Обмен железа в организме, способы обмена нарушения и анализы

Обмен железа в организме – важный биохимический процесс, обеспечивающий процессы дыхания и кроветворения. Снижение общего объема железа в теле человека способно привести к значительному ухудшению скорости формирования гемоглобина эритроцитов, либо вызвать проблемы с его функцией. Также изменение обменных процессов способствует появлению анемии из-за недостатка кислорода, который переносится эритроцитами. Это происходит из-за основного переносчика кислорода – гемоглобина, содержащего атомы трехвалентного железа.

Кроме того, проблемы с метаболизмом микроэлемента способствуют расстройствам питания в различных частях тела. Терапия такого заболевания для детей и подростков проводится комплексно, с использованием поддерживающих медикаментов. Для терапии в обязательном порядке нужно установить этиологию изменения метаболизма, провести изменение в рационе питания больного.

Значение обмена железа в организме

Наибольшее содержание микроэлемента в гемоглобине крови. Кроме того, это важный микроэлемент, участвующий в регуляции некоторых функций при осуществлении ферментативных реакций. Железо участвует в формировании эритроцитов, содержится на постоянном уровне в ферритине. Благодаря этому поддерживается постоянный уровень.

Для поддержания способности крови переноситься с определенной скоростью, необходимо постоянно обновлять клеточный состав крови. Для этого органами кроветворения и иммуногенеза постоянно производятся предшественники клеток крови, из которых пролиферируются все ее элементы. Таким образом формируются и эритроциты.

Продолжительность жизни эритроцитов составляет около двух недель, после чего расщепляются в селезенке с образованием свободного железа. Формирование эритроцитов происходит в красном костном мозге, из различных камбиальных клеток. Процесс развития подчинен вегетативной нервной системе и работает по принципу обратной связи. Это означает, что до выхода сформировавшихся клеток в большой круг кровообращения не происходит формирования новых базовых элементов для замены.

Для развития эритроцитов играет важную роль вырабатываемый почками гормон эритропоэтин. Выполняя свою функцию, он взаимодействует со специальными анализаторами на наружных участках камбиальных клеток эритропоэтического ряда, что способствует превращению базовых элементов крови в пронормобласты, представляющие раннюю стадию развития эритроцитов. При проведении обследования органов кроветворения можно обнаружить эти клетки. В дальнейшем, при следующих стадиях образования кровяных телец, эритропоэтин приводит к постоянному развитию эритроцитов за счет ускорения синтеза гемоглобина.

Затем, после формирования сетчатые тельца могут остаться в месте формирования до семидесяти двух часов, до попадания в системный кровоток. Именно там теряются некоторые элементы клетки – ядро и митохондрии, и под действием биохимических процессов изменяется их форма на присущую эритроцитам двояковогнутую. Обмен железа в организме для этого процесса важен при формировании гемоглобина, без которого невозможно дальнейшее развитие пронормоцитов.

Обменные процессы заключаются в транспортировании, резорбции и хранении химического элемента. В теле взрослого здорового человека находится до 4 граммов металла, приходящегося на массу тела, что соответствует массе приблизительно 80 кг. Общий объем металла в организме составляет приблизительно 40-50 мг на 1 кг массы тела взрослого человека. Наибольший объем химического элемента содержится в гемоглобине. Остаток железа хранится в ферритине, обеспечивая его постоянную концентрацию.

Читайте также:При раковых заболеваниях важно употреблять в пищу антираковые продукты питания. Как же это сделать правильно, чтобы победить рак?

Объем хранимого железа считается лабильной физиологической константой. Общая масса железа в организме считается как разница между поступившим железом и тем, которое было выведено из тела. Около десятой части химического элемента является обязательным компонентом белка миоглобина, доставляющего кислородом мышечную систему. Оставшийся 1% железа входит в состав энзимов различных групп.

Желудочно-кишечному тракту человека трудно всасывать металлы. Небольшая доля химического элемента, содержащегося в мясе и особенно в субпродуктах, абсорбируется во время процесса переваривания аппаратом пищеварения. Количество элемента определяется индивидуальными особенностями организма человека. Кроме того, кальций, являющийся микроэлементом и содержащийся в теле в больших количествах, имеет свойство подавлять всасывание железа. Подавление в основном происходит в двенадцатиперстной кишке.

Обычно всасывание происходит в виде гема, составляет до 10% железа от общего количества, а также негемовое поглощение, во время которого кишечник способен абсорбировать около 9% химического элемента. Всасывание осуществляется за счет микроворсинок слизистой кишечника.

При сбалансированной диете во всех составляющих дневного рациона содержится до 10 мг металла. Организм человека способен абсорбировать не больше 1-2 мг в день.

В слизистой во время процесса абсорбции двухвалентное железо превращается в трехвалентное. Это нужно чтобы включить его в состав белка трансферрина, что позволит перемещать его по организму. Синтез транспортного белка осуществляется в печени человека. Кроме транспортировки абсорбированного железа белок также отвечает за перенос железа из селезенки, которое образовалось после гибели и расщепления эритроцитов.

Гормон, отвечающий за обмен железа

Метаболизм химического элемента осуществляется при помощи сложного белкового комплекса – ферритина. Его функция заключается во внеклеточном хранении химического элемента. Фактически ферритин является сложным протеидным комплексом (железопротеид), который состоит из протеина апоферритин и атомов ферума, входящих в состав гидроксилированного фосфора.

В одной молекуле белка может храниться одновременно до четырех тысяч частиц трехвалентного железа. Ферритин в небольших количествах содержится во всех тканях организма человека, является депо и донором железа для клеток, которым нужен химический элемент для осуществления их функций.

Фактически белок состоит из 2 различных по строению субъединиц. Для плацентарных присущи две субъединицы L и H. Для Н составной присуще содержание сайта фероксидазы, а L компонент обрабатывает составные части ферритина. Кроме того, имеются изомеры ферритина, формирование которых обуславливается различными факторами. Белковый комплекс может содержать одновременно одну или две субъединицы. Однако это также зависит от конкретного органа.

Так для сыворотки крови обычно присуще содержание сложного белкового комплекса, состоящего из двух субъединиц, а в органах формирования крови и ее распада содержится L форма, которая обеспечивает обработку.

Может формироваться двумя путями, при первом способе, называемом анаболическим формированием, происходит из абсорбируемого элемента из тонкого кишечника. При катаболическом способе ферритин формируется из железа, которое выделяется при гемолизе красных кровяных телец.

Свободные атомы железа отличаются повышенной токсичностью. Поэтому связывающий их протеид является необходимым компонентом для поддержания жизнедеятельности. Запасы железа, которые содержатся в жидком содержимом клетки, поддерживаются в жидком состоянии, которое легко растворить. При этом сильно снижается токсичность элемента. Кроме того, белок осуществляет упрощение доступа различными клеточными механизмами. Благодаря действию ферритина растворимость железа в организме повышается в 100 триллионов раз. Также ферритин является основным хранилищем железа.

Читайте также:Диета после инфаркта миокарда: рацион во время болезни, правила питания и меню на каждый день

Видео о влиянии избытка железа на организм:

Кроме того, белок ферритин используется для определения уровня железа в организме. Можно использовать для проведения обследования при подозрении на анемию, которая спровоцирована недостатком химического элемента в организме, либо малокровия, к которому привели хронические заболевания.

Если показатель ферритина значительно снижен – свидетельствует о сильном дефиците химического элемента. При повышенном показателе ферритина, скорее всего у человека есть хронические метаболические заболевания, которые обуславливают повышение уровня белка в сыворотке крови. Такое исследование обязательно проводить перед назначением железосодержащих препаратов, так как при некоторых патологических состояниях они могут привести к вторичному гемосидерозу, что значительно ухудшит состояние здоровья пациента.

Клеточный обмен железа

В организме живого человека железо содержится в нескольких формах. В клеточной форме железо содержится в большей части от общей концентрации железа в организме. Так большинство клеток крови, в том числе и красные кровяные тельца, имеют на поверхностной мембране специфические рецепторы, реагирующие на трансферрин. Это нужно чтобы железо могло войти внутрь клетки.

Попадание комплекса из трехвалентного железа и трансферрина осуществляется при помощи механизма эндоцитоза. Внутри клетки освобождаются ионы металла, затем рецептор расщепляется, и транспортный белок возвращается на поверхностную мембрану. Клеточное содержимое железа нужно для дифференциации клетки, образовании геминовых протеидов, выводе рецепторов, а также в формировании свободных радикалов воздуха. Оставшаяся часть обычно хранится в молекуле ферритина внутри клетки либо в сыворотке крови. Клетки бластического ряда могут прикреплять до ста тысяч молекул транспортного белка, за счет чего содержание в них железа может достигать 200-250 тысяч.

Внеклеточный обмен

Внеклеточное железо включает свободно содержащийся в плазме крови металл и сывороточные белки, например, трансферрин и лактоферрин. Их функция заключается в транспортировке железа по организму. Также внеклеточное железо находится в виде депо элемента в двух сложных белковых соединениях ферритине и гемосидерине, которые в основном содержатся в органах кроветворения – печени и селезенке, а также в миоцитах любого вида мускулатуры. При появлении дефицита железа из депо химических элементов металл выделяется в клеточные структуры.

Нарушение обмена железа

Гемохроматоз – генетически обусловленное заболевание, которое определяется нарушением обменных процессов железа в организме человека с дальнейшим увеличением концентрации в тканях и органах. Избыток железа провоцирует цирроз, артриты, сахарный диабет. Дефицит способен вызвать анемии и ишемическую болезнь.

Гемохроматоз делится на первичный и вторичный. Первый является наследственным заболеванием, которое появляется приблизительно у 0.3% населения. Мужчины чаще подвержены заболеванию, чем женщины. Обычно проявляется заболевание в пожилом возрасте.

Жить Здорово о нехватке железа:

Вторичная форма начинается при излишнем употреблении железа человеком. Это может быть обусловлено неправильным рационом питания либо при его всасывании. Кроме того, при лечении некоторых заболеваний могут назначаться препараты, содержащие железо. При их длительном либо неконтролируемом использовании также возможно скопление железа. Также, заболевание может быть спровоцировано хроническими заболеваниями печени, у пациентов, которые употребляют чрезмерное количество алкоголя.

Кроме того, на объем железа в организме оказывает большое влияние пол и возраст человека. У мужчин обычно содержится большее количество микроэлемента в теле. Нарушения обмена железа способны привести к циррозу печени, которые проявляется в острой печеночной недостаточности. Кроме того, приблизительно у 30% пациентов отмечается появление злокачественных новообразований. При скоплении химического элемента в поджелудочной повреждаются А-клетки островков Лангерганса, выделяющих инсулин. В итоге у человека может возникнуть диабет.

Читайте также:Пиво для роста волос: самые результативные средства

Особенности обмена железа у беременной

Для женщины, носящей плод, необходимо обеспечить организм дополнительным объемом железа. Потребуется до 6 мг абсорбируемого в сутки железа. Это потребуется практически с первого дня натального периода. При этом возникает значительный объем накопления железа. Скапливается до 1150 мг вещества в организме. Что незначительно превышает нормы женского организма. Из этого объема до 400 мг используется для развития плода. 100 мг необходимо на построение плаценты. Во время кормления грудью теряется около 190 мг.

Когда необходимо исследование обмена железа

Диагностические мероприятия, определяющие дефицит либо переизбыток химического элемента, потребуются при проведении некоторых обследований при подозрении на гемохроматоз либо железодефицитную анемию. При появлении симптоматики таких заболеваний обязательно пройти диагностику и обратиться к врачу.

Кроме того, для беременных женщин, которым нужен дополнительный объем железа, желательно проходить регулярные обследования на содержание железа в организме. Для проведения анализа можно применять общий и биохимический анализ крови.

Какой анализ необходим

Для уточнения этиологии малокровия используют общий и биохимический анализ крови.

Для определения уровня железа определяют количество трансферрина и ферритина в сыворотке крови. Анализ проводится комплексно, так как повышенное содержание одного из протеидов может быть сигналом о других заболеваниях, например, воспалительном процессе.

Подготовка к анализу

Перед проведением анализа нужно обязательно исключить употребление алкогольсодержащих средств и препаратов. Не допускать изменений рациона на протяжении суток до проведения обследований. Кроме того, при отсутствии регулярных физических нагрузок нужно избегать их появления в дальнейшем.

Анализ проводится утром, около 9 часов. Обязательно нужно сдавать анализ натощак, после сна и 8-10 часового голодания. При этом нужно избегать курения. При любой физической нагрузке перед сдачей крови нужно отдохнуть и дождаться прихода в норму уровня крови.

До начала процедуры запрещено проходить внутривенные инъекции, пункции и различные массажи. Электрокардиограммы и обследования на рентгеновском аппарате, при добавлении контрастного вещества. После диализа также запрещается проходить анализ на содержание железа в крови.

Перед проведением анализа также нужно воздержаться от применения некоторых препаратов, которые способны изменить его показания. К таким препаратам относятся:

    КортикостероидыСредства контрацепции, принимаемые пероральноАспарагиназыВещества, препятствующие свертыванию крови

Принимать медикаменты можно после взятия крови в тех случаях, если это не необходимо. Кроме того, при употреблении поливитаминных препаратов и лекарственных средств, которые содержат железо нужно оповестить специалиста.

При нарушениях в метаболических процессах возникают некоторые заболевания, которые могут привести к тяжелым последствиям. При проведении анализов в основном проводят количественную реакцию на содержание транспортных белков в сыворотке крови.

Источник: vselekari.com