Железо в организме человека

Железо – это самый важный и наиболее изученный микроэлемент, который входит в состав сотен ферментов и белков. Этот незаменимый микроэлемент обеспечивает нормальное функционирование клеток всех биологических систем организма, включая внутриклеточный обмен, процессы кроветворения, иммунный ответ, размножение, рост, транспортировку кислорода от легких к органам и тканям, заживление ран и многое другое.

Оглавление

Формы железа в организме человека

В нашем организме существует две основные формы железа (двухвалентное (Fe²⁺) и трехвалентное (Fe³⁺)) и два вида (гемовое и негемовое). Каждая форма и каждый вид выполняет свои уникальные и взаимодополняющие функции в нашем организме.

Физико-химические свойства Fe²⁺ и Fe³⁺

Двухвалентное железо (Fe²⁺) характеризуется высокой реакционной способностью и способностью легко окисляться до трехвалентного состояния. Оно хорошо растворимо в воде и легко усваивается организмом.

Трехвалентное железо (Fe³⁺) менее активно химически, хуже растворяется в водной среде и требует специальных механизмов для усвоения. При этом оно более стабильно и менее токсично.

Процесс усвоения железа начинается в желудочно-кишечном тракте, где преимущественно происходит абсорбция двухвалентного железа. Ферропортин и DMT1 являются ключевыми транспортными белками, отвечающими за его всасывание.

После попадания в кровоток железо связывается с трансферрином – основным транспортным белком. В тканях оно может храниться в виде ферритина, где преимущественно находится в трехвалентной форме.

Биологическая роль Fe²⁺ и Fe³⁺

Двухвалентное железо (Fe²⁺) входит в состав комплексных соединений порфиринов, а они, в свою очередь, входят в состав молекул рибонуклеотидредуктазы, миоглобина, гемоглобина, каталазы и пероксидазы, цитохромов Р450, хлорноватистой кислоты.

Роль двухвалентного железа (Fe²⁺)

рибонуклеотидредуктаза необходима для синтеза ДНК;
миоглобин способствует накоплению резервов кислорода в мышцах и в норме в кровь не попадает. Находится в сердце и скелетных мышцах;
гемоглобин – это основной белок, содержащийся в красных кровяных клетках (эритроцитах). Основная роль гемоглобина состоит в транспорте кислорода из легких к органам и тканям организма. На его долю приходится более двух третей всего железа в организме;
каталаза и пероксидаза защищают клетки от накопления перекиси водорода, т.е. от самого мощного оксиданта;
цитохромы Р450 – это ферменты, которые находятся в печени человека. Их основная известная роль – активация лекарственных веществ, метаболизм лекарственных препаратов. Именно они отвечают за очищение нашего организма от токсинов;
хлорноватистая кислота – это окислитель, который необходим лейкоцитам (белые кровяные клетки) для уничтожения бактерий. За синтез хлорноватистой кислоты отвечает фермент миелопероксидаза, дефицит которой может привести к снижению иммунитета и даже к анемии;

Роль трехвалентного железа (Fe³⁺)

депонирование (накопление) запасов железа;
участие в защитных механизмах организма;
регуляция окислительно-восстановительных процессов.

Особенности усвоения

Процесс усвоения Fe²⁺ включает несколько этапов:

расщепление пищевых белков в желудке;
преобразование в растворимую форму;
транспорт через слизистую кишечника;
связывание с транспортными белками;
доставка к тканям-мишеням.

Факторы, влияющие на усвоение Fe²⁺:

кислотность желудочного сока;
наличие пищевых волокон;
содержание других минералов;
время приема препарата;
состояние желудочно-кишечного тракта.

Усвоение железа Fe³⁺ – это сложный многоступенчатый процесс. Трехвалентное железо хуже усваивается, чем двухвалентное, но имеет свои преимущества:

более стабильная форма;
меньшая токсичность;
более низкая способность вызывать окислительный стресс;
лучшая переносимость при приеме внутрь.

Механизмы усвоения Fe³⁺ и процесс усвоения трехвалентного железа включает несколько этапов:

преобразование в двухвалентное состояние в желудке;
транспорт через стенку кишечника;
связывание с транспортными белками;
депонирование в тканях;
использование в синтезе железосодержащих белков.

Основными минусами трехвалентного железа являются:

более низкая биодоступность;
необходимость более высоких доз;
зависимость от кислотности желудочного сока;
более медленное начало действия;
более высокая стоимость препаратов.

Взаимодействие с другими веществами

Двухвалентное железо (Fe²⁺):

витамин С усиливает усвоение;
кальций и фосфаты снижают абсорбцию;
танин и кофеин ухудшают всасывание;
тетрациклины замедляют усвоение;
антибиотики могут влиять на эффективность.

Трехвалентное железо Fe³⁺:

витамин С улучшает абсорбцию;
кальций снижает усвоение железа;
кофеин и танин уменьшают усвоение;
тетрациклины замедляют всасывание;
антибиотики могут влиять на эффективность.

Формы железа в организме

В организме человека железо поступает в двух основных формах – гемовое и негемовое.

Гемовое железо

Это форма железа, входящая в состав гемоглобина и миоглобина животных. Оно представляет собой железо, входящее в состав гема – сложного порфиринового комплекса. Гемовое железо содержится в продуктах животного происхождения, таких как мясо, рыба, птица, яйца и имеет значительно более высокую биодоступность (20-30%) и лучше усваивается организмом человека. Основной функцией гемового железа является транспортировка кислорода. В составе гемоглобина оно обеспечивает перенос кислорода от легких к тканям, а в составе миоглобина – хранение и транспорт кислорода в мышцах.

Кроме того, гемовое железо участвует в:

клеточном дыхании;
энергетическом обмене;
синтезе нейромедиаторов;
работе иммунной системы;
детоксикации организма.

Источники гемового железа

красное мясо. 100 грамм обеспечивает почти 30-35% дневной нормы. Одновременный прием мяса с листовой зеленью и овощами, богатыми витамином С усиливает усвоение железа;
печень, сердце и говяжий язык;
морская рыба и моллюски. Самое большое количество железа в свежем или консервированном лососе, скумбрии, тунце и морском окуне. В 100 граммах консервированных сардин содержится до 34 % дневной нормы.

Негемовое железо

Это форма железа содержится в растительных продуктах, таких как бобовые, орехи, семена, злаки, овощи и фрукты. Оно усваивается организмом хуже (2-20%), но играет важную роль в поддержании здоровья, так как участвует в процессе кроветворения и обеспечивает транспортировку кислорода ко всем органам и тканям. Однако усвоение негемового железа имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при планировании рациона питания и учитывать особенности усвоения железа и сочетать продукты, богатые железом, с продуктами, содержащими витамин С, а также избегать продуктов, содержащие фитаты, фосфаты и танины.

Источники негемового железа

бобовые – фасоль, бобы, горох. Одна порция может обеспечить до 35 % суточной нормы;
семена и орехи – кунжут, кешью, фисташки, кедровые орехи, семена тыквы. 30-50 грамм семян тыквы содержат 8-11% дневной нормы;
капуста, брокколи, шпинат, клубника, красный перец – содержат 1-7% дневной нормы. Стоит помнить о том, что в зелени содержатся оксалаты, которые ухудшают усвоение железа.

Нормы потребления железа в сутки

Физиологической нормой потребности в железе в сутки принято считать:

мужчины – 10 мг;
женщины – 18 мг;
дети до 13 лет 7-10 мг;
подростки 14-18 – 11-15 мг.

Информация в статье не предназначена для постановки диагноза заболевания и лечения. Носит исключительно информационный характер. Необходимо проконсультироваться с врачом по любым медицинским вопросам, методам диагностики, доступным вариантам профилактики и лечения.