Udveksling af jern i kroppen

Normalt indeholder kroppen af en voksen sund person ca. 3-5 g jern, så jern kan klassificeres som sporstoffer. Jern er fordelt ujævnt i kroppen. Ca. 2/3 af jern er indeholdt i hæmoglobin af erythrocytter - det er en cirkulerende jern pulje (eller pool). Hos voksne, denne pulje er 2-2,5 g i fuldbårne spædbørn - 0,3-0,4 g, og i præmature børn - 0,1-0,2 Den forholdsvis meget jern i myoglobin indeholdt: 0,1 g - hos mænd og 0,05-0,07 g - hos kvinder. Den menneskelige krop indeholder mere end 70 proteiner og enzymer, som omfatter jern (fx transferrin, lactoferrin), den totale mængde jern i dem, jernet er 0,05-0,07, bæres af transportproteinet transferrin ca. 1% ( transport fond af jern). For lægepraksis er ekstremt vigtige jern reserver (depot, reservefond) er omkring 1/3 af den samlede jern i den menneskelige krop. Følgende organer udfører depotets funktion:

• leveren;
• milt;
• knoglemarv
• hjernen.

Jern er indeholdt i depotet i form af ferritin. Mængden af jern i depotet kan karakteriseres ved bestemmelse af koncentrationen af SF. Til dato er SF den eneste internationalt anerkendte markør for jernreserver. Det endelige produkt af jernudvekslingen er hæmosiderin deponeret i væv.

Jern - den vigtigste cofaktor for enzymerne i mitokondriell respiratorisk kæde, citratcyklus, DNA-syntese, spiller en vigtig rolle i bindingen og transporten af ilt af hæmoglobin og myoglobin; proteiner indeholdende jern er nødvendige for metabolisme af collagen, catecholaminer, tyrosin. På grund af den katalytiske virkning af jern i reaktionen Fe ² * <-> Fe ³ danner fritt ubehandlet jern hydroxylradikaler, som kan forårsage skade på cellemembraner og celledød. I løbet af udviklingen blev beskyttelsen mod fri jerns skadelige virkning løst ved dannelsen af specialiserede molekyler til absorption af jern fra mad, dets absorption, transport og afsætning i en ikke-toksisk opløselig form. Transport og deponering af jern udføres af specielle proteiner: transferrin, transferrinreceptor, ferritin. Syntesen af disse proteiner reguleres af en særlig mekanisme og afhænger af organismens behov.

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

Metabolisme af jern hos en sund person er lukket i en cyklus

Hver dag mister en person ca. 1 mg jern med biologiske væsker og et slibet epitel i fordøjelseskanalen. Nøjagtig samme mængde kan absorberes i fordøjelseskanalen fra mad. Det skal være klart, at jern kun kommer ind i kroppen med mad. Således taber 1 mg jern hver dag og 1 mg absorberes. I processen med ødelæggelse af gamle erytrocytter frigives jern, som anvendes af makrofager og anvendes igen i opbygningen af hæm. I kroppen er der en særlig mekanisme for jernabsorption, men den trækkes passivt, det vil sige, der er ingen fysiologisk mekanisme til udskillelse af jern. Hvis absorptionen af jern fra mad ikke tilfredsstiller kroppens behov, opstår der derfor jernmangel uanset årsagen.

Fordeling af jern i kroppen

1. 70% af den samlede mængde jern i kroppen er en del af hæmoproteinerne; disse er forbindelser, hvori jern er bundet til porfyrin. Den vigtigste repræsentant for denne gruppe er hæmoglobin (58% af jern); Derudover omfatter denne gruppe myoglobin (8% jern), cytochrom, peroxidase, catalase (4% jern).
2. En gruppe ikke-hæmmende enzymer - xanthinoxidase, NADH dehydrogenase, aconitase; Disse jernholdige enzymer er lokaliseret hovedsageligt i mitokondrier, spiller en vigtig rolle i processen med oxidativ phosphorylering, transport af elektroner. De indeholder meget lidt metal og påvirker ikke den samlede jernbalance; Men deres syntese afhænger af levering af væv med jern.
3. Transportformen af jern er transferrin, lactoferrin, en bærer med lav molekylvægt. Det vigtigste transportplasma ferroprotein er transferrin. Dette beta-globulinfraktionprotein med en molekylvægt på 86.000 har 2 aktive steder, der hver især kan vedhæfte et Fe3 ⁺ -atom ad gangen . I plasma er der mere jernbindende steder end jernatomer, og der er således ikke fri jern i den. Transferrin kan binde andre metalioner - kobber, mangan, krom, men med en anden selektivitet og jern binder først og mere fast. Hovedstedet for transferrinsyntese er leverceller. Med stigningen i niveauet af deponeret jern i hepatocytter er syntesen af transferrin markant reduceret. Transferrin, bærende jern, avider til normocytter og reticulocytter, og mængden af metaloptagelse afhænger af tilstedeværelsen af frie receptorer på overfladen af erythroid-progenitorer. På reticulocytens membran er der signifikant færre bindingssteder for transferrin end på protromocyten, det vil sige som erytroidcellens aldre, falder fangsten af jern. Jernbærere med lav molekylvægt giver jerntransport inde i cellerne.
4. Deponeret, reserve eller reservejern kan være i to former - ferritin og hæmosiderin. Reservejernforbindelsen består af et apoferritinprotein, hvis molekyler omgiver et stort antal jernatomer. Ferritin - en brun forbindelse, opløselig i vand, indeholder 20% jern. Ved kraftig ophobning af jern i kroppen øges ferritinsyntesen dramatisk. Ferritinmolekyler findes i næsten alle celler, men især i leveren, milt og knoglemarv. Hemosiderin er til stede i vævene i form af et brunt, granulært, vanduopløseligt pigment. Jernindholdet i hæmosiderin er højere end i ferritin - 40%. Beskadigende virkning af hæmosiderin i væv er forbundet med skade på lysosomer, akkumulering af frie radikaler, hvilket fører til celledød. I en sund person er 70% af reservejernet i form af ferritin og 30% i form af hæmosiderin. Hastigheden af hæmosiderin er meget lavere end ferritins. Jernforretningerne i væv kan bedømmes ud fra histokemiske undersøgelser og anvende den semikvantitative evalueringsmetode. Tæl antallet af sideroblasts - nukleare erythroidceller indeholdende forskellige mængder af ikke-heme jerngranuler. Et træk ved fordelingen af jern i småbarns krop er, at de har et højere jernindhold i erythroidceller, og mindre jern er på muskelvæv.

Regulering af jernbalance er baseret på principperne om næsten fuldstændig genanvendelse af endogent jern og vedligeholdelse af det krævede niveau som følge af absorption i mavetarmkanalen. Halveringstiden for fjernelse af jern er 4-6 år.

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

Absorption af jern

Absorption forekommer hovedsageligt i duodenum og den indledende del af jejunum. Med en mangel på jern i kroppen spredes sugekonen distalt. I en daglig kost indeholder normalt ca. 10-20 mg jern, men kun 1-2 mg absorberes i mave-tarmkanalen. Absorption af hæmjern overstiger i høj grad strømmen af uorganisk jern. Hvad angår indflydelsen af jernvalens på dets optagelse i mavetarmkanalen, er der ingen entydig mening. VI Nikulicheva (1993) mener, at Fe ²⁺ praktisk taget ikke absorberes enten under normale eller for store koncentrationer. Ifølge andre forfattere er jernabsorption ikke afhængig af dens valens. Det blev konstateret, at jernens valens og dets opløselighed i tolvfingertarmen i alkalisk reaktion er af afgørende betydning. Mavesaft og saltsyre er involveret i jernoptagelsen, tilvejebringe genvinding af oxidformen (Fe ^H ) i zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionisering, dannelse af komponenter til rådighed for absorption, men det gælder kun for ikke-hæm jern er ikke den vigtigste mekanisme for absorption regulering.

Processen med absorption af hæmjern afhænger ikke af mavesekretion. Hemjern absorberes i form af en porfyrinstruktur, og kun i tarmens slimhinde er dens spaltning fra hæmmen og dannelsen af ioniseret jern. Jern absorberes bedre fra kødprodukter (9-22%), der indeholder hemejern og meget værre - fra plante (0,4-5%), hvor der ikke er hemejern. Af kødprodukterne er jern regnet på forskellige måder: Jern absorberes fra leveren værre end fra kød, da i leveren er jern indeholdt i form af hemosiderin og ferritin. Kogende grøntsager i store mængder vand kan reducere jernindholdet med 20 %.

Unik er absorptionen af jern fra modermælk, selvom indholdet er lavt - 1,5 mg / l. Derudover øger modermælken absorptionen af jern fra andre fødevarer, der forbruges samtidig med det.

I forbindelse med fordøjelsen kommer jern ind i enterocyten, hvorfra det passerer gennem koncentrationsgradienten til blodplasmaet. Med en mangel på jern i kroppen accelereres overførslen fra lumen i mave-tarmkanalen til plasmaet. Med et overskud af jern i kroppen sidder hovedparten af jernet i cellerne i tarmslimhinden. Den enterocyte belagt med jern bevæger sig fra bunden til toppen af villi og går tabt med det udarmede epitel, hvilket forhindrer det store indtag af metal i kroppen.

Processen for jernabsorption i mavetarmkanalen påvirkes af forskellige faktorer. Tilstedeværelsen af oxalater, phytater, fosfater, tannin i fuglen reducerer absorptionen af jern, da disse stoffer danner komplekser med jern og fjerner det fra kroppen. Tværtimod øger ascorbinsyre, ravsyre og pyruvinsyrer, fructose, sorbitol, alkohol absorptionen af jern.

I plasma binder jern til dets bærer - transferrin. Dette protein transporterer jern hovedsageligt til knoglemarv, hvor jern trænger ind i erythrocaryocytter, og transferrin vender tilbage til plasma. Jern træder ind i mitokondrier, hvor hæmsyntese finder sted.

Den yderligere vej af jern fra knoglemarven kan beskrives som følger: Med fysiologisk hæmolyse fra erytrocytter frigives 15-20 mg jern pr. Dag, som anvendes af fagocytiske makrofager; så går det meste tilbage til hæmoglobinsyntese, og kun en lille mængde forbliver som en reservekirtel i makrofager.

30% af det samlede jernindhold i kroppen bruges ikke til erythropoiesis, men deponeres i depotet. Jern i form af ferritin og hæmosiderin opbevares i parenkymale celler, hovedsageligt i leveren og milten. I modsætning til makrofager bruger parenchymcellerne jern meget langsomt. Frigivelse af jern i parenkymceller stiger med et stort overskud af jern i kroppen, hæmolytisk anæmi, aplastisk anæmi, nyresvigt og nedsat udtrykt mangel metal. Frigivelsen af jern fra disse celler øges med blødning og fald med blodtransfusioner.

Det overordnede mønster af jernmetabolisme i kroppen vil være ufuldstændigt, hvis du ikke tager højde for væv. Mængden af jern, der er en del af ferroenzym, er lille - kun 125 mg, men vigtigheden af vævsrespirationsenzymer kan ikke overvurderes: uden dem ville livet for enhver celle være umuligt. Lageret af jern i celler gør det muligt at undgå den direkte afhængighed af syntesen af jernholdige enzymer på fluktuationerne i dens indtag og udgifter i kroppen.

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

Fysiologiske tab og egenskaber ved jernmetabolisme

Fysiologisk tab af jern fra kroppen hos en voksen er ca. 1 mg dagligt. Jern er tabt sammen med peeling hud epithelium, epidermal appendages, derefter med urin, afføring med sluschivayuschimsya intestinale epithelium. Kvinder er desuden forbundet med tabet af jern med blod under menstruation, under graviditet, fødsel, amning, som er ca. 800-1000 mg. Udvekslingen af jern i kroppen er vist i skema 3. Det er interessant at bemærke, at jernindholdet i serum og transferrinmætning varierer inden for en dag. Overhold høj serum jernkoncentrationer om morgenen og lave værdier om aftenen. Deprivation af søvnpersoner fører til et gradvist fald i jernindholdet i serum.

Metabolisme af jern i kroppen påvirkes af sporstoffer: kobber, kobolt, mangan, nikkel. Kobber er nødvendig til assimilering og transport af jern; dens virkning er gennem cytokromoxidase, ceruloplasmin. Mangans virkning på hæmatopoiesisprocessen er ikke specifik og er forbundet med dens høje oxidative evne.

For at forstå, hvorfor jernmangel er mest almindelig hos unge børn, unge piger og kvinder i den fødedygtige alder, vil vi overveje funktionerne i jernmetabolisme i disse grupper.

Akkumuleringen af jern i fosteret sker gennem hele graviditeten, men mest intensivt (40%) i sidste trimester. Derfor fører prematuriteten i 1-2 måneder til en reduktion i tilgængeligheden af jern med en faktor på 1,5-2 sammenlignet med fuldtidsbørn. Det er kendt, at fosteret har en positiv balance af jern, hvilket går imod koncentrationsgradienten til fordel for fosteret. Placenta fanger intensivt jern end knoglemarv hos en gravid kvinde og har evnen til at metabolisere jern fra moderens hæmoglobin.

Virkningen af jernmangel i moderen på lagrene af denne mikroelement i fosteret er inkonsekvent. Nogle forfattere tror på, at en gravid kvinders sideropenia ikke påvirker fostrets jernforretninger; andre mener, at der er en direkte afhængighed. Vi kan antage, at med et fald i jernindholdet i moderens krop udvikler et underskud af jernforretninger i den nyfødte. Men jernmangelanæmi grundet medfødt mangel på jern er usandsynligt, da forekomsten af jernmangel anæmi, hæmoglobinniveau og serum jern under den første dag efter fødslen og i de næste 3-6 måneder ikke adskiller hos børn født til sunde mødre og mødre med jernmangelanæmi. Jernindholdet i kroppen af den nyfødte fuldfristede og for tidlige baby er 75 mg / kg.

Hos børn bør smøremidler ikke kun udgøre det fysiologiske tab af dette sporstof, men også sørge for vækstbehov, som i gennemsnit er 0,5 mg / kg om dagen.

Således er de vigtigste forudsætninger for udvikling af jernmangel hos premature spædbørn, børn fra flere graviditeter, børn under 3 år:

• hurtig udtømning af lagre med utilstrækkelig eksogen indtagelse af jern
• øget behov for jern.

Jernmetabolisme hos unge

Det særlige ved jernmetabolisme hos unge, især hos piger, er en markant uoverensstemmelse mellem det øgede behov for dette sporstof og dets lave indtag i kroppen. Årsagerne til denne uoverensstemmelse: hurtig vækst, dårlig ernæring, motion, rigelig menstruation, det indledende lave niveau af jern.

Hos kvinder i den fødedygtige alder er de vigtigste faktorer, der fører til udviklingen af jernmangel i kroppen, rigelig og langvarig menstruation, flere graviditeter. Det daglige behov for jern hos kvinder, der mister 30-40 ml blod til menstruation, er 1,5-1,7 mg / dag. Med et større blodtab stiger behovet for jern til 2,5-3 mg / dag. Faktisk kan kun 1,8-2 mg / dag leveres via mave-tarmkanalen, dvs. 0,5-1 mg / dag jern kan ikke genopfyldes. Således vil mangel på mikronæringsstoffer i løbet af en måned udgøre 15-20 mg, 180-240 mg pr. År, 1,8-2,4 g i 10 år, det vil sige, at denne mangel overstiger indholdet af ekstra jern i kroppen. Hertil kommer, at udviklingen af jernmangel hos kvinder er antallet af graviditeter, intervallet mellem dem, varigheden af laktation er vigtig.