Dzelzs apmaiņa organismā

Parasti pieaugušā veselīgā cilvēka ķermenī ir apmēram 3-5 g dzelzs, tāpēc dzelzi var klasificēt kā mikroelementus. Dzelzs ir sadalīts nevienmērīgi ķermenī. Apmēram 2/3 dzelzs ir eritrocītu hemoglobīns - tas ir cirkulējošais dzelzs baseins (vai baseins). Pieaugušajiem šis baseins ir 2-2,5 g pilna termiņa zīdaiņiem - 0,3-0,4 g, un priekšlaicīgi dzimušiem zīdaiņiem - 0,1-0,2 Samērā daudz dzelzs mioglobīnā ietverts: 0.1 g - vīriešiem un 0,05-0,07 g - sievietēm. Cilvēka ķermenis satur vairāk nekā 70 proteīni un enzīmi, kas ietver dzelzs (piemēram, transferīna, laktoferrīnu), kopējo daudzumu dzelzs tiem, dzelzs ir 0,05-0,07, pārvadā ar transporta olbaltumvielu transferīna ir apmēram 1% ( dzelzs transporta fonds). Ārstniecības praksē ārkārtīgi svarīgi ir dzelzs rezerves (depo, rezerves fonds), kas veido aptuveni 1/3 no kopējā dzelzs daudzuma cilvēka organismā. Depo funkcijas veic šādas iestādes:

• aknas;
• liesa;
• kaulu smadzenes;
• smadzenes.

Dzelzs atrodas depozītā feritīna formā. Dzelzs daudzumu noliktavā var raksturot, nosakot SF koncentrāciju. Līdz šim SF ir vienīgais starptautiski atzītais dzelzs rezerves īpašnieks. Galīgais dzelzs apmaiņas produkts ir hemosiderīns, kas nogulsnē audos.

Iron - būtisks kofaktors mitohondriju elpošanas ķēdes fermentiem, citrāts cikls, DNS sintēze, tā ir svarīga loma saistošajā un transportēšanai skābekli pēc hemoglobīna un mioglobīna; proteīni, kas satur dzelzi, ir nepieciešami kolagēna, kateholamīnu, tirozīna metabolismam. Sakarā ar Katalītiskajai no dzelzs reakcijā Fe ² * <-> Fe ³, free unchelated dzelzs formas hidroksilgrupām, kas var bojāt šūnu membrānām un šūnu bojāeju. Jo evolūciju no postošo ietekmi brīvās dzelzs aizsardzību, tika panākts, izmantojot veidošanās specializēto molekulas par dzelzs uzsūkšanos no pārtikas uzsūkšanās, transporta un nosēdumiem netoksisku šķīstošā formā. Dzelzs transportēšana un nogulsnēšanās notiek ar īpašām proteīnām: transferīnam, transferīna receptoram, feritīnam. Šo olbaltumvielu sintēzi regulē īpašs mehānisms, kas atkarīgs no organisma vajadzībām.

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

Dzelzs metabolisms veselīgā cilvēkā ir slēgts cikla laikā

Katru dienu cilvēks zaudē apmēram 1 mg dzelzs ar bioloģiskiem šķidrumiem un gremošanas trakta atverto epitēliju. Tieši tāds pats daudzums var iekļūt gremošanas traktā no pārtikas. Jābūt skaidram, ka dzelzs iekļūst ķermenī tikai ar pārtiku. Tādējādi katru dienu 1 mg dzelzs tiek zaudēts un 1 mg tiek absorbēts. Veco eritrocītu iznīcināšanas procesā atbrīvojas dzelzs, ko izmanto makrofāgi un kas atkal tiek izmantots hema būvē. Ķermenī ir īpašs dzelzs absorbcijas mehānisms, bet tas tiek izņemts pasīvi, tas nozīmē, ka nav fizioloģiska mehānisma dzelzs izdalīšanai. Līdz ar to, ja dzelzs absorbcija no pārtikas neatbilst organisma vajadzībām, dzelzs deficīts rodas neatkarīgi no cēloņa.

Dzelzs sadalījums organismā

1. 70% no kopējā dzelzs daudzuma organismā ir daļa no hemoproteīniem; tie ir savienojumi, kuros dzelzs saistās ar porfirīnu. Šīs grupas galvenais pārstāvis ir hemoglobīns (58% dzelzs); Turklāt šī grupa ietver arī mioglobīnu (8% dzelzs), citohromu, peroksidāzi, katalazi (4% dzelzi).
2. Nehemijas enzīmu grupa - ksantīna oksidāze, NADH dehidrogenāze, akonitāze; šie dzelzs saturošie enzīmi lokalizē galvenokārt mitohondrijās, spēlē nozīmīgu lomu oksidatīvās fosforilēšanās procesā, elektronu transportēšanā. Tie satur ļoti maz metāla un neietekmē dzelzs kopējo līdzsvaru; Tomēr to sintēze ir atkarīga no audu nodrošināšanas ar dzelzi.
3. Dzelzs transporta veids ir transferīns, laktoferīns, zemas molekulmasas dzelzs nesējs. Galvenais transportēšanas plazmas ferroprotein ir transferīns. Šis beta-globulīna frakcijas proteīns ar molekulmasu 86000 ir 2 aktīvās vietas, no kurām katra var vienlaicīgi piestiprināt vienu Fe ³⁺ atomu . Plazmā ir vairāk dzelzs saistošu vietu nekā dzelzs atomi, un līdz ar to tajā nav brīvu dzelzi. Transferrin var saistīties ar citiem metāla joniem - varu, mangānu, hromu, bet ar atšķirīgu selektivitāti, un dzelzs saistās vispirms un stingrāk. Galvenā transferrīna sintēze ir aknu šūnas. Palielinoties noglabātā dzelzs līmenim hepatocītos, transferrīna sintēze ir ievērojami samazināta. Transferrīns, kas pārvadā dzelzi, ir atvērts normocītiem un retikulocitām, un metālu uzņemšanas daudzums ir atkarīgs no eritroīdu priekštecēju virsmas brīvo receptoru klātbūtnes. Retikulocīta membrānā transferrīna saistīšanās vietas ir ievērojami mazākas nekā protromocītu, proti, eritroīdu šūnas vecumā, dzelzs uzņemšana samazinās. Zema molekulas masas dzelzs pārvadātāji nodrošina dzelzs transportēšanu šūnās.
4. Izgāztuvēs, rezerves vai rezerves dzelzs var būt divās formās - feritīns un hemosiderīns. Rezerves dzelzs savienojums sastāv no apoferrīta olbaltumvielām, kuru molekulas ieskauj daudz dzelzs atomu. Ferrits - brūns savienojums, šķīst ūdenī, satur 20% dzelzs. Ar pārmērīgu dzelzs uzkrāšanos organismā, feritīna sintēze ievērojami palielinās. Ferīta molekulas pastāv gandrīz visās šūnās, bet it īpaši aknās, liesā un kaulu smadzenēs. Hemosiderīns atrodas audos brūnā, granulētā, ūdenī nešķīstošā pigmenta formā. Dzelzs saturs hemosidrīnā ir augstāks nekā feritīns - 40%. Hemosidrīna kaitīgā ietekme audos ir saistīta ar lizozīmu bojājumiem, brīvo radikāļu uzkrāšanos, kas izraisa šūnu nāvi. Veselam cilvēkam 70% dzelzs rezerves ir feritīna formā un 30% - hemosidrīna formā. Hemosidrīna lietošanas ātrums ir daudz zemāks nekā feritīna līmenis. Dzelzs preparātus audos var novērtēt, pamatojoties uz histoķīmiskajiem pētījumiem, izmantojot daļēji kvantitatīvo novērtēšanas metodi. Nosakiet sideroblastu skaitu - kodolieroīdo šūnu skaitu, kas satur dažādus daudzumus, kas nav heme dzelzs granulas. Dzelzs izplatīšanās iezīme mazu bērnu ķermenī ir tāda, ka viņiem ir augstāks dzelzs saturs eritroīdu šūnās un mazāk dzelzs ir muskuļu audos.

Dzelzs līdzsvara regulēšana balstās uz gandrīz pilnīgu endogēno dzelzs atkārtotu izmantošanu un nepieciešamā līmeņa uzturēšanu, pateicoties absorbcijai kuņģa-zarnu traktā. Dzelzs noņemšanas pusperiods ir 4-6 gadi.

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

Dzelzs absorbcija

Absorbcija notiek galvenokārt divpadsmitpirkstu zarnā un sākuma daļā. Ar dzelzs deficītu ķermenī, iesūkšanas zona izplatās distāli. Parastā ikdienas uzturā satur aptuveni 10-20 mg dzelzs, bet kuņģa-zarnu traktā uzsūcas tikai 1-2 mg. Hema dzelzs absorbcija ievērojami pārsniedz neorganiskā dzelzs plūsmu. Par ietekmi valence par dzelzs tās uzsūkšanos kuņģa-zarnu traktā nav vienots atzinums. VI Nikulicheva (1993) uzskata, ka Fe ²⁺ praktiski nav absorbēts ne normālā, ne pārmērīgā koncentrācijā. Saskaņā ar citiem autoriem, dzelzs absorbcija nav atkarīga no tā valences. Ir konstatēts, ka nav kritiska valences dzelzs, un tā šķīdība divpadsmitpirkstu zem sārmainu reakciju. Kuņģa sulu un sālsskābe ir iesaistīti dzelzs uzsūkšanos, nodrošina no oksīda formā (Fe atgūšanu ^H ) in zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), jonizē, veidojot pieejamo uzsūkšanai komponentu, bet tas attiecas tikai uz non-heme dzelzs nav galvenais mehānisms absorbcijas regulēšanu.

Hemē dzelzs uzsūkšanās process nav atkarīgs no kuņģa sekrēcijas. Hem dzelzs tiek absorbēts porfirīna struktūras formā, un tikai zarnu gļotādas membrānā ir tās šķelšanās no hema un jonizēta dzelzs veidošanās. Dzelzs ir labāk absorbēts no gaļas produktiem (9-22%), kas satur heme dzelzi, un daudz sliktāk - no augiem (0,4-5%), kur ir nehemēlais dzelzs. No gaļas produktiem, dzelzs tiek pielīdzināts citādi: no aknām dzelzs absorbējas sliktāk nekā gaļā, jo aknās dzelzi satur hemosiderīns un feritīns. Vāra dārzeņi lielā daudzumā ūdens var samazināt dzelzs saturu par 20 %.

Unikāls ir dzelzs absorbcija no mātes piena, lai gan tā saturs ir zems - 1,5 mg / l. Turklāt krūts piens palielina dzelzs absorbciju no citiem pārtikas produktiem, kas tiek patērēti vienlaikus ar to.

Gremošanas procesā dzelzs iekļūst enterocītikā, no kurienes tas nokļūst caur koncentrācijas gradientu asins plazmā. Ar dzelzs deficītu organismā tā paātrina pāreju no kuņģa-zarnu trakta iekaisuma uz plazmu. Ar dzelzs pārsvaru ķermenī, lielākā daļa dzelzs atrodas zarnu gļotādas šūnām. Enterocīts, kas tiek pārkrauts ar dzelzi, pārvietojas no bāzes uz vaļu virsu un tiek zaudēts ar noplicinātu epitēliju, kas novērš pārmērīgu metāla uzņemšanu ķermenī.

Dzelzs absorbcijas procesu kuņģa-zarnu traktā ietekmē dažādi faktori. Oksalātu, fitātu, fosfātu un tanīna klātbūtne putnā samazina dzelzs absorbciju, jo šīs vielas veido kompleksu ar dzelzi un izvada to no organisma. Gluži pretēji, askorbīnskābes, dzintarskābes un piruvskābes, fruktoze, sorbīts, alkohols palielina dzelzs uzsūkšanos.

Plazmā dzelzs saistās ar tā nesēju - transferīnu. Šis olbaltumvielu pārnes galvenokārt uz kaulu smadzenēm, kur dzelzs iekļūst eritrocariociācijās, un transferīns atgriežas plazmā. Dzelzs nonāk mitohondrijā, kur notiek heme sintēze.

Tālākos dzelzs veidus no kaulu smadzenēm var raksturot šādi: ar fizioloģisku hemolīzi no eritrocītiem atbrīvo 15-20 mg dzelzs dienā, ko izmanto fagocitārie makrofāgi; tad lielākā daļa no tā atkal kļūst par hemoglobīna sintēzi un makrofāgos paliek kā neliels daudzums.

30% no kopējā dzelzs satura organismā tiek izmantota nevis eritropoēzi, bet tiek deponēta noliktavā. Dzelzs ferritīna un hemosidrīna veidā tiek uzglabāts parenhīmas šūnās, galvenokārt aknās un liesā. Atšķirībā no makrofāgiem, parenhīmas šūnas izmanto dzelzi ļoti lēni. Dzelzs saturs parenhīmas šūnās palielinās ar ievērojamu dzelzs daudzumu organismā, hemolītisko anēmiju, aplastisko anēmiju, nieru mazspēju un samazina ar izteiktu metāla deficītu. Dzelzs izdalīšanās no šīm šūnām palielinās ar asiņošanu un samazinās ar asins pārliešanu.

Vispārējs dzelzs metabolisma modelis organismā būs nepilnīgs, ja neņem vērā audus. Dzelzs daudzums, kas ir ferroenzīmu daļa, ir mazs - tikai 125 mg, bet nav iespējams pārvērtēt audu elpošanas enzīmu nozīmīgumu: bez tām nevienas šūnas dzīvi nebūtu iespējams. Dzelzs saturs šūnās ļauj izvairīties no dzelzs saturošo enzīmu sintēzes tiešas atkarības no tā uzņemšanas un ķermeņa izdevumiem.

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

Fizioloģiskie zudumi un dzelzs metabolisma īpatnības

Fizioloģiskais dzelzs izdalīšanās no organisma pieaugušajam ir aptuveni 1 mg dienā. Dzelzs ir zaudēts kopā ar pīlingu ādas epitēliju, epidermas piedēkļiem, tad ar urīnu, izkārnījumiem, ar sluschivayuschimsya zarnu epitēlija. Turklāt sievietes ar menstruāciju, grūtniecības, bērna piedzimšanas, laktācijas perioda laikā saistās ar dzelzs un asins zudumu, kas ir apmēram 800-1000 mg. Dzelzs apmaiņa ķermenī ir parādīta 3. Shēmā. Interesanti ir atzīmēt, ka dzelzs saturs serumā un transferrīna piesātinājums mainās vienas dienas laikā. Novērojiet augstu dzelzs koncentrāciju serumā no rīta un zemas vērtības vakarā. Miega atņemšana noved pie pakāpeniska dzelzs satura samazināšanās serumā.

Dzelzs metabolismu organismā ietekmē mikroelementi: varš, kobalts, mangāns, niķelis. Varš ir nepieciešams dzelzs asimilācijai un transportēšanai; tā iedarbība ir ar citohromoksidāzes, ceruloplazmīna palīdzību. Mangāna iedarbība uz hematopoēzes procesu nav specifiska un saistīta ar tā lielo oksidatīvo spēju.

Lai saprastu, kāpēc dzelzs deficīts visbiežāk sastopams maziem bērniem, pusaudžiem un sievietēm reproduktīvā vecumā, mēs apsvērsim dzelzs metabolismu šajās grupās.

Dzelzs uzkrāšanās auglim notiek visā grūtniecības stadijā, bet visintensīvāk (40%) pēdējā trimestrī. Tāpēc pirmsdzemdību skaits 1-2 mēnešus noved pie dzelzs pieejamības samazināšanās par 1,5-2 reizes, salīdzinot ar pilna laika bērniem. Ir zināms, ka auglim ir pozitīvs dzelzs saturs, kas pretojas augļa koncentrācijas gradientam. Placenta intensīvāk uztver dzelzi nekā grūtnieces kaulu smadzenēs, un tā spēj metabolizēt dzelzi no mātes hemoglobīna.

No dzelzs deficīta ietekme mātes rezerves šā mikroelementa auglim, ir pretrunīgi ziņojumi. Daži autori uzskata, ka sideropenia grūtniecība neietekmē dzelzs veikalus auglim; citi uzskata, ka pastāv tieša atkarība. Var pieņemt, ka, samazinot dzelzs organismā ar mātes attīstās dzelzs deficīts rezerves jaundzimušajiem. Taču dzelzs deficīta anēmija, jo iedzimtu trūkumu dzelzs ir maz ticams, jo pirmajā dienā pēc piedzimšanas, un nākamajos 3-6 mēnešos saslimstība ar dzelzs deficīta anēmiju, hemoglobīna līmenis un dzelzs seruma neatšķiras dzimušo bērnu veselīgu mātēm un mātēm ar dzelzs deficīta anēmija. Dzelzs saturs organismā jaundzimušā pilna termiņa un priekšlaicīgas bērnam ir 75 mg / kg.

Bērniem, atšķirībā no pieaugušajiem, tradicionālajam dzelzs preparātam vajadzētu ne tikai kompensēt šīs mikroelementa fizioloģiskos zudumus, bet arī nodrošināt izaugsmes vajadzības, kas vidēji ir 0,5 mg / kg dienā.

Tādējādi galvenie priekšnoteikumi dzelzs deficīta attīstībai priekšlaicīgi dzimušiem zīdaiņiem, bērniem no vairāku grūtniecību, bērniem līdz 3 gadu vecumam ir:

• krājumu straujā iztvaikošana ar nepietiekamu ārēju dzelzs uzņemšanu;
• palielināta dzelzs nepieciešamība.

Dzelzs vielmaiņa pusaudžiem

Dzelzs metabolismu īpatnība pusaudžiem, it īpaši meitenēm, ir izteikta neatbilstība starp pieaugošo nepieciešamību pēc šī mikroelementa un tās zemo devu organismā. Šīs neatbilstības iemesli: strauja izaugsme, slikta uztura, fiziskā aktivitāte, bagātīgas menstruācijas, sākotnējais zemais dzelzs līmenis.

Sievietes reproduktīvā vecumā galvenie faktori, kas izraisa dzelzs deficīta veidošanos organismā, ir bagātīgi un ilgstoši menstruāri, daudz grūtniecības pakāpes. Sievietēm, kurām 30-40 ml asinis samazinās menstruācijas, ikdienas nepieciešamība pēc dzelzs ir 1,5-1,7 mg dienā. Ar lielāku asins zudumu nepieciešamība pēc dzelzs palielinās līdz 2,5-3 mg / dienā. Patiesībā tikai kuņģa-zarnu traktā var ievadīt tikai 1,8-2 mg / dienā, tas ir, 0,5-1 mg dienā dzelzi nevar papildināt. Tādējādi mēneša laikā mikroelementu deficīts būs 15-20 mg, 180-240 mg gadā, 1,8-2,4 g 10 gadu laikā, tas nozīmē, ka šis trūkums pārsniedz rezerves dzelzs saturu organismā. Turklāt dzelzs deficīta attīstībai sievietēm svarīgs ir grūtniecības gadījumu skaits, intervāls starp tiem un laktācijas ilgums.