Fier de călcat este cel mai abundent metal de tranziție de pe suprafața Pământului, precum și din organisme și este un oligoelement esențial (vital) pentru oameni. Apare în mai multe stări de oxidare, dar numai Fe2 + - divalent de fier, compuși feroși - și Fe3 + - fier trivalent, fero compuși - au orice semnificație pentru organisme. În compuși, de fier este prezent de obicei sub formă divalentă. Fe2 + acționează apoi ca un agent de reducere și donează electroni. Compușii Fe3 +, pe de altă parte, reprezintă agenți de oxidare și, ca acceptori de electroni terminali, sunt capabili să accepte electroni [7,19]. Deoarece Fe2 + în apos Soluţii se poate oxida spontan până la Fe3 + - hidroxid extrem de puțin solubil, organismele posedând anumite proteine, Cum ar fi hemoglobină (sânge pigment), transferină or feritinei, care leagă fierul. Astfel, oligoelementul rămâne disponibil biologic în ciuda solubilității sale slabe. O persoană sănătoasă are un conținut corporal total de aproximativ 3-5 grame de fier - 45 până la 60 mg / kg greutate corporală. Aproximativ 80% din aceasta este prezentă ca fier funcțional. Majoritatea fierului funcțional este necesar pentru eritrocite (roșu sânge formarea și dezvoltarea celulelor) și doar o mică parte (12%) pentru mioglobina sinteza și lanțul respirator mitocondrial. În plus, fierul trebuie să fie disponibil pentru biosinteza dependenței de fier enzime care sunt esențiale pentru transportul de electroni. Organele de stocare a fierului reprezintă aproximativ 20% din total. Oligoelementul este stocat sub formă de feritinei și hemosiderin în principal în ficat, splină, intestinal membranei mucoase și măduvă osoasă. Se face distincția între fierul hem - protoporfirină de fier, Fe divalent - și fierul non-hem - fier liber ionizat, poate fi divalent sau trivalent - ca componentă a compușilor anorganici. Hemiron este un complex fier-proteină, cu o grupă protetică cuplată la molecula proteică. Cel mai important hem proteine esential pentru metabolismul fierului include hemoglobină, mioglobina și citocromi. Mai mult de jumătate din fierul funcțional este legat hemoglobină (roșu sânge pigment) și astfel localizat în eritrocite (globule rosii). mioglobina este un pigment muscular roșu și împreună cu alți conținători de fier enzime - citocromi, catalaze, peroxidaze - reprezintă aproximativ 15% din fierul funcțional. Fierul non-hemic din alimentele de origine animală este sub formă de feritinei, hemosiderina și citratul de fier.
Metabolism
Reglarea homeostaziei fierului are loc prin controlul fierului absorbție în intestinului subtire, în primul rând în duoden (duoden) și jejun - secțiunea mijlocie a intestinului subțire, cunoscută și sub numele de „gol intestin. ” Absorbția este influențată de numeroși factori, cum ar fi:
- Cererea fiziologică
- Cantitatea și forma chimică a fierului ingerat
- Starea individuală de aprovizionare - fier bazal absorbție este de aproximativ 1 mg / zi, în deficit de fier il absorbție rata crește la 3-5 mg / zi, în exces absorbția fierului este mai mică cu până la 50%.
- Extinderea eritropoiezei (producerea de celule roșii din sânge).
- Raporturi cantitative ale diferitelor alte componente dietetice organice și anorganice.
- Raporturile de resorbție ale tractului digestiv.
- Vârstă
- Boli - de exemplu, malabsorbția, cum ar fi boala celiacă (enteropatie indusă de gluten), boala Crohn, colita ulcerativă și gastrita atrofică cronică sunt asociate cu absorbția insuficientă a fierului
Oligoelementul este absorbit prin alimente atât ca fier non-hem, adică sub formă liberă ionizată ca ioni Fe2 + liberi, cât și ca fier hem. Majoritatea fierului din alimente este legat de proteine, organic acizi sau alte substanțe - protoporfirină de fier (hem), complexe de ferrihidroxid. În alimentele de origine animală, în special în carne, 40 până la 60% din fier este prezent ca fier hem. Fierul bivalent se absoarbe 15-35% în funcție de starea fierului datorită solubilității sale bune și are astfel un nivel ridicat biodisponibilitate. În schimb, disponibilitatea fierului non-hem, care este predominant sub formă trivalentă, este semnificativ mai mică. Fierul non-hemic se găsește în principal în alimentele vegetale și este rar absorbit cu mai mult de 5%. Fierul trivalent nu este solubil în mediul slab alcalin din partea superioară intestinului subtire și, prin urmare, este retras din absorbție.Consumul simultan de carne și alimente vegetale poate dubla rata de absorbție a fierului de origine vegetală. Acest lucru se datorează agenților de complexare cu greutate moleculară mică conținute în carne, inclusiv proteinelor animale, care sunt de calitate superioară, datorită numărului mare de aminoacizi, decât proteinele vegetale (albușurile de ou). Conținând gruparea sulfhidril aminoacizi - metionină, cisteină - favorizează reducerea fierului trivalent în forma divalentă, care este mai solubilă și mai absorbabilă. Suficient acid clorhidric producția de suc gastric este, de asemenea, importantă pentru utilizarea optimă a fierului din dietă. Gastric acid clorhidric clivează fierul legat de complex în ioni de fier liberi mai disponibili și fierul organic legat slab. Creșteți în continuare biodisponibilitatea fierului din alimente:
- Gastroferrin - secreția gastrică membranei mucoase.
- Vitamina C - favorizează absorbția fierului nehemic prin acid ascorbic inhibând formarea fierului trivalent slab solubil; un aport de doar 25 mg de vitamina C are ca rezultat o creștere semnificativă a absorbției
- Vitamina A leagă fierul în timpul procesului digestiv, îndepărtându-l astfel de influențele inhibitoare de absorbție ale acidului fitic (fitați) și polifenolilor
- Fructoză
- Acizi poliacarboxilici din fructe și legume
- Alte organice acizi, Cum ar fi acid citric, acid tartaric și acid lactic.
- Alcool - promovează acid gastric secreție, crescând absorbția fierului trivalent.
Promovând, de asemenea, conversia Fe3 + în Fe2 +, aceste substanțe cresc absorbția fierului. De exemplu, vitamina C - în 150 de grame de spanac sau cohlrabi - crește biodisponibilitate de fier non-hem cu un factor de 3-4. Absorbția fierului inhibă puternic:
- Acid fitic (fitați) din cereale, porumb, orez și produse din cereale integrale și soia.
- Fibre alimentare - nu celuloză
- Oxalați din legume - în special spanac, rubarbă - și cacao.
- Polifenoli - inclusiv taninuri - în cafea, ceai negru, mei, spanac și vin roșu.
- Fosvitina în gălbenușuri de ou
- Carbonați
- Fosfați
- Calciu sare - efectul inhibitor maxim s-a constatat la niveluri de calciu dietetice de 300-600 mg.
- Droguri - antiacide conținând aluminiu, magneziu, și calciu, precum și scăderea lipidelor medicamente, poate reduce absorbția fierului cu până la 70% (colestiramină); agenți chelatori precum penicilamină, etilendiaminetetraacetat - EDTA - și deferoxamină inhibă în special absorbția fierului non-hem.
- Lianți ai acidului gastric
- Cadmiu - Cd2 + - din mediu
- Aportul excesiv de alți ioni metalici, cum ar fi mangan (Mn2 +), cobalt (Co2 +), cupru (Cu2 +), zinc (Zn2 +), conduce (Pb2 +).
- Deficitul de proteine din dietă
Aceste substanțe formează un complex cu fier greu de absorbit și, prin urmare, blochează absorbția acestuia. După ce fierul este absorbit în celulele intestinului subțire membranei mucoase, este fie stocat ca feritină, proteina de stocare a fierului, fie transferat în plasmă cu ajutorul proteinei de transport mobilferrin. În plasmă, oligoelementul este transferat la proteina de transport a fierului transferină. Normalul transferină concentrare în plasmă este de 220-370 mg / 100 ml. Nivelul transferinei serice este invers corelat cu dimensiunea bazinului de fier. În consecință, în deficit de fier, atât conținutul transferinei plasmatice, cât și receptorul transferinei concentrare sunt crescute. Saturația transferinei este un indicator al transportului fierului în țesuturi și este de obicei scăzută în deficit de fier. Transferrina transportă fierul către toate celulele și țesuturile, unde ulterior se leagă de receptorii transferrinei și este preluat în celule. De o importanță esențială este mobilizarea către măduvă osoasă. Acolo, fierul este esențial pentru formarea continuă a hemoglobinei, care are prioritate față de alte etape de sinteză. Pentru sinteza hemoglobinei este necesară aproximativ 70-90% din fierul legat de transferină. În cele din urmă, formarea și dezvoltarea eritrocite (celulele roșii din sânge) este responsabilă pentru rotația predominantă a fierului. Restul de 10 până la 30% este disponibil pentru acumulare enzime și coenzime sau este stocat ca feritină. Dacă se depășește capacitatea de stocare a feritinei, fierul este legat de hemosiderina proteinei de stocare. Importanța feritinei constă în depozitare, transport și dezintoxicare de fier. Când este necesar, fierul poate fi eliberat rapid din depozitare și utilizat pentru sinteza hemoglobinei. Ferritina reprezintă cel mai potrivit marker pentru starea fierului! Nivelurile scăzute de feritină serică se găsesc în deficit de fier. În schimb, supraîncărcările cu fier sunt detectabile cu concentrații crescute de feritină serică. Dacă rezervele totale de fier din corp sunt epuizate, riscul de anemie crește datorită afectării biosintezei hemoglobinei. În funcție de vârstă, sex și rasă, concentrațiile de hemoglobină sub 12 g / L la femei și sub 13 g / L la bărbați indică anemie. Hemosiderina este un produs de condensare a apoferritinei și a componentelor celulare, cum ar fi lipide și nucleotide, localizate în principal în hepatocite și celule ale măduvă osoasă, ficat, și splină. În comparație cu feritina, hemosiderina este un depozit permanent de fier, în care oligoelementul este stocat pentru metabolism într-o formă care nu mai este disponibilă. Din moment ce fierul echilibra este controlat exclusiv prin absorbție, nu există o excreție reglementată a fierului. La bărbați și femei în postmenopauză, aproximativ 1-2 mg (19-36 µmol / L) de fier se pierd zilnic odată cu eliminarea epiteliului intestinal și piele celule, cu bilă și transpirație și cu urină. Pierderi mai mari de fier apar cu sângerări datorate pierderii asociate de hemoglobină. Aproximativ 25-60 ml de sânge se excretă cu menstruație, rezultând pierderea a 12.5-30 mg (225-540 µmol) de fier pe lună. Cerința de fier a unei femei este, de asemenea, crescută în timpul sarcină datorită aprovizionării cu fier a făt. Aproximativ 300 mg din oligoelement sunt furnizate către făt prin placenta. În plus, pierderile de sânge apar ca urmare a nașterii și alăptării - 0.5 mg -, dar acestea sunt compensate de absența menstruație pentru câteva luni după sarcină. În plus, există și alte grupuri de risc pentru carența de fier. Datorită faptului că nu există mecanisme de excreție reglementate pentru fier, aportul excesiv de fier din dietă nu poate fi compensat prin excreția crescută. Ca rezultat al studiilor, nivelurile ridicate de feritină -> 200 µg / ml - sunt un factor de risc independent pentru ateroscleroză (întărirea arterelor) și pot dubla riscul de infarct miocardic (inimă atac). În cele din urmă, starea fierului este optimă atunci când există suficient fier disponibil pentru ca organismul să își îndeplinească funcțiile, dar depozitele de fier nu sunt pline.
