Výměna železa v těle

Obvykle tělo dospělého zdravého člověka obsahuje asi 3-5 g železa, takže žehlit lze klasifikovat jako stopové prvky. Železo je rozloženo nerovnoměrně v těle. Přibližně 2/3 železa je obsaženo v hemoglobinu erytrocytů - je to cirkulační železný bazén (nebo bazén). U dospělých se tento bazén je 2 až 2,5 g v donošených dětí - 0,3-,4g, a u předčasně narozených dětí - 0,1 - 0,2 Relativně množství železa v myoglobinu, který zahrnuje: 0,1 g - u mužů a 0,05-0,07 g - u žen. Lidské tělo obsahuje více než 70 bílkovin a enzymů, které obsahují železo (například transferin, laktoferinu), přičemž celkové množství železa v nich, je železo 0,05-,07, nesená transportní protein transferin je asi 1% ( železniční přepravní fond). Pro lékařskou praxi jsou mimořádně důležité zásoby železa (depo, rezervní fond), které tvoří asi 1/3 celkového množství železa v lidském těle. Následující orgány vykonávají funkci depo:

• játra;
• slezina;
• kostní dřeň;
• mozku.

Železo je v depotu obsaženo ve formě feritinu. Množství železa v depotu může být charakterizováno stanovením koncentrace SF. Doposud je SF jediným mezinárodně uznávaným ukazatelem zásob železa. Konečným produktem výměny železa je hemosiderin uložený v tkáních.

Železo - nezbytné kofaktoru mitochondriálních enzymů dýchacího řetězce, citrátový cyklus, syntéza DNA, hraje důležitou roli při vázání a přepravu kyslíku hemoglobinu a myoglobinu v; proteiny obsahující železo jsou nezbytné pro metabolismus kolagenu, katecholaminů, tyrosinu. Kvůli katalytickému působení železa v reakci Fe ² * <-> Fe ³ uvolňuje nezřetelné železo hydroxylové radikály, které mohou způsobit poškození buněčných membrán a buněčnou smrt. V průběhu vývoje byla ochrana proti poškozujícímu účinku volného železa řešena vytvořením specializovaných molekul pro absorpci železa z potravin, jeho vstřebávání, transport a ukládání v netoxické rozpustné formě. Transport a ukládání železa se provádí pomocí speciálních proteinů: transferinu, transferrinového receptoru, feritinu. Syntéza těchto proteinů je regulována zvláštním mechanismem a závisí na potřebách organismu.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Metabolismus železa u zdravého člověka je v cyklu uzavřen

Každý den ztrácí asi 1 mg železa s biologickými tekutinami a uvolněným epitelem zažívacího traktu. Přesně stejné množství může být absorbováno do trávicího traktu z jídla. Mělo by být jasné, že železo vstupuje do těla pouze s jídlem. Každým dnem se ztrácí 1 mg železa a absorbuje se 1 mg. V procesu ničení starých erytrocytů se uvolňuje železo, které se využívá v makrofágách a opět se používá při konstrukci hemu. V těle je zvláštní mechanismus absorpce železa, ale je pasivně odebrán, to znamená, že neexistuje žádný fyziologický mechanismus pro vylučování železa. V důsledku toho, jestliže absorpce železa z potravin nesplňuje potřeby těla, nedostatek železa se vyskytuje bez ohledu na příčinu.

Distribuce železa v těle

1. 70% celkového množství železa v těle je součástí hemoproteinů; to jsou sloučeniny, ve kterých je železo vázáno na porfyrin. Hlavním představitelem této skupiny je hemoglobin (58% železa); Navíc tato skupina zahrnuje myoglobin (8% železo), cytochrom, peroxidázu, katalázu (4% železo).
2. Skupina enzymů, které nejsou hemem - xantin oxidáza, NADH dehydrogenasa, akonitáza; tyto enzymy obsahující železo jsou lokalizovány hlavně v mitochondriích, hrají důležitou roli v procesu oxidační fosforylace, transportu elektronů. Obsahují velmi málo kovu a neovlivňují celkovou bilanci železa; Nicméně, jejich syntéza závisí na poskytnutí tkání se železem.
3. Transportní forma železa je transferrin, laktoferrin, železo-nosič s nízkou molekulovou hmotností. Hlavním transportním plazmatickým ferroproteinem je transferin. Tento beta-globulinový frakční protein s molekulovou hmotností 86 000 má dvě aktivní místa, z nichž každá může připojit jeden atom Fe ³⁺ najednou . V plazmě existuje více vazebných míst pro železo než atomy železa, a proto v něm není žádné železo. Transferin může vázat jiné kovové ionty - měď, mangan, chrom, ale s jinou selektivitou a železo se váže nejdříve a pevněji. Hlavním místem syntézy transferinu jsou jaterní buňky. S nárůstem hladiny uloženého železa v hepatocytech je syntéza transferinu výrazně snížena. Transferrin, nesoucí železo, aviden na normocyty a retikulocyty a množství absorpce kovu závisí na přítomnosti volných receptorů na povrchu erytroidních progenitorů. Na retikulocytů membrány vazebných míst, je podstatně menší než pro transferin než pronormotsite, tj stárnutí erytroidních buněk snížila železa přilnavost. Nosiče železa s nízkou molekulovou hmotností zajišťují transport železa uvnitř buněk.
4. Záložní, rezervní nebo rezervní železo může být ve dvou formách - feritin a hemosiderin. Zásobní sloučenina železa sestává z apopheritinového proteinu, jehož molekuly obklopují velké množství atomů železa. Feritin - hnědá sloučenina, rozpustná ve vodě, obsahuje 20% železa. Při nadměrné akumulaci železa v těle se drasticky zvyšuje syntéza feritinu. Molekuly feritinu existují téměř ve všech buňkách, ale především v játrech, slezině a kostní dřeni. Hemosiderin je přítomen v tkáních ve formě hnědého granulovaného pigmentu nerozpustného ve vodě. Obsah železa v hemosiderinu je vyšší než u ferritinu - 40%. Poškozující účinek hemosiderinu v tkáních je spojen s poškozením lysosomů, akumulací volných radikálů, což vede ke smrti buněk. U zdravé osoby je 70% rezervního železa ve formě feritinu a 30% ve formě hemosiderinu. Rychlost užívání hemosiderinu je mnohem nižší než u ferritinu. Zásoby železa v tkáních mohou být posuzovány na základě histochemických studií s využitím semikvantitativní metody hodnocení. Počítat počet sideroblastů - nukleární erytroidní buňky obsahující různá množství hemerových železných granulí. Charakterem distribuce železa v těle malých dětí je, že mají vyšší obsah železa v erytroidních buňkách a méně železa je na svalové tkáni.

Regulace rovnováhy železa je založena na principu téměř úplného opětného využití endogenního železa a udržování požadované hladiny v důsledku absorpce v gastrointestinálním traktu. Poločas rozpadu železa je 4-6 let.

[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

Absorpce železa

Absorpce se vyskytuje hlavně v dvanáctníku a počáteční části jícnu. Při nedostatku železa v těle se sací oblast rozprostírá distálně. V denní stravě obvykle obsahuje asi 10-20 mg železa, avšak pouze 1-2 mg se vstřebává v gastrointestinálním traktu. Absorpce hemového železa značně převyšuje tok anorganického železa. Pokud jde o vliv valence železa na jeho absorpci v gastrointestinálním traktu, neexistuje jednoznačný názor. VI Nikulicheva (1993) se domnívá, že Fe ^{2+ není} prakticky absorbován ani za normálních, ani nadměrných koncentrací. Podle jiných autorů absorpce železa nezávisí na jeho valence. Bylo zjištěno, že rozhodující význam má valence železa a jeho rozpustnost v duodenu v alkalické reakci. Žaludeční šťávy a kyseliny chlorovodíkové se podílejí na absorpci železa, poskytují obnovu formě oxidu (Fe ^H ) v zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionizace, tvorba složek k dispozici pro absorpci, ale to platí pouze pro nehemového železa není hlavním mechanismem absorpce regulace.

Proces absorpce hemového železa nezávisí na sekreci žaludku. Hem železo je absorbováno ve formě porfyrinové struktury a pouze ve slizniční membráně střeva je jeho štěpení z hemu a tvorba ionizovaného železa. Železo je lépe absorbováno z masných výrobků (9-22%), které obsahují heme železo, a mnohem horší - z rostlin (0,4-5%), kde je heme železo. Z masných výrobků je železo asimilováno různými způsoby: žehlička je absorbována z jater horší než z masa, protože v játrech je železo obsaženo ve formě hemosiderinu a feritinu. Varená zelenina ve velkém množství vody může snížit obsah železa o 20 %.

Unikátní je absorpce železa z mateřského mléka, i když jeho obsah je nízký - 1,5 mg / l. Navíc, mateřské mléko zvyšuje vstřebávání železa z ostatních konzumovaných potravin současně.

V procesu trávení vstupuje železo do enterocytu, odkud prochází koncentračním gradientem do krevní plazmy. Při nedostatku železa v těle se zrychluje jeho přenos z lumen gastrointestinálního traktu do plazmy. S přebytkem železa v těle se většina železné přetrvává v buňkách střevní sliznice. Enterocytů naložené železa, postupující od základny k vrcholu klků a ztratila se odlupujících epitelu, který zabraňuje nadměrnému toku kovu do těla.

Proces absorpce železa v gastrointestinálním traktu je ovlivněn různými faktory. Přítomnost oxalátů, fytátů, fosfátů, taninu u ptáků snižuje absorpci železa, protože tyto látky tvoří komplexy se železem a odstraňují z těla. Naopak kyselina askorbová, jantarová a pyrohroznová, fruktóza, sorbitol, alkohol zvyšují absorpci železa.

V plazmě se železo váže na nosič - transferin. Tento protein přenáší železo hlavně do kostní dřeně, kde železo proniká do erythrocaryocytů a transferrin se vrací do plazmy. Železo vstupuje do mitochondrií, kde probíhá syntéza hemu.

Další dráha železa z kostní dřeně může být popsána následovně: s fyziologickou hemolýzou z erytrocytů se uvolňuje 15-20 mg železa denně, což je využíváno fagocytárními makrofágy; pak většina z nich jde zpět do syntézy hemoglobinu a jen malé množství zůstává jako náhradní žláza v makrofágách.

30% celkového obsahu železa v těle se nepoužívá pro erytropoézu, ale je uloženo v depotu. Železo ve formě feritinu a hemosiderinu je uloženo v parenchymálních buňkách, zejména v játrech a slezině. Na rozdíl od makrofágů používají parenchymální buňky velmi pomalu železo. Příjem železa v parenchymálních buňkách se zvyšuje s výrazným přebytkem železa v těle, hemolytickou anemií, aplastickou anémií, renální nedostatečností a snižuje se výrazným nedostatkem kovu. Uvolňování železa z těchto buněk se zvyšuje s krvácením a klesá transfuzi krve.

Celkový vzorec metabolismu železa v těle bude neúplný, pokud nezohledňujeme tkáňové železo. Množství železa, které je součástí ferozenzymu, je malé - pouze 125 mg, ale důležitost enzymů tkáňového dýchání nelze přeceňovat: bez nich by nebyl život nějaké buňky nemožný. Zásoba železa v buňkách umožňuje vyhnout se přímému závislostem syntézy enzymů obsahujících železo na fluktuaci jeho příjmu a výdajů v těle.

[20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28]

Fyziologické ztráty a zvláštnosti metabolismu železa

Fyziologická ztráta železa z těla u dospělého je asi 1 mg denně. Železo se ztrácí spolu s odlupováním kožního epitelu, epidermálními přísadami, pak močí, stolicí, s sluschivayuschimsya intestinálním epitelem. Ženy se navíc spojují ztrátou železa s krví během menstruace, během těhotenství, porodu, laktace, což je přibližně 800-1000 mg. Výměna železa v těle je uvedena ve schématu 3. Je zajímavé poznamenat, že obsah železa v séru a saturace transferinu se mění během jednoho dne. Sledujte vysoké koncentrace železa v séru ráno a nízké hodnoty večer. Odstranění lidí spánku vede k postupnému poklesu obsahu železa v séru.

Metabolismus železa v těle je ovlivněn stopovými prvky: měď, kobalt, mangan, nikl. Měď je nezbytná pro asimilaci a přepravu železa; jeho účinek je prostřednictvím cytochrom oxidasy, ceruloplasminu. Účinek manganu na proces hematopoézy je nespecifický a je spojen s jeho vysokou oxidační schopností.

Abychom pochopili, proč je nedostatek železa nejčastěji u malých dětí, adolescentních dívek a žen v plodném věku, zvážíme vlastnosti metabolismu železa v těchto skupinách.

Akumulace železa v plodu nastává během celého těhotenství, ale nejintenzivněji (40%) v posledním trimestru. Proto předčasnost za 1-2 měsíce vede ke snížení dostupnosti železa o faktor 1,5-2 v porovnání s dětmi na plný úvazek. Je známo, že plod má pozitivní rovnováhu železa, což je v rozporu s koncentračním gradientem ve prospěch plodu. Placenta intenzivněji zachycuje železo než kostní dřeně těhotné ženy a má schopnost metabolizovat železo z mateřského hemoglobinu.

Vliv nedostatku železa rezerv matky tohoto stopového prvku v plodu, jsou v rozporu, zprávy. Někteří autoři se domnívají, že sideropenia těhotná, nemá vliv na zásoby železa v zárodku; jiní věří, že existuje přímá závislost. Lze předpokládat, že snížení železa v těle matky vývoji nedostatku železa rezervy v novorozence. Nicméně z nedostatku železa anémie kvůli vrozeným nedostatkem železa je nepravděpodobné, protože výskyt anémie z nedostatku železa, hladiny hemoglobinu a sérového železa během prvního dne po narození a v příštích 3-6 měsíců neliší u dětí, které se narodily zdravé matky a matky s anémií z nedostatku železa. Obsah železa v těle novorozence plný-termín a nedonošené dítě je 75 mg / kg.

U dětí, na rozdíl od dospělých, by potravinářské železo nemělo pouze kompenzovat fyziologické ztráty tohoto stopového prvku, ale také zajišťovalo růstové potřeby, které dosahují průměru 0,5 mg / kg denně.

Hlavní předpoklady vývoje deficitu železa u předčasně narozených dětí, dětí z vícečetného těhotenství, dětí do 3 let jsou:

• rychlé vyčerpání zásob s nedostatečným exogenním příjmem železa;
• zvýšená potřeba železa.

Metabolismus železa u dospívajících

Zvláštnost metabolismu železa u dospívajících, zejména u dívek, je výrazným nesouladem mezi zvýšenou potřebou tohoto stopového prvku a jeho nízkým příjmem do těla. Důvody tohoto rozporu: rychlý růst, špatná výživa, cvičení, bohatá menstruace, počáteční nízká hladina železa.

U žen v plodném věku jsou hlavní faktory vedoucí k rozvoji nedostatku železa v těle bohaté a prodloužené menstruace, mnohočetné těhotenství. Denní potřeba železa u žen, které ztrácejí 30-40 ml krve pro menstruaci, je 1,5-1,7 mg / den. Při větší ztrátě krve se potřeba železa zvyšuje na 2,5-3 mg / den. Ve skutečnosti lze dávat pouze 1,8-2 mg / den prostřednictvím gastrointestinálního traktu, tj. 0,5-1 mg / den železa nelze doplnit. Proto během jednoho měsíce bude nedostatek mikroživiny činit 15-20 mg, 180-240 mg za rok, 1,8-2,4 g po dobu 10 let, což znamená, že tento nedostatek přesahuje obsah náhradního železa v těle. Kromě toho pro vývoj nedostatku železa u žen je důležitý počet těhotenství, interval mezi nimi a doba laktace.