Byte av järn i kroppen

Normalt innehåller kroppen hos en vuxen frisk person cirka 3-5 g järn, så järn kan klassificeras som spårämnen. Järn fördelas ojämnt i kroppen. Cirka 2/3 av järnet finns i hemoglobin av erytrocyter - det är en cirkulerande järnpool (eller pool). Hos vuxna, är denna pool 2-2,5 g i fullgångna spädbarn - 0,3-0,4 g och hos prematura spädbarn - 0,1-0,2 Den relativt mycket järn i myoglobin innehöll: 0,1 g - hos män och 0,05-0,07 g - hos kvinnor. Människokroppen innehåller mer än 70 proteiner och enzymer, som inkluderar järn (t ex transferrin, laktoferrin), den totala mängden av järn i dem, är järn 0,05-0,07, som bärs av transportproteinet transferrin ca 1% ( transportfonden av järn). För medicinsk praxis är järnreserver (depå, reservfond), som står för cirka 1/3 av det totala järnet i människokroppen, extremt viktiga. Följande kroppar utför depotets funktion:

• lever;
• mjälte;
• benmärg;
• hjärnan.

Järn finns i depotet i form av ferritin. Mängden järn i depået kan karakteriseras genom att bestämma koncentrationen av SF. Hittills är SF den enda internationellt erkända markören för järnreserver. Den slutliga produkten av utbytet av järn är hemosiderin avsatt i vävnader.

Järn - den viktigaste kofaktorn för enzymerna i mitokondriell respiratorisk kedja, citratcykel, DNA-syntes, spelar en viktig roll vid bindning och transport av syre genom hemoglobin och myoglobin; proteiner innehållande järn är nödvändiga för metabolism av kollagen, katekolaminer, tyrosin. På grund av den katalytiska verkan av järn i reaktionen Fe ² * <-> Fe ³ bildar fritt obehandlat järn hydroxylradikaler, vilket kan orsaka skador på cellmembran och celldöd. Under utvecklingens gång löstes skydd mot den skadliga effekten av fritt järn genom bildandet av specialiserade molekyler för absorption av järn från mat, dess absorption, transport och avsättning i en icke-toxisk löslig form. Transport och deponering av järn utförs av speciella proteiner: transferrin, transferrinreceptor, ferritin. Syntesen av dessa proteiner regleras av en särskild mekanism och beror på organismens behov.

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

Metabolism av järn i en frisk person är stängd i en cykel

Varje dag förlorar en person cirka 1 mg järn med biologiska vätskor och ett slacked epitel i matsmältningskanalen. Exakt samma mängd kan absorberas i matsmältningskanalen från mat. Det bör vara klart att järn kommer in i kroppen bara med mat. Således försvinner 1 mg järn varje dag och 1 mg absorberas. I processen med förstörelse av gamla erytrocyter frigörs järn, som används av makrofager och används återigen vid uppbyggnaden av hem. I kroppen finns en särskild mekanism för järnabsorption, men det avlägsnas passivt, det vill säga det finns ingen fysiologisk mekanism för utsöndring av järn. Om absorptionen av järn från mat inte uppfyller kroppens behov uppträder följaktligen järnbrist oavsett orsaken.

Distribution av järn i kroppen

1. 70% av den totala mängden järn i kroppen är en del av hemoproteinerna; Dessa är föreningar där järn är bunden till porfyrin. Den huvudsakliga representanten för denna grupp är hemoglobin (58% av järn); Dessutom inkluderar denna grupp myoglobin (8% järn), cytokrom, peroxidas, katalas (4% järn).
2. En grupp icke-heme enzymer - xantinoxidas, NADH-dehydrogenas, akonitas; Dessa järnhaltiga enzymer lokaliseras huvudsakligen i mitokondrier, spelar en viktig roll i processen för oxidativ fosforylering, transport av elektroner. De innehåller mycket liten metall och påverkar inte den totala järnbalansen. Men deras syntes beror på tillhandahållandet av vävnader med järn.
3. Transportformen av järn är transferrin, laktoferrin, en järnbärare med låg molekylvikt. Det huvudsakliga transportplasma ferroproteinet är transferrin. Detta beta-globulinfraktionprotein med en molekylvikt av 86 000 har 2 aktiva ställen, som var och en kan fästa en Fe ³⁺ -atom åt gången . I plasma finns det mer järnbindande ställen än järnatomer och därmed finns det inget fritt järn i det. Transferrin kan binda andra metalljoner - koppar, mangan, krom, men med en annan selektivitet och järn binder först och mer fast. Den huvudsakliga platsen för transferrin syntes är leverceller. Med ökningen i nivån av deponerad järn i hepatocyter minskas syntesen av transferrin markant. Transferrin, bärande järn, aviden till normocyter och retikulocyter, och mängden metallupptagning beror på närvaron av fria receptorer på ytan av erytroida progenitorer. På retikulocytmembranet finns det betydligt färre bindningsställen för transferrin än på protromocyten, det vill säga som erytroidcellsåldrarna minskar fångsten av järn. Järnbärare med låg molekylvikt ger järntransport inuti cellerna.
4. Deponeras, reserveras eller reserveras järn kan vara i två former - ferritin och hemosiderin. Reservjärnföreningen består av ett apoferritinprotein, vars molekyler omger ett stort antal järnatomer. Ferritin - en brun förening, löslig i vatten, innehåller 20% järn. Med överdriven ackumulering av järn i kroppen ökar ferritinsyntesen dramatiskt. Ferritinmolekyler finns i nästan alla celler, men speciellt i levern, mjälten och benmärgen. Hemosiderin är närvarande i vävnaderna i form av ett brunt, granulärt, vattenolösligt pigment. Järnhalten i hemosiderin är högre än i ferritin - 40%. Skadlig effekt av hemosiderin i vävnader är förknippad med skador på lysosomer, ackumulering av fria radikaler, vilket leder till celldöd. I en frisk person är 70% av reservjärnet i form av ferritin och 30% i form av hemosiderin. Hastigheten av hemosiderinanvändning är mycket lägre än ferritins. Järnförråd i vävnader kan bedömas på grundval av histokemiska studier och tillämpa halvkvantitativ utvärderingsmetod. Räkna antalet sidoblaster - kärnorytyroidceller innehållande olika mängder icke-heme järngranuler. Ett kännetecken för fördelningen av järn i barns kropp är att de har högre järnhalt i erytroida celler och mindre järn är på muskelvävnad.

Reglering av järnbalans baseras på principerna om nästan fullständig återanvändning av endogent järn och upprätthållande av den erforderliga nivån på grund av absorption i mag-tarmkanalen. Halveringstiden för järnborttagning är 4-6 år.

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

Absorption av järn

Absorption sker huvudsakligen i duodenum och den första delen av jejunum. Med brist på järn i kroppen sprider sugområdet distalt. Den vanliga dagliga kosten innehåller ca 10-20 mg järn, men i det gastrointestinala området absorberas endast 1-2 mg. Absorption av heme-järn överskrider kraftigt flödet av oorganiskt järn. Om effekterna av valens strykjärnet på absorption i mag-tarmkanalen är ingen enda yttrande. VI Nikulicheva (1993) anser att Fe ²⁺ praktiskt taget inte absorberas antingen under normala eller överdrivna koncentrationer. Enligt andra författare är inte järnabsorption beroende av dess valens. Det fastställs att inte har någon kritisk valens järn, och dess löslighet i duodenum under alkaliska reaktion. Magsaft och saltsyra är involverade i upptaget av järn, ger återvinning av oxidformen (Fe ^H ) i zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), jonisering, bildning av komponenter som finns tillgängliga för absorption, men den gäller bara för icke-heme järn är inte den viktigaste mekanismen för absorption reglering.

Processen för absorption av heme-järn beror inte på magsekretion. Hemjärn absorberas i form av en porfyrinstruktur och endast i slemhinnan i magen är dess klyvning från hemmet och bildandet av joniserat järn. Järn absorberas bättre av köttprodukter (9-22%) som innehåller hemejärn och mycket värre - från växten (0,4-5%), där det inte finns hemejärn. Av köttprodukterna jämställs järn på olika sätt: Järn absorberas från levern sämre än från kött, eftersom i järnet finns järn i form av hemosiderin och ferritin. Koka grönsaker i stora mängder vatten kan minska järnhalten med 20 %.

Unikt är absorptionen av järn från bröstmjölk, även om dess innehåll är lågt - 1,5 mg / l. Dessutom ökar bröstmjölken absorptionen av järn från andra livsmedel som konsumeras samtidigt med den.

Vid fördjupningen går järn in i enterocyten, varifrån den passerar genom koncentrationsgradienten i blodplasman. Med en brist på järn i kroppen accelereras överföringen från mag-tarmkanalens lumen till plasma. Med ett överskott av järn i kroppen lungar huvuddelen av järnet i cellerna i tarmslimhinnan. Den enterocyta som är laddad med järn flyttar från basen till toppen av villi och förloras med det utarmade epitelet, vilket förhindrar överdriven intag av metall i kroppen.

Processen för järnabsorption i mag-tarmkanalen påverkas av olika faktorer. Närvaron av oxalater, fytater, fosfater, tannin i fågeln minskar absorptionen av järn, eftersom dessa ämnen bildar komplex med järn och tar bort det från kroppen. Tvärtom ökar askorbinsyra, bärnstenssyra och pyruvinsyror, fruktos, sorbitol, alkohol absorptionen av järn.

I plasma binder järn till bärarens transferrin. Detta protein transporterar järn huvudsakligen till benmärgen, där järn tränger in i erythrocaryocyter, och transferrin återgår till plasma. Järn tränger in i mitokondrier, där hemsyntes sker.

Den ytterligare vägen för järn från benmärgen kan beskrivas enligt följande: med fysiologisk hemolys från erytrocyter frisätts 15-20 mg järn per dag, vilket utnyttjas av fagocytiska makrofager; då går det mesta av hemoglobinsyntesen och endast en liten mängd kvarstår som en reservkörtel i makrofager.

30% av den totala järnhalten i kroppen används inte för erytropoies, men deponeras i depået. Järn i form av ferritin och hemosiderin lagras i parenkymala celler, främst i lever och mjälte. Till skillnad från makrofager använder parenkymcellerna järn mycket långsamt. Intaget av järn i parenkymcellerna ökar med ett betydande överskott av järn i kroppen, hemolytisk anemi, aplastisk anemi, njurinsufficiens och minskningar med ett uttalat underskott av metallen. Utsläppen av järn från dessa celler ökar med blödning och minskning med blodtransfusioner.

Det övergripande mönstret av järnmetabolism i kroppen kommer att vara ofullständigt om du inte tar hänsyn till vävnad. Mängden järn som ingår i ferroenzym är liten - endast 125 mg, men vikten av vävnadsrespirationsenzymer kan inte överskattas: utan dem skulle livet för någon cell vara omöjligt. Beståndet av järn i celler gör det möjligt att undvika direkt beroendet av syntesen av järnhaltiga enzymer på fluktuationerna av dess intag och utgifter i kroppen.

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

Fysiologiska förluster och särdrag hos järnmetabolism

Fysiologisk förlust av järn från kroppen hos en vuxen är ca 1 mg per dag. Iron försvinner tillsammans med exfoliera huden epitel, epidermal bihang, svett, urin, avföring, med exfolierad tarmepitelet. Kvinnor är dessutom förenade med förlusten av järn med blod under menstruation, under graviditet, förlossning, laktation, vilket är ca 800-1000 mg. Utbytet av järn i kroppen presenteras i schema 3. Det är intressant att notera att järnhalten i serum och transferrinmättnad varierar inom en dag. Observera höga serumjärnskoncentrationer på morgonen och låga värden på kvällen. Avlivning av sömnpersonal leder till en gradvis minskning av järnhalten i serum.

Metabolism av järn i kroppen påverkas av spårämnen: koppar, kobolt, mangan, nickel. Koppar är nödvändigt för assimilering och transport av järn; dess effekt är genom cytokromoxidas, ceruloplasmin. Åtgärden av mangan på processen av hematopoiesis är inte specifik och är förknippad med dess höga oxidativa förmåga.

För att förstå varför järnbrist är vanligast hos unga barn, ungdomstjejer och kvinnor i fertil ålder, kommer vi att överväga funktionerna i järnmetabolism i dessa grupper.

Uppkomsten av järn i fostret sker under hela graviditeten, men mest intensivt (40%) under sista trimestern. Därför leder prematuriteten i 1-2 månader till en minskning av tillgängligheten av järn med en faktor på 1,5-2 jämfört med heltidsbarn. Det är känt att fostret har ett positivt jämvikt i järn, vilket går emot koncentrationsgradienten till förmån för fostret. Placentan fångar intensivare iron än benmärgen hos en gravid kvinna och har förmågan att metabolisera järn från moderns hemoglobin.

Effekten av järnbrist hos moderen på lagren av detta mikroelement i fostret är inkonsekvent. Vissa författare tror att sideropenia hos en gravid kvinna inte påverkar fostrets järnförråd. Andra tror att det finns ett direkt beroende. Vi kan anta att med en minskning av järnhalten i moderns kropp utvecklas ett underskott av järnbutiker i det nyfödda. Dock är järnbristanemi på grund av medfödd brist på järn osannolikt, eftersom förekomsten av järnbristanemi, hemoglobinnivåer och serumjärn under den första dagen efter födseln och under de kommande 3-6 månaderna inte skiljer sig hos barn födda med friska mödrar och mödrar med järnbristanemi. Järnhalten i kroppen hos den nyfödda fullmånad och för tidig bebis är 75 mg / kg.

Hos barn, till skillnad från vuxna, bör inte järnhaltiga järn inte bara kompensera för de fysiologiska förlusterna av detta spårämne, men också tillhandahålla tillväxtbehov, som i genomsnitt är 0,5 mg / kg per dag.

Således är de viktigaste förutsättningarna för utveckling av järnbrist hos prematura barn, barn från flera graviditeter, barn under 3 år:

• snabb uttömning av lager med otillräckligt exogent intag av järn;
• ökat behov av järn.

Järnmetabolism hos ungdomar

En funktion av järn metabolism hos ungdomar, särskilt flickor, är ett uttryck för en obalans mellan den ökade efterfrågan på denna spår och låg den kommer in i kroppen. Anledningen till denna skillnad: snabb tillväxt, dålig näring, motion, riklig menstruation, den initiala låga nivån på järn.

Hos kvinnor i fertil ålder de viktigaste faktorer som leder till utvecklingen av järnbrist i kroppen är riklig och långvarig menstruation, upprepade graviditet. Det dagliga behovet av järn hos kvinnor som förlorar 30-40 ml blod för menstruation är 1,5-1,7 mg / dag. Med större blodförlust ökar behovet av järn till 2,5-3 mg / dag. I själva verket, genom mag-tarmkanalen kan verka endast 1,8-2 mg / dag, dvs 0,5-1 mg / dag järn kan inte fyllas. Således, i den senaste månaden mikro underskott på 15-20 mg, för året - från 180 till 240 mg, 10 år - 1,8-2,4 g, det vill säga är underskottet större än innehållet i en reserv av järn i kroppen. Dessutom, för utvecklingen av järnbrist hos kvinnor är antalet graviditeter, intervallet mellan dem, varaktigheten av laktation viktig.