Fierul este unul dintre acei nutrienți a căror absorbție depinde în mare măsură de alimentele consumate într-o singură masă.
Puteți mânca un produs care conține o cantitate mare de fier, dar nu va fi absorbit dacă la aceeași masă este consumată o substanță care blochează absorbția. În schimb, puteți mânca relativ puțin fier, dar atunci când utilizați stimulente de absorbție, organismul va primi substanța din plin.
Cu alte cuvinte, absorbția fierului depinde direct de solubilitatea acestuia în intestin, iar aceasta, la rândul său, este determinată de compoziția alimentelor consumate la o masă.
Să dăm tabel general al substanțelor care accelerează sau inhibă absorbția fierului, iar apoi vom analiza în detaliu cu ce este asociată această influență.
| Produse și substanțe FRÂNARE absorbția fierului |
Produse și substanțe ACCELERARE absorbția fierului |
||||
| Produse | Gradul de influență | Substanta activa | Produse | Gradul de influență | Substanta activa |
| cereale integrale, porumb | --- | fitat | ficat/carne/peste | +++ | "factor carne" |
| ceai, legume cu frunze verzi | --- | polifenoli | portocale, pere, mere | +++ | vitamina C |
| lapte, brânză | -- | calciu plus fosfat | prune, banane | ++ | vitamina C |
| spanac | - | polifenoli, acid oxalinic | conopidă | ++ | vitamina C |
| ou | - | fosfoproteină, albumină | rosii, ardei verzi, castraveti | + | vitamina C |
| morcovi, cartofi, sfeclă, dovleac, broccoli, roșii, varză | ++ | acizi citric, malic, tartric | |||
| chefir, varză murată | ++ | acizi | |||
Sursă:
Fundația Britanică pentru Nutriție. Fier: semnificație nutrițională și fiziologică. Raportul Grupului de lucru al Fundației Britanice pentru Nutriție. Londra, Chapman & Hall.
Vitamina C stimulează absorbția fierului
Vitamina C este cel mai puternic activator al absorbției fierului. Acest lucru se datorează capacității acidului ascorbic de a-și crește solubilitatea și de a forma compuși solubili.Cum se reduce efectul de blocare al fitaților asupra absorbției fierului
Fitații sunt o formă de stocare a fosfaților și a mineralelor găsite în cereale, legume, semințe și nuci. Sunt una dintre cele mai puternice substanțe care blochează absorbția fierului și chiar și o cantitate mică poate face indisponibil tot fierul consumat într-o anumită masă.Din fericire, există o serie de metode simple care pot ajuta la reducerea nivelului de fitat:
- fermentaţie,
- germinaţie,
- măcinare,
- înmuiere,
- prăjire.
Înmuierea și încolțirea ajută la descompunerea fitatului din cereale și leguminoase.
Polifenolii blochează absorbția fierului
Compușii fenolici există în aproape toate plantele și fac parte din sistemul lor de apărare împotriva insectelor și animalelor. Mai mulți compuși fenolici leagă fierul și astfel interferează cu absorbția acestuia. Acești compuși sunt conținuți în- cafea,
- cacao,
- în multe legume, mai multe ierburi, condimente.
Un efect atât de puternic permite chiar ca ceaiul să fie folosit ca medicament pentru a trata supraîncărcarea cu fier.
Din păcate, puteți vedea adesea cum mamele, fără să înțeleagă efectele ceaiului, dau această băutură unui copil mic la o vârstă extrem de fragedă și chiar și sugarilor. Acest lucru poate contribui foarte mult la dezvoltarea deficitului de fier.
La naștere, rezervele de fier sunt abundente, dar se epuizează în primele 6 luni de viață, iar apoi bebelușul este complet dependent de obținerea acestui element din alimente.
Rezervele de fier pot fi evaluate prin măsurarea nivelului de feritină seric.
Organismul reglează absorbția fierului pe baza rezervelor
Fierul este unul dintre nutrienții vitali pe care organismul știe să-l acumuleze.Acest lucru este foarte important de reținut, iar dacă în anumite perioade consumați mult fier (recoltă bună de mere, zile de post cu mere etc.), atunci trebuie să reduceți aportul de fier pentru o anumită perioadă.
Natura a creat corpul nostru pentru a fi foarte inteligent, este capabil să regleze absorbția cu o cantitate mare de rezerve. Este extrem de periculos să consideri unele minerale sau vitamine „utile” și să încerci să mănânci cât mai mult posibil. Organismul are nevoie de totul exact în cantitatea de care are nevoie. Dacă nu mai este necesar și vei continua să saturi organismul cu un element care NU este necesar, atunci acest lucru va duce inevitabil la probleme de sănătate.
Aportul în exces de fier crește riscul de:
- infectii,
- boli cardiovasculare,
- diabet zaharat non-insulino-dependent,
- cancer.
În plus, aportul mare de fier poate interfera cu absorbția cuprului și zincului deoarece aceste 3 minerale au același mecanism de absorbție.
Puteți determina cât fier trebuie să consumați pe zi
Absorbția are loc în principal în duoden și în partea inițială a jejunului. Cu deficit de fier în organism, zona de absorbție se extinde în direcția distală. Dieta zilnică conține de obicei aproximativ 10-20 mg de fier, dar doar 1-2 mg sunt absorbite în tractul gastrointestinal. Absorbția fierului hem depășește semnificativ aportul de fier anorganic. Nu există o opinie clară cu privire la efectul valenței fierului asupra absorbției sale în tractul gastrointestinal. V.I Nikulicheva (1993) consideră că Fenul practic nu este absorbit nici la concentrații normale, nici în exces. După alți autori, absorbția fierului nu depinde de valența acestuia [Kalinicheva V.I., 1983; Nozdryukhina L.R. şi colab., 1985]. S-a stabilit că nu valența fierului este decisivă, ci solubilitatea acestuia în duoden în timpul unei reacții alcaline. Sucul gastric și acidul clorhidric sunt implicate în absorbția fierului, asigură reducerea formei de oxid (FeH) în formă de oxid (Fe2+), ionizarea și formarea componentelor disponibile pentru absorbție, dar acest lucru se aplică numai pentru non-heme. fier și nu este mecanismul principal de reglare a absorbției.
Procesul de absorbție a fierului hem nu depinde de secreția gastrică. Fierul hem este absorbit sub forma unei structuri porfirine și numai în mucoasa intestinală se desprinde de hem și formează fier ionizat. Fierul este mai bine absorbit din produsele din carne (9-22%) care conțin fier hem și mult mai rău din produsele vegetale (0,4-5%) care conțin fier non-hem. Fierul este absorbit din produsele din carne în mod diferit: fierul este absorbit mai rău din ficat decât din carne, deoarece ficatul conține fier sub formă de hemosiderin și feritină. Fierberea legumelor în cantități mari de apă poate reduce conținutul de fier cu 20%.
Absorbția fierului din laptele matern este unică, deși conținutul său este scăzut - 1,5 mg/l. In plus, laptele matern creste absorbtia fierului din alte alimente consumate in acelasi timp.
În timpul procesului de digestie, fierul intră în enterocit, de unde trece în plasma sanguină de-a lungul unui gradient de concentrație. Cu deficiența de fier în organism, transferul acestuia din lumenul tractului gastrointestinal în plasmă se accelerează. Când există un exces de fier în organism, cea mai mare parte a fierului este reținută în celulele mucoasei intestinale. Enterocitul, încărcat cu fier, se deplasează de la bază la vârful vilozităților și se pierde odată cu epiteliul descuamat, care împiedică intrarea în exces de metal în organism.
Procesul de absorbție a fierului în tractul gastrointestinal este influențat de diverși factori. Prezența oxalaților, fitaților, fosfaților și taninului la păsările de curte reduce absorbția fierului, deoarece aceste substanțe formează complexe cu fierul și îl elimină din organism. Dimpotrivă, acizii ascorbic, succinic și piruvic, fructoza, sorbitolul și alcoolul îmbunătățesc absorbția fierului.
În plasmă, fierul se leagă de purtătorul său, transferină. Această proteină transportă fierul în primul rând către măduva osoasă, unde fierul intră în celulele roșii din sânge și transferina este returnată în plasmă. Fierul intră în mitocondrii, unde are loc sinteza hemului.
Calea ulterioară a fierului din măduva osoasă poate fi descrisă după cum urmează: în timpul hemolizei fiziologice, 15-20 mg de fier pe zi sunt eliberate din eritrocite, care este utilizat de macrofagele fagocitare; apoi partea principală a acesteia merge din nou la sinteza hemoglobinei și doar o cantitate mică rămâne sub formă de fier 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 hemosiderina este stocat în celulele parenchimatoase, în principal în ficat și splină. Spre deosebire de macrofage, celulele parenchimatoase consumă fier foarte lent. Intrarea fierului în celulele parenchimatoase crește cu un exces semnificativ de fier în organism, anemie hemolitică, anemie aplastică, insuficiență renală și scade cu deficiență severă de metal. Eliberarea de fier din aceste celule crește în timpul sângerării și scade în timpul transfuziilor de sânge.
Imaginea de ansamblu a metabolismului fierului în organism va fi incompletă dacă fierul din țesut nu este luat în considerare. Cantitatea de fier care face parte din feroenzime este mică - doar 125 mg, dar importanța enzimelor de respirație tisulară este greu de supraestimat: fără ele, viața oricărei celule ar fi imposibilă. Furnizarea de fier în celule evită dependența directă a sintezei enzimelor care conțin fier de fluctuațiile aportului și consumului acestuia în organism.
Mai multe despre subiectul Absorbția fierului:
- Boli ale glandelor endocrine. Boli ale pancreasului endocrin. Diabet. Boli ale glandei tiroide. Tumorile tiroidiene
Calciul interferează cu absorbția fierului?
Leif Hallberg
institut de Medicină Internă , Departamentul de Nutriție Clinică,
Universitate din Goteborg, Annedalsklinikerna, Universitatea Sahlgrenska
Spitalul, Goteborg, Suedia.
Am J Clin Nutr 1998;68:3–4.
O serie de studii pe animale indică în mod direct că calciul interferează cu absorbția fierului alimentar; și că creșterea cantității de calciu alimentar poate duce chiar la deficit de fier (1, 2). Datele epidemiologice indică, de asemenea, un efect negativ al calciului asupra absorbției fierului. Un studiu amplu în Franța (n = 1108) a arătat că concentrațiile serice de feritină și hemoglobină au fost corelate negativ și semnificativ cu aportul de calciu (3). Concluzii similare au fost trase din rezultatele unui studiu pe studenți francezi (n = 4). aceleași metode, au fost obținute și date opuse. Mai mult În plus, același grup de cercetători ar putea publica rezultate contradictorii. efect în altele (8) rezultă în două studii (2, 9). TheamericanJurnaldeClinicNutriție(10), au fost prezentate două studii privind efectul calciului asupra absorbției fierului cu rezultate contradictorii. Apare întrebarea: „Există un efect specific al calciului asupra absorbției fierului sau sunt aceste erori experimentale?”
Majoritatea factorilor care determină absorbția fierului modifică biodisponibilitatea acestuia în lumenul intestinal. Efectul calciului este ambiguu. S-a demonstrat că calciul inhibă absorbția fierului atât în formele heme cât și în cele non-heme (2, 11). Absorbția fierului hem și non-hem este mediată de diferiți receptori din mucoasa intestinală, prin urmare, inhibarea calciului a absorbției fierului are loc în interiorul celulei intestinale în stadii de transport comune ambelor forme de fier. Aceste diferențe între efectele calciului și alți factori care influențează absorbția fierului nu ridică în sine probleme metodologice.
Relația cantitativă dintre aportul de calciu și gradul de inhibare a absorbției fierului (2) depinde de alți factori care afectează absorbția fierului. Nu se observă o scădere a absorbției fierului dacă alimentele conțin mai puțin de 40 mg de calciu. De asemenea, nu există o creștere suplimentară a gradului de inhibiție atunci când se atinge o doză de calciu de 300 mg. Această relație inversă în formă de S între cantitatea de calciu alimentar și gradul de inhibare a absorbției fierului este bine descrisă de modelul de legare competitivă unidirecțională. În practică, aceasta înseamnă că adăugarea a 200 mg de calciu la o masă care conține, să zicem, 100 mg de calciu va reduce absorbția fierului cu 40%; în timp ce adăugarea a 200 mg la un aliment care conține deja 300 mg nu va avea niciun efect. Această caracteristică a fost ilustrată în două lucrări. Într-un studiu anterior, am constatat că consumul a 250 ml de lapte cu un hamburger (care conține deja 220 mg de calciu) nu reduce semnificativ absorbția fierului (9). Dar atunci această dependență cantitativă nu era încă cunoscută. Un alt studiu nu a constatat niciun efect atunci când se consumă 150 ml de lapte sau 125 g de iaurt cu „mâncare tipică franțuzească” care conținea deja 320 mg de calciu (12). Aceste două studii diferă de altele (inclusiv acesta (10)) în care efectul calciului asupra absorbției fierului a fost examinat folosind măsurători care vizează determinarea absorbției fierului (2, 6, 7, 13-15).
Cu toate acestea, există o excepție (8). Acest studiu a măsurat absorbția fierului la două mese principale pe perioade de 2,5 zile la 14 persoane fără deficit de fier și-au scăzut sau crescut aportul de calciu în cele două perioade. La compararea nivelului de absorbție a fierului, nu au fost găsite diferențe semnificative statistic. Dar dacă ar fi comparate valorile medii pentru toți destinatarii, și nu individual pentru fiecare, atunci probabil ar fi fost identificate diferențe.
În două studii, efectul suplimentelor de calciu asupra absorbției fierului a fost conceput pentru a evalua reducerea rezervelor de fier, măsurată printr-o scădere a concentrațiilor serice de feritină. În primul studiu randomizat (16) pe 57 de femei sănătoase, a fost observată o scădere a concentrației de feritină atunci când s-au consumat 500 mg de calciu la fiecare dintre cele două mese pe zi. După 12 săptămâni de tratament, concentrația feritinei a scăzut cu 2,2 μg/L comparativ cu valoarea inițială (34,9 μg/L) și a crescut cu 2,6 μg/L în grupul de control. Diferențele nu au fost semnificative. O metodă similară a fost folosită într-un al doilea studiu publicat în același număr al Am J Clin Nutr (10). Suplimente de calciu de 400 mg au fost luate la fiecare masă de trei ori pe zi timp de 6 luni la 11 pacienți adulți (7 femei, 4 bărbați) care nu aveau deficit de fier. Aportul zilnic de calciu în rândul pacienților din lotul testat a fost estimat în mg (metodă nespecificată). În timpul experimentului, concentrația serică de feritină nu a deviat semnificativ de la valoarea inițială (46 + 7 ug/l).
Valabilitatea parametrului utilizat pentru metoda indirectă de evaluare a absorbției fierului nu a fost dovedită la pacienții adulți cu niveluri suficiente de fier în organism. Unele studii au arătat că depozitele de fier la adulții sănătoși sunt constante și nu se modifică semnificativ (17). Același model a fost observat cu suplimentarea pe termen lung cu fier de către indivizi fără deficit de fier. Studii recente au arătat o relație liniară între logaritmul absorbției fierului și depozitele de fier (calculat din concentrația de feritină) (17). Au fost obținute linii de regresie paralele și pentru dietele cu biodisponibilitate diferită. Datele obținute prin analiza de regresie au făcut posibilă calcularea relației dintre aportul/pierderea de fier și rata de modificare a rezervelor sale în organism. A devenit clar că formarea rezervelor stabile de fier la adulți are loc în decurs de 2-3 ani. În consecință, cu o modificare moderată a ratei de aport/pierdere de fier în organism, modificările rezervelor de fier vor avea loc după o lungă perioadă de timp (ani). Prin urmare, nu trebuie de așteptat modificări semnificative ale concentrațiilor serice de feritină în cazul aportului alimentar suplimentar de calciu la adulții cu rezerve normale de fier în intervalul de timp acceptat.
În general, efectul inhibitor al calciului asupra absorbției fierului este susținut de studii bazate pe măsurători directe ale absorbției fierului. Descoperirile care contrazic acest lucru pot fi explicate. De exemplu, lipsa efectului atunci când se evaluează prin concentrația serică a feritinei se explică prin faptul că, pentru a obține modificări semnificative ale concentrației de feritină, este necesar un experiment mai lung cu condiții mai contrastante. Rezumând toate rezultatele, putem spune cu încredere că calciul în cantitățile în care este prezent în alimente inhibă absorbția fierului atât în forme heme cât și non-heme. O concluzie practică din aceasta poate fi următoarea recomandare: persoanele cu nevoie crescută de fier (adolescente, femei în timpul sarcinii și menstruației) ar trebui să își reducă aportul de calciu cu mese care conțin mult fier. Suplimentele de calciu, dacă este necesar, trebuie luate înainte de culcare.
Bibliografie:
Barton JC, Conrad ME, Parmley RT. Inhibarea calciului a absorbției fierului anorganic la șobolani. Gastroenterologie 1983;84:90–101. Hallberg L, Brune M, Erlandsson M, Sandberg AS, Rossander-Hulten L. Calciu: efectul diferitelor cantități asupra absorbției de fier nonhem și heme la om. Am J Clin Nutr 1991;53:112–9. Preziosi P, Hercberg S, Galan P, Devanlay M, Cherouvrier FHD. Statutul de fier al unei populații franceze sănătoase: factori care determină markerii bio-chimici. Ann Nutr Metab 1994;38:192–202. Galan P, Hercberg S, Soustre Y, Dop MC, Dupin H. Factorii care afectează magazinele de fier la studentele franceze. Hum Nutr Clin Nutr 1985;39C:279–87. Kenney MA. Factori legați de nutriția cu fier a femeilor adolescente. Nutr Res 1985;5:157–66. Monsen ER, Cook JD. Absorbția fierului alimentar la subiecții umani. IV. Efectele sărurilor de calciu și fosfor asupra absorbției fierului nonhem. Am J Clin Nutr 1976;29:1142–8. Cook JD, Dassenko SA, Whittaker P. Suplimentarea cu calciu: efect asupra absorbției fierului. Am J Clin Nutr 1991;53:106–11. Reddy MB, Cook JD. Efectul aportului de calciu asupra absorbției nonheme-fier dintr-o dietă completă. Am J Clin Nutr 1997;65:1820–5. Hallberg L, Rossander L. Efectul diferitelor băuturi asupra absorbției fierului non-hem din mesele compozite. Hum Nutr Appl Nutr 1982;36A:116–23. Minihane AM, Fairweather-Tait SJ. Efectul suplimentelor de calciu asupra absorbției zilnice a fierului nonhem și asupra stării de fier pe termen lung. Am J Clin Nutr 1998;68:96–102. Hallberg L, Rossander-Hulthén L, Brune M, Gleerup A. Inhibarea absorbției hem-iron la om de către calciu. Br J Nutr 1992;69:533–40. Galan P, Cherouvrier F, Preziosi P, Hercberg S. Efectul creșterii consumului de produse lactate asupra absorbției fierului. Eur J Clin Nutr 1991;45:553–9. Dawson-Hughes B, Seligson FH, Hughes VA. Efectele carbonatului de calciu și hidroxiapatitei asupra retenției de zinc și fier la femeile aflate în postmenopauză. Am J Clin Nutr 1986;44:83–8. Hallberg L, Rossander-Hulthén L, Brune M, Gleerup A. Absorbția calciului și a fierului: mecanism de acțiune și importanță nutrițională. Eur J Clin Nutr 1992;46:317–27. Gleerup A, Rossander-Hulthen L, Gramatkowski E, Hallberg L. Absorbția fierului din întreaga dietă: compararea efectului a două distribuții diferențiate ale aportului zilnic de calciu. Am J Clin Nutr 1995;61:97–104. Sokoll LJ, Dawson-Hughes B. Suplimentarea cu calciu și concentrațiile plasmatice de feritină la femeile aflate în premenopauză. Am J Clin Nutr 1992;56:1045–8. Hallberg L, Hulten L, Gramatkovski E. Absorbția fierului din întreaga dietă la bărbați: cât de eficientă este reglarea absorbției fierului? Am J Clin Nutr 1997;66:347–56. Sayers MH, engleză G, Finch CA. Capacitatea regulatorului-magazin în menținerea echilibrului fierului. Am J Hematol 1994;47:194–7.
Cu alimente pe zi, trebuie luate 10 mg pentru bărbați, pentru femeile aflate la vârsta fertilă din cauza pierderii regulate de sânge - 20 mg, pentru femei în timpul sarcinii - 40-50 mg și în timpul alăptării - 30-40 mg.
Surse de hrana
Planteaza mancare
|
Hrana pentru animale
|
||
| Varza de mare | 16 mg | Ficat | 11-15 mg |
| Cacao | 12,5 mg | Carne | 2-4 mg |
| Măceșul | 12 mg | ouă | 3 mg |
| Pâine cu tărâțe | 11 mg | ||
| Hrişcă | 8 mg | ||
| Ciuperci porcini proaspete | 5 mg | ||
Datorită conținutului scăzut de fier, merele (până la 0,2 mg%) și rodiile (0,8 mg%) nu pot fi o adevărată sursă de hrană!
Aspiraţie
Când intră în stomac sub influența sucului gastric HCl, fierul este eliberat din elementele alimentare.
Absorbția are loc în proximală secţiune a intestinului subţire în cantitate de aproximativ 1,0-2,0 mg/zi (10-15% fier alimentar). Pentru o mai bună absorbție, fierul ar trebui să fie în formă Două ion de valență, în același timp provine preponderent din alimente Trei fier de valență. Pentru a reduce Fe 3+ la Fe 2+ se folosesc acid ascorbicȘi sare acizi. Doar fierul din produsele din carne este în stare divalentă. heme formează și, prin urmare, este bine absorbit.
Au fost descoperite trei moduri de deplasare a fierului din lumenul intestinal la enterocite:
1. Complexul [fier(III)-mucină] format în stomac cu participarea HCl interacționează cu proteina membranei integrină, fierul este transportat în celulă și redus la Fe(II) paraferitina, și utilizând în continuare mobileferin se mută la locul de utilizare. Rolul acestei căi foarte jos.
2. O altă parte fier non-hem (III) se reduce la Fe (II) cu ajutorul acizilor ascorbic și clorhidric sau cu participarea feroreductazei ( DcytB, citocromul B duodenal) și este apoi transportat intern de proteina DMT-1 ( transportor de ioni metalici bivalent-1).
3. Principal metoda de absorbție (până la 20-30% din alimente) este transportul fierului hem. Fierul hem se leagă de proteina HCP1 ( proteina purtătoare a hemului 1), iar în citosol este eliberat din hem prin acțiunea hemoxigenazei, iar apoi este transportat în întreaga celulă.
Trei căi de absorbție a fierului în intestine
După absorbție, se formează un bazin de fier intracelular. În plus, fierul poate:
- rămân în celula epitelială ca parte a feritinei (Fe 3+),
- părăsiți celula cu ajutorul feroportinei, oxidați cu hefaestin ( ferooxidază) și se leagă de proteina de transport transferină(Fe 3+).
Reglarea aspirației
Factori de transcripție, de a cărei activitate depinde expresia DMT și HCP1, sunt sensibile la conținutul de fier din enterocit și la gradul de hipoxie intracelulară. Pacienții cu anemie severă prin deficit de fier sunt capabili să crească absorbția fierului la 20-40 mg/zi.
Depinde dacă fierul rămâne în enterocit sau este excretat în sânge saturare transferină. Cu transferină „goală”, fierul va fi transferat mai activ prin membranele bazolaterale spre exterior și atașat de transferină.
Fierul este absorbit semnificativ mai bine de carne produse - cu 20-30%, din ouă și pește - cu 10-15%, cel mai puțin fier este absorbit din produsele vegetale - cu 1-5%. Acidul ascorbic din alimente îmbunătățește foarte mult absorbția fierului.
Prezența în alimente acidul fitic(cereale pentru micul dejun, produse vegetale), cofeinăȘi tanin(ceai, cafea, băuturi), fosfati, oxalati(produse vegetale) afectează semnificativ absorbția fierului (de 4-6 ori), deoarece formează complexe insolubile cu fierul (III) și se excretă în fecale.
V.V. Dolgov, S.A. Lugovskaya,
V.T.Morozova, M.E.Pochtar
Academia Medicală Rusă
învățământul postuniversitar
Fierul este o componentă biochimică esențială în procesele cheie de metabolism, creștere și proliferare celulară. Rolul exclusiv al fierului este determinat de funcțiile biologice importante ale proteinelor care conțin acest biometal. Cele mai cunoscute proteine care conțin fier sunt hemoglobina și mioglobina.
Pe lângă acestea din urmă, fierul se găsește într-un număr semnificativ de enzime implicate în procesele de formare a energiei (citocromi), în biosinteza ADN-ului și diviziunea celulară, detoxifierea produșilor de degradare endogene care neutralizează speciile reactive de oxigen (peroxidaze, citocrom oxidază, catalază). ). În ultimii ani, a fost stabilit rolul proteinelor care conțin fier (feritina) în implementarea imunității celulare și în reglarea hematopoiezei.
Cu toate acestea, fierul poate fi un element extrem de toxic dacă este prezent în organism în concentrații crescute care depășesc capacitatea proteinelor care conțin fier. Toxicitatea potențială a fierului feros liber (Fe +2) se explică prin capacitatea sa de a declanșa reacții în lanț de radicali liberi care duc la peroxidarea lipidică a membranelor biologice și deteriorarea toxică a proteinelor și acizilor nucleici.
Cantitatea totală de fier din corpul unei persoane sănătoase este de 3,5-5,0 g. Este distribuită după cum urmează (Tabelul 3).
Metabolismul fierului în corpul uman este destul de economic. Există un schimb constant de fier între bazinele stocate și metabolizate activ (Fig. 12).
Metabolismul fierului în organism constă în mai multe etape: absorbția în tractul gastrointestinal, transportul, metabolismul și depunerea intracelulare, utilizarea și reutilizarea, excreția din organism.
Cea mai simplă diagramă a metabolismului fierului este prezentată în Fig. 13.
Absorbția fierului
Principalul loc de absorbție a fierului este intestinul subțire. Fierul din alimente este conținut în principal sub formă de Fe +3, dar este mai bine absorbit sub formă divalentă Fe +2. Sub influența acidului clorhidric din sucul gastric, fierul este eliberat din alimente și transformat din Fe +3 în Fe +2. Acest proces este accelerat de acidul ascorbic și ionii de cupru, care favorizează absorbția fierului în organism. Când funcția gastrică normală este perturbată, absorbția fierului în intestine este afectată. Până la 90% din fier este absorbit în duoden și părțile inițiale ale jejunului. În caz de deficit de fier, zona de absorbție se extinde distal, captând mucoasa ileonului superior, ceea ce asigură o absorbție crescută.
Mecanismele moleculare ale absorbției fierului nu sunt bine înțelese. Au fost identificate mai multe proteine specifice continute de enterocit care favorizeaza absorbtia fierului: mobilferina, integrina si feroreductaza. Fierul anorganic liber sau fierul hemic (Fe +2) intră în enterocite de-a lungul unui gradient de concentrație. Bariera principală pentru fier, aparent, nu este marginea perie a enterocitului, ci membrana dintre enterocit și capilar, unde există un purtător specific de cationi divalenți (transportor de cationi divalenti 1 - DCT1), care leagă Fe 2+ . Această proteină este sintetizată numai în criptele duodenului. Cu sideropenia, sinteza acesteia crește, ceea ce duce la o creștere a ratei de absorbție a fierului alimentar. Prezența unor concentrații mari de calciu, care este un inhibitor competitiv al DCT1, reduce absorbția fierului.
Enterocitele conțin transferină și feritină, care reglează absorbția fierului în ele. Există un echilibru dinamic în legarea fierului între transferină și feritină. Transferrina leagă fierul și îl transportă într-un transportor membranar. Reglarea activității transportorului membranar este realizată de apoferitină (partea proteică a feritinei) (Fig. 14). Când organismul nu are nevoie de fier, are loc sinteza în exces a apoferitinei pentru a lega fierul, care este reținut în celulă în combinație cu feritina și îndepărtat cu epiteliul intestinal descuamat. Dimpotrivă, cu deficiența de fier în organism, sinteza apoferitinei este redusă (nu este nevoie să depozitați fier), în timp ce transferul de fier DCT1 prin membrana enterocite-capilară crește.
Astfel, sistemul de transport al enterocitelor intestinale este capabil să mențină un nivel optim de absorbție a fierului din alimente.
Transportul fierului în sânge
Fierul din patul vascular se combină cu transferină - o glicoproteină cu un PM de 88 kDa, sintetizată în ficat. Transferrina leagă 2 molecule Fe +3. În condiții fiziologice și deficit de fier, doar transferina este importantă ca proteină de transport al fierului; Doar hemul este transportat cu haptoglobina și hemopexina. Legarea nespecifică a fierului de alte proteine de transport, în special albumina, este observată în timpul supraîncărcării cu fier cu niveluri ridicate de saturație a transferinei. Funcția biologică a transferinei este capacitatea sa de a forma cu ușurință complexe disociabile cu fier, care creează un bazin netoxic de fier în fluxul sanguin care este accesibil și permite ca fierul să fie distribuit și depus în organism molecula de transferină nu este strict specifică fierului. Transferrina poate lega, de asemenea, cromul, cuprul, magneziul, zincul și cobaltul, dar afinitatea acestor metale este mai mică decât cea a fierului.
Principala sursă a rezervorului seric de fier (fier legat de transferină) este intrarea sa din sistemul reticuloendotelial (RES - ficat, splină), unde are loc descompunerea celulelor roșii vechi din sânge și utilizarea fierului eliberat. O cantitate mică de fier intră în plasmă atunci când este absorbită în intestinul subțire.
În mod normal, doar o treime din transferină este saturată cu fier.
Metabolismul intracelular al fierului
Majoritatea celulelor, inclusiv eritrocariocitele și hepatocitele, conțin receptori de transferină pe membranele lor, care sunt necesari pentru intrarea fierului în celulă. Receptorul transferinei este o glicoproteină transmembranară constând din 2 lanțuri polipeptidice identice legate prin punți disulfură.
Complexul Fe 3+ - transferină pătrunde în celule prin endocitoză (Fig. 15). În celulă, ionii de fier sunt eliberați și complexul transferină-receptor este scindat, rezultând ca receptorii și transferina să fie returnate în mod independent la suprafața celulei. Rezervorul liber intracelular de fier joacă un rol important în reglarea proliferării celulare, sinteza proteinelor hemin, exprimarea receptorilor transferinei, sinteza radicalilor reactivi de oxigen etc. Partea neutilizată a Fe este stocată intracelular în molecula de feritină. într-o formă netoxică. Un eritroblast poate atașa simultan până la 100.000 de molecule de transferină și poate primi 200.000 de molecule de fier.
Expresia receptorilor de transferină (CD71) depinde de necesarul de fier al celulei. O anumită parte a receptorilor de transferină sub formă de monomeri este eliberată de celulă în patul vascular, formând receptori de transferină solubili capabili să lege transferină. Odată cu supraîncărcarea cu fier, numărul de receptori celulari și solubili de transferină scade. În sideropenie, celula lipsită de fier răspunde prin creșterea expresiei receptorilor de transferină pe membrana sa, creșterea receptorilor de transferină solubili și scăderea cantității de feritină intracelulară. S-a stabilit că cu cât densitatea de exprimare a receptorilor de transferină este mai mare, cu atât activitatea proliferativă a celulei este mai pronunțată. Astfel, expresia receptorilor de transferină depinde de doi factori - cantitatea de fier depus în feritină și activitatea proliferativă a celulei.
Depunere de fier
Principalele forme de fier depus sunt feritina și hemosiderina, care leagă „excesul” de fier și se depun în aproape toate țesuturile corpului, dar mai ales intens în ficat, splină, mușchi și măduva osoasă.
Feritina, un complex format din hidroxid de Fe +3 și proteină apoferitină, are o structură semicristalină (Fig. 16). Greutatea moleculară a apoferitinei este de 441 kDa, capacitatea maximă a moleculei este de aproximativ 4300 FeOOH; În medie, o moleculă de feritină conține aproximativ 2000 de atomi de Fe +3.
Apoferitina acoperă un miez de hidroxifosfat de fier sub formă de înveliș. În interiorul moleculei (în miez) există 1 sau mai multe cristale de FeOOH. Molecula de feritină seamănă cu un virus ca formă și aspect într-un microscop electronic. Conține 24 de subunități cilindrice identice, formând o structură sferică cu un spațiu intern cu diametrul de aproximativ 70 A, sfera are pori cu diametrul de 10 A. Ionii Fe +2 difuzează prin pori, oxidează în Fe +3, transformă. în FeOOH și se cristalizează. Fierul poate fi mobilizat din feritină cu participarea radicalilor superoxid generați în leucocitele activate.
Feritina conține aproximativ 15-20% din totalul de fier din organism. Moleculele de feritină sunt solubile în apă, fiecare dintre ele putând acumula până la 4500 de atomi de fier. Fierul este eliberat din feritină în formă divalentă. Feritina este localizată predominant intracelular, unde joacă un rol important în depunerea de fier pe termen scurt și pe termen lung, reglarea metabolismului celular și detoxifierea excesului de fier. Se presupune că principalele surse de feritină serică sunt monocitele din sânge, macrofagele hepatice (celule Kupffer) și splina.
Feritina care circulă în sânge practic nu este implicată în depunerea fierului, totuși, concentrația feritinei în ser în condiții fiziologice se corelează direct cu cantitatea de fier depusă în organism. În cazul deficienței de fier, care nu este însoțită de alte boli, precum și în cazul supraîncărcării primare sau secundare cu fier, nivelurile de feritine serice oferă o idee destul de exactă a cantității de fier din organism. Prin urmare, în diagnosticul clinic, feritina trebuie utilizată în primul rând ca parametru de evaluare a fierului stocat.
| Tabelul 4. Indicatori de laborator ai metabolismului normal al fierului | |
| Fier seric | |
| Barbati: | 0,5-1,7 mg/l (11,6-31,3 µmol/l) |
| Femei: | 0,4-1,6 mg/l (9-30,4 µmol/l) |
| Copii: până la 2 ani | 0,4-1,0 mg/l (7-18 µmol/l) |
| Copii: 7-16 ani | 0,5-1,2 mg/l (9-21,5 µmol/l) |
| Capacitate totală de legare a fierului (TIBC) | 2,6-5,0 g/l (46-90 µmol/l) |
| Transferrina | |
| Copii (3 luni - 10 ani) | 2,0-3,6 mg/l |
| Adulti | 2-4 mg/l (23-45 µmol/l) |
| Vârstnici (peste 60 de ani) | 1,8-3,8 mg/l |
| Saturația transferinei cu fier (TSI) | 15-45% |
| Feritină serică | |
| Barbati: | 15-200 ug/l |
| Femei: | 12-150 ug/l |
| Copii: 2-5 luni | 50-200 ug/l 0,5-1 |
| Copii: 6 ani | 7-140 ug/l |
Hemosiderina diferă puțin ca structură de feritină. Aceasta este feritina într-un macrofag în stare amorfă. După ce un macrofag absoarbe molecule de fier, de exemplu, după fagocitoza eritrocitelor vechi, începe imediat sinteza apoferitinei, care se acumulează în citoplasmă, leagă fierul, formând feritina. Macrofagul este saturat cu fier în 4 ore, după care, în condiții de supraîncărcare cu fier în citoplasmă, moleculele de feritină se agregează în particule legate de membrană cunoscute sub numele de siderosomi. În siderozomi, moleculele de feritină cristalizează (Fig. 17) și se formează hemosiderina. Hemosiderina este „ambalată” în lizozomi și include un complex format din feritină, reziduuri lipidice oxidate și alte componente. Granulele de hemosiderină sunt depozite intracelulare de fier care sunt evidențiate prin colorarea Perls a preparatelor citologice și histologice. Spre deosebire de feritina, hemosiderina nu este solubilă în apă, astfel încât fierul hemosiderin este greu de mobilizat și practic nu este folosit de organism.
Îndepărtarea fierului
Pierderile fiziologice de fier de către organism sunt practic neschimbate. În timpul zilei, aproximativ 1 mg de fier este pierdut din corpul unui bărbat prin urină, apoi, atunci când tăiați unghiile, părul și exfolierea epiteliului pielii. Fecalele conțin atât fier neabsorbit, cât și fier excretat cu bilă și ca parte a epiteliului intestinal exfoliant. La femei, cea mai mare pierdere de fier are loc în timpul menstruației. În medie, pierderea de sânge pe menstruație este de aproximativ 30 ml, ceea ce corespunde la 15 mg de fier (o femeie pierde de la 0,8 la 1,5 mg de fier pe zi). Pe baza acestui fapt, necesarul zilnic de fier la femeile aflate la vârsta fertilă crește la 2-4 mg, în funcție de cantitatea de sânge pierdută.
Conform conceptelor moderne, cele mai adecvate teste pentru evaluarea metabolismului fierului în organism sunt determinarea nivelului de fier, transferină, saturația transferinei cu fier, feritină și conținutul de receptori solubili ai transferinei în ser.
BIBLIOGRAFIE [spectacol]
- Berkow R. Manualul Merck. - M.: Mir, 1997.
- Ghid de hematologie / Ed. A.I. Vorobyov. - M.: Medicină, 1985.
- Dolgov V.V., Lugovskaya S.A., Pochtar M.E., Shevchenko N.G. Diagnosticul de laborator al tulburărilor metabolismului fierului: Manual. - M., 1996.
- Kozinets G.I., Makarov V.A. Studiul sistemului sanguin în practica clinică. - M.: Triada-X, 1997.
- Kozinets G.I. Sistemele fiziologice ale corpului uman, principalii indicatori. - M., Triada-X, 2000.
- Kozinets G.I., Khakimova Y.H., Bykova I.A. şi altele. Caracteristici citologice ale eritronului în anemie. - Tașkent: Medicină, 1988.
- Marshall W.J. Biochimie clinică. - M.-SPb., 1999.
- Mosyagina E.N., Vladimirskaya E.B., Torubarova N.A., Myzina N.V. Cinetica celulelor sanguine. - M.: Medicină, 1976.
- Ryaboe S.I., Shostka G.D. Aspecte genetice moleculare ale eritropoiezei. - M.: Medicină, 1973.
- Anemia ereditară și hemoglobinopatii / Ed. Yu.N. Tokareva, S.R. Hollan, F. Corral-Almonte. - M.: Medicină, 1983.
- Troitskaya O.V., Yushkova N.M., Volkova N.V. Hemoglobinopatii. - M.: Editura Universității de prietenie a popoarelor din Rusia, 1996.
- Shiffman F.J. Fiziopatologia sângelui. - M.-SPb., 2000.
- Baynes J., Dominiczak M.H. Biochimie medicală. - L.: Mosby, 1999.
Sursă: V.V. Dolgov, S.A. Lugovskaya, V.T. Morozova, M.E. Pochtar. Diagnosticul de laborator al anemiei: un manual pentru medici. - Tver: „Medicina provincială”, 2001
