Iron on kõige arvukam siirdemetall nii Maa pinnal kui ka organismides ning inimese jaoks oluline (eluline) mikroelement. Seda esineb mitmes oksüdatsiooniastmes, kuid ainult Fe2 + - kahevalentne raud, ferroühendid - ja Fe3 + - kolmevalentne raud, ferroühendid - omavad organismide jaoks mingit tähtsust. Ühendites raud esineb tavaliselt kahevalentsel kujul. Seejärel toimib Fe2 + redutseerijana ja annetab elektrone. Fe3 + ühendid esindavad seevastu oksüdeerivaid aineid ja on terminaalsete elektronide aktseptoritena võimelised vastu võtma elektrone [7,19]. Kuna Fe2 + vesilahuses lahendused võivad spontaanselt oksüdeeruda äärmiselt raskesti lahustuvaks Fe3 + - hüdroksiidiks, organismidel on kindel valgudNagu hemoglobiin (veri pigment), transferriin or ferritiin, mis seovad rauda. Seega jääb mikroelement halvast lahustuvusest hoolimata bioloogiliselt kättesaadavaks. Tervel inimesel on kogu kehasisaldus umbes 3-5 grammi rauda - 45–60 mg / kg kehakaalu kohta. Ligikaudu 80% sellest on funktsionaalse rauana. Erütrotsüütide jaoks on vajalik suurem osa funktsionaalsest rauast (punane veri raku) moodustumine ja areng ning ainult väike osa (12%) müoglobiin süntees ja mitokondriaalne hingamisahel. Lisaks peab raud olema sõltuv rauast sõltuva biosünteesiks ensüümide mis on elektronide transportimiseks hädavajalikud. Raua ladustamise organid moodustavad kogu kogusest umbes 20%. Mikroelement salvestatakse kujul ferritiin ja hemosideriin peamiselt maks, põrn, soolestik limaskest ja luuüdi. Anorgaaniliste ühendite komponendina eristatakse heemi rauda - rauda protoporfüriini, kahevalentset Fe - ja mitteheemi rauda ioniseeritud vaba rauda, mis võib olla kahevalentne või kolmevalentne. Hemiron on raua-valgu kompleks, proteiinimolekuliga ühendatud proteesrühm. Kõige olulisem heem valgud hädavajalik raua ainevahetus sisaldama hemoglobiin, müoglobiin ja tsütokroomid. Üle poole funktsionaalsest rauast on seotud hemoglobiin (punane veri pigment) ja seega lokaliseeritud erütrotsüüdid (punased verelibled). Müoglobiini on punase lihase pigment ja koos teiste rauda sisaldavate ainetega ensüümide - tsütokroomid, katalaasid, peroksüdaasid - moodustavad umbes 15% funktsionaalsest rauast. Loomsetes toitudes sisalduv mitteheemne raud on kujul ferritiin, hemosideriin ja rauatsitraat.
ainevahetus
Raua homöostaasi reguleerimine toimub raua kontrolli kaudu absorptsioon aasta peensoolde, peamiselt kaksteistsõrmiksool (kaksteistsõrmiksool) ja jejunum - peensoole keskmine sektsioon, tuntud ka kui “tühi rappima. ” Imendumist mõjutavad paljud tegurid, näiteks:
- Füsioloogiline nõudlus
- Allaneelatud raua kogus ja keemiline vorm
- Individuaalne tarneseisund - alusraud absorptsioon on umbes 1 mg päevas rauapuudus the,en absorptsioon kiirus suureneb 3-5 mg-ni päevas, liigne raua imendumine on madalam kuni 50%.
- Erütropoeesi ulatus (punaste vereliblede tootmine).
- Mitmete muude orgaaniliste ja anorgaaniliste toidukomponentide kvantitatiivsed suhted.
- Resorptsioonisuhted seedetrakt.
- vanus
- Haigused - näiteks malabsorptsioon nagu tsöliaakia (gluteenist põhjustatud enteropaatia), Crohni tõbi, haavandiline koliit ja krooniline atroofiline gastriit on seotud ebapiisava raua imendumisega
Mikroelement imendub toidu kaudu nii mitteheeme rauana, st ioniseeritud vabas vormis vabade Fe2 + ioonidena kui ka heemrauda. Enamik toidus sisalduvat rauda on valgud, orgaaniline happed või muud ained - raua protoporfüriin (heem), ferrihüdroksiidi kompleksid. Loomsetes toitudes, eriti lihas, leidub heemrauda 40–60% rauast. Kahevalentne raud imendub tänu heale lahustuvusele 15-35%, sõltuvalt raua olekust, ja on seetõttu kõrge biosaadavus. Seevastu mitteheemse raua kättesaadavus, mis on peamiselt kolmevalentsel kujul, on oluliselt madalam. Mitteheemrauda leidub peamiselt taimsetes toitudes ja see imendub harva üle 5%. Kolmevalentne raud ei lahustu pealmise nõrgalt leeliselises keskkonnas peensoolde ja seetõttu on see imendunud. Liha ja taimsete toitude samaaegne tarbimine võib kahekordistada taimset päritolu raua imendumist. Selle põhjuseks on lihas sisalduvad madala molekulmassiga kompleksiained, sealhulgas kõrgema kvaliteediga loomsed valgud, väärtuslike ainete suure hulga tõttu aminohapped, kui taimsed valgud (munavalged). Sulfhüdrüülrühma sisaldavad aminohapped - metioniini, tsüsteiin - soosib kolmevalentse raua redutseerimist kahevalentseks vormiks, mis on paremini lahustuv ja imenduv. Piisav vesinikkloriidhape toiduraua optimaalseks kasutamiseks on oluline ka maomahla tootmine. Mao vesinikkloriidhape lõhustab kompleksiga seotud raua kergemini kättesaadavaks vabaks rauaiooniks ja lõdvalt seotud orgaaniliseks rauaks. Toidust saadud raua biosaadavuse suurendamine veelgi:
- Gastroferriin - mao sekretsioon limaskest.
- C-vitamiin - soodustab mitteheemse raua imendumist askorbiinhappe toimel, pidurdades halvasti lahustuva kolmevalentse raua moodustumist; juba 25 mg C-vitamiini tarbimine suurendab imendumist märkimisväärselt
- A-vitamiin seob raua seedeprotsessis, eemaldades seeläbi fütiinhappe (fütaadid) ja polüfenoolide imendumist pärssivatest mõjudest
- Fruktoos
- Polüoksikarboksüülhapped puuviljades ja köögiviljades
- Muu orgaaniline happedNagu sidrunhape, viinhape ja piimhape.
- Alkohol - edendab maohape sekretsioon, suurendades kolmevalentse raua imendumist.
Edendades ka Fe3 + muundumist Fe2 + -ks, suurendavad need ained raua imendumist. Näiteks, C-vitamiini - 150 grammis spinatis või kohlrabis - suurendab biosaadavus mitteheemrauda 3–4 korda. Raua imendumine pärsib tugevalt:
- Teraviljades sisalduv fütiinhape (fütaadid), mais, riis ning täistera- ja sojatooted.
- Toidukiud - mitte tselluloos
- Oksalaadid köögiviljades, eriti spinatis, rabarber - ja kakao.
- Polüfenoolid - kaasa arvatud tanniinid - In kohv, must tee, hirss, spinat ja punane vein.
- Fosvitiin munakollastes
- Karbonaadid
- Fosfaadid
- Kaltsium soolad - maksimaalne inhibeeriv toime leiti kaltsiumisisalduse korral toidus 300–600 mg.
- Narkootikumide - antatsiidid sisaldav alumiinium, magneesiumja kaltsium, samuti lipiidide taset langetav toime ravimid, võib raua imendumist vähendada kuni 70% (kolestüramiin); kelaativad ained nagu penitsillamiin, etüleendiamiintetraatsetaat - EDTA - ja deferoksamiin pärsivad eriti mitteheeme raua imendumist.
- Maohappe sideained
- Kaadmium - Cd2 + - keskkonnast
- Teiste metalliioonide, näiteks mangaan (Mn2 +), koobalt (Co2 +), vask (Cu2 +), tsink (Zn2 +), viima (Pb2 +).
- Dieedi valgupuudus
Need ained moodustavad rauaga kompleksi, mida on raske omastada, ja blokeerivad seetõttu selle imendumise. Pärast raua imendumist peensoole rakkudes limaskest, see hoitakse kas ferritiinina, raua salvestusvalguna, või kantakse plasmale transpordivalgu mobilferriini abil. Plasmas viiakse mikroelement raua transpordivalku transferriin. Normaalne transferriin kontsentratsioon plasmas on 220-370 mg / 100 ml. Seerumtransferriini tase on pöördvõrdeline korrelatsioonis raudbasseini suurusega. Vastavalt aastal rauapuudus, nii plasma transferriini sisaldus kui ka transferriini retseptor kontsentratsioon on suurenenud. Transferriini küllastus on raua kudedesse kandumise näitaja ja tavaliselt väheneb see aastal rauapuudus. Transferriin transpordib rauda kõikidesse rakkudesse ja kudedesse, kus see seondub seejärel transferriini retseptoritega ja viiakse rakkudesse. Olulise tähtsusega on mobiliseerimine Euroopa Liitu luuüdi. Seal on raud hädavajalik hemoglobiini pidevaks moodustumiseks, mis on teiste sünteesietappide ees prioriteetne. Hemoglobiini sünteesiks on vaja umbes 70–90% transferriiniga seotud rauast. Lõpuks erütrotsüüdid (punased verelibled) vastutab valdava rauakäibe eest. Ülejäänud 10–30% on saadaval ehitamiseks ensüümide ja koensüümid või hoitakse ferritiinina. Ferritiini salvestusmahu ületamisel seondub raud hemosideriini ladustamisvalguga. Ferritiini tähtsus seisneb ladustamises, transpordis ja võõrutus rauast. Vajadusel saab raud kiiresti hoiust vabastada ja kasutada hemoglobiini sünteesiks. Ferritiin on kõige sobivam raua staatuse marker! Rauapuuduses leitakse madal seerumi ferritiinisisaldus. Raua ülekoormus on seevastu tuvastatav ferritiini suurenenud kontsentratsiooniga seerumis. Kui keha rauavarud on ammendatud, on oht aneemia suureneb hemoglobiini biosünteesi kahjustuse tõttu. Sõltuvalt vanusest, soost ja rassist näitab hemoglobiini kontsentratsioon naistel alla 12 g / l ja meestel alla 13 g / l aneemia. Hemosideriin on apoferritiini ja rakuliste komponentide, näiteks lipiidid ja nukleotiidid, lokaliseeritud peamiselt hepatotsüütides ja rakkudes luuüdi, maksja põrn. Hemosideriin on ferritiiniga võrreldes püsiv rauavarukoht, milles mikroelement ladustatakse ainevahetuseks kujul, mis pole enam saadaval. Kuna raud tasakaal kontrollib ainult imendumine, raua reguleeritud eritumine puudub. Meestel ja postmenopausis naistel kaob umbes 1-2 mg (19-36 µmol / l) rauda iga päev koos soole epiteeli ja nahk rakud koos sapi ja higi ning uriiniga. Suurem raua kadu tekib verejooksudega seotud hemoglobiinisisalduse vähenemise tõttu. Koos eritub ligikaudu 25–60 ml verd menstruatsioon, mille tulemuseks on 12.5–30 mg (225–540 µmol) raua kadu kuus. Naise rauavajadus suureneb ka ajal rasedus rauaga varustamise tõttu lootele. Umbes 300 mg mikroelementi tarnitakse lootele läbi platsenta. Lisaks tekivad verekaod sünnituse ja imetamise tagajärjel - 0.5 mg -, kuid need kompenseeritakse menstruatsioon paar kuud pärast seda rasedus. Lisaks on ka teisi rauapuuduse riskirühmi. Kuna raua jaoks pole reguleeritud eritumismehhanisme, ei saa toiduga raua liigset tarbimist kompenseerida suurenenud eritumisega. Uuringute tulemusena on kõrgenenud ferritiinisisaldus -> 200 µg / ml - sõltumatu ateroskleroosi (arterite kõvenemise) riskifaktor ja võib kahekordistada müokardiinfarkti riski (süda rünnak). Lõpuks on rauasisaldus optimaalne, kui kehal on oma funktsioonide täitmiseks piisavalt rauda, kuid rauavarud pole täis.
