Schimb de fier în corp

În mod normal, corpul unei persoane sănătoase adulte conține aproximativ 3-5 g de fier, deci fierul poate fi clasificat ca oligoelemente. Fierul este distribuit neuniform în corp. Aproximativ 2/3 din fier este conținut în hemoglobina eritrocitelor - este o piscină (sau piscină) din fontă circulantă. La adulți, acest bazin este de 2-2,5 g la sugari la termen - 0,3-0,4 g, si la sugari prematuri - 0.1-0.2 relativ mult fier în mioglobina conținut: 0,1 g - la bărbați și 0,05-0,07 g - la femei. Corpul uman contine mai mult de 70 de proteine si enzime, care includ fier (de exemplu, transferina, lactoferina), cantitatea totală de fier din ele, fierul este 0,05-0,07, purtat de transferina proteina de transport este de aproximativ 1% ( fundul de transport al fierului). Pentru practica medicală, rezervele de fier (depozit, fond de rezervă), care reprezintă aproximativ 1/3 din totalul fierului din corpul uman, sunt extrem de importante. Următoarele organisme îndeplinesc funcția depozitului:

• ficat;
• splina;
• măduva osoasă;
• creierul.

Fierul este conținut în depozit sub formă de feritină. Cantitatea de fier din depozit poate fi caracterizată prin determinarea concentrației de SF. Până în prezent, SF este singurul marker recunoscut pe plan internațional pentru rezervele de fier. Produsul final al schimbului de fier este hemosiderina depozitată în țesuturi.

Fierul - cel mai important cofactor al enzimelor lanțului respirator mitocondrial, ciclul citratului, sinteza ADN-ului, joacă un rol important în legarea și transportul oxigenului prin hemoglobină și mioglobină; proteinele care conțin fier sunt necesare pentru metabolizarea colagenului, catecolaminelor, tirozinei. Datorită acțiunii catalitice a fierului în reacția Fe ² * <-> Fe ³, radicalii liberi de fier nehidratați formează radicali hidroxilici, care pot provoca leziuni membranelor celulare și moartea celulelor. În cursul evoluției, protecția împotriva efectului dăunător al fierului liber a fost rezolvată prin formarea de molecule specializate pentru absorbția fierului din alimente, absorbția, transportul și depunerea acestuia într-o formă netoxică solubilă. Transportul și depunerea fierului se realizează prin proteine speciale: transferină, receptor de transferină, feritină. Sinteza acestor proteine este reglementată de un mecanism special și depinde de nevoile organismului.

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

Metabolismul fierului la o persoană sănătoasă este închis într-un ciclu

În fiecare zi, o persoană pierde aproximativ 1 mg de fier cu fluide biologice și un epiteliu slăbit al tractului digestiv. Exact aceeași cantitate poate fi absorbită în tractul digestiv din alimente. Ar trebui să fie clar că fierul intră în corp numai cu alimente. Astfel, în fiecare zi se pierde 1 mg de fier și se absoarbe 1 mg. În procesul de distrugere a eritrocitelor vechi, se eliberează fier, care este utilizat de macrofage și este din nou utilizat în construcția de heme. În organism există un mecanism special de absorbție a fierului, dar este retras pasiv, adică nu există nici un mecanism fiziologic de excreție a fierului. În consecință, dacă absorbția fierului din alimente nu satisface nevoile corpului, deficitul de fier are loc indiferent de cauză.

Distribuția fierului în organism

1. 70% din cantitatea totală de fier din organism este parte din hemoproteine; aceștia sunt compuși în care fierul este legat de porfirină. Reprezentantul principal al acestui grup este hemoglobina (58% fier); În plus, acest grup include mioglobină (fier 8%), citocrom, peroxidază, catalază (fier 4%).
2. Un grup de enzime non-heme - xantin oxidaza, NADH dehidrogenaza, aconitaza; aceste enzime conținând fier sunt localizate în principal în mitocondrii, joacă un rol important în procesul de fosforilare oxidativă, transportul de electroni. Acestea conțin foarte puțin metal și nu afectează echilibrul general al fierului; Cu toate acestea, sinteza acestora depinde de furnizarea de țesuturi cu fier.
3. Forma de transport a fierului este transferina, lactoferina, un purtător de fier cu greutate moleculară mică. Principala ferroproteină din plasmă de transport este transferina. Această proteină fractală beta-globulină cu o greutate moleculară de 86.000 are 2 situsuri active, fiecare dintre acestea putând atașa un atom de Fe ³⁺ la un moment dat . În plasmă există mai multe locuri de legare a fierului decât atomii de fier și, prin urmare, nu există fier liber în el. Transferinul poate lega și alți ioni metalici - cupru, mangan, crom, dar cu o selectivitate diferită, iar fierul se leagă mai întâi și mai ferm. Situl principal al sintezei transferinei este celulele hepatice. Odată cu creșterea nivelului de fier depus în hepatocite, sinteza transferinei este semnificativ redusă. Transferinul, care transportă fier, avidă la normococi și reticulocite, și cantitatea de absorbție a metalului depinde de prezența receptorilor liberi pe suprafața progenitorilor eritroizi. Pe membrana reticulocitelor, există mult mai puține situsuri de legare pentru transferină decât pe protromotit, adică, pe măsură ce vârstele celulelor eritroide scade, captarea fierului scade. Purtătorii de fier cu greutate moleculară mică asigură transportul fierului în interiorul celulelor.
4. De fier depozitat, rezervă sau rezervă poate fi în două forme - feritină și hemosiderină. Compozitul de fier din rezervă constă dintr-o proteină apoferitină, moleculele cărora înconjoară un număr mare de atomi de fier. Feritina - un compus maro, solubil în apă, conține 20% fier. Cu acumularea excesivă de fier în organism, sinteza feritinei crește dramatic. Moleculele de feritină există în aproape toate celulele, dar mai ales în ficat, splină și măduvă osoasă. Hemosiderina este prezentă în țesuturi sub formă de pigment maro, granular, insolubil în apă. Conținutul de fier din hemosiderină este mai mare decât în cazul feritinei - 40%. Efectul daunator al hemosiderinei în țesuturi este asociat cu afectarea lizozomilor, acumularea de radicali liberi, ceea ce duce la moartea celulelor. La o persoană sănătoasă, 70% din rezervă de fier este sub formă de feritină și 30% sub formă de hemosiderină. Rata utilizării hemosiderinei este mult mai scăzută decât cea a feritinei. Stocurile de fier din țesuturi pot fi evaluate pe baza studiilor histochimice, aplicând metoda semi-cantitativă de evaluare. Numără numărul de sideroblaste - celulele eritroide nucleare care conțin cantități diferite de granule de fier non-heme. O caracteristică a distribuției fierului în corpul copiilor mici este faptul că acestea au un conținut mai mare de fier în celulele eritroide și că mai puțin de fier se află pe țesutul muscular.

Reglarea echilibrului de fier se bazează pe principiile reutilizării aproape complete a fierului endogen și menținerea nivelului necesar datorită absorbției în tractul gastro-intestinal. Timpul de înjumătățire al eliminării fierului este de 4-6 ani.

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

Absorbția fierului

Absorbția are loc în principal în duoden și în partea inițială a jejunului. Cu o deficiență de fier în corp, zona de aspirație se extinde distal. Într-o dietă zilnică conține de obicei aproximativ 10-20 mg de fier, dar numai 1-2 mg este absorbit în tractul gastro-intestinal. Absorbția fierului de heme depășește cu mult fluxul de fier anorganic. În ceea ce privește influența valenței de fier asupra absorbției sale în tractul gastro-intestinal, nu există o opinie fără echivoc. VI Nikulicheva (1993) consideră că Fe ²⁺ nu ^este practic absorbit nici sub concentrații normale, nici excesive. Potrivit altor autori, absorbția fierului nu depinde de valența sa. Sa constatat că valența fierului și solubilitatea acestuia în duoden în reacție alcalină au o importanță decisivă. Sucul gastric și acid clorhidric sunt implicate in absorbtia fierului, asigura recuperarea formei de oxid (Fe ^H ) în zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionizare, formarea de componente disponibile pentru absorbție, dar se aplică numai pentru fier non-hem nu este principalul mecanism de reglare absorbție.

Procesul de absorbție a fierului heme nu depinde de secreția gastrică. Hemul fier este absorbit sub forma unei structuri porfirinice și numai în membrana mucoasă a intestinului este scindarea acestuia de hem și formarea fierului ionizat. Fierul este absorbit mai bine din produsele din carne (9-22%) care conțin fier de heme, și mult mai rău - de la plante (0,4-5%), unde există fier non-heme. Din produsele din carne, fierul este asimilat diferit: fierul este absorbit din ficat mai rău decât din carne, deoarece în ficat fierul este conținut sub formă de hemosiderină și feritină. Fierberea legumelor în cantități mari de apă poate reduce conținutul de fier cu 20 %.

Unic este absorbția fierului din laptele matern, deși conținutul său este scăzut - 1,5 mg / l. În plus, laptele matern crește absorbția fierului din alte alimente consumate simultan cu acesta.

În procesul de digestie, fierul intră în enterocite, de unde trece prin gradientul de concentrație în plasma sanguină. Cu o deficiență de fier în organism, transferul său din lumenul tractului gastrointestinal în plasmă este accelerat. Cu un exces de fier în organism, cea mai mare parte a fierului rămâne în celulele mucoasei intestinale. Enterocita încărcată cu fier se deplasează de la bază la vârful vilului și se pierde cu epiteliul epuizat, ceea ce previne aportul excesiv de metal în corp.

Procesul de absorbție a fierului în tractul gastrointestinal este afectat de diferiți factori. Prezența oxalaților, fitatilor, fosfatilor, taninului în pasăre reduce absorbția fierului, deoarece aceste substanțe formează complecși cu fier și îl îndepărtează din corp. Dimpotrivă, acizii ascorbic, succinic și piruvic, fructoza, sorbitolul, alcoolul cresc absorbția fierului.

În plasmă, fierul se leagă de purtătorul său - transferin. Această proteină transportă fier în principal în măduva osoasă, în care fierul penetrează în eritrocariocite și transferinul revine în plasmă. Fier intră în mitocondrii, unde are loc sinteza hemiei.

Calea viitoare a fierului din măduva osoasă poate fi descrisă după cum urmează: cu hemoliză fiziologică din eritrocite, se eliberează 15-20 mg de fier pe zi, care este utilizat de macrofagele fagocitare; atunci cea mai mare parte se întoarce la sinteza hemoglobinei și doar o mică cantitate rămâne ca o glandă de rezervă în macrofage.

30% din conținutul total de fier din organism nu este folosit pentru eritropoieză, ci este depozitat în depozit. Fierul sub formă de feritină și hemosiderină este depozitat în celulele parenchimale, în principal în ficat și splină. Spre deosebire de macrofage, celulele parenchimale folosesc foarte lent fierul. Aportul de fier în celulele parenchimale crește cu un exces semnificativ de fier în organism, anemie hemolitică, anemie aplastică, insuficiență renală și scade cu un deficit pronunțat de metal. Eliberarea fierului din aceste celule crește odată cu sângerarea și scade cu transfuzii de sânge.

Modelul general al metabolismului fierului în organism va fi incomplet dacă nu țineți cont de țesut. Cantitatea de fier care face parte din ferozenzime este mică - doar 125 mg, dar importanța enzimelor de respirație tisulară nu poate fi supraestimată: fără ele, viața oricărei celule ar fi imposibilă. Stocul de fier din celule permite evitarea dependenței directe a sintezei enzimelor care conțin fier de fluctuațiile aportului și cheltuielilor sale în organism.

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

Pierderi fiziologice și particularități ale metabolismului fierului

Pierderea fizică a fierului din organism la un adult este de aproximativ 1 mg pe zi. Fierul se pierde împreună cu peelingul epiteliului pielii, epidermale, apoi cu urină, fecale, cu epiteliul intestinal sluschivayuschimsya. Femeile, în plus, sunt legate de pierderea de fier cu sânge în timpul menstruației, în timpul sarcinii, nașterii, alăptării, care este de aproximativ 800-1000 mg. Schimbul de fier din organism este prezentat în Schema 3. Este interesant de observat că conținutul de fier în ser și saturația transferinei variază într-o zi. Observați concentrațiile mari de fier seric dimineața și valori scăzute seara. Deprivarea persoanelor de somn duce la o scădere treptată a conținutului de fier din ser.

Metabolismul fierului în organism este afectat de oligoelemente: cupru, cobalt, mangan, nichel. Cuprul este necesar pentru asimilarea și transportul fierului; efectul său este prin intermediul citocrom oxidazei, ceruloplasminului. Acțiunea manganului asupra procesului de hematopoieză este nespecifică și este asociată cu capacitatea sa oxidativă ridicată.

Pentru a înțelege de ce deficitul de fier este cel mai frecvent la copii mici, fete adolescente și femei în vârstă fertilă, vom lua în considerare caracteristicile metabolismului de fier în aceste grupuri.

Acumularea de fier în făt apare pe întreaga perioadă de sarcină, dar cea mai intensă (40%) în ultimul trimestru. Prin urmare, prematuritatea în 1-2 luni duce la o reducere a disponibilității fierului cu un factor de 1,5-2 în comparație cu copiii pe termen lung. Se știe că fătul are un echilibru pozitiv de fier, care se opune gradientului de concentrare în favoarea fătului. Placenta captează mai mult fier decât măduva osoasă a unei femei însărcinate și are capacitatea de a metaboliza fierul din hemoglobina mamei.

Efectul deficitului de fier în rezervele mamei ale acestui oligoelement la făt, există rapoarte contradictorii. Unii autori cred că sideropenia gravidă nu afectează depozitele de fier la făt; alții cred că există o dependență directă. Se poate presupune că reducerea de fier în corpul mamei în curs de dezvoltare rezerve deficit de fier la nou-născut. Cu toate acestea, deficit de fier anemie din cauza deficienței congenitale de fier este puțin probabil, deoarece incidența anemiei feriprive, valorile hemoglobinei și fier seric în timpul primei zile după naștere și pentru următoarele 3-6 luni nu diferă la copiii născuți din mame sanatoase si mame cu anemie deficit de fier. Conținutul de fier în corpul complet pe termen nou-născuți și prematurului este de 75 mg / kg.

La copii, spre deosebire de adulți, fierul alimentar nu numai că trebuie să compenseze pierderile fiziologice ale acestui oligoelement, ci și să ofere nevoi de creștere, care este de 0,5 mg / kg pe zi.

Astfel, principalele premise pentru dezvoltarea deficienței de fier la sugari prematuri, copii de la sarcină multiplă, copii sub 3 ani sunt:

• depleția rapidă a stocurilor cu aport insuficient de fier;
• nevoia crescută de fier.

Metabolizarea fierului la adolescenți

Particularitatea metabolismului de fier la adolescenți, în special la fete, este o discrepanță pronunțată între nevoia crescută a acestui oligoelement și scăderea aportului acestuia în organism. Motivele acestei discrepanțe sunt: creșterea rapidă, nutriția săracă, exercițiul, menstruația abundentă, nivelul inițial scăzut al fierului.

La femeile aflate la vârsta fertilă, principalii factori care conduc la dezvoltarea deficienței de fier în organism sunt menstruația abundentă și prelungită, sarcini multiple. Nevoia zilnică de fier la femeile care pierd 30-40 ml de sânge pentru menstruație este de 1,5-1,7 mg pe zi. Cu o pierdere mai mare de sânge, nevoia de fier crește până la 2,5-3 mg / zi. De fapt, numai 1,8-2 mg / zi pot fi administrate prin tractul gastrointestinal, adică 0,5-1 mg / zi de fier nu pot fi reumpleți. Astfel, în decurs de o lună, deficitul de micronutrienți va ajunge la 15-20 mg, 180-240 mg pe an, la 1,8-2,4 g timp de 10 ani, adică această deficiență depășește conținutul de fier de rezervă din organism. În plus, pentru dezvoltarea deficienței de fier la femei, numărul de sarcini, intervalul dintre acestea și durata alăptării sunt importante.