מגהץ היא מתכת המעבר הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ כמו גם באורגניזמים והיא יסוד קורט חיוני (חיוני) לבני אדם. זה קורה בכמה מצבי חמצון, אך רק Fe2 + - דו-ערכי ברזללתרכובות Ferro - ו- Fe3 + - תרכובות ברזל משולשות, Ferro - יש משמעות כלשהי לאורגניזמים. בתרכובות, ברזל קיים בדרך כלל בצורה דו-ערכית. לאחר מכן Fe2 + משמש כסוכן הפחתה ותורם אלקטרונים. לעומת זאת, תרכובות Fe3 + מייצגות חומרים מחמצנים, וכקולטני אלקטרונים סופניים מסוגלים לקבל אלקטרונים [7,19]. מאז Fe2 + במימית פתרונות יכול לחמצן באופן ספונטני לכדי Fe3 + מסיס מאוד - הידרוקסיד, אורגניזמים הם בעלי חומרים מסוימים חלבונים, כמו המוגלובין (דם פִּיגמֶנט), טרנספרין or פריטין, הקושרים ברזל. לפיכך, יסוד העקבות נותר זמין ביולוגית למרות המסיסות הירודה שלו. לאדם בריא יש תכולת גוף כוללת של כ 3-5 גרם ברזל - 45 עד 60 מ"ג / ק"ג משקל גוף. כ- 80% מזה קיים כברזל פונקציונלי. רוב הברזל הפונקציונלי נדרש לאריתרוציט (אדום דם היווצרות ופיתוח תאים, ורק חלק מינורי (12%) מיוגלובין סינתזה ושרשרת הנשימה המיטוכונדריה. בנוסף, ברזל חייב להיות זמין לביוסינתזה של תלוי ברזל אנזימים שהם חיוניים להובלת אלקטרונים. איברי אחסון של ברזל מהווים כ -20% מהסך הכל. יסוד העקבות מאוחסן בצורה של פריטין והמוזידין בעיקר ב כבד, טחול, מעיים רירית ו מח עצם. מבדילים בין ברזל המם - פרוטופורפירין מברזל, Fe דו-ערכי - וברזל שאינו המם - ברזל חופשי מיונן, עשוי להיות דו-ערכי או דו-ערכי - כמרכיב בתרכובות אנאורגניות. המירון הוא קומפלקס ברזל-חלבון, עם קבוצה של תותבת המצמידים למולקולת החלבון. ההם החשוב ביותר חלבונים חיוני עבור מטבוליזם ברזל לכלול המוגלובין, מיוגלובין וציטוכרומים. יותר ממחצית הברזל הפונקציונלי מחויב המוגלובין (אָדוֹם דם ובכך מקומי ב אריתרוציטים (תאי דם אדומים). מיוגלובין הוא פיגמנט שרירים אדום ויחד עם אחרים המכילים ברזל אנזימים - ציטוכרומים, קטלאזות, פרוקסידאזים - מהווים כ -15% מהברזל הפונקציונלי. הברזל שאינו המם במזונות מן החי הוא בצורה של פריטין, המוסידרין וציטראט ברזל.
מטבוליזם
ויסות ההומאוסטזיס בברזל מתרחש באמצעות שליטה על הברזל קליטה ב מעי דק, בעיקר ב תריסריון (תריסריון) וג'חונום - החלק האמצעי של המעי הדק, הידוע גם בשם "ריק מעי. ” הקליטה מושפעת מגורמים רבים, כגון:
- דרישה פיזיולוגית
- כמות וצורה כימית של ברזל שנבלע
- מצב אספקה פרטני - ברזל בסיסי קליטה הוא בערך 1 מ"ג ליום, ב מחסור בברזל מה היא קליטה קצב העלייה ל 3-5 מ"ג ליום, עודף ספיגת הברזל נמוך בעד 50%.
- היקף אריתרופואזיס (ייצור כדוריות דם אדומות).
- יחסים כמותיים של רכיבים תזונתיים אורגניים ואורגניים אחרים.
- יחסי ספיגה של מערכת עיכול.
- גיל
- מחלות - לדוגמא, ספיגה כמו מחלת צליאק (אנטרופתיה המושרה על ידי גלוטן), מחלת קרוהן, קוליטיס כיבית וגסטריטיס אטרופית כרונית קשורות לספיגת ברזל לא מספקת.
יסוד העקבות נספג במזון גם כברזל שאינו heme, כלומר בצורה חופשית מיוננת כ יוני Fe2 + חופשיים, וכברזל heme. רוב הברזל במזון קשור ל חלבונים, אורגני חומצות או חומרים אחרים - פרוטופורפירין ברזל (heme), מתחמי ferrihydroxide. במזונות מן החי, במיוחד בבשר, 40 עד 60% מהברזל קיים כברזל המם. ברזל דו-ערכי נספג 15-35% בהתאם למצב הברזל בשל מסיסותו הטובה ובכך הוא גבוה זמינות ביולוגית. לעומת זאת, הזמינות של ברזל שאינו heme, שהוא בעיקר בצורה משולשת, נמוכה משמעותית. ברזל שאינו המכיל נמצא בעיקר במזונות מהצומח ולעתים נדירות הוא נספג ביותר מ -5%. ברזל משולש אינו מסיס בסביבה האלקליין החלשה של העליונה מעי דק ולכן הוא נסוג מהספיגה. צריכה בו זמנית של בשר ומזונות מהצומח יכולה להכפיל את קצב הספיגה של ברזל שמקורם צמחי. הסיבה לכך היא חומרים מורכבים במשקל מולקולרי נמוך הכלולים בבשר, כולל חלבונים מן החי, באיכות גבוהה יותר, בגלל מספרם הגבוה של ערך חומצות אמינו, מאשר חלבונים צמחיים (חלבוני ביצה). המכיל קבוצת סולפהידריל חומצות אמינו - מתיונין, ציסטאין - מעדיפים את הפחתת הברזל המשולש לצורה הדו-ערכית, שהיא יותר מסיסה ונספגת. מַסְפִּיק חומצה הידרוכלורית ייצור במיץ הקיבה חשוב גם לניצול מיטבי של ברזל תזונתי. קֵבָתִי חומצה הידרוכלורית מפלח ברזל מאוגד מורכב ליוני ברזל חופשיים שזמינים יותר וברזל אורגני קשור באופן חופשי. הגדל עוד יותר את הזמינות הביולוגית של ברזל ממזון:
- גסטרופררין - הפרשת הקיבה רירית.
- ויטמין C - מקדם ספיגה של ברזל שאינו heme על ידי חומצה אסקורבית המעכבת היווצרות של ברזל טריוולנטי מסיס גרוע; צריכה של פחות מ- 25 מ"ג ויטמין C מביאה לעלייה משמעותית בספיגה
- ויטמין A קושר ברזל בתהליך העיכול ובכך מסיר אותו מההשפעות המעכבות את הספיגה של חומצה פיטית (פיטטים) ופוליפנולים.
- פרוקטוז
- חומצות פוליאוקסיקרבוקסיליות בפירות וירקות
- אחרים אורגניים חומצות, כמו חומצת לימון, חומצה טרטרית ו חומצה לקטית.
- כּוֹהֶל - מקדם חומצת קיבה הפרשה, הגדלת ספיגת הברזל המשולש.
בכך שהם מקדמים גם את ההמרה של Fe3 + ל- Fe2 +, חומרים אלה מגבירים את ספיגת הברזל. לדוגמה, ויטמין C ב 150 גרם תרד או קולורבי - מגדיל את זמינות ביולוגית של ברזל שאינו heme על ידי גורם של 3-4. ספיגת הברזל מעכבת מאוד:
- חומצה פיטית (פיטטים) בדגנים, תירס, אורז, ומוצרי דגנים מלאים וסויה.
- סיבים תזונתיים - לא תאית
- אוקסלטים בירקות - במיוחד תרד, רוּבּרָבָה - ו קקאו.
- פוליפנולים - כולל טאנינים - בשנת קָפֶה, תה שחור, דוחן, תרד ויין אדום.
- פוסוויטין בחלמונים
- פחם
- פוספטים
- סִידָן מלחים - נמצא אפקט מעכב מרבי ברמות סידן תזונתיות של 300-600 מ"ג.
- סמים - נוגדי חומצה מכיל אלומיניום, מגנזיום, ו סידן, כמו גם הורדת שומנים בדם תרופות, יכול להפחית את ספיגת הברזל בעד 70% (קולסטיראמין); חומרי chelating כגון פניצילאמין, ethylenediaminetetraacetate - EDTA - ו דפרוקסמין לעכב ספיגת ברזל שאינה heme במיוחד.
- קלסרים לחומצה בקיבה
- קדמיום - Cd2 + - מהסביבה
- צריכת יתר של יונים מתכתיים אחרים, כגון מנגן (Mn2 +), קובלט (Co2 +), נחושת (Cu2 +), אבץ (Zn2 +), עוֹפֶרֶת (Pb2 +).
- מחסור בחלבונים בתזונה
חומרים אלו יוצרים קומפלקס עם ברזל שקשה לספוג ולכן חוסם את ספיגתו. לאחר שברזל נספג בתאי המעי הדק רירית, הוא נשמר כפריטין, חלבון אגירת הברזל, או מועבר לפלזמה בעזרת חלבון התחבורה מובילפרין. בפלזמה, אלמנט העקבות מועבר לחלבון הובלת הברזל טרנספרין. הנורמלי טרנספרין ריכוז בפלזמה הוא 220-370 מ"ג / 100 מ"ל. רמת הטרנספרין בסרום מתואמת הפוכה לגודל בריכת הברזל. בהתאם לכך, ב מחסור בברזל, הן תוכן פלזמה של טרנספרין והן קולטן טרנספרין ריכוז מוגדלים. רוויון טרנספרין הוא אינדיקטור להובלת ברזל לרקמות ובדרך כלל יורד ב מחסור בברזל. טרנספרין מעביר ברזל לכל התאים והרקמות, שם הוא נקשר לאחר מכן לקולטני טרנספרין ונלקח לתאים. חשיבות מהותית היא התגייסות למערכת מח עצם. שם, ברזל חיוני ליצירת המוגלובין מתמשך, אשר מקבל עדיפות על פני שלבי סינתזה אחרים. כ- 70 עד 90% מהברזל הקשור לטרנספרין נדרש לסינתזה של המוגלובין. לבסוף, היווצרות ופיתוח של אריתרוציטים (כדוריות דם אדומות) אחראי על מחזור הברזל השולט. 10 עד 30% הנותרים זמינים לבנייה אנזימים וקואנזימים או מאוחסן כפריטין. אם חריגה מקיבולת האחסון של פריטין, הברזל קשור לחלבון האגירה המוסידרין. החשיבות של פריטין טמונה באחסון, הובלה ו דטוקסיפיקציה של ברזל. במידת הצורך ניתן לשחרר ברזל במהירות מהאחסון ולהשתמש בו לסינתזת המוגלובין. פריטין מייצג את הסמן המתאים ביותר למעמד הברזל! רמות פריטין בסרום נמוכות נמצאות במחסור בברזל. לעומת זאת, עומסי ברזל ניתנים לזיהוי עם ריכוזים מוגברים של פריטין בסרום. אם מאגרי הברזל הכוללים בגוף מתרוקנים, הסיכון ל אנמיה עליות עקב פגיעה בביוסינתזה של המוגלובין. בהתאם לגיל, מין וגזע, ריכוזי המוגלובין מתחת ל 12 גרם / ליטר אצל נשים ומטה ל- 13 גרם / ליטר אצל גברים מצביעים על כך אנמיה. המוסידרין הוא תמצית עיבוי של אפופריטין ורכיבים תאיים, כגון שומנים ונוקליאוטידים, הממוקמים בעיקר בהפטוציטים ובתאים של מח עצם, כבד, ו טחול. בהשוואה לפריטין, המוסידרין הוא מאגר קבוע של ברזל, בו נשמר יסוד העקבות לצורך חילוף חומרים בצורה שאינה זמינה עוד. מאז ברזל לאזן נשלט אך ורק על ידי ספיגה, אין הפרשת ברזל מוסדרת. אצל גברים ונשים לאחר גיל המעבר, כ -1-2 מ"ג (19-36 מיקרומול / ליטר) ברזל מאבד מדי יום עם נשירת אפיתל המעי ו עור תאים, עם מָרָה וזיעה, ועם שתן. הפסדי ברזל גדולים יותר מתרחשים עם דימום כתוצאה מאובדן המוגלובין. כ- 25-60 מ"ל דם מופרש באמצעות וסת, וכתוצאה מכך אובדן של 12.5-30 מ"ג (225-540 מיקרומול) ברזל לחודש. דרישת הברזל של האישה מוגברת גם במהלך הֵרָיוֹן בגלל אספקת ברזל ל עוּבָּר. כ -300 מ"ג של יסוד קורט מסופק ל עוּבָּר דרך ה שליה. בנוסף, איבוד דם מתרחש כתוצאה מלידה והנקה - 0.5 מ"ג - אך אלה מפוצים על ידי היעדר וסת במשך כמה חודשים אחרי הֵרָיוֹן. בנוסף, קיימות קבוצות סיכון אחרות למחסור בברזל. בשל העובדה כי אין מנגנוני הפרשה מוסדרים לברזל, לא ניתן לפצות על צריכת ברזל תזונתית מוגזמת על ידי הפרשה מוגברת. כתוצאה ממחקרים, רמות פריטין גבוהות -> 200 מיקרוגרם / מ"ל - מהוות גורם סיכון עצמאי לטרשת עורקים (התקשות העורקים) ויכול להכפיל את הסיכון לאוטם שריר הלב (לֵב לִתְקוֹף). לבסוף, מצב הברזל הוא אופטימלי כאשר יש מספיק ברזל זמין לגוף לביצוע תפקידיו, אך מאגרי הברזל אינם מלאים.
