Uitwisseling van ijzer in het lichaam

Normaal bevat het lichaam van een volwassen gezonde persoon ongeveer 3-5 g ijzer, dus ijzer kan worden geclassificeerd als sporenelementen. IJzer wordt ongelijk verdeeld in het lichaam. Ongeveer 2/3 van het ijzer zit in de hemoglobine van erythrocyten - het is een circulerende ijzeren plas (of pool). Bij volwassenen is deze poule 2-2,5 g voor voldragen zuigelingen - 0,3-0,4 g en bij premature zuigelingen - 0.1-0.2 Het relatief veel ijzer in myoglobine bevatte: 0,1 g - bij mannen en 0,05-0,07 g - bij vrouwen. Het menselijk lichaam bevat meer dan 70 eiwitten en enzymen, die ijzer (b.v., transferrine, lactoferrine), de totale hoeveelheid ijzer in hen omvatten het ijzer 0,05-0,07, het transporteiwit transferrine uitgevoerd wordt ongeveer 1% ( transportfonds van ijzer). Voor de medische praktijk zijn ijzervoorraden (depot, reservefonds), die goed zijn voor ongeveer 1/3 van het totale ijzer in het menselijk lichaam, uiterst belangrijk. De volgende instanties vervullen de functie van het depot:

• lever;
• milt;
• beenmerg;
• de hersenen.

IJzer bevindt zich in het depot in de vorm van ferritine. De hoeveelheid ijzer in het depot kan worden gekarakteriseerd door de concentratie van SF te bepalen. Tot op heden is SF de enige internationaal erkende marker van ijzerreserves. Het eindproduct van de uitwisseling van ijzer is hemosiderine afgezet in weefsels.

Ijzer - essentiële cofactor van de mitochondriale ademhalingsketen enzymen, citroenzuurcyclus, DNA-synthese, het speelt een belangrijke rol bij de binding en transport van zuurstof door hemoglobine en myoglobine; eiwitten die ijzer bevatten zijn noodzakelijk voor het metabolisme van collageen, catecholamines, tyrosine. Door de katalytische werking van ijzer in de reactie Fe ² * <-> Fe ³, vormt vrij ongeschikt ijzer hydroxylradicalen, die schade aan celmembranen en celdood kunnen veroorzaken. In de loop van de evolutie werd de bescherming tegen het schadelijke effect van vrij ijzer opgelost door de vorming van gespecialiseerde moleculen voor de absorptie van ijzer uit voedsel, de absorptie, het transport en de depositie ervan in een niet-toxische oplosbare vorm. Transport en afzetting van ijzer worden uitgevoerd door speciale eiwitten: transferrine, transferrine-receptor, ferritine. De synthese van deze eiwitten wordt geregeld door een speciaal mechanisme en is afhankelijk van de behoeften van het organisme.

[1], [2], [3], [4]

Het metabolisme van ijzer in een gezond persoon is in een cyclus gesloten

Elke dag verliest iemand ongeveer 1 mg ijzer met biologische vloeistoffen en een verslapte epitheel van het spijsverteringskanaal. Precies dezelfde hoeveelheid kan via het voedsel in het spijsverteringskanaal worden opgenomen. Het moet duidelijk zijn dat ijzer alleen met voedsel in het lichaam komt. Zo gaat er elke dag 1 mg ijzer verloren en wordt 1 mg geabsorbeerd. In het proces van vernietiging van oude erytrocyten komt ijzer vrij, dat wordt gebruikt door macrofagen en dat opnieuw wordt gebruikt bij de constructie van heem. In het lichaam is er een speciaal mechanisme voor ijzerabsorptie, maar het wordt passief teruggetrokken, dat wil zeggen, er is geen fysiologisch mechanisme voor uitscheiding van ijzer. Als de absorptie van ijzer uit voedsel niet voldoet aan de behoeften van het lichaam, treedt ijzergebrek op, ongeacht de oorzaak.

Distributie van ijzer in het lichaam

1. 70% van de totale hoeveelheid ijzer in het lichaam maakt deel uit van de hemoproteïnen; dit zijn verbindingen waarin ijzer gebonden is aan porfyrine. De belangrijkste vertegenwoordiger van deze groep is hemoglobine (58% van het ijzer); Bovendien omvat deze groep myoglobine (8% ijzer), cytochroom, peroxidase, catalase (4% ijzer).
2. Een groep non-heem enzymen - xanthine oxidase, NADH dehydrogenase, aconitase; deze ijzerbevattende enzymen zijn voornamelijk gelokaliseerd in de mitochondria, spelen een belangrijke rol in het proces van oxidatieve fosforylatie, transport van elektronen. Ze bevatten heel weinig metaal en hebben geen invloed op de algehele balans van ijzer; De synthese ervan hangt echter af van het voorzien van weefsels met ijzer.
3. De transportvorm van ijzer is transferrine, lactoferrine, een ijzerdrager met een laag moleculair gewicht. Het voornaamste ferroproteïne van het transportplasma is transferrine. Dit beta-globuline fractie-eiwit met een molecuulgewicht van 86.000 heeft 2 actieve sites, die elk één Fe ³⁺ atoom tegelijkertijd kunnen hechten . In plasma zijn er meer ijzerbindende plaatsen dan ijzeratomen en er zit dus geen vrij ijzer in. Transferrine kan andere metaalionen binden - koper, mangaan, chroom, maar met een andere selectiviteit, en ijzer bindt eerst en steviger. De belangrijkste plaats van transferrine-synthese is levercellen. Met de toename in het niveau van afgezet ijzer in hepatocyten, is de synthese van transferrine aanzienlijk verminderd. Transferrine, met ijzer, aviden naar normocyten en reticulocyten, en de hoeveelheid metaalopname hangt af van de aanwezigheid van vrije receptoren op het oppervlak van erytroïde voorlopers. Op het membraan van de reticulocyt zijn er significant minder bindingsplaatsen voor transferrine dan op de protromocyte, dat wil zeggen dat naarmate de erytroïde cellen ouder worden, de vangst van ijzer afneemt. Laagmoleculaire ijzerdragers zorgen voor ijzertransport in de cellen.
4. Afgezet, gereserveerd of gereserveerd ijzer kan in twee vormen voorkomen - ferritine en hemosiderine. De reserve-ijzerverbinding bestaat uit een apoferritine-eiwit, waarvan de moleculen een groot aantal ijzeratomen omgeven. Ferritine - een bruine verbinding, oplosbaar in water, bevat 20% ijzer. Met een overmatige ophoping van ijzer in het lichaam neemt de synthese van ferritine dramatisch toe. Ferritine-moleculen komen voor in bijna alle cellen, maar vooral in de lever, de milt en het beenmerg. Hemosiderine is in de weefsels aanwezig in de vorm van een bruin, korrelig, in water onoplosbaar pigment. Het ijzergehalte in hemosiderine is hoger dan in ferritine - 40%. Beschadigend effect van hemosiderine in weefsels is geassocieerd met schade aan lysosomen, accumulatie van vrije radicalen, wat leidt tot celdood. Bij een gezond persoon is 70% van het reserveijzer in de vorm van ferritine en 30% in de vorm van hemosiderine. De snelheid van het gebruik van hemosiderine is veel lager dan die van ferritine. De ijzeropslag in weefsels kan worden beoordeeld op basis van histochemische studies, waarbij de semi-kwantitatieve evaluatiemethode wordt toegepast. Tel het aantal sideroblasten - nucleaire erytroïde cellen die verschillende hoeveelheden niet-heem-ijzerkorrels bevatten. Een kenmerk van de verdeling van ijzer in het lichaam van jonge kinderen is dat ze een hoger ijzergehalte in erytroïde cellen hebben en minder ijzer op spierweefsel.

Regulering van de ijzerbalans is gebaseerd op de principes van bijna volledige hergebruik van endogeen ijzer en handhaving van het vereiste niveau door absorptie in het maagdarmkanaal. De halfwaardetijd van ijzerverwijdering is 4-6 jaar.

[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14],

Absorptie van ijzer

Absorptie komt voornamelijk voor in de twaalfvingerige darm en het eerste deel van het jejunum. Bij een tekort aan ijzer in het lichaam verspreidt de zuigzone zich distaal. In een dagelijks dieet bevat meestal ongeveer 10-20 mg ijzer, maar slechts 1-2 mg wordt geabsorbeerd in het maagdarmkanaal. De absorptie van heemijzer overtreft de stroom anorganisch ijzer aanzienlijk. Wat de invloed van de ijzeren valentie op de opname ervan in het maag-darmkanaal betreft, is er geen eenduidige mening. VI Nikulicheva (1993) is van mening dat Fe ²⁺ praktisch niet wordt geabsorbeerd, ook niet onder normale of overmatige concentraties. Volgens andere auteurs is de absorptie van ijzer niet afhankelijk van de valentie ervan. Er werd gevonden dat de valentie van ijzer en de oplosbaarheid ervan in de twaalfvingerige darm bij alkalische reactie van doorslaggevend belang is. Maagsap en zoutzuur zijn betrokken bij ijzerabsorptie bieden terugwinning van de oxidevorm (Fe ^H ) in zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionisatie, vorming van componenten beschikbaar voor absorptie, maar alleen van toepassing op niet-heem ijzer niet het voornaamste mechanisme absorptieregulatie.

Het proces van absorptie van heemijzer hangt niet af van de maagsecretie. Het ijzer van de zoom wordt geabsorbeerd in de vorm van een porfyrinestructuur en alleen in het slijmvlies van de darm is zijn splitsing van de heem en de vorming van geïoniseerd ijzer. IJzer wordt beter opgenomen uit vleesproducten (9-22%) met heemijzer en veel erger - van planten (0,4-5%), waar er geen heemijzer is. Van de vleesproducten wordt ijzer op een andere manier geassimileerd: ijzer wordt slechter geabsorbeerd uit de lever dan uit vlees, omdat in de lever ijzer zit in de vorm van hemosiderine en ferritine. Het koken van groenten in grote hoeveelheden water kan het ijzergehalte met 20 % verminderen.

Uniek is de opname van ijzer uit moedermelk, hoewel het gehalte laag is - 1,5 mg / l. Bovendien verhoogt moedermelk de opname van ijzer uit andere voedingsmiddelen die tegelijkertijd worden geconsumeerd.

Tijdens het proces van spijsvertering komt ijzer de enterocyt binnen, van waar het de concentratiegradiënt doorlaat in het bloedplasma. Met een tekort aan ijzer in het lichaam, wordt de overdracht van het lumen van het maagdarmkanaal naar het plasma versneld. Met een teveel aan ijzer in het lichaam, blijft het grootste deel van het ijzer achter in de cellen van het darmslijmvlies. De enterocyte beladen met ijzer beweegt van de basis naar de top van de villi en gaat verloren met het uitgeputte epitheel, dat de overmatige opname van metaal in het lichaam voorkomt.

Het proces van ijzerabsorptie in het maagdarmkanaal wordt beïnvloed door verschillende factoren. De aanwezigheid van oxalaten, fytaten, fosfaten, tannine in de vogel vermindert de opname van ijzer, omdat deze stoffen complexen vormen met ijzer en het uit het lichaam verwijderen. Integendeel, ascorbinezuur, barnsteenzuur en pyrodruivenzuren, fructose, sorbitol, alcohol verhogen de opname van ijzer.

In plasma bindt ijzer zich aan zijn drager - transferrine. Dit eiwit transporteert ijzer voornamelijk naar het beenmerg, waar ijzer doordringt in erythrocaryocyten en transferrine terugkeert naar plasma. IJzer komt de mitochondriën binnen, waar heemsynthese plaatsvindt.

De verdere weg van ijzer uit het beenmerg kan als volgt worden beschreven: met fysiologische hemolyse van erythrocyten komt 15-20 mg ijzer per dag vrij, dat wordt gebruikt door fagocytische macrofagen; dan gaat het meeste terug naar de hemoglobinesynthese en blijft slechts een kleine hoeveelheid over als reserve in macrofagen.

30% van het totale ijzergehalte in het lichaam wordt niet gebruikt voor erytropoëse, maar wordt afgezet in het depot. IJzer in de vorm van ferritine en hemosiderine wordt opgeslagen in parenchymcellen, voornamelijk in de lever en de milt. In tegenstelling tot macrofagen gebruiken de parenchymcellen ijzer zeer langzaam. De inname van ijzer in de parenchymcellen neemt toe met een aanzienlijke overmaat ijzer in het lichaam, hemolytische anemie, aplastische anemie, nierinsufficiëntie en neemt af met een uitgesproken tekort aan het metaal. De afgifte van ijzer uit deze cellen neemt toe met bloedingen en neemt af met bloedtransfusies.

Het algemene patroon van ijzermetabolisme in het lichaam zal onvolledig zijn als u geen rekening houdt met weefsel. De hoeveelheid ijzer die deel uitmaakt van ferrobenzymen is klein - slechts 125 mg, maar het belang van weefselrespiratie-enzymen kan niet worden overschat: zonder hen zou de levensduur van een cel onmogelijk zijn. De voorraad ijzer in cellen maakt het mogelijk om de directe afhankelijkheid van de synthese van ijzerbevattende enzymen op de fluctuaties van de inname en uitgaven in het lichaam te vermijden.

[15], [16], [17], [18], [19]

Fysiologische verliezen en eigenaardigheden van het ijzermetabolisme

Fysiologisch verlies van ijzer uit het lichaam bij een volwassene is ongeveer 1 mg per dag. IJzer gaat verloren samen met schilferend huidepitheel, epidermale aanhangsels en dan, met urine, uitwerpselen, met sluschivayuschimsya darmepitheel. Vrouwen worden bovendien vergezeld door het verlies van ijzer met bloed tijdens de menstruatie, tijdens zwangerschap, bevalling, borstvoeding, die ongeveer 800-1000 mg is. De uitwisseling van ijzer in het lichaam is weergegeven in Schema 3. Het is interessant op te merken dat het ijzergehalte in het serum en de transferrineverzadiging binnen een dag variëren. Observeer hoge serumijzerconcentraties in de ochtend en lage waarden in de avond. Ontbering van slaapmensen leidt tot een geleidelijke afname van het ijzergehalte in het serum.

Het metabolisme van ijzer in het lichaam wordt beïnvloed door sporenelementen: koper, kobalt, mangaan, nikkel. Koper is noodzakelijk voor de assimilatie en het transport van ijzer; het effect ervan is door cytochroomoxidase, ceruloplasmine. De werking van mangaan op het proces van hematopoëse is niet specifiek en wordt geassocieerd met het hoge oxidatieve vermogen.

Om te begrijpen waarom ijzertekort het meest voorkomt bij jonge kinderen, adolescente meisjes en vrouwen in de vruchtbare leeftijd, zullen we de kenmerken van het ijzermetabolisme in deze groepen beschouwen.

De accumulatie van ijzer in de foetus vindt plaats gedurende de gehele zwangerschap, maar het meest intensief (40%) in het laatste trimester. Daarom leidt prematuur in 1-2 maanden tot een vermindering van de ijzerbeschikbaarheid met een factor van 1,5-2 in vergelijking met kinderen op volledige termijn. Het is bekend dat de foetus een positieve ijzerbalans heeft, die in tegenspraak is met de concentratiegradiënt ten gunste van de foetus. De placenta vangt meer intensief ijzer dan het beenmerg van een zwangere vrouw en heeft het vermogen om ijzer uit het hemoglobine van de moeder te metaboliseren.

Het effect van ijzertekort bij de moeder op de voorraad van dit micro-element in de foetus is inconsistent. Sommige auteurs geloven dat de sideropenia van een zwangere vrouw geen invloed heeft op de ijzervoorraden van de foetus; anderen geloven dat er een directe afhankelijkheid is. We kunnen aannemen dat met een afname van het ijzergehalte in het lichaam van de moeder een tekort aan ijzervoorraden bij de pasgeborene ontstaat. Echter, ijzertekort anemie als gevolg van een aangeboren tekort aan ijzer is onwaarschijnlijk, omdat de incidentie van ijzergebreksanemie, hemoglobinegehalte en ijzer tijdens de eerste dag na de geboorte en voor de komende 3-6 maanden verschillen niet bij kinderen van gezonde moeders en moeders met bloedarmoede door ijzertekort. Het ijzergehalte in het lichaam van de pasgeboren voldragen en te vroeg geboren baby is 75 mg / kg.

Bij kinderen, in tegenstelling tot volwassenen, zou voedingsijzer niet alleen de fysiologische verliezen van dit sporenelement moeten goedmaken, maar ook zorgen voor groeiverschillen, die gemiddeld 0,5 mg / kg per dag bedragen.

Dus, de belangrijkste voorwaarden voor de ontwikkeling van ijzertekort bij prematuren, kinderen van meerdere zwangerschappen, kinderen jonger dan 3 jaar zijn:

• snelle uitputting van voorraden met onvoldoende exogene inname van ijzer;
• verhoogde behoefte aan ijzer.

IJzermetabolisme bij adolescenten

De eigenaardigheid van het ijzermetabolisme bij adolescenten, vooral bij meisjes, is een uitgesproken discrepantie tussen de toegenomen behoefte aan dit sporenelement en de lage inname ervan in het lichaam. De redenen voor deze discrepantie: snelle groei, slechte voeding, lichaamsbeweging, overvloedige menstruatie, het aanvankelijk lage niveau van ijzer.

Bij vrouwen in de vruchtbare leeftijd zijn de belangrijkste factoren die leiden tot de ontwikkeling van ijzertekort in het lichaam overvloedig en langdurige menstruatie, meerlingzwangerschappen. De dagelijkse behoefte aan ijzer bij vrouwen die 30-40 ml bloed verliezen voor de menstruatie, is 1,5 - 1,7 mg / dag. Bij een groter bloedverlies neemt de behoefte aan ijzer toe tot 2,5-3 mg / dag. In feite kan slechts 1,8-2 mg / dag worden toegediend via het maagdarmkanaal, dat wil zeggen 0,5-1 mg / dag ijzer kan niet worden aangevuld. Dus binnen een maand zal de tekort aan micronutriënten 15-20 mg, 180-240 mg per jaar, 1.8-2.4 g gedurende 10 jaar bedragen, dat wil zeggen, dit tekort overschrijdt het gehalte aan extra ijzer in het lichaam. Bovendien is voor de ontwikkeling van ijzerdeficiëntie bij vrouwen het aantal zwangerschappen, het interval ertussen, de duur van de borstvoeding belangrijk.