← + Ctrl + →
Poglavje 6. Rdeče krvne celicePoglavje 7. Hemostatski sistem
Izmenjava železa
Železo je eden glavnih elementov v sledovih v telesu. Skoraj vse železo najdemo v različnih beljakovinah. Od teh je najpomembnejši hemoglobin, katerega naloga je prenašanje kisika iz pljuč v tkiva. Hemoglobin je sestavljen iz ne -beljakovinskega dela - hema in beljakovinskega dela - globina. V molekuli hema je železo vezano na protoporfirin. Hem ni le del hemoglobina, vsebuje ga mioglobin, citokromi, je del katalaze, laktoperoksidaze. Glavni protein, ki vsebuje železo in nima skupine hemov, je feritin. Vsebuje zaloge železa. Železo je tudi del derivata feritina - hemosiderina. Ne vsebuje hemske skupine beljakovin, ki prenašajo železo. Železo v obliki nehema najdemo v številnih encimih (akonitaza, ksantin oksidaza). Glavna količina železa v telesu (57,6%) je del hemoglobina in je v eritrocitih.
Znatna količina železa je prisotna v mišicah (27,6%). Večina tega železa je vključena v feritin (68,1% mišičnega železa), preostanek je vključen v mioglobin (21,9%). Jetra shranijo 7,8% železa v telesu. Jetrno železo najdemo predvsem v feritinu in hemosiderinu.
Transferrin je protein v krvni plazmi, povezan z globulini. Ima 2 aktivni mesti, od katerih lahko vsako veže en atom železa v trivalentni obliki. Glavna sinteza transferina pri ljudeh poteka v jetrih. Na dan se proizvede 12-24 mg transferina na 1 kg telesne mase, to je 5-9% celotne količine teh beljakovin.
Vsebnost železa v telesu je odvisna predvsem od njegove absorpcije. Izločanje železa iz telesa je premalo urejen proces. Obstaja zapleten mehanizem, ki preprečuje absorpcijo presežka železa. Čeprav je celotno črevo, tudi debelo črevo, teoretično sposobno absorbirati železo, se večina železa absorbira v dvanajstniku, pa tudi v začetnem delu jejunuma. Večja kot je pomanjkanje železa, bolj v jejunum sega območje njegove absorpcije. Proces absorpcije železa pri ljudeh vključuje prodor železa v sluznico iz črevesnega lumena, prodiranje železa iz sluznice v plazmo, polnjenje zalog železa v sluznici in učinek teh zalog na absorpcijo . Železo prodre v sluznico iz črevesnega lumena vedno hitreje, kot vstopi v plazmo iz sluznice. Čeprav sta obe vrednosti odvisni od telesnih potreb po železu, je prodor železa v črevesno sluznico manj odvisen od vsebnosti železa v telesu kot prodiranje železa iz sluznice v plazmo. S povečanim povpraševanjem telesa po železu se hitrost njegovega vstopa v plazmo iz sluznice približa hitrosti prodiranja v črevesno sluznico. Hkrati se železo v črevesju praktično ne odlaga. Prehod železa skozi sluznico traja nekaj ur. V tem obdobju je črevo imuno na nadaljnjo absorpcijo železa. Čez nekaj časa se železo spet absorbira z enako intenzivnostjo. Z zmanjšanjem telesne potrebe po železu se njegov prodor v črevo upočasni, oskrba železa iz sluznice v plazmo pa se še bolj zmanjša. Večina železa, ki se ne absorbira, se v črevesju odlaga v obliki feritina.
Absorpcija železa, ki je del hema, je veliko intenzivnejša od absorpcije anorganskega prehranskega železa. Črevesna sluznica vsebuje encim heme oksigenazo, ki je potrebna za razgradnjo molekule hema v bilirubin, ogljikov monoksid in ionizirano železo. Z normalno vsebnostjo železa v telesu njegov pomemben del prehaja skozi črevesno sluznico v krvni obtok, določen del pa se zadrži v črevesni steni. Pri sideropeniji se precej manjši del zadrži v sluznici, glavni del železa je v plazmi. S presežkom železa v telesu se v njem zadrži večina železa, ki je prodrla v sluznico. Nato se epitelna celica, napolnjena z železom, premakne od dna do konca resic, nato se odcepi in se izloči z blatom skupaj z neabsorbiranim železom.
Ta fiziološki mehanizem absorpcije deluje pri običajnih koncentracijah železa v normalni hrani. Če koncentracija železa za desetine in stotine krat presega fiziološko, se absorpcija ionskega železa večkrat poveča. To je treba upoštevati pri zdravljenju bolnikov z železovimi solmi. Železo se praktično ne absorbira niti v fizioloških koncentracijah niti v presežku. Absorpcija prehranskega železa je strogo omejena: dnevno se absorbira največ 2-2,5 mg.
Železo najdemo v številnih živilih, tako rastlinskih kot živalskih. Velika količina železa je v mesu, jetrih, ledvicah, soji, peteršilju, grahu, špinači, suhih marelicah, slivah in rozinah. Pomembno količino železa najdemo v rižu, kruhu, jabolkih. Vendar ni pomembna količina železa v izdelku, ampak njegova absorpcija iz izdelka. Od rastlinskih proizvodov se železo zelo omejeno, v veliko večji meri, absorbira iz večine živalskih proizvodov. Železo, ki je del beljakovin, ki vsebujejo hem, se absorbira veliko bolje kot iz feritina in hemosiderina, železo iz jeter pa se absorbira veliko manj kot iz mesa. Zato se železo manj absorbira iz rib, saj je železo v njem prisotno predvsem v obliki hemosiderina in feritina, v teletini pa do 90% železa v obliki hema.
Na absorpcijo železa vplivajo številni dejavniki. Pogostost kombinacije anemije zaradi pomanjkanja železa z ahilijo (odsotnost klorovodikove kisline in encima pepsina v želodčnem soku) že v XX stoletju. dala razlog za domnevo, da se železo absorbira le z normalnim izločanjem želodca, ahilija pa je eden glavnih dejavnikov, ki vodijo v razvoj anemije zaradi pomanjkanja železa. Vendar so študije pokazale, da normalno izločanje želodca vpliva na absorpcijo nekaterih oblik železa, vendar to ni glavni dejavnik pri uravnavanju njegove absorpcije. Klorovodikova kislina vpliva le na absorpcijo železovega železa. Izločanje želodca ne vpliva na absorpcijo železa, ki je del hema.
Običajno je absorpcija železa hemoglobina pri zdravih ženskah v povprečju 16,9 ± 1,6%, pri moških - 13,6 ± 1%. Pri anemiji zaradi pomanjkanja železa se absorpcija železa močno poveča in se pri posameznikih z normalnim in zmanjšanim izločanjem ne razlikuje. Absorpcija železa pri osebah, ki so jim odstranili del želodca, se je izkazala za normalno. Pri osebah brez anemije se absorpcija železa hemoglobina ni razlikovala od absorpcije železa pri zdravih posameznikih. Dokazano je, da oksalati, fitati, fosfati vstopajo v kompleks z železom in zmanjšajo njegovo absorpcijo, številne snovi pa povečajo absorpcijo železa. Sem spadajo askorbinska, jantarna, piruvična kislina, fruktoza, sorbitol. Absorpcijo železa poveča alkohol.
Pomanjkanje kisika, zmanjšanje zalog železa v telesu, aktiviranje hematopoeze povečajo absorpcijo železa. Na absorpcijo železa vplivajo nasičenost transferina, koncentracija železa v plazmi, hitrost pretoka železa in raven eritropoetina.
Po absorpciji se železo veže na transferin, ki prenaša železo do eritrokariocitov v kostnem mozgu. Poleg tega transferin transportira železo iz celic, kjer so shranjene zaloge železa, v eritrokariocite, pa tudi iz fagocitnih makrofagov, kjer se železo razgradi, v celice kostnega mozga in v kraje, kjer so shranjene zaloge železa. Ena molekula transferina veže 2 atoma železa.
Na membrani eritrokariocita in membrani retikulocitov opazimo specifična mesta za reverzibilno vezavo transferina. Vezava železa na transferin in njegovo sproščanje sta aktivna procesa, ki ju zavirajo encimski zaviralci. Na površino retikulocita se lahko pritrdi 25.000-50.000 molekul transferina, naloženih z železom. Železo označen transferin se zlahka veže na retikulocite, vendar se ne veže na levkocite, trombocite in zrele eritrocite.
Potem ko transferin "raztovori" železo na površini eritrokariocitov, prodre v celico. V večini primerov se transferin lahko vrne v plazmo, vendar nekatere njegove molekule prodrejo v eritrokariocit in se vežejo na molekulo nosilca. Železo vstopi v mitohondrije, kjer se hem sintetizira iz protoporfirina in železa. Feritin nastaja v eritrokariocitu iz proteina apoferitina, sintetiziranega v celici, in železa, ki je prodrlo v celico.
Najverjetneje je potrebna sinteza feritina v eritrokariocitu, da se iz celice odstrani odvečno železo, ki ni vključeno v hemoglobin. Ta feritin se zbere v lizosomih in nato po odstranitvi jedra iz celice odstrani iz celice tako v kostnem mozgu kot v obtoku. Očitno je vranica vključena v odstranjevanje železovih zrnc iz celice v obtoku, saj se zrnca železa po odstranitvi vranice nahajajo v eritrocitih ljudi, običajno pa jih v zrelih eritrocitih ni mogoče zaznati.
Glavna beljakovina, ki se uporablja za vzdrževanje presežka železa v telesu, je feritin. Feritin je vodotopni kompleks železovega hidroksida in beljakovine, imenovane apoferritin. Železov hidroksid kombiniramo z ostankom fosforne kisline. Molekula feritina je po obliki podobna orehu: lupina oreha je beljakovina, imenovana apoferitin, v notranjosti pa so različne količine atomov železa, ki so skoraj blizu drug drugemu. Feritin lahko zadrži do 4500 atomov železa, praktično 1 molekula vsebuje približno 3000 atomov. Molekulska masa feritina je odvisna od števila atomov železa in ta številka lahko niha. Molekularna masa feritina je v povprečju blizu 460 000. Feritin je običajno prisoten v plazmi in v skoraj vseh celicah telesa, predvsem pa v jetrih in mišicah.
Hemosiderin je beljakovina, ki vsebuje železo, ki jo najdemo v fagocitnih makrofagih in njihovih derivatih, v makrofagih kostnega mozga in vranice ter v Kupfferjevih jetrnih celicah. Hemosiderin je delno denaturiran in deproteiniziran feritin. Imunološko je hemosiderin popolnoma enak feritinu. Molekula feritina vsebuje 20% železa, hemosiderin pa več železa - 25-30%. Za razliko od feritina je hemosiderin netopen v vodi.
Tako hemosiderin kot feritin se uporabljata za shranjevanje beljakovin, vendar je hitrost mobilizacije hemosiderina veliko počasnejša od feritina. Zaloge železa lahko najdemo tako v parenhimskih celicah kot v fagocitnih makrofagih. Običajno telo za hematopoezo porabi večino železa, povezanega s transferinom. Fagocitni makrofagi, ki so prejeli železo med uničenjem eritrocitov v njih, to železo v glavnem prenašajo v transferin, ki ga spet uporablja za hematopoezo. Parenhimske celice vsebujejo tudi železo, vendar večinoma v trgovinah, le majhen del pa se prenese v transferin in uporabi za eritropoezo. Parenhimske celice nato prejemajo železo iz transferina.
Za razliko od železa v makrofagih se železo v parenhimskih celicah porablja počasi. Askorbinska kislina poveča sproščanje železa iz makrofagov, vendar ne vpliva na njegovo sproščanje iz parenhimskih celic. Sproščanje železa iz parenhimskih celic se poveča s krvavitvami in zmanjša z masivno transfuzijo krvi. S krvavitvijo se vnos eritrocitov z makrofagi zmanjša, zato je sproščanje železa s strani makrofagov v takem položaju manj pomembno.
Koncept "labilnega železnega bazena" se je pojavil pri preučevanju kinetike železa. Zapusti plazmo in vstopi v intersticijski prostor tkiv. Tam se lahko železo veže na celične membrane. Del tega se vrne v plazmo, ta proces pa vodi do odstopanja linije očistka železa, ki se zazna 1. ali 2. dan po vnosu radioaktivnega železa. Sprememba naklona črte je odvisna od količine tako imenovanega labilnega bazena. Izračuna se, da labilni bazen običajno vsebuje 80-90 mg železa.
Tkivno železo je 6-8 mg železa, ki je del citokroma in drugih encimov vseh telesnih tkiv.
Moški izgubijo približno 1 mg železa na dan. Izguba železa pri ženskah brez menstruacije je v skladu s temi številkami. Izguba železa pri ženskah z menstruacijo je veliko večja kot pri moških. Sestavljajo jih izgube, značilne za moške, in izgube, značilne samo za ženske: izguba železa med menstrualno krvavitvijo, med nosečnostjo, porodom in dojenjem.
Po različnih študijah se izguba železa pri zdravih ženskah giblje od 2 do 79 mg na obdobje. V povprečju med menstruacijo izgubijo 30 ml krvi, kar ustreza 15 mg železa, vendar pri 11% zdravih žensk količina izgubljene krvi preseže 80 ml (40 mg železa). Ginekologi menijo, da je takšna izguba krvi normalna. Ženske, ki so rodile, imajo nekoliko večjo izgubo krvi kot tiste, ki niso rodile. Tako je pri izračunu izgube železa 1. dan v mesecu treba upoštevati, da ženske z normalno menstruacijo izgubijo od 0,5 do 1,2 mg železa na dan.
Med nosečnostjo je izguba železa najmanj 700-800 mg, potrebe po železu med nosečnostjo pa so velike, znašajo 800-1200 mg.
← + Ctrl + →
Poglavje 6. Rdeče krvne celicePoglavje 7. Hemostatski sistem
Mehanizem, ki uravnava presnovo železa v človeškem telesu, je absorpcija železa v prebavilih. Njegovo izločanje iz telesa s črevesjem, s kožo in nato z urinom, kar je pasiven proces, je omejeno. V zadnjih 30 letih je bilo veliko študij pri nas in v tujini namenjenih preučevanju različnih stopenj absorpcije železa. Vendar ta mehanizem in posebna vloga črevesne sluznice pri uravnavanju zalog železa in njegovih transformacijah nista znana.
Pri povprečnem vnosu 10-20 mg železa na dan pri zdravi osebi se v prebavila ne absorbira največ 1-2 mg. Ta proces se najbolj intenzivno pojavlja v dvanajstniku in začetnih delih jejunuma. Želodec ima pri asimilaciji le manjšo vlogo: od njega v telo vstopi največ 1-2% celotne količine, ki vstopi v prebavila. Razmerje živalskih in rastlinskih proizvodov v hrani, snovi, ki povečujejo in zavirajo absorpcijo, stanje epitelija prebavil - vse to vpliva na količino absorpcije železa.
Faze presnove železa v telesu
Proces absorpcije železa je sestavljen iz več zaporednih stopenj:
1) začetno zajemanje železa s krtačno mejo celic črevesne sluznice.
2) znotrajcelični transport, nastanek zalog železa v celici.
3) sproščanje železa iz črevesne sluznice v kri.
V eksperimentalnih študijah se je izkazalo, da epitelne celice črevesne sluznice izjemno hitro vzamejo železo iz svoje votline. Ultrazvočne študije so pokazale, da prva stopnja zagotavlja zadostno koncentracijo železa na površini sluznice celic za njegovo kasnejšo asimilacijo v telesu. V tem primeru je železo koncentrirano v obrobu čopiča, na membrani mikrovil pa se pojavijo transformacije.
Druga stopnja je vstop železa v citoplazmo in medcelični prostor, bogat z ribosomi. In končno, tretja stopnja je prenos železa v krvne žile.
Kompleks transferin-železo, ki nastane kot posledica zajetja železa iz celice s črevesno sluznico, vstopi predvsem v kostni mozeg, majhen del ga odide v rezervni sklad, predvsem v jetra, še manj pa je železa ki jih tkiva vzamejo za tvorbo mioglobina, nekaterih encimov tkivnega dihanja in nestabilnih železovih kompleksov z aminokislinami in beljakovinami.
Kostni mozeg, jetra in tanko črevo so trije glavni organi presnove železa. Celice kostnega mozga in epitelijske celice črevesne sluznice imajo povečano sposobnost zajemanja železa iz nasičenega transferina. Tako se nenasičen transferin bolje veže, nasičen transferin pa bolje daje železo.
Glavni vir železa v plazmi je njegova oskrba z notranjimi organi, kot so jetra, vranica, kostni mozeg, kjer pride do uničenja eritrocitnega hemoglobina. Majhna količina železa vstopi v plazmo iz rezervnega sklada in pri zaužitju s hrano v prebavilih. Prevladujoč cikel pri izmenjavi železa v človeškem telesu je nastanek in uničenje hemoglobina v eritrocitih, kar je 25 mg železa na dan. Serumski encim verjetno prenaša železo v jetrne celice, vendar se zdi, da je njegova vloga pri celotni presnovi železa v človeškem telesu minimalna.
Izmenjava železa med njegovimi transportnimi in tkivnimi sredstvi je bila premalo raziskana, saj so bile poti in premiki železa iz tkiv v krvno plazmo in obratno malo raziskani. Ocenjeni podatki pa kažejo, da je vrednost izmenjave železa v plazemskem tkivu približno 6 mg na dan.
KINETIKA IZMENJAVE ŽELEZA
Mehanizem, ki uravnava izmenjavo železa v telesu
pri ljudeh je absorpcija železa v prebavilih.
Njegovo izločanje iz telesa s črevesjem, s kožo, znojem in urinom,
ki je pasiven proces, omejen.
V zadnjih 30 letih je bilo veliko študij
pri nas in v tujini je namenjen preučevanju različnih vidikov
absorpcija železa. Vendar pa absorpcijski mehanizem in posebna vloga
črevesna sluznica pri uravnavanju zalog železa in
presnova neznana.
S povprečnim vnosom 10-20 mg železa na dan s hrano,
zdrava oseba se v prebavilih absorbira največ 1-2 mg
črevesni trakt. Ta proces se najbolj intenzivno dogaja v
dvanajstnika in začetnih delov jejunuma. Želodec
igra le zanemarljivo vlogo pri asimilaciji: ne absorbira
več kot 1-2% celotne količine vstopi v prebavila
trakta. Razmerje živalskih in rastlinskih proizvodov v hrani
izvor, snovi, ki povečujejo in zavirajo absorpcijo,
funkcionalno in morfološko stanje epitelija prebavil
črevesni trakt, vse to vpliva na količino asimilacije
Na kratko se osredotočimo na proces absorpcije železa, ki ga sestavljajo
vrsta zaporednih faz:
1) začetni zajem železa s krtačo meje celic sluznice
črevesna obloga;
2) znotrajcelični transport, nastanek labilnih rezerv
železo v celici;
3) sproščanje železa iz črevesne sluznice v kri.
Eksperimentalne študije so pokazale, da celice
epitel črevesne sluznice izredno hitro absorbira železo
iz svoje votline, mitohondriji pa so aktivno vključeni v zgodnje mehanizme
transport železa. Pomemben del (80%) je bil v mitohondrijih
celice, preostanek pa 5-20 minut po
vnos železa v prebavila. Raziskave z uporabo
zadostna koncentracija železa na površini sluznice celic za
njena kasnejša absorpcija. V tem primeru je železo koncentrirano
meja krtače, železovo železo se na membrani spremeni v oksid
mikrovilli.
Druga stopnja je vstop železa v bogate z ribosomi
citoplazmo in stranski medcelični prostor ter na koncu
tretja stopnja je prenos železa v lastne krvne žile
membrano, kjer jo ujame beljakovina v krvi transferin.
Obstaja stališče, da je transport železa iz epitelne citoplazme
celice v krvi se lahko izvedejo feritin. .
Intenzivnost zajema železa iz celic sluznice
črevesje v kri je odvisno od razmerja vsebnosti v plazmi
prosta, enobarvna ali železova (nasičena)
transferin. Proste molekule slednjih imajo največ
sposobnost vezave železa. Kompleks železa transferina
vstopa predvsem v kostni mozeg, majhen del pa v
rezervni sklad, predvsem v jetrih, še manj
železo, vezano na transferin, asimilirajo tkiva za
tvorba mioglobina, nekaterih encimov tkivnega dihanja,
nestabilni kompleksi železa z aminokislinami in beljakovinami.
Kostni mozeg, jetra in tanko črevo so trije
glavni presnovni organi železa, od katerih ima vsak
sistem tkivnih receptorjev, specifičnih za transferin.
Retikulociti kostnega mozga, pa tudi epitelne celice sluznice
črevesne sluznice, imajo povečano sposobnost zajemanja
železo iz nasičenih (di-železovih) oblik transferina. Torej
tako se nenasičen transferin bolje veže in nasičen -
bolje oddaja železo. Mehanizmi za uravnavanje aktivnosti receptorja
polja tkiv, ki igrajo vlogo pri absorpciji železa, so enaka
pa tudi odnos različnih nasičenih oblik transferina do
trenutno ni razkrit.
Glavni vir železa v plazmi je vnos
iz retikuloendotelnega sistema notranjih organov (jetra,
vranica, kostni mozeg), kjer pride do uničenja hemoglobina
eritrociti. Majhna količina železa vstopi v plazmo
rezervni sklad in ko se absorbira iz hrane v prebavilih
pot. Prevladujoči cikel v vmesni izmenjavi železa v
v človeškem telesu nastaja in uničuje hemoglobin
eritrocitov, kar je 25 mg železa na dan.
Verjetno serumski feritin
transport železa iz retikuloendotelija v parenhim
jetrnih celic, vendar njegova vloga pri celotni presnovi železa v telesu
zdi se, da je oseba minimalna.
Izmenjava železa med transportnimi in tkivnimi sredstvi
premalo preučeno. To je predvsem posledica dejstva, da mehanizmi
poti in količinski vidiki gibanja železa iz tkiv, razen
eritropoetični, v krvni plazmi in obratno so malo raziskani. Ocenjeno
Podatki pa kažejo, da je vrednost plazme
presnova železa v tkivih je približno 6 mg na dan.
Predstavljena je splošna slika presnove železa v človeškem telesu
2110
Železo je eden od vitalnih mikroelementov človeškega telesa, sodeluje pri transportu kisika, tkivnem dihanju, procesih razstrupljanja, delitvi celic, prenosu genskih informacij, zaščiti pred okužbami. Železo v krvi analiziramo v laboratoriju.
Človeško telo vsebuje 3-4 g železa ali 50 mg / kg pri moških in 35 mg / kg pri ženskah v rodni dobi (13-50 let).
Porazdelitev železa v telesu in njegove funkcije:
- do 2/3 železa je v sestavi hemoglobina rdečih krvnih celic in njihovih predhodnikov v rdečem kostnem mozgu, železo prenaša kisik v tkiva
- 10% v beljakovinah skeletnih mišic mioglobina
- 15% jetrnih encimov, ki zagotavljajo razstrupljanje
- 10% v makrofagih
- 0,1% železa je povezano s transferinom krvi, tj. je na poti skozi krvne žile, se ta količina posodobi 5 -krat na dan
Raven železa v serumu odrasle osebe je 8-10 mg / l.
Vse železo v telesu je razdeljeno na dve vrsti:
- delujoče ali "delujoče" - opravlja funkcije, potrebne za telo, sestavlja 75% železa
- deponirano - rezervo ali rezervo za polnjenje delovnega bazena, ki ga predstavljata feritin in hemosiderin, do 25%
Oblike železa v človeškem telesu
|
Biomolekula |
Količina železa |
Železna oblika |
|
hemoglobina |
2600 mg ali 65% | Fe 2+ |
|
mioglobin |
130 mg ali 6% | |
|
transferin |
3 mg ali 0,1% | |
|
feritin |
520 mg ali 13% | |
| hemosiderin | 480 mg ali 12% | |
|
katalaza, peroksidaza |
||
|
citokroma |
Potrebe po železu
Potrebe človeškega telesa po železu se skozi življenje spreminjajo.
Količina železa pri nedonošenčku je približno 75 mg / kg telesne mase, večino ga je dobil plod v tretjem trimesečju nosečnosti. Te količine železa se bodo v prvih mesecih življenja hitro porabile, saj je rast otroka zelo aktivna.
Šele v puberteti je stopnja vnosa železa uravnotežena s stroški.
Dnevna potreba po železu mg/ dan
Otroci: 0-6 mesecev - 0,27
7-12 mesecev - 11
1-3 leta - 7
4-8 let - 10
9-13 let - 8
Moški: 14-18 let - 11
19-90 let - 8
Ženske: 14-18 let - 15
19-50 let - 18
51-90 let - 8
Nosečnost: 27
Dojenje: 10
Da, železo je vsekakor nujen element v sledovih, hkrati pa je strupena snov. Prosto železo Fe 2+ vodi do nastanka prostih radikalov in tako poškoduje jetra, trebušno slinavko, miokard, endokrine žleze (ščitnico, jajčnike / jajčnike, hipofizo). Zato je železo vedno povezano z enim od nosilcev, njegova absorpcija in porazdelitev pa sta strogo urejena. Moški imajo v telesu več železa kot ženske, kar ni posledica le večje mišične mase, ampak tudi količine eritropoetina (več si preberite v članku o eritropoetinu).
Glavni organi pri izmenjavi železa
- črevesja
- jetra
- rdeči kostni mozeg
- makrofagi v retikuloendotelijskem sistemu (RES) - vranica, bezgavke, kostni mozeg
Presnova železa
Cilj presnove železa je uravnavanje procesov njegove absorpcije in izločanja, da se ohrani optimalno ravnovesje.
V procesu presnove železa ločimo naslednje stopnje:
- sesanje
- transport
- uporabo
- izločanje
Vnos železa
Ob rojstvu ima otrok 250 mg železa, med dojenjem ga prejme z materinim mlekom, z umetnim - iz mlečnih formul.
Železo v živilih je v dveh oblikah:
- heme(ioniziran, železov) Fe 2+ - lahko se absorbira, vir - živalski proizvodi
- ne-hem(neioniziran, oksid) Fe 3+ - se ne absorbira sam, zahteva pretvorbo v Fe 2+, vir - rastlinski proizvodi
Pri ljudeh je glavni vir železa hemovo železo Fe 2+, ki ga je največ v rdečem mesu (do 2/3 porabljenega Fe). Tukaj preberite o virih železa v hrani.
Absorpcija železa
Na površini sluznice dvanajstnika in zgornjega dela jejunuma se pri zdravi osebi absorbira približno 10% železa, kar je 1-2 mg na dan, kar ustreza količini fizioloških izgub ( 1-2 mg / dan). S povečano potrebo po železu, na primer s krvavitvami, se lahko absorpcija poveča za 10 -krat.
Odvisno od valence absorpcija železa poteka na različne načine:
1) nehemsko železo Fe 3+ se pod vplivom encima na površini meje enterocitov pretvori v Fe 2 + - duodenalni citokrom, ki vsebuje vitamin C (askorbinska kislina) .
2) Fe 2+ vstopi v črevesno epitelno celico s posebnim transporterjem-nosilcem DMT 1 (transporter dvovalentnih kovin 1) , poleg železa lahko prenaša tudi druge dvovalentne kovine.
Gemm v enterocitu encim sprosti iz nosilca hem oksigenaza za brezplačno strojno opremo. Natančni mehanizmi transporta železa v črevesnih celicah niso bili ugotovljeni.
Znotraj enterocita se železo shrani v obliki feritina ali ga prenaša v kri.
Železo se iz bazalne membrane enterocita, obrnjenega proti žilam, prenaša v kri feroportin ... Ko vstopi v kri, se železo veže na svojega specifičnega nosilca - transferin ... Pri zapuščanju celice se železo s pomočjo hefestina, proces pa nadzirajo beljakovine hepcidin(preberite dalje).
Absorpcija železa je nadzorovana, izločanje pa ne!
Transport železa v krvi
Ena molekula transferin sposobni vezati 2 molekuli železovega železa.
96% železa se reciklira v telesu, tj. spet se uporablja "lastno" železo, ne da bi železo vključilo v hrano.
Presnova železa je precej ekonomična, gre za zaprt cikel, v katerem je železo, ki je že v obtoku, maksimalno izkoriščeno. Osnova tega cikla je železo iz "mrtvih" eritrocitov. Tako se na dan reciklira približno 20 mg železa, kar je 10 -krat več kot absorbirano.
Na drugem mestu po pomembnosti pri recirkulaciji so makrofagi, ki zajemajo stare eritrocite. Znotraj makrofaga se eritrocit razgradi in heme oksigenaza sprošča železo iz hemoglobina. Železo iz makrofaga po oksidaciji s ceruloplazminom skozi feroportin ponovno vstopi v krvni obtok v transferin.
Uporaba železa v celicah telesa
Celica, ki potrebuje železo, ima na svoji površini receptorji transferina , transferin se veže na kratke.
Z receptorsko posredovano endocitozo v celico vstopi kompleks receptorja transferina-transferin-železo.
Fe 3+ se sprosti iz te vezi in se spremeni v Fe 2 +, zapusti endosom skozi poseben transporter-nosilec DMT 1 (transporter dvovalentnih kovin 1, enak kot na črevesni sluznici). Receptor transferina se vrne na celično površino in cepi prosti transferin v kri.
Znotraj celice lahko Fe 2 + vstopi v mitohondrije, kjer je encim ferokelataza vgrajen v protoporfirin - tako se sinteza hema za hemoglobin konča. Železo lahko odložimo tudi v obliki feritina, kompleksne molekule beljakovin in železa (Fe 3+). Samo feritin lahko oksidira železo.
S pomanjkanjem železa v celici se število receptorjev transferina na njeni površini poveča, s presežkom pa se zmanjša.
Odstranjevanje železa iz telesa
Izguba železa se pojavi med luščenjem epitelijskih celic črevesja in s krvjo (v fizioloških pogojih le med menstruacijo). Dnevna izguba železa je 1-2 miligrama.
Telo ne more odstraniti odvečnega železa.
Skladišče železa
Feritin in hemosiderin so deponske oblike železa. Toda železo iz feritina je mogoče ponovno uporabiti, ne pa iz hemosiderina.
Regulacija presnove železa
Na ravni telesa je glavni regulator presnove železa hepcidin .