Scambio di ferro nel corpo

Normalmente, il corpo di una persona sana per adulti contiene circa 3-5 g di ferro, quindi il ferro può essere classificato come oligoelementi. Il ferro è distribuito in modo non uniforme nel corpo. Circa 2/3 del ferro sono contenuti nell'emoglobina degli eritrociti - si tratta di una piscina di ferro circolante (o piscina). Negli adulti, questo pool è 2-2,5 g, nei neonati a termine pieno - 0,3-0,4 g, e nei neonati pretermine - 0,1-0,2 g. Relativamente molto ferro è contenuto nella mioglobina: 0,1 g - negli uomini e 0,05-0,07 g - nelle donne. Il corpo umano contiene più di 70 proteine ed enzimi, che includono ferro (per esempio, transferrina, lattoferrina), la quantità totale di ferro in essi, il ferro è 0.05-0.07, portato dal transferrina proteina di trasporto è di circa 1% ( fondo di trasporto di ferro). Per la pratica medica, le riserve di ferro (deposito, fondo di riserva), che rappresentano circa 1/3 del ferro totale nel corpo umano, sono estremamente importanti. I seguenti corpi svolgono la funzione del deposito:

• fegato;
• milza;
• midollo osseo;
• il cervello.

Il ferro è contenuto nel deposito sotto forma di ferritina. La quantità di ferro nel deposito può essere caratterizzata determinando la concentrazione di SF. Ad oggi, SF è l'unico indicatore di riserve di ferro riconosciuto a livello internazionale. Il prodotto finale dello scambio di ferro è l'emosiderina depositata nei tessuti.

Ferro - il cofattore più importante degli enzimi della catena respiratoria mitocondriale, ciclo dei citrati, sintesi del DNA, svolge un ruolo importante nel legame e nel trasporto dell'ossigeno da parte dell'emoglobina e della mioglobina; le proteine contenenti ferro sono necessarie per il metabolismo del collagene, delle catecolamine, della tirosina. A causa dell'azione catalitica del ferro nella reazione Fe ² * <-> Fe ³, il ferro libero non riscaldato forma radicali idrossilici, che possono causare danni alle membrane cellulari e alla morte cellulare. Nel corso dell'evoluzione, la protezione contro l'effetto dannoso del ferro libero è stata risolta dalla formazione di molecole specializzate per l'assorbimento del ferro dal cibo, dal suo assorbimento, trasporto e deposizione in una forma solubile non tossica. Il trasporto e la deposizione di ferro sono effettuati da proteine speciali: transferrina, recettore di transferrina, ferritina. La sintesi di queste proteine è regolata da un meccanismo speciale e dipende dalle esigenze dell'organismo.

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Il metabolismo del ferro in una persona sana è chiuso in un ciclo

Ogni giorno, una persona perde circa 1 mg di ferro con fluidi biologici e un epitelio rilassato del tubo digerente. Esattamente la stessa quantità può essere assorbita nel tratto digestivo dal cibo. Dovrebbe essere chiaro che il ferro entra nel corpo solo con il cibo. Pertanto, ogni giorno si perde 1 mg di ferro e si assorbe 1 mg. Nel processo di distruzione dei vecchi eritrociti, il ferro viene rilasciato, che viene utilizzato dai macrofagi e viene nuovamente utilizzato nella costruzione dell'eme. Nel corpo c'è uno speciale meccanismo di assorbimento del ferro, ma è ritirato passivamente, cioè non esiste un meccanismo fisiologico per l'escrezione di ferro. Di conseguenza, se l'assorbimento di ferro dal cibo non soddisfa i bisogni del corpo, la carenza di ferro si verifica indipendentemente dalla causa.

Distribuzione di ferro nel corpo

1. Il 70% della quantità totale di ferro nel corpo fa parte delle emoproteine; questi sono composti in cui il ferro è legato alla porfirina. Il principale rappresentante di questo gruppo è l'emoglobina (58% di ferro); Inoltre, questo gruppo include mioglobina (ferro 8%), citocromo, perossidasi, catalasi (ferro al 4%).
2. Un gruppo di enzimi non ematici - xantina ossidasi, NADH deidrogenasi, aconitasi; questi enzimi contenenti ferro sono localizzati principalmente nei mitocondri, svolgono un ruolo importante nel processo di fosforilazione ossidativa, trasporto di elettroni. Contengono pochissimo metallo e non influenzano l'equilibrio generale del ferro; Tuttavia, la loro sintesi dipende dalla fornitura di tessuti con ferro.
3. La forma di trasporto di ferro è transferrina, lattoferrina, un veicolo di ferro a basso peso molecolare. La principale ferroproteina plasmatica di trasporto è la transferrina. Questa proteina della frazione di beta-globulina con un peso molecolare di 86.000 ha 2 siti attivi, ognuno dei quali può attaccare un atomo di Fe ³⁺ alla volta . Nel plasma ci sono più siti che legano il ferro rispetto agli atomi di ferro e, quindi, non c'è ferro libero in esso. La transferrina può legare altri ioni metallici - rame, manganese, cromo, ma con una diversa selettività, e il ferro lega prima e più saldamente. Il sito principale della sintesi della transferrina è costituito da cellule epatiche. Con l'aumento del livello di ferro depositato negli epatociti, la sintesi della transferrina è marcatamente ridotta. La transferrina, il trasporto di ferro, l'avulsione a normociti e reticolociti e la quantità di assorbimento del metallo dipendono dalla presenza di recettori liberi sulla superficie dei progenitori eritroidi. Sulla membrana del reticolocita, ci sono significativamente meno siti di legame per la transferrina rispetto al protromocita, cioè, man mano che la cellula eritroide invecchia, la cattura del ferro diminuisce. I corrieri di ferro a basso peso molecolare forniscono il trasporto di ferro all'interno delle cellule.
4. Il ferro depositato, di riserva o di riserva può essere in due forme: ferritina ed emosiderina. Il composto di ferro di riserva consiste in una proteina apoferritina, le cui molecole circondano un gran numero di atomi di ferro. La ferritina - un composto marrone, solubile in acqua, contiene il 20% di ferro. Con l'eccessivo accumulo di ferro nel corpo, la sintesi della ferritina aumenta drammaticamente. Le molecole di ferritina esistono in quasi tutte le cellule, ma specialmente nel fegato, nella milza e nel midollo osseo. L'emosiderina è presente nei tessuti sotto forma di un pigmento marrone, granulare, insolubile in acqua. Il contenuto di ferro nell'emosiderina è superiore a quello della ferritina - 40%. L'effetto dannoso dell'emosiderina nei tessuti è associato al danno ai lisosomi, all'accumulo di radicali liberi, che porta alla morte cellulare. In una persona sana, il 70% del ferro di riserva è sotto forma di ferritina e il 30% sotto forma di emosiderina. Il tasso di utilizzo dell'emosiderina è molto più basso di quello della ferritina. Le riserve di ferro nei tessuti possono essere giudicate sulla base di studi istochimici, applicando il metodo semi-quantitativo di valutazione. Contare il numero di sideroblasti - cellule eritroidi nucleari contenenti diverse quantità di granuli di ferro non eme. Una caratteristica della distribuzione del ferro nel corpo dei bambini è che hanno un contenuto di ferro più elevato nelle cellule eritroidi e meno ferro è sul tessuto muscolare.

La regolazione dell'equilibrio del ferro si basa sui principi della quasi completa reimpiego del ferro endogeno e sul mantenimento del livello richiesto a causa dell'assorbimento nel tratto gastrointestinale. L'emivita della rimozione del ferro è di 4-6 anni.

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Assorbimento di ferro

L'assorbimento si verifica principalmente nel duodeno e nella parte iniziale del digiuno. Con una carenza di ferro nel corpo, la zona di aspirazione si diffonde distalmente. In una dieta quotidiana di solito contiene circa 10-20 mg di ferro, ma solo 1-2 mg vengono assorbiti nel tratto gastrointestinale. L'assorbimento del ferro eme supera di gran lunga il flusso di ferro inorganico. Per quanto riguarda l'influenza della valenza di ferro sul suo assorbimento nel tratto gastrointestinale, non c'è un'opinione inequivocabile. VI Nikulicheva (1993) ritiene che Fe ²⁺ non sia praticamente assorbito né sotto concentrazioni normali né eccessive. Secondo altri autori, l'assorbimento del ferro non dipende dalla sua valenza. Si è constatato che la valenza del ferro e la sua solubilità nel duodeno in reazione alcalina sono di importanza decisiva. Succo gastrico e acido cloridrico sono coinvolti nell'assorbimento del ferro, fornire il recupero della forma di ossido (Fe ^H ) in zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), ionizzazione, formazione di componenti disponibili per l'assorbimento, ma si applica solo ferro non-eme non è il meccanismo principale di regolazione assorbimento.

Il processo di assorbimento dell'eme ferro non dipende dalla secrezione gastrica. Il ferro è assorbito sotto forma di una struttura di porfirina e solo nella mucosa dell'intestino si trova la scissione dall'eme e la formazione di ferro ionizzato. Il ferro viene assorbito meglio dai prodotti a base di carne (9-22%) contenenti ferro eme, e molto peggio - dalla pianta (0,4-5%), dove c'è ferro non eme. Tra i prodotti a base di carne, il ferro viene assimilato in diversi modi: il ferro viene assorbito dal fegato in modo peggiore rispetto alla carne, poiché nel fegato il ferro è contenuto in emosiderina e ferritina. La bollitura di verdure in grandi quantità di acqua può ridurre il contenuto di ferro del 20 %.

Unico è l'assorbimento di ferro dal latte materno, anche se il suo contenuto è basso - 1,5 mg / l. Inoltre, il latte materno aumenta l'assorbimento di ferro da altri alimenti consumati contemporaneamente.

Nel processo di digestione, il ferro entra nell'enterocita, da dove passa attraverso il gradiente di concentrazione nel plasma sanguigno. Con una carenza di ferro nel corpo, il suo trasferimento dal lume del tratto gastrointestinale al plasma viene accelerato. Con un eccesso di ferro nel corpo, la maggior parte del ferro indugia nelle cellule della mucosa intestinale. L'enterocita carico di ferro si sposta dalla base alla cima dei villi e viene perso con l'epitelio impoverito, che impedisce l'eccessiva assunzione di metallo nel corpo.

Il processo di assorbimento del ferro nel tratto gastrointestinale è influenzato da vari fattori. La presenza di ossalati, fitati, fosfati, tannino nell'uccello riduce l'assorbimento del ferro, poiché queste sostanze formano complessi con il ferro e lo rimuovono dal corpo. Al contrario, l'acido ascorbico, succinico e piruvico, il fruttosio, il sorbitolo e l'alcol aumentano l'assorbimento del ferro.

In plasma, il ferro si lega al suo corriere - transferrin. Questa proteina trasporta il ferro principalmente nel midollo osseo, dove il ferro penetra negli eritrocariociti e la transferrina ritorna al plasma. Il ferro entra nei mitocondri, dove avviene la sintesi dell'eme.

L'ulteriore percorso di ferro dal midollo osseo può essere descritto come segue: con emolisi fisiologica da eritrociti, vengono rilasciati 15-20 mg di ferro al giorno, che viene utilizzato dai macrofagi fagocitici; quindi la maggior parte risale alla sintesi dell'emoglobina e solo una piccola quantità rimane come ghiandola di riserva nei macrofagi.

Il 30% del contenuto totale di ferro nel corpo non è usato per l'eritropoiesi, ma è depositato nel deposito. Il ferro sotto forma di ferritina ed emosiderina è immagazzinato nelle cellule parenchimali, principalmente nel fegato e nella milza. A differenza dei macrofagi, le cellule parenchimali usano il ferro molto lentamente. L'assunzione di ferro nelle cellule parenchimali aumenta con un significativo eccesso di ferro nel corpo, anemia emolitica, anemia aplastica, insufficienza renale e diminuisce con un deficit pronunciato del metallo. Il rilascio di ferro da queste cellule aumenta con il sanguinamento e diminuisce con le trasfusioni di sangue.

Il modello generale del metabolismo del ferro nel corpo sarà incompleto se non si tiene conto del tessuto. La quantità di ferro che fa parte dei ferroenzimi è piccola - solo 125 mg, ma l'importanza degli enzimi respiratori dei tessuti non può essere sovrastimata: senza di essi, la vita di qualsiasi cellula sarebbe impossibile. Lo stock di ferro nelle cellule consente di evitare la diretta dipendenza della sintesi degli enzimi contenenti ferro sulle fluttuazioni della sua assunzione e del dispendio nel corpo.

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Perdite fisiologiche e peculiarità del metabolismo del ferro

La perdita fisiologica di ferro dal corpo in un adulto è di circa 1 mg al giorno. Il ferro è perso insieme a peeling epitelio della pelle, appendici epidermiche, poi, con urina, feci, con epitelio intestinale sluschivayuschimsya. Alle donne, inoltre, si aggiunge la perdita di ferro con il sangue durante le mestruazioni, durante la gravidanza, il parto, l'allattamento, che è di circa 800-1000 mg. Lo scambio di ferro nel corpo è presentato nello Schema 3. È interessante notare che il contenuto di ferro nella saturazione del siero e della transferrina varia nel giro di un giorno. Osservare alte concentrazioni di ferro nel siero al mattino e valori bassi alla sera. La privazione del sonno porta ad una diminuzione graduale del contenuto di ferro nel siero.

Il metabolismo del ferro nel corpo è influenzato da oligoelementi: rame, cobalto, manganese, nichel. Il rame è necessario per l'assimilazione e il trasporto del ferro; il suo effetto è attraverso la citocromo ossidasi, ceruloplasmina. L'azione del manganese sul processo di emopoiesi non è specifica ed è associata alla sua elevata capacità ossidativa.

Per capire perché la carenza di ferro è più comune nei bambini, nelle adolescenti e nelle donne in età fertile, prenderemo in considerazione le caratteristiche del metabolismo del ferro in questi gruppi.

L'accumulo di ferro nel feto si verifica durante l'intera gravidanza, ma più intensamente (40%) nell'ultimo trimestre. Pertanto, la prematurità in 1-2 mesi porta ad una riduzione della disponibilità di ferro di un fattore di 1,5-2 rispetto ai bambini a termine. È noto che il feto ha un bilancio positivo di ferro, che va contro il gradiente di concentrazione a favore del feto. La placenta cattura in modo più intenso il ferro rispetto al midollo osseo di una donna incinta e ha la capacità di metabolizzare il ferro dall'emoglobina della madre.

L'effetto della carenza di ferro nelle riserve della madre di questo oligoelemento nel feto, ci sono notizie contrastanti. Alcuni autori ritengono che sideropenia gravidanza non influenza i depositi di ferro nel feto; altri credono che ci sia una dipendenza diretta. Si può presumere che la riduzione del ferro nel corpo della madre sviluppo delle riserve di carenza di ferro nel neonato. Tuttavia, carenza di ferro anemia dovuta a carenza congenita di ferro è improbabile, dal momento che l'incidenza di anemia sideropenica, livelli di emoglobina e ferro sierico durante il primo giorno dopo la nascita e per i successivi 3-6 mesi non differiscono nei bambini nati da madri sane e madri con carenza di ferro. Il contenuto di ferro nel corpo del neonato a termine e neonati prematuri è 75 mg / kg.

Nei bambini, a differenza degli adulti, il ferro alimentare non deve solo compensare le perdite fisiologiche di questo oligoelemento, ma fornire anche le esigenze di crescita, che sono in media di 0,5 mg / kg al giorno.

Pertanto, i prerequisiti principali per lo sviluppo della carenza di ferro nei neonati prematuri, i bambini di gravidanze multiple, i bambini sotto i 3 anni sono:

• rapido esaurimento delle scorte con insufficiente apporto esogeno di ferro;
• aumentato bisogno di ferro.

Metabolismo del ferro negli adolescenti

La peculiarità del metabolismo del ferro negli adolescenti, specialmente nelle ragazze, è una spiccata discrepanza tra l'aumento del bisogno di questo oligoelemento e il suo basso apporto nel corpo. Le ragioni di questa discrepanza: crescita rapida, cattiva alimentazione, esercizio fisico, abbondanza delle mestruazioni, iniziale basso livello di ferro.

Nelle donne in età fertile, i principali fattori che portano allo sviluppo della carenza di ferro nel corpo sono le mestruazioni abbondanti e prolungate, le gravidanze multiple. Il fabbisogno giornaliero di ferro nelle donne che perdono 30-40 ml di sangue per le mestruazioni è di 1,5-1,7 mg / giorno. Con una maggiore perdita di sangue, il fabbisogno di ferro aumenta a 2,5-3 mg / die. Infatti, solo 1,8-2 mg / die possono essere somministrati tramite il tratto gastrointestinale, cioè 0,5-1 mg / die di ferro non possono essere reintegrati. Pertanto, entro un mese la carenza di micronutrienti sarà pari a 15-20 mg, 180-240 mg all'anno, 1,8-2,4 g per 10 anni, cioè questa carenza eccede il contenuto di ferro di riserva nel corpo. Inoltre, per lo sviluppo della carenza di ferro nelle donne, il numero di gravidanze, l'intervallo tra loro, la durata della lattazione sono importanti.