celicah, predvsem v jetrih in vranici. Za razliko od makrofagov, parenhimske celice zelo počasi uporabljajo železo. Vnos železa v parenhimske celice se poveča s precejšnjim presežkom železa v telesu, hemolitično anemijo, aplastično anemijo, ledvično insuficienco in zmanjša z izrazitim primanjkljajem kovine. Sproščanje železa iz teh celic poveča s krvavitvijo in se zmanjša s transfuzijo krvi.

Celoten vzorec metabolizma železa v telesu bo nepopolen, če ne upoštevate tkiva. Količina železa, ki je del ferozenzimov, je majhna - le 125 mg, vendar pa ni mogoče precenjevati pomembnosti encimov za dihanje tkiv: brez njih bi bilo življenje katerekoli celice nemogoče. Stalež železa v celicah omogoča, da se izognemo neposredni odvisnosti sinteze encimov, ki vsebujejo železo, od fluktuacij njegovega vnosa in odhodkov v telesu.

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

Fiziološke izgube in posebnosti metabolizma železa

Fiziološka izguba železa iz telesa pri odraslih je približno 1 mg na dan. Železo se izgubi skupaj z pilingom epitelija kože, epidermalni dodatki, nato z urinom, iztrebki, s sluschivayuschimsya črevesni epitel. Ženskam se poleg tega pridružijo tudi izgube železa s krvjo med menstruacijo, med nosečnostjo, porodu, dojenjem, kar je približno 800-1000 mg. Zamenjava železa v telesu je predstavljena v shemi 3. Zanimivo je, da se vsebnost železa v serumu in transferinu nasičenost spreminja v enem dnevu. Upoštevajte visoke koncentracije železa v želodcu zjutraj in nizke vrednosti zvečer. Odstranitev spalnih ljudi povzroči postopno zmanjšanje vsebnosti železa v serumu.

Metabolizem železa v telesu vplivajo elementi v sledovih: baker, kobalt, mangan, nikelj. Baker je potreben za asimilacijo in prevoz železa; njegov učinek je skozi citokrom oksidazo, ceruloplazmin. Dejavnost mangana na procesu hematopoeze je nespecifična in je povezana z visoko oksidativno sposobnostjo.

Da bi razumeli, zakaj je pomanjkanje železa najpogostejše pri majhnih otrocih, mladostnicah in ženskah v rodni dobi, bomo upoštevali značilnosti metabolizma železa v teh skupinah.

Kopičenje železa v plodu se pojavi v celotni nosečnosti, najbolj intenzivno (40%) v zadnjem trimesečju. Zato prezremenost v 1-2 mesecih povzroči zmanjšanje razpoložljivosti železa v višini 1,5-2 v primerjavi s polnoletnimi otroki. Znano je, da ima plod pozitivno ravnovesje železa, kar je v nasprotju z gradientom koncentracije v korist ploda. Posteljica bolj intenzivno zajema železo kot kostni mozeg noseče ženske in ima sposobnost metaboliziranja železa iz materinega hemoglobina.

Vpliv pomanjkanja železa v rezerve matere te sledovih elementa v plodu, obstajajo nasprotujoča si poročila. Nekateri avtorji menijo, da sideropenia nosečnost ne vpliva na zaloge železa v zarodku; drugi verjamejo, da obstaja neposredna odvisnost. Domnevamo lahko, da je zmanjšanje železa v telesu matere razvoj pomanjkanja železa rezerve novorojenčka. Vendar pa je železo pomanjkljivost anemija zaradi prirojenega pomanjkanja železa, je malo verjetno, saj je pojavnost anemije zaradi pomanjkanja železa, koncentracije hemoglobina in serumskega železa v prvem dnevu po rojstvu in v naslednjih 3-6 mesecih ne razlikujejo pri otrocih, rojenih zdrave matere in materam z anemijo zaradi pomanjkanja železa. Vsebnost železa v telesu novorojenčka celoten rok in prezgodnje otroka je 75 mg / kg.

Pri otrocih se za razliko od odraslih živilsko železo ne sme nadomestiti samo fizioloških izgub tega elementa v sledovih, temveč tudi potrebe po rasti, ki povprečno znašajo 0,5 mg / kg na dan.

Zato so glavni pogoj za razvoj pomanjkanja železa pri nedonošenčkih, otrocih iz večplodne nosečnosti, otrocih, mlajših od 3 let:

• hitro izčrpavanje zalog z nezadostnim eksogenim vnosom železa;
• povečana potreba po železu.

Presnova železa pri mladostnikih

Posebnost metabolizma železa pri mladostnikih, zlasti pri dekletih, je izrazito neskladje med povečano potrebo po tem elementu v sledovih in nizkim vnosom v telo. Razlogi za to razhajanje: hitra rast, slaba prehrana, vadba, obilno menstruacija, začetna nizka stopnja železa.

Pri ženskah v rodni dobi so glavni dejavniki, ki vodijo k razvoju pomanjkanja železa v telesu, obilje in podaljšana menstruacija, večkratna nosečnost. Dnevna potreba po železu pri ženskah, ki izgubijo 30-40 ml krvi za menstruacijo, je 1,5-1,7 mg / dan. Z večjo izgubo krvi se potreba po železu poveča na 2,5-3 mg / dan. Pravzaprav se lahko preko gastrointestinalnega trakta dostavi le 1,8-2 mg / dan, to je 0,5-1 mg / dan železa, ni mogoče dopolniti. Tako bo v roku enega meseca pomanjkanje mikrohranil znašalo 15-20 mg, 180-240 mg na leto, 1,8-2,4 g za 10 let, kar pomeni, da ta pomanjkljivost presega vsebnost rezervnega železa v telesu. Poleg tega je za razvoj pomanjkanja železa pri ženskah pomembno število nosečnosti, interval med njimi, trajanje laktacije.