Pertukaran besi di dalam badan

Biasanya, badan orang dewasa yang sihat mengandungi kira-kira 3-5 g besi, jadi besi boleh diklasifikasikan sebagai unsur surih. Besi diedarkan tidak sekata dalam badan. Kira-kira 2/3 besi terkandung dalam hemoglobin eritrosit - ia adalah kolam besi yang beredar (atau kolam). Pada orang dewasa, kolam ini adalah 2-2,5 g pada bayi cukup bulan - 0,3-0,4 g, dan pada bayi pramatang - 0,1-0,2 yang agak banyak besi di myoglobin terkandung: 0.1 g - pada lelaki dan 0.05-0.07 g - pada wanita. Tubuh manusia mengandungi lebih daripada 70 protein dan enzim, termasuk besi (mis transferrin, laktoferin), jumlah zat besi dalam mereka, besi adalah 0,05-0,07, dibawa oleh transferrin protein pengangkutan adalah kira-kira 1% ( dana pengangkutan besi). Untuk amalan perubatan, rizab besi (depot, dana rizab), yang menyumbang kira-kira 1/3 daripada jumlah besi dalam tubuh manusia, sangat penting. Badan berikut menjalankan fungsi depot:

• hati;
• limpa;
• sumsum tulang;
• otak.

Besi terkandung di depot dalam bentuk ferritin. Jumlah besi di depot boleh dicirikan dengan menentukan kepekatan SF. Setakat ini, SF adalah satu-satunya penanda rizab besi diiktiraf di peringkat antarabangsa. Produk akhir pertukaran besi adalah hemosiderin yang disimpan dalam tisu.

Besi - koefaktor utama yang paling penting dalam enzim rantaian pernafasan mitokondria, kitaran sitrat, sintesis DNA, ia memainkan peranan penting dalam pengikatan dan pengangkutan oksigen oleh hemoglobin dan myoglobin; protein yang mengandungi besi diperlukan untuk metabolisme kolagen, katekolamin, tirosin. Oleh kerana tindakan pemangkin besi dalam reaksi Fe ² * <-> Fe ³, bentuk besi yang tidak disekat bebas membentuk radikal hidroksil, yang boleh menyebabkan kerosakan pada membran sel dan kematian sel. Dalam perjalanan evolusi, perlindungan terhadap kesan merosakkan besi bebas telah diselesaikan dengan pembentukan molekul khusus untuk penyerapan zat besi dari makanan, penyerapan, pengangkutan dan pemendapan dalam bentuk larut yang tidak beracun. Pengangkutan dan pemendapan besi dijalankan oleh protein khas: transferrin, reseptor transferrin, feritin. Sintesis protein ini dikawal oleh mekanisme khusus dan bergantung kepada keperluan organisma.

[1], [2], [3], [4]

Metabolisme besi dalam orang yang sihat ditutup dalam kitaran

Setiap hari, seseorang kehilangan kira-kira 1 mg zat besi dengan cecair biologi dan epitel slametan saluran penghadaman. Tepat jumlah yang sama boleh diserap ke dalam saluran pencernaan daripada makanan. Perlu jelas bahawa besi memasuki tubuh hanya dengan makanan. Oleh itu, setiap hari 1 mg besi hilang dan 1 mg diserap. Dalam proses pemusnahan eritrosit lama, besi dilepaskan, yang digunakan oleh makrofag dan sekali lagi digunakan dalam pembinaan heme. Di dalam badan terdapat mekanisme khusus penyerapan zat besi, tetapi ia ditarik pasif, iaitu, tidak ada mekanisme fisiologis untuk perkumuhan zat besi. Oleh itu, jika penyerapan zat besi dari makanan tidak memenuhi keperluan tubuh, kekurangan zat besi berlaku tanpa mengira sebabnya.

Pengagihan besi di dalam badan

1. 70% daripada jumlah zat besi dalam badan adalah sebahagian daripada hemoprotein; ini adalah sebatian di mana besi terikat kepada porphyrin. Wakil utama kumpulan ini adalah hemoglobin (58% besi); Di samping itu, kumpulan ini termasuk myoglobin (besi 8%), cytochrome, peroksidase, catalase (4% besi).
2. Sekumpulan enzim bukan heme - xanthine oxidase, dehydrogenase NADH, aconitase; enzim-enzim yang mengandungi besi ini diselaraskan terutamanya dalam mitokondria, memainkan peranan penting dalam proses fosforilasi oksidatif, pengangkutan elektron. Mereka mengandungi logam yang sangat sedikit dan tidak menjejaskan keseimbangan keseluruhan besi; Walau bagaimanapun, sintesis mereka bergantung kepada penyediaan tisu dengan besi.
3. Bentuk pengangkutan besi adalah transferrin, lactoferrin, pembawa besi berat molekul rendah. Ferroprotein plasma pengangkutan utama adalah transferrin. Protein fraksi beta-globulin dengan berat molekul 86,000 mempunyai 2 tapak aktif, masing-masing boleh melampirkan satu atom Fe ³⁺ pada satu masa . Di dalam plasma ada lebih banyak tapak pengikat besi daripada atom besi dan, oleh itu, tidak ada besi bebas di dalamnya. Transferrin boleh mengikat ion logam lain - tembaga, mangan, kromium, tetapi dengan selektiviti yang berbeza, dan besi mengikat dahulu dan lebih tegas. Tapak utama sintesis transferrin adalah sel hati. Dengan peningkatan tahap besi yang disimpan dalam hepatosit, sintesis transferrin dikurangkan dengan ketara. Transferrin, membawa besi, mengalir ke normosit dan reticulocytes, dan jumlah pengambilan logam bergantung kepada kehadiran reseptor bebas pada permukaan leluhur erythroid. Pada membran reticulocyte dengan laman web yang mengikat adalah lebih kurang daripada untuk transferrin daripada pronormotsite, iaitu penuaan sel-sel Erythroid menurun cengkaman besi. Pengangkut besi berat molekul rendah memberikan pengangkutan besi di dalam sel.
4. Simpanan, rizab atau rizab besi boleh dalam dua bentuk - ferritin dan hemosiderin. Komponen besi rizab terdiri daripada protein apoferritin, molekul yang mengelilingi sejumlah besar atom besi. Ferritin - sebatian coklat, larut dalam air, mengandungi 20% besi. Dengan pengumpulan berlebihan besi dalam badan, sintesis ferritin meningkat secara dramatik. Molekul feritin wujud di hampir semua sel, tetapi terutama di hati, limpa, dan sumsum tulang. Hemosiderin terdapat di dalam tisu dalam bentuk pigmen coklat, berbutir, tidak larut air. Kandungan besi dalam hemosiderin lebih tinggi daripada ferritin - 40%. Kesan hemosiderin yang merosakkan dalam tisu dikaitkan dengan kerosakan kepada lisosom, pengumpulan radikal bebas, yang membawa kepada kematian sel. Dalam orang yang sihat, 70% besi rizab adalah dalam bentuk ferritin, dan 30% dalam bentuk hemosiderin. Kadar penggunaan hemosiderin jauh lebih rendah daripada ferritin. Kedai-kedai besi dalam tisu boleh dinilai berdasarkan kajian histokimia, menggunakan kaedah penilaian separuh kuantitatif. Kirakan bilangan sideroblas - sel erythroid nuklear yang mengandungi jumlah butiran besi bukan heme. Satu ciri pengedaran besi dalam tubuh anak-anak kecil adalah bahawa mereka mempunyai kandungan besi yang lebih tinggi dalam sel-sel erythroid dan kurang besi adalah pada tisu otot.

Peraturan keseimbangan besi didasarkan pada prinsip reutilisasi hampir lengkap besi endogen dan penyelenggaraan tahap yang diperlukan karena penyerapan dalam saluran gastrointestinal. Separuh hayat penyingkiran besi adalah 4-6 tahun.

[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14],

Penyerapan besi

Penyerapan berlaku terutamanya dalam duodenum dan bahagian awal jejunum. Dengan kekurangan zat besi dalam badan, zon sedutan merebak jauh. Dalam diet harian biasanya mengandungi kira-kira 10-20 mg besi, tetapi hanya 1-2 mg diserap dalam saluran gastrousus. Penyerapan besi heme amat melebihi aliran besi tak organik. Tentang kesan valens besi pada penyerapan dalam saluran gastrousus ada satu pendapat. VI Nikulicheva (1993) percaya bahawa Fe ²⁺ praktikal tidak diserap baik di bawah kepekatan normal atau berlebihan. Menurut pengarang lain, penyerapan zat besi tidak bergantung kepada valensinya. Ia ditubuhkan yang tidak mempunyai besi valens kritikal, dan kelarutan dalam duodenum di bawah tindak balas alkali. Jus gastrik dan asid hidroklorik yang terlibat dalam penyerapan zat besi, menyediakan pemulihan bentuk oksida (Fe ^H ) dalam zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), pengionan, pembentukan komponen untuk penyerapan, tetapi ia hanya boleh digunakan untuk besi bukan heme tidak mekanisme utama peraturan penyerapan.

Proses penyerapan besi heme tidak bergantung kepada rembesan gastrik. Hem besi diserap dalam bentuk struktur porphyrin dan hanya dalam membran mukus usus adalah pembelahan dari heme dan pembentukan besi berion. Besi lebih baik diserap daripada produk daging (9-22%) yang mengandungi besi heme, dan lebih buruk - dari tumbuhan (0.4-5%), di mana terdapat besi bukan heme. Daripada produk daging, besi diasimilasikan dengan cara yang berbeza: besi diserap dari hati lebih buruk daripada daging, kerana di dalam hati, besi terkandung dalam bentuk hemosiderin dan ferritin. Sayuran mendidih dalam jumlah besar air dapat mengurangkan kandungan besi sebanyak 20 %.

Unik adalah penyerapan zat besi dari susu ibu, walaupun kandungannya rendah - 1.5 mg / l. Tambahan pula, susu ibu meningkatkan penyerapan zat besi daripada makanan lain yang digunakan secara serentak dengannya.

Dalam proses pencernaan, besi memasuki enterosit, dari mana ia melewati kecerunan tumpuan ke dalam plasma darah. Dengan kekurangan zat besi dalam badan, pemindahan dari lumen saluran gastrointestinal ke plasma dipercepatkan. Dengan lebihan zat besi dalam badan, sebahagian besar besi menetap di sel mukosa usus. Enterosit yang sarat dengan besi bergerak dari pangkal ke puncak villi dan hilang dengan epitel habis, yang menghalang pengambilan logam yang berlebihan ke dalam badan.

Proses penyerapan zat besi dalam saluran gastrointestinal terjejas oleh pelbagai faktor. Kehadiran oxalates, phytates, phosphates, tanin dalam burung mengurangkan penyerapan zat besi, kerana zat-zat ini membentuk kompleks dengan zat besi dan mengeluarkannya dari tubuh. Sebaliknya, asidorbik, asid succinic dan piruvat, fruktosa, sorbitol, alkohol meningkatkan penyerapan zat besi.

Dalam plasma, besi mengikat pembawa - transferrin. Protein ini mengangkut besi terutamanya kepada sumsum tulang, di mana zat besi menembusi erythrocaryocytes, dan transferrin kembali ke plasma. Besi memasuki mitokondria, di mana sintesis heme berlaku.

Laluan selanjutnya dari besi dari sumsum tulang boleh digambarkan sebagai berikut: dengan hemolisis fisiologi dari erythrocytes, 15-20 mg besi setiap hari dikeluarkan, yang digunakan oleh makrofag fagositik; maka sebahagian besarnya kembali ke sintesis hemoglobin dan hanya sedikit yang tersisa sebagai kelenjar simpanan dalam makrofag.

30% daripada jumlah kandungan besi dalam tubuh digunakan bukan untuk erythropoiesis, tetapi disimpan di depot. Besi dalam bentuk ferritin dan hemosiderin disimpan dalam sel parenkim, terutamanya di hati dan limpa. Tidak seperti makrofag, sel parenchymal menggunakan besi dengan sangat perlahan. Pengambilan besi ke dalam sel parenchymal bertambah dengan keterlaluan besar zat besi dalam tubuh, anemia hemolitik, anemia aplastik, kekurangan buah pinggang dan penurunan dengan defisit ketara logam. Pembebasan besi dari sel-sel ini meningkat dengan pendarahan dan penurunan dengan pemindahan darah.

Keseluruhan pola metabolisme besi dalam tubuh akan tidak lengkap jika anda tidak mengambil tisu akaun. Jumlah besi yang merupakan sebahagian daripada ferroenzim kecil - hanya 125 mg, tetapi pentingnya enzim pernafasan tisu tidak boleh dipandang terlalu besar: tanpa mereka, kehidupan mana-mana sel tidak mustahil. Stok besi dalam sel membolehkan untuk menghindari pergantungan langsung sintesis enzim yang mengandungi besi pada turun naiknya pengambilan dan perbelanjaannya dalam tubuh.

[15], [16], [17], [18], [19]

Kerugian fisiologi dan keganjilan metabolisme besi

Kehilangan fisiologi besi dari badan pada orang dewasa adalah kira-kira 1 mg sehari. Besi hilang bersama-sama dengan epitel kulit mengelupas, epidermal appendages, maka, dengan air kencing, najis, dengan sluschivayuschimsya epitel usus. Wanita, di samping itu, disertai dengan kehilangan besi dengan darah semasa haid, semasa mengandung, melahirkan anak, laktasi, iaitu sekitar 800-1000 mg. Pertukaran besi dalam tubuh dibentangkan dalam Skim 3. Sangat menarik untuk diperhatikan bahawa kandungan besi dalam serum dan tepu transferrin berbeza dalam satu hari. Perhatikan kepekatan besi serum yang tinggi pada waktu pagi dan nilai rendah pada waktu petang. Penurunan orang tidur menyebabkan penurunan kadar besi dalam serum.

Metabolisme besi dalam tubuh terjejas oleh unsur surih: tembaga, kobalt, mangan, nikel. Tembaga diperlukan untuk asimilasi dan pengangkutan besi; Kesannya adalah melalui cytochrome oxidase, ceruloplasmin. Tindakan mangan pada proses hematopoiesis tidak spesifik dan dikaitkan dengan keupayaan oksidatif yang tinggi.

Untuk memahami mengapa kekurangan zat besi adalah yang paling biasa di kalangan kanak-kanak, remaja perempuan dan wanita dewasa, kita akan mempertimbangkan ciri-ciri metabolisme besi dalam kumpulan-kumpulan ini.

Pengumpulan besi dalam janin berlaku sepanjang kehamilan keseluruhan, tetapi paling intensif (40%) pada trimester terakhir. Oleh itu, peringkat awal dalam 1-2 bulan membawa kepada pengurangan ketersediaan besi dengan faktor 1.5-2 berbanding dengan kanak-kanak jangka panjang. Ia diketahui bahawa janin mempunyai keseimbangan positif besi, yang bertentangan dengan kecerunan tumpuan yang memihak kepada janin. Plasenta secara lebih intensif menangkap besi daripada sumsum tulang seorang wanita hamil, dan mempunyai keupayaan untuk memetabolisme zat besi dari hemoglobin ibu.

Kesan kekurangan zat besi pada ibu pada stok mikroelement ini dalam janin adalah tidak konsisten. Sesetengah penulis percaya bahawa sideropenia wanita hamil tidak menjejaskan kedai besi janin; yang lain percaya bahawa terdapat pergantungan langsung. Kita boleh menganggap bahawa dengan penurunan dalam kandungan besi di dalam tubuh ibu, defisit kedai besi dalam perkembangan bayi baru lahir. Walau bagaimanapun, anemia kekurangan zat besi disebabkan oleh kekurangan kongenital besi adalah tidak mungkin, kerana kejadian anemia kekurangan zat besi, tahap hemoglobin dan besi serum pada hari pertama selepas kelahiran dan untuk 3-6 bulan akan datang tidak berbeza pada kanak-kanak yang dilahirkan oleh ibu yang sihat dan ibu yang mempunyai kekurangan zat besi anemia. Kandungan besi dalam badan bayi yang baru lahir dan pramatang adalah 75 mg / kg.

Di kalangan kanak-kanak, tidak seperti orang dewasa, zat besi tidak hanya perlu untuk kehilangan fisiologi unsur surih ini, tetapi juga menyediakan keperluan pertumbuhan, yang purata 0.5 mg / kg sehari.

Oleh itu, prasyarat utama untuk pembangunan kekurangan zat besi pada bayi pramatang, kanak-kanak dari pelbagai kehamilan, kanak-kanak di bawah 3 tahun adalah:

• pengurangan stok pesat dengan pengambilan besi luar yang tidak mencukupi;
• peningkatan keperluan untuk besi.

Metabolisme besi di kalangan remaja

Keanehan metabolisme besi di kalangan remaja, terutamanya pada kanak-kanak perempuan, adalah perbezaan yang ketara antara peningkatan keperluan untuk unsur surih ini dan pengambilannya yang rendah ke dalam tubuh. Sebab-sebab perbezaan ini adalah: pertumbuhan pesat, pemakanan yang lemah, senaman, haid yang berlimpah, tahap rendah besi awal.

Pada wanita yang mengandung anak, faktor utama yang membawa kepada perkembangan kekurangan zat besi dalam tubuh adalah haid yang berlimpah dan berkepanjangan, kehamilan berganda. Keperluan harian besi pada wanita yang kehilangan 30-40 ml darah untuk haid, adalah 1.5-1.7 mg / hari. Dengan kehilangan darah yang lebih besar, keperluan untuk meningkatkan besi menjadi 2.5-3 mg / hari. Malah, hanya 1.8-2 mg / hari dapat disampaikan melalui saluran pencernaan, iaitu, 0.5-1 mg / hari zat besi tidak dapat diisi semula. Oleh itu, dalam tempoh sebulan kekurangan mikronutrien akan berjumlah 15-20 mg, 180-240 mg setahun, 1.8-2.4 g selama 10 tahun, iaitu, kekurangan ini melebihi kandungan besi ganti dalam badan. Di samping itu, untuk perkembangan kekurangan zat besi pada wanita, jumlah kehamilan, selang antara mereka, tempoh laktasi adalah penting.