اهن فراوان ترین فلز گذار در سطح زمین و همچنین موجودات زنده است و یک عنصر کمیاب ضروری (حیاتی) برای انسان است. در چندین حالت اکسیداسیون رخ می دهد ، اما فقط Fe2+ - دو ظرفیتی است اهن، ترکیبات فرو - و Fe3+ - آهن سه ظرفیتی ، ترکیبات فرو - برای ارگانیسم ها اهمیت دارند. در ترکیبات ، اهن معمولاً به صورت دو ظرفیتی وجود دارد سپس Fe2+ به عنوان عامل کاهنده عمل می کند و الکترون اهدا می کند. از طرف دیگر ترکیبات Fe3+ نمایانگر عوامل اکسید کننده هستند و به عنوان پذیرنده های پایانی الکترون ها قادر به پذیرش الکترون ها هستند [7,19،2]. از آنجا که FeXNUMX+ در آبی است راه حل می تواند خود به خود اکسید شود و به مقدار کمی محلول Fe3+ - هیدروکسید ، موجودات دارای ویژگی های خاصی هستند پروتئین ها، از جمله هموگلوبین (خون رنگدانه) ، ترانسفرین or فریتین، که آهن را متصل می کند. بنابراین ، این عنصر علی رغم حلالیت ضعیف از نظر بیولوژیکی در دسترس است. یک فرد سالم دارای کل بدن حدود 3-5 گرم آهن-45 تا 60 میلی گرم/کیلوگرم وزن بدن است. تقریباً 80 درصد از آن به عنوان آهن کاربردی وجود دارد. اکثریت آهن عملکردی برای گلبول قرمز لازم است (قرمز خون سلول) شکل گیری و توسعه ، و تنها بخش جزئی (12)) برای میوگلوبین سنتز و زنجیره تنفسی میتوکندری علاوه بر این ، آهن باید برای بیوسنتز وابسته به آهن در دسترس باشد آنزیم ها که برای انتقال الکترون ضروری است. اندامهای ذخیره آهن حدود 20 درصد از کل را تشکیل می دهند. عنصر کمیاب به شکل ذخیره می شود فریتین و hemosiderin عمدتا در کبد, طحال، روده مخاط و مغز استخوانبه بین آهن هم-آهن پروتوپورفیرین ، آهن دو ظرفیتی-و آهن غیر هم-آهن آزاد یونیزه ، ممکن است دو ظرفیتی یا سه ظرفیتی-به عنوان جزء ترکیبات معدنی ، تمایز قائل شوید. همیرون یک مجتمع پروتئین آهن است که دارای گروه پروتز همراه با مولکول پروتئین است. مهمترین هم پروتئین ها ضروری برای متابولیسم آهن شامل هموگلوبین, میوگلوبین و سیتوکروم ها بیش از نیمی از آهن عملکردی به آن محدود می شود هموگلوبین (قرمز خون رنگدانه) و در نتیجه در محلی قرار دارد اریتروسیت ها (سلول های قرمز خون). میوگلوبین یک رنگدانه ماهیچه ای قرمز رنگ و همراه با سایر آهن است آنزیم ها سیتوکروم ها ، کاتالازها ، پراکسیدازها - حدود 15 درصد آهن عملکردی را تشکیل می دهند. آهن غیر هم در غذاهای حیوانی به شکل است فریتین، هموسیدرین و سیترات آهن.
سوخت وساز
تنظیم هموستاز آهن از طریق کنترل آهن صورت می گیرد جذب در روده کوچک، در درجه اول در اثنی عشر (دوازدهه) و ژژونوم - بخش میانی روده کوچک ، که به عنوان "خالی" نیز شناخته می شود روده در اوردن از. » جذب توسط عوامل متعددی تحت تأثیر قرار می گیرد ، مانند:
- تقاضای فیزیولوژیکی
- مقدار و شکل شیمیایی آهن بلعیده شده
- وضعیت عرضه فردی - آهن پایه جذب حدود 1 میلی گرم در روز ، در است فقر آهن la جذب میزان مصرف به 3-5 میلی گرم در روز افزایش می یابد ، در صورت جذب بیش از حد آهن تا 50 کاهش می یابد.
- وسعت erythropoiesis (تولید گلبول های قرمز خون).
- نسبت کمی سایر اجزای رژیم غذایی ارگانیک و معدنی.
- نسبتهای جذب از دستگاه گوارش.
- سن
- بیماریها-به عنوان مثال ، سوء جذب مانند بیماری سلیاک (انتروپاتی ناشی از گلوتن) ، بیماری کرون ، کولیت اولسروز و گاستریت آتروفی مزمن با جذب ناکافی آهن همراه است.
عنصر کمیاب از طریق غذا هم به عنوان آهن غیر هم ، یعنی به صورت آزاد یونیزه به عنوان یونهای Fe2+ آزاد و به عنوان آهن هم ، جذب می شود. بیشتر آهن موجود در غذا به پروتئین ها، ارگانیک. آلی اسیدها یا سایر مواد - پروتوپورفیرین آهن (هم) ، مجتمع های فری هیدروکسید. در غذاهای حیوانی ، به ویژه در گوشت ، 40 تا 60 درصد آهن به عنوان آهن هم وجود دارد. آهن دو ظرفیتی به دلیل حلالیت خوب بسته به وضعیت آهن 15 تا 35 درصد جذب می شود و بنابراین دارای مقدار بالایی است دسترسی به زیستیبه در مقابل ، در دسترس بودن آهن غیر هم ، که عمدتا به صورت سه ظرفیتی است ، به میزان قابل توجهی کمتر است. آهن غیر هِم عمدتاً در غذاهای گیاهی یافت می شود و بندرت بیش از 5 درصد جذب می شود. آهن سه ظرفیتی در محیط قلیایی ضعیف قسمت فوقانی محلول نیست روده کوچک و بنابراین از جذب حذف می شود. مصرف همزمان گوشت و غذاهای گیاهی می تواند میزان جذب آهن با منشا گیاهی را دو برابر کند. این به دلیل ترکیبات وزن مولکولی کم موجود در گوشت از جمله پروتئین های حیوانی است که به دلیل تعداد زیاد مواد با ارزش از کیفیت بالاتری برخوردار است. اسیدهای آمینه، نسبت به پروتئین های گیاهی (سفیده تخم مرغ). حاوی گروه سولفیدریل اسیدهای آمینه - متیونین, سیستئین - از کاهش آهن سه ظرفیتی به شکل دو ظرفیتی که بیشتر محلول و قابل جذب است ، حمایت می کند. کافی است اسید هیدروکلریک تولید در آب معده نیز برای استفاده بهینه از آهن غذایی مهم است. معده اسید هیدروکلریک آهن متصل به پیچیده را به راحتی در اختیار یونهای رایگان آهن قرار می دهد و آهن ارگانیک را به هم متصل می کند. افزایش فراهمی زیستی آهن از مواد غذایی:
- گاستروفرین - ترشح معده مخاط.
- ویتامین C-جذب آهن غیر هم را با اسید اسکوربیک مهار می کند و از تشکیل آهن سه ظرفیتی نامحلول جلوگیری می کند. مصرف کمتر از 25 میلی گرم ویتامین C باعث افزایش قابل توجه جذب می شود
- ویتامین A در طول فرآیند گوارش به آهن متصل می شود و در نتیجه آن را از تأثیرات مهار کننده جذب اسید فیتیک (فیتات) و پلی فنول ها حذف می کند.
- شهد میوه
- اسیدهای پلی اکسی کربوکسیلیک در میوه ها و سبزیجات
- ارگانیک دیگر اسیدها، از جمله اسید سیتریک, اسید تارتاریک و اسید لاکتیک.
- الکل - تبلیغ می کند اسید معده ترشح ، افزایش جذب آهن سه ظرفیتی.
این مواد با ترویج تبدیل+ Fe3+ به Fe2+ ، جذب آهن را افزایش می دهند. مثلا، ویتامین C - در 150 گرم اسفناج یا سرمه - مقدار آن را افزایش می دهد دسترسی به زیستی آهن غیر هِم با ضریب 3-4. جذب آهن به شدت مهار می کند:
- اسید فیتیک (فیتات) در غلات ، ذرت، برنج ، و محصولات غلات کامل و سویا.
- فیبر رژیمی - نه سلولز
- اگزالات موجود در سبزیجات - به ویژه اسفناج ، ریواس - و كاكائو.
- پلی فنول - شامل تانن - که در قهوه, چای سیاه، ارزن ، اسفناج و شراب قرمز.
- فسوویتین در زرده تخم مرغ
- کربناتها
- فسفات
- کلسیم نمک -حداکثر اثر مهاری در سطوح کلسیم 300-600 میلی گرم در رژیم غذایی مشاهده شد.
- مواد مخدر - آنتی اسیدها حاوی آلومینیوم, منیزیمو کلسیم، و همچنین باعث کاهش چربی خون می شود داروهای، می تواند جذب آهن را تا 70 reduce کاهش دهد (کلستیرامین)؛ عوامل شلات کننده مانند پنی سیلامین ، اتیلن دی آماتراستات - EDTA - و دفروکسامین به ویژه جذب آهن غیر هم را مهار می کند.
- اتصال دهنده های اسید معده
- کادمیوم - Cd2+ - از محیط
- مصرف زیاد یونهای فلزی دیگر مانند منگنز (Mn2+) ، کبالت (Co2+) ، مس (Cu2+) ، روی (Zn2+) ، رهبری (Pb2+).
- کمبود پروتئین در رژیم غذایی
این مواد ترکیبی با آهن تشکیل می دهند که جذب آن دشوار است و بنابراین جذب آن را مسدود می کند. پس از جذب آهن در سلولهای روده کوچک مخاط، یا به عنوان فریتین ، پروتئین ذخیره آهن ذخیره می شود ، یا با استفاده از پروتئین حمل و نقل موبیلفرین به پلاسما منتقل می شود. در پلاسما ، عنصر کمیاب به پروتئین انتقال آهن منتقل می شود ترانسفرین. طبیعی ترانسفرین غلظت در پلاسما 220-370 میلی گرم/100 میلی لیتر است. سطح ترانسفرین سرم با اندازه استخر آهن رابطه معکوس دارد. بر این اساس ، در فقر آهن، هم محتوای ترانسفرین پلاسما و هم گیرنده ترانسفرین غلظت افزایش یافته اند. اشباع ترانسفرین یک شاخص انتقال آهن به بافت ها است و معمولاً در آن کاهش می یابد فقر آهنبه ترانسفرین آهن را به تمام سلولها و بافتها منتقل می کند ، جایی که بعداً به گیرنده های ترانسفرین متصل شده و به داخل سلولها منتقل می شود. از اهمیت اساسی برخوردار است بسیج به مغز استخوانبه در آنجا ، آهن برای تشکیل هموگلوبین مداوم ضروری است ، که بر سایر مراحل سنتز اولویت دارد. تقریباً 70 تا 90 درصد آهن متصل به ترانسفرین برای سنتز هموگلوبین مورد نیاز است. سرانجام ، شکل گیری و توسعه اریتروسیت ها (گلبولهای قرمز خون) مسئول گردش غالب آهن است. 10 تا 30 درصد باقی مانده برای تجمع موجود است آنزیم ها و کوآنزیم ها یا به عنوان فریتین ذخیره می شود. در صورت فراتر رفتن از ظرفیت ذخیره سازی فریتین ، آهن به پروتئین ذخیره سازی هموسیدرین متصل می شود. اهمیت فریتین در ذخیره سازی ، حمل و نقل و دفع مسمومیت از آهن در صورت نیاز ، آهن را می توان به سرعت از انبار خارج کرده و برای سنتز هموگلوبین استفاده کرد. فریتین نشان دهنده مناسب ترین نشانگر برای وضعیت آهن است! سطوح پایین فریتین سرم در کمبود آهن یافت می شود. از طرف دیگر ، اضافه بار آهن با افزایش غلظت فریتین سرم قابل تشخیص است. اگر ذخایر کل آهن بدن کاهش یابد ، خطر کم خونی به دلیل اختلال در بیوسنتز هموگلوبین افزایش می یابد. بسته به سن ، جنس و نژاد ، غلظت هموگلوبین در زنان زیر 12 گرم در لیتر و در مردان زیر 13 گرم در لیتر نشان می دهد کم خونیبه هموسیدرین یک محصول تراکم آپوفریتین و اجزای سلولی مانند است لیپیدها و نوکلئوتیدها ، در درجه اول در سلولهای کبدی و سلولهای مغز استخوان, کبدو طحالبه در مقایسه با فریتین ، هموسیدرین ذخیره دائمی آهن است که در آن عنصر کمیاب برای متابولیسم به شکلی ذخیره می شود که دیگر در دسترس نیست. از آنجا که آهن تعادل به طور انحصاری با جذب کنترل می شود ، دفع آهن تنظیم نشده وجود دارد. در مردان و زنان یائسه ، روزانه حدود 1-2 میلی گرم (19-36 میکرومول در لیتر) آهن با از بین رفتن اپیتلیال روده و پوست سلول ها ، با صفرا و عرق و با ادرار از دست دادن آهن بیشتر با خونریزی به دلیل از دست دادن هموگلوبین همراه است. تقریباً 25-60 میلی لیتر خون با آن دفع می شود قاعدگیو منجر به از دست دادن 12.5-30 میلی گرم (225-540 میکرومول) آهن در ماه می شود. نیاز آهن زن در طول این مدت نیز افزایش می یابد بارداری به دلیل تامین آهن به جنینبه حدود 300 میلی گرم از عنصر کمیاب به آن ارائه می شود جنین از طریق جفتبه علاوه بر این ، از دست دادن خون در نتیجه زایمان و شیردهی رخ می دهد - 0.5 میلی گرم - اما این موارد با عدم وجود جبران می شود. قاعدگی برای چند ماه پس از بارداریبه علاوه بر این ، گروه های خطر دیگری برای کمبود آهن وجود دارد. با توجه به این که هیچ مکانیزم دفع آهن برای آهن وجود ندارد ، مصرف بیش از حد آهن از طریق رژیم غذایی با افزایش دفع جبران نمی شود. در نتیجه مطالعات ، افزایش سطح فریتین -> 200 میکروگرم بر میلی لیتر - یک عامل خطر مستقل برای تصلب شرایین (سخت شدن عروق) است و می تواند خطر سکته قلبی را دو برابر کند (قلب حمله) در نهایت ، وضعیت آهن زمانی بهینه است که آهن کافی برای بدن برای انجام وظایف خود وجود داشته باشد ، اما ذخایر آهن پر نشده است.
