Железо (= Феррум) (Fe)
         Для человека – лекарство от «бледной немочи».
          
  Одним из жизненно важных элементов является железо. Из всех металлов железо играет наиболее многостороннюю и существенную роль в жизни на Земле. Это самый распространенный на Земле металл после алюминия, составляет 4,2% веса всей Земной коры.
    В организме человека железо участвует в процессах кроветворения, обмена кислорода, а также в иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях.
     
    Суточная потребность мужского организма в железе составляет около 10 мг, тогда как женскому организму необходимо до 20 мг (женщины ежемесячно теряют с менструальной кровью 10–40 мг% железа). Дефицит железа может развиться, если поступление этого элемента в организм будет менее 1 мг/сут. Безопасное потребление железа при диетическом питании – до 45 мг/сут.
    Нормальные запасы железа в организме составляют 300–1000 мг для взрослых женщин и 500–1500 мг для взрослых мужчин. Множество людей имеет запас железа на нижней границе нормы. Доказано, что у многих здоровых женщин фактически отсутствуют любые запасы железа. 57% содержания железа приходится на гемоглобин крови, 23% находится в тканях и тканевых ферментах, а 20% откладывается в печени, селезенке, костном мозге.
    Количество железа в организме изменяется в зависимости от веса, концентрации гемоглобина, пола и размера депо. Наибольшее депо – гемоглобин, в частности в эритроцитах. Запасы железа здесь варьируют соответственно массе тела, полу и концентрации гемоглобина крови и составляют примерно 57% от всего железа, содержащегося в организме человека. Например, человек, весящий 50 кг, чья концентрация гемоглобина крови – 120 г/л, имеет содержание гемового железа 1,1 г.
    Количество негемового запаса железа, содержащегося в форме ферритина и гемосидерина, также зависит от возраста, пола, массы тела, а кроме того, от потери железа (обычно – от кровотечения), беременности или перегрузки железом (при гемохроматозе). Тканевый пул железа включает миоглобин (форма гемоглобина, которая присутствует в мышечной ткани) и небольшую, но эссенциальную фракцию железа в ферментах. Примерно 9% железа содержится в миоглобине. Существует «лабильный пул» – быстрый компонент рециркуляции, который не имеет определенного анатомического или клеточного местонахождения.
    Транспорт железа связан с трансферрином. Этим путем обычно проходит 20–30 мг железа в сутки.
    Ежедневные потери железа составляют примерно 1 мг в день. В основном они осуществляются через пищеварительный тракт: десквамацию эпителиальных клеток кишечника (0,3 мг/сут), через микрокровотечения и потери с желчью. Железо также расходуется при десквамации эпителиальных клеток кожи и в меньшей степени с мочой (менее 0,1 мг/сут).
    У здоровых людей компенсация этих потерь происходит путем абсорбции железа из пищи. Пищевые продукты животного происхождения содержат железо в легче усваиваемой форме. Считается, что организм усваивает до 35% «животного» железа. В то же время другие источники сообщают, что этот показатель составляет менее 3%.
    У женщин ежемесячная потеря железа происходит с менструальной кровью. Очень сложно поддается количественному анализу потеря железа, связанная с менструацией или беременностью. Хотя менструальная кровопотеря у здоровой женщины имеет тенденцию быть постоянной ежемесячно, различия среди женщин весьма значительны. Менструальные потери крови увеличиваются при наличии внутриматочных спиралей и уменьшаются при приеме противозачаточных таблеток.
 
    Биологическая роль в организме человека. Железо является компонентом важнейших железосодержащих белков в т.ч. ферментов, в которые он входит как в виде гема, так и в негемовой форме. Основная масса железа в виде гема включена в гемоглобин. Кроме того, железо в такой же форме входит в состав цитохрома Р–450, цитохрома G5, цитохромов дыхательной цепи митохондрий, антиоксидантных ферментов (каталазы, миелопероксидазы). Поэтому этот макроэлемент важен не только для обеспечения организма кислородом, но и для функционирования дыхательной цепи и синтеза АТФ, процессов метаболизма и детоксикации эндогенных и экзогенных веществ, синтеза ДНК, инактивации токсических перекисных соединений.
    Таким образом, наиболее важными функциями железа в организме является продукция гемоглобина и миоглобина и обогащение эритроцитов кислородом.
    Как же «работает» железо в организме человека? Тело человека сплошь пронизано мельчайшими сосудами – капиллярами. Большинство из них настолько тонки, что эритроцитам приходится превращаться из шарика в тонкую палочку, чтобы протиснуться внутрь. Несмотря на долгий и трудный путь по большому кругу кровообращения – от левого желудочка до правого предсердия – некоторые из эритроцитов тратят на пробег меньше 30 секунд, и за это время должны успеть отдать кислород тканям. По капиллярам легких эритроциты проходят всего за 10 секунд, успевая отдать захваченный ими в тканях тела СО2 и заместить его новой порцией О2.
    Эритроциты не могли бы быть столь ловкими, если бы не гемоглобин. Белок глобин, создающий его основу, имеет вид шарика, состоящего из четырех субъединиц – полипептидных цепочек, свернутых в виде карманов. В каждую из карманов «вложен» железосодержащий комплекс – гем. Стоит одной молекуле О2 проникнуть в карман и соединиться с железом, как остальные цепочки глобина начинают последовательно изворачиваться таким образом, что второй, третий и четвертый атомы железа «высовываются» наружу. Здесь железо мгновенно связывается с кислородом, которого в легких почти столько же, сколько и в окружающем воздухе, то есть относительно много. Благодаря перестройке молекулы глобина возникает так называемый кооперативный эффект: связывание первой субъединицы глобина с кислородом повышает сродство к нему второй субъединицы, связывание второй – повышает сродство третьей и так далее. С каждым шагом присоединение О2 к железу гемоглобина облегчается. Четвертый атом железа приобретает, таким образом, в 500 раз больше сродства к кислороду, чем первый. Этот механизм был установлен британским биохимиком лауреатом Нобелевской премии Максом Перуцем в 60–х годах прошлого века.
    Итак, гемоглобин насыщается кислородом, не вступая с ним в крепкую химическую связь, и на 100% превращается в оксигемоглобин ярко–красного цвета, что типично для артериальной крови. В капиллярах, где концентрация О2 ниже, чем в артериях, устойчивость оксигемоглобина снижается. Датский физиолог Христиан Бор, отец знаменитого Нильса Бора, установил, что не только высокая концентрация углекислого газа вытесняет кислород из гемоглобина, но и связывание каждой молекулы СО2 с атомом железа снижает сродство соседних атомов к О2, то есть идет борьба двух кооперативных систем. В результате гемоглобин очень быстро отдает тканям весь кислород и насыщается углекислым газом, меняя цвет на более темный – цвет венозной крови.
    Гемоглобин синтезируется там же, где рождаются молодые эритроциты, – в костном мозге. В одном эритроците насчитывается 400 млн. молекул гемоглобина, и ежесекундно костный мозг рождает 2,5 млн. эритроцитов! Однако 70% общего железа организма, то есть примерно 0,8–0,9 г, хватает, чтобы насытить кровь гемоглобином из расчета 160 г/л.
    Жизнь эритроцита невелика – всего 125 дней. На «кладбище» эритроцитов, в селезенке, гемоглобин распадается, и его нужно строить заново. Железо из разрушенных эритроцитов в значительной мере возвращается к месту синтеза, а поэтому суточная потребность здорового человека в железе не превышает 10–20 мг.
    Железо необходимо и для повышения активности многих ферментов, для процессов роста организма, образования энергии, поддержания нормального состояния иммунной системы.
    Железосодержащие соединения играют важную роль в функционировании иммунной системы, прежде всего, клеточного звена. Наиболее явная форма проявления дефицита железа – железодефицитная анемия, за которой могут скрываться серьезные нарушения в организме (хронические потери крови при внутренних кровотечениях).
 
    Синергисты и антагонисты железа. Кальций способствует усвоению железа, за исключением тех случаев, когда дозы кальция очень большие.
    В виде хелатирующих соединений железо может выступать в виде синергиста хрома.
    Фосфаты, входящие в состав яиц, сыра и молока, оксалаты, фитаты и танины, содержащиеся в черном чае, отрубях, кофе, препятствуют усвоению железа.
    Витамин Е и цинк в высоких концентрациях снижают усвоение железа. Кофе, темная овощная зелень, а также дефицит витамина А могут снижать способность организма усваивать железо.
    Витамины С, В6, В12, кислота желудочного сока, пепсин, медь способствуют усвоению железа, особенно если они поступают из животных источников.
    Снижение кислотности желудочного сока в результате длительного приема антацидов или препаратов для уменьшения кислотности (таких как зантак, тагамет, пепцид, аскид) сопровождается уменьшением усвоения железа.
    Избыток железа уменьшает способность организма усваивать медь и цинк.
 
    Дефицит железа чаще всего обусловлен нарушением абсорбции и усвоения, а также может быть результатом кишечных кровотечений, чрезмерной кровопотери в период менструаций, диеты с высоким содержанием фосфора, нарушений пищеварения, длительных заболеваний, язвенных поражений, длительного использования антацидных препаратов, чрезмерного употребления кофе или чая и другими причинами.
    Чрезмерные физические упражнения и сильное потоотделение повышают выведение железа из организма.
 
    Признаки недостаточности железа: анемия, бледность кожных покровов, инъекция сосудов склер, ломкость и выпадение волос, седые волосы, отслоение ногтей, ногти в форме лопастей, затрудненное глотание, воспаление слизистой оболочки ротовой полости, нарушения пищеварения, головокружение, слабость, усталость, нервозность, замедление умственных реакций, хрупкость костей, ожирение.
    Железодефицитная анемия составляет 80% всех анемий. С VI до XVI века, то есть почти все время Средневековья, анемия считалась особенно свойственной молодым девушкам и называлась «бледная немочь». С развитием медицинской химии была установлена его причина – недостаточность железа в крови, и болезнь получила название «хлороз», от греческого слова, означающего бледно–зеленый цвет. Оба названия хорошо подчеркивают внешне заметный симптом болезни. Сегодня заболевание называется железодефицитной или гипохромной анемией.
    При недостаточном поступлении железа в организм используют лекарственные препараты, содержащие его. С этой целью прежде применяли даже обычные железные опилки. Из истории известно, что граф А.П. Бестужев–Рюмин (1693–1766) предложил в качестве укрепляющего и возбуждающего средства капли (они получили название «Бестужевские»), которые представляли из себя раствор хлорида железа (III) в смеси этанола и этилового эфира.
 
    Избыток железа в тканях и органах способствует повышению продукции свободных радикалов и увеличивает потребность организма в витамине Е.
    Повышенный уровень железа может также предшествовать развитию заболеваний сердца и злокачественных опухолей.
    Отложения железа в тканях приводит к гемохроматозу; наследственными нарушениями метаболизма железа, связанными с его избытком, может быть обусловлена бронзовая пигментация кожи; возможно также развитие цирроза печени, сахарного диабета и заболеваний сердца.
    У рабочих железных рудников возможно возникновение заболевания – сидероза легких, при котором обнаруживаются бронхит, начальная эмфизема, сухой плеврит. Среди сварщиков наблюдаются воспалительные заболевания слизистой оболочки носа и носоглотки.
    При лечебном использовании железа может наблюдаться побочные эффекты, связанные с развитием запоров вследствие связывания железом сероводорода, что ослабляет моторику кишечника.
 
    Железо необходимо: детям в период роста, беременным женщинам и кормящим матерям, молодым девушкам и женщинам, баланс железа которых подвергается нагрузке вследствие менструаций, спортсменам, которые в результате потоотделения теряют минеральные вещества.
 
    Пищевые источники железа: яйца, рыба, печень, мясо (особенно телятина), ветчина; патока, пивные дрожжи; черный хлеб; овощи: картофель, ламинария (морская капуста), свекла, спаржа, топинамбур, тыква, хрен; зеленые листья овощей; зелень: базилик, кориандр (кинза), лук зеленый, лук-порей, шнитт-лук, зелень петрушки, руккола, зелень сельдерея, укроп, зелень чеснока, шпинат, щавель; бобовые культуры: бобы, горох, соя, фасоль, чечевица; злаковые культуры: гречка, кукуруза, овес, пшено, пшеница мягкая, пшеница твердая, рис нешлифованный, рис дикий, рожь, ячмень, пшеничные и рисовые отруби, цельные зерна; орехи и семена: арахис, кешью, кунжут, мак, макадамия, миндаль, орех бразильский, орех грецкий, орех кедровый, семена подсолнечника, семена тыквы, фисташки, фундук; сухофрукты: изюм, инжир сушеный, курага, финики, чернослив; фрукты: авокадо, айва, алыча, виноград, груши, калина, кизил, малина, облепиха, персики, рябина черноплодная, смородина черная, хурма, шелковица, яблоки; растительные масла: тыквенное масло.
 

 

index.php?option=com_content&view=article&id=147&Itemid=248

    Яндекс.Метрика