Железо играет ключевую роль в поддержании важных функций организма, и его недостаток или избыток быстро сказывается на общем самочувствии. Зачем организму железо. Узнайте всё о дефиците железа: для чего организму нужно железо, причины его нехватки, симптомов железодефицитной анемии, методов диагностики, лечения и профилактики. Зачем организму железо и как понять, что его не хватает? Нехватка железа в организме приводит к развитию анемии — падению уровня гемоглобина и эритроцитов в крови.
Почему железо в организме продлевает жизнь? Как восполнить запасы элемента. Мнение учёных
При выраженном дефиците железа сначала истощаются его запасы в сердечной мышце, затем — в головном мозге и, наконец, в эритроцитах. Железодефицитная анемия является тяжелой формой дефицита железа. Эритроциты имеют большую потребность в железе даже по сравнению с головным мозгом, несмотря на возможные отрицательные неврологические последствия для ребенка, обусловленные дефицитом железа в мозговой ткани. Железо играет важную роль в процессах пролиферации нейронов, миелинизации, метаболизма энергии, нейротрансмиссии и работе различных ферментов в ЦНС. Существует система приоритетов по распределению и расходованию железа в пределах одного органа, что было показано в экспериментах на головном мозге новорожденных детенышей крысы. Наиболее чувствительными к дефициту железа в перинатальном периоде оказались гиппокамп и зона коры головного мозга. Эритроциты являются приоритетным местом использования железа в организме, очевидна их исключительная функция в транспортировке кислорода в организме.
Кислород обратимо присоединяется к гемоглобину в условиях высокого парциального давления кислорода в легких и высвобождается из этой связи при относительно низком парциальном давлении кислорода в тканях. На аффинность кислорода влияет ряд факторов, в т. Для осуществления обратимой связи кислорода с гемоглобином железо гемовой части должно находиться в двухвалентной форме. В эритроцитах существует специальный механизм для поддержания железа в редуцированной двухвалентной форме, однако в условиях действия лекарств, обладающих окислительной активностью, или токсинов, а также при генетических нарушениях в эритроцитах или аномалиях самого гемоглобина данные защитные механизмы не работают и гемоглобин не выполняет свою функцию. Высвобождение кислорода в мышцах частично зависит от концентрации миоглобина в тканях. Так же, как и в случае с гемоглобином, дефицит железа тормозит синтез миоглобина.
Диагностика Логично предположить, что концентрация ферритина в сыворотке крови коррелирует именно с запасами железа в печени. Действительно, так оно и есть. Концентрация сывороточного ферритина является наиболее распространенным и эффективным методом измерения запасов железа в организме. Данный показатель необходим при диагностировании наличия и развития ряда заболеваний. Однако стоит учитывать возможное присутствие ряда других заболеваний, например рака поджелудочной железы или легких, гепатомы и нейробластомы, острой лейкемии, а также различных воспалений и метастаз, которые увеличивают уровень сывороточного ферритина [3]. Если же у пациента точно отсутствует воспаление и наблюдаются высокие показатели ферритина, то стоит рассмотреть вариант перегруженности организма железом [28]. Однако эти значения не универсальны по всему миру, и во многих странах используются другие пределы. Объясняется это в том числе и тем, что уровень ферритина может варьировать в зависимости от лабораторных условий и принятых способов измерения. Да и сама ВОЗ в современных работах отдельно указывает верхнюю границу, например, для Великобритании [3]. Связь с заболеваниями По ферритину можно диагностировать дефицит железа и отсутствие его запасов в организме до начала развития ЖДА.
Недостаток метода заключается в его неточности: в разных лабораториях аналитическая изменчивость измерений составляет более пятнадцати процентов, что может сильно повлиять на результат исследований [32]. Кроме того, уровень ферритина зависит от возраста и других факторов. Например, он уменьшается при переливании крови и увеличивается с приемом алкоголя [3] , [33] , [34]. Концентрация гемоглобина в крови Один из самых распространенных способов определения уровня железа в теле человека и диагностирования железодефицитных заболеваний состоит в определении кровяной концентрации гемоглобина. Так как большая часть железа в организме уходит на синтез этого белка, измерение его уровня в крови будет говорить напрямую о состоянии железного фона у пациента. Рисунок 4. Феррицианид калия. Haz-Map Основной медицинский способ измерения сывороточной концентрации гемоглобина состоит в определении в обработанной сыворотке крови уровня гемиглобинцианида — вещества, образующегося из гемоглобина в 2 стадии: сначала железо в геме окисляется феррицианидом калия см. С помощью метода спектрофотометрии и приготовления ряда стандартных разведений можно вычислить начальную концентрацию гемоглобина в крови. Однако эта норма не универсальна для всех людей и зависит от пола, этнической принадлежности, беременности и даже от наличия вредных привычек, например, курения [34] , [43].
Поэтому существуют региональные нормы. Кроме этого, уровень гемоглобина может снижаться под влиянием анемий: железодефицитной, B12-дефицитной , хронических заболеваний и других. Поэтому часто для точного диагностирования ЖДА используют показатели и других биомаркеров. Старение Возрастные изменения концентрации незначительны [39] , но измеримы. По этой причине гемоглобин в крови — удобный биомаркер старения, так как его концентрация с возрастом снижается относительно постоянно и равномерно. Одной из причин этого может быть корреляция между уровнем гемоглобина в крови и развитием мускулатуры тела. Как известно, мышечная масса с возрастом уменьшается, поэтому люди с лучшим физическим развитием имеют меньше шансов приобрести железодефицитные заболевания [40]. О биомаркерах Итак, мы рассмотрели пять самых известных и популярных биомаркеров железа, которые используются в современной медицине. Каждый из них в силу своей физиологии говорит о состоянии железа по-разному, поэтому и используют их в разных ситуациях. Важно понимать, что указанные методы не являются синонимичными, каждый из них обладает своими плюсами и минусами.
Например, сывороточный уровень трансферриновых рецепторов не укажет на уменьшение запасов железа в печени, как это может сделать концентрация ферритина, но в отличие от последнего концентрация sTfR будет равнодушна к наличию у пациента воспалений. Каждый случай индивидуален, каждое заболевание имеет свой патогенез, поэтому все биомаркеры важны, все биомаркеры нужны. В особенности, когда они используются одновременно и могут покрыть минусы друг друга, как в уже описанном выше примере рецепторно-ферритинового индекса. Железосвязанные заболевания Теперь, после обсуждения методов измерения содержания железа, стоит перейти к логическому продолжению — к диагностированию заболеваний, связанных с железом. Однако перед этим нельзя не упомянуть один важный момент: подобные заболевания не появляются у пациента внезапно и развиваются на протяжении долгих месяцев и даже лет. Ну, во-первых, организм с помощью регуляторных систем сам хорошо контролирует метаболизм железа: он умеет запасать его в печени, потом тратить эти запасы, а также увеличивать или уменьшать абсорбцию в кишечнике. Во-вторых, само развитие заболеваний, связанных с дисбалансом железа, — это сигнал, за которым следует регуляционный ответ организма. И в норме, например при отсутствии наследственных заболеваний, мы хорошо справляемся с подобными нештатными ситуациями [41]. В-третьих, здоровый человек даже в случае несбалансированной диеты усваивает именно то количество железа, которое ему требуется. Конечно, существуют и уникальные случаи, например сильный переизбыток или нехватка железа в рационе пищи, которые уже могут инициировать развитие железосвязанных заболеваний.
Именно поэтому нужно следить за тем, чтобы отклонения от нормальной диеты не были частыми и долгосрочными [42]. Железодефицитная анемия Железодефицитная анемия, или ЖДА, — самая распространенная форма анемии [43] , которая так часто упоминалась в обзоре. Этим заболеванием поражена примерно треть всего населения Земли. В основном от ЖДА страдают дети и женщины [44]. Болезнь возникает из-за нарушения баланса между поступлением, хранением и выведением железа. Как можно догадаться из названия, ЖДА в первую очередь характеризуется дефицитом железа, то есть его пониженным содержанием в организме. Наиболее распространенные симптомы этого заболевания включают в себя усталость, тахикардию, отсутствие выносливости и даже пикацизм употребление в пищу несъедобных вещей по отношению к глине и льду [45]. Все клетки организма требуют небольшого количества железа, за исключением предшественников эритроцитов, которые поглощают его значительно больше. Следовательно, дефицит железа в первую очередь проявляется в виде анемии см. Действительно, физиологически ЖДА проявляется в уменьшении количества эритроцитов в крови и замедлении эритропоэза вследствие ухудшения синтеза гемоглобина [43] , [46].
Диагностируют ЖДА в основном по содержанию гемоглобина в крови. Измерить содержание гемоглобина очень просто и дешево, но существует одна проблема. Значительное снижение его концентрации, которое можно регистрировать с учетом погрешности, нельзя заметить до последней стадии анемии.
Но и избыток элемента приводит к страшным последствиям. За что же отвечает в организме железо и как выявить его дисбаланс в крови — объяснила врач-терапевт, дерматолог Ирина Баранова. По факту так и есть, вот только механизм распределения кислорода не такой простой. И он невозможен без эритроцитов — специальных кровяных клеток, которые доставляют кислород из лёгких к тканям тела. Эритроциты тоже не появляются из ниоткуда — их формирование напрямую зависит от достаточного уровня железа в организме.
Метаболизм железа. Обмен железа. Депо железа - величина непостоянная, и определяется разницей между поступившим и выделенным из организма железом. Эти данные суммированы в Табл. Метаболизм железа в организме представляет один из самых высокоорганизованных процессов, при котором практически все железо, высвобождающееся при распаде гемоглобина и других железосодержащих белков, вновь утилизируется. Поэтому, несмотря на то, что ежедневно абсорбируется и выводится лишь очень малое количество железа, его метаболизм в организме очень динамичный Aisen, 1992; Worwood, 1982. Рисунок 1-1 Обмен железа. Схематическая иллюстрация обмена железа в организме. Danielson с соавторами, 1996 1. Всасывание железа Способность организма выводить железо строго ограничена.
Таким образом, процесс всасывания железа является основным в поддержании гомеостаза железа. В целом, только малая часть железа, содержащегося в продуктах, абсорбируется. Количество всосавшегося железа определяется меж- и внутри индивидуальными различиями Chapman и Hall, 1995. Кальций подавляет абсорбцию как гемового, так и негемового железа. Наиболее вероятно, что данный эффект осуществляется на общем транспортном этапе в клетках кишечника. Сбалансированная ежедневная диета содержит около 5-10 мг железа гемового и негемового , но всасывается лишь 1-2 мг. Гемовое железо содержится лишь в небольшой части пищевого рациона мясные продукты. Большая часть пищевого железа -негемовое оно содержится в основном в листовых овощах. Степень его усвоения определяется рядом факторов, которые могут, как мешать, так и способствовать абсорбции железа. Большая часть трехвалентного железа Fe III образует нерастворимые соли, например, c фитином, таннином и фосфатами, присутствующими в продуктах питания, и выводится с калом.
Биодоступность трехвалентного железа из пищевых продуктов и синтетических гидроокисных комплексов железа III определяется скоростью высвобождения железа из них и концентрацией железосвязывающих белков, таких как трансферрин, ферритин, муцины, интегрины и мобилферрин. Количество железа, абсорбируемого организмом, строго контролируется механизмом, детали которого еще недостаточно изучены. Были выявлены различные факторы, которые влияют на усвоение железа, например уровень гемоглобина, величина запасов железа, степень эритропоэтической активности костного мозга и концентрация связанного с трансферрином железа. В тех случаях, когда синтез гемоглобина и эритроцитов повышен, например, во время беременности, у растущих детей, или после кровопотери, уровень всасывания железа возрастает см. Рисунок 1-2 Всасывание гемового и негемового железа. Принципы всасывания гемового и негемового железа из пищи Danielson с соавторами, 1996, модифицировано Geisser. Гемовое железо. Всасывается как железопорфириновый комплекс с помощью специальных рецепторов. Не подвержено влиянию различных факторов в просвете кишечника Негемовое железо. Всасывается как разновидность железа поступающего из солей железа.
На процесс абсорбции в кишечнике оказывает влияние ряд факторов: концентрация солей железа, пищевые продукты, рН, лекарственные препараты. Всасывается в виде железа, образующегося из комплексов Fe III. Находется под влиянием обмена таких железосвязывающих белков, как трансферрин, муцины, интегрины, и мобилферрин. Оксигеназа гема, специальный фермент, стимулирует распад комплекса железа и порфирина. Транспорт железа. В клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, во время процесса всасывания, закисное железо Fe II превращается в окисное железо Fe III для того, чтобы быть включенным в состав трансферрина и транспортироваться по всему организму.
Железодефицит: причины, последствия и лечение
При его дефиците волосы становятся слабыми и тусклыми, плохо растут и выпадают. Это связано с транспортной функцией железа. Когда его мало, то к корням волос поступает недостаточно кислорода. Лишившись питания, они просто не могут расти нормально. При длительном недостатке железа возможно развитие диффузной алопеции. При ней волосы начинают выпадать равномерно по всей голове. Норма железа Для поддержания здоровья мужчинам требуется около 10 мг железа в день, а женщинам — 15-20 мг. При беременности нужно даже больше — 20 мг. Увеличенная доза для женщин связана с тем, что в их организме уровень этого элемента ниже. Еще это объясняется отличиями в гормональной системе и ежемесячными потерями железа во время менструации. Симптомы избытка и недостатка железа Чтобы точно определить уровень элемента, назначают биохимический анализ крови.
Избыток железа в организме отмечается реже, чем недостаток, но тоже негативно влияет на здоровье. Такое состояние называют гемохроматозом. На него указывают боль в правом подреберье и краснота кожи. Низкий уровень железа встречается чаще, чем высокий.
Попробуем в этом разобраться. Feминистические и «милые» рекомендации Каждая третья не беременная девушка или женщина репродуктивного возраста около 12—50 лет по всему миру страдает от анемии — пониженного количества переносящего кислород гемоглобина и обычно эритроцитов — клеток крови, в которых он содержится. На 2011 год количество заболевших насчитывало 500 млн, и почти в половине случаев виной всему был дефицит железа — размах этой проблемы можно оценить, взглянув на карту на сайте базы данных по микронутриентам VMNIS Vitamin and Mineral Nutrition Information System. Такая ситуация объясняется особенностями обмена веществ и железа в частности. Девушки-подростки теряют кровь из-за менструаций каждый месяц, при этом масса их красных кровяных клеток-эритроцитов, где железо присутствует в виде гема, должна постоянно возрастать, чтобы поспеть за общим быстрым ростом организма. Со временем рост замедляется, но потери железа продолжаются.
Именно поэтому женщины и девушки более подвержены анемии, чем их сверстники противоположного пола. Добавим жизнь в деревне или небольших городах — и сразу снизятся шансы своевременной диагностики, для которой лучше всего сдать анализ крови. Вы можете научиться разбираться в лекарствах самостоятельно на авторском онлайн-курсе «Чем нас лечат» от редактора Indicator. Такие цифры выведены учеными из анализа 62 клинических испытаний с участием 7523 женщин, и хотя качество доказательств ученые сочли «средним», рекомендации признаны «сильными», поскольку побочных эффектов от такой дозировки практически не наблюдалось. Для повседневного употребления мужчинам вне зоны риска требуется 7—10 мг, а женщинам — до 18 мг в зависимости от возраста. В обычных условиях 27—30 мг может быть вполне достаточно. Британский Национальный институт здоровья и клинического совершенствования National Institute for Health and Care Excellence, или NICE призывает беременных женщин проверять уровень гемоглобина на 28-й неделе, чтобы успеть принять меры против анемии. Для ее лечения беременным женщинам потребуются дозы побольше — им назначат до 100—200 мг элементарного железа ежедневно. Столь же часто страдают от дефицита железа дошкольники — и даже проживание в развитых странах не защищает их от риска. Разумеется, если вы мужчина, вы тоже не защищены от этой проблемы, просто вероятность ее будет намного ниже.
В сумме недостаток железа — самый частый дефицит среди всех микроэлементов — охватывает два миллиарда людей по всему миру. Коварство этого состояния еще и в невнятных, неспецифических первых симптомах: слабость, потеря волос, раздражительность, постоянная усталость могут ассоциироваться с целым спектром диагнозов, и идея проверить уровень гемоглобина или ферритина может прийти в голову терапевту не сразу. Гемные темы Но реальная жизнь сложнее описанной в перечисленных рекомендациях и обзорах. Было бы здорово побеждать анемию, пожевав металлических опилок, но это не сработает. Fe — очень капризный элемент с биохимической точки зрения. Прежде чем пенять на его скверный характер, давайте посмотрим, сколько работы ему приходится выполнять. Начнем с того, что железо стоит в центре гема — в самом распространенном варианте комплекса протопорфирина IX с двухвалентным Fe. Такая конструкция, похожая на цветочек, помогает захватывать кислород. Она входит в состав гемоглобина получившего название от гема , белка эритроцитов, который позволяет животным транспортировать кислород в крови из легких к органам и тканям. Гем содержится и в молекулах миоглобина, который переносит кислород в мышцах.
Цитохромы гемопротеины — железосодержащие ферменты, которые играют ключевую роль в метаболизме клеток. Данные ферменты принимают участие в синтезе ATP — соединения, которое высвобождает энергию в клетках. Цитохромы действуют в качестве переносчиков электронов, некоторые из них также задействованы в процессах очищения организма от загрязнителей и вредных веществ, а также в метаболизме жирных кислот и витаминов A, D и K. Дефицит железа Недостаток железа в организме — чрезвычайно распространенная проблема. Дефицит железа может быть связан с недостаточным его содержанием в пище либо с большой кровопотерей.
В небольших количествах железо выводится из организма естественным путем, однако при потере крови, включая менструацию, организм теряет больше этого минерала. Железодефицитная анемия Анемия — общий термин, которым характеризуется низкий уровень красных кровяных телец или низкий уровень гемоглобина в красных кровяных клетках. Существует несколько типов анемии, самой распространенной из них является железодефицитная анемия. Из 1,62 млрд случаев анемии во всем мире примерно половина приходится на железодефицитную. Это опасное состояние, которое возникает вследствие низких уровней железа, которые сохраняются на протяжении длительного времени.
Гемоглобин содержит около двух третей железа в организме. Он соединяется с кислородом, а эритроциты разносят его из легких по всему телу. Железо также входит во многие элементы, отвечающие за холестериновый обмен, переработку калорий в энергию, борьбу с токсинами.
Благодаря железу со своими функциями лучше справляется иммунная система, а эритроциты с его помощью отправляют углекислый газ в легкие для переработки. Оно также необходимо для поддержания здоровья клеток, кожи, волос и ногтей. Недостаточное количество железа в рационе может повлиять на эффективность, с которой организм использует энергию.
Низкий уровень этого элемента может привести к проблемам с концентрацией внимания, раздражительности и снижению выносливости. В нашем организме содержится около 4 г железа, а большая его часть «встроена» в гемоглобин эритроцитов - красных кровяных телец. Рекомендуемая суточная норма потребления железа зависит от возраста, пола, образа жизни и состояния здоровья.
Железо незаменимый макроэлемент
Зачем организму нужно железо. Митохондриальное железо необходимо для процессов дифференцировки тканей, а внемитохондриальное играет важную роль в процессах роста и дыхания клетки. Зачем организму нужно железо? Железо играет ключевую роль в процессах выработки энергии и транспортировки кислорода.
Зачем нужно железо? Нехватка железа в организме
Что вы узнаете. Если уровень железа в организме низкий, то мышцы и другие ткани не получают достаточно кислорода, что приводит к чувству усталости и слабости. Железо играет роль и в других процессах, происходящих в организме: правильном формировании плода при беременности, работе поджелудочной и щитовидной желёз. Принимаю "Элевит", надо ли добавлять другие препараты йода? Потеря железа в нашем организме может происходить по различным причинам, и главные из них – голодание, строгие диеты, вегетарианство, кровопотери, связанные с обильными месячными. Почему организму женщины нужно железо?
Чем нас лечат: Fe. Железная логика в еде
Далее нехватка железа в организме приводит к нарушению метаболизма, снижению иммунитета, увеличивается холестерин, появляется лишний вес. Без железа наш организм не сможет получить энергию из клетки", – подчеркивает терапевт-диетолог.В организме человека содержится 2,5-4,5 г железа, его уровень необходимо постоянно поддерживать и регулярно восполнять. Эритроциты являются приоритетным местом использования железа в организме, очевидна их исключительная функция в транспортировке кислорода в организме.