Значение железа в организме человека

Дата создания: 2015/02/11

Чистое железо обладает серебристо-белым цветом, удельный вес его 7,88. в сухом воздухе и в воде, лишенной воздуха и углекислоты, железо не изменяется, но во влажном же воздухе, а особенно в воде, содержащей воздух, быстро окисляется, ржавеет, покрываясь слоем водных окислов. При высокой температуре железо, окисляясь, образует железную окалину, состоящую из соединений закиси (FеО) с окисью (Fе2О3)

Железо известно людям примерно 5 тысяч лет. Сначала его ценили дороже золота, так как использовали только метеоритное железо, которое встречалось очень редко. Способ получения железа из руды открыли в разное время сразу в нескольких странах: в Египте и Месопотамии (II тысячелетие до н. э.), в Закавказье, Малой Азии и Древней Греции (конец II тысячелетия), в Индии (первая половина II тысячелетия до н. э.). В странах Нового Света железный век наступил лишь во II тысячелетии нашей эры.

В начале нашей эры железо широко использовалось в быту, для изготовления различных инструментов и оружия, так как по сравнению с другими известными в то время металлами сплавами оно обладало наибольшей прочностью. В настоящее время большая часть железа используется для производства легированных и углеродистых сталей. Технически чистое железо – материал для сердечников электромагнитов, пластин аккумуляторов. Оксиды и гидроксиды железа (II) и (III) применяют в качестве пигментов; ферромагнитные оксиды – в электротехнике. Нитрат железа (III) используют как протраву при украшении хлопчатобумажных тканей и как утяжелитель шелка. Сульфат железа (III) применяется для травления алюминия, меди и других металлов, при гидрометаллургическом извлечении меди.

В земной коре содержится 4,65% (по массе) железа (второе место после алюминия) в виде гематита, пирита и еще свыше 300 минералов, из которых состоят месторождения железных руд. Биомасса Земли, содержащая до 10 миллиардов тон железа, является важным фактором миграции и перераспределения элемента в природе. В результате выветривания и частичного растворения горных пород в природных водах концентрация железа в них колеблется от 0,01 до 26,0 мг/л.

Натуральные источники железа

Железо является существенной и, как правило, жизненно необходимой частью животной и растительной протоплазмы по преимуществу в виде органического железа. Из тканей организма богаче всего содержанием железа кровь, где оно входит в состав гемоглобина. В биологических системах железо связано с органическими веществами. В миоглобине и гемоглобине встроены ионы Fе2+, в каталазах и оксидазах (ферментах) – Fе3+. В цитохромах железо поочередн6о переходит из одного валентного состояния в другое.

Гемоглобин – красный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Состоит из белка (глобина) и железопорфирина (гема). На одну молекулу глобина приходится 4 гема, а каждый гемм содержит 1 атом железа. Гемоглобин переносит кислород от органов дыхания к тканям и углекислый газ от тканей к дыхательным органам. Степень окисления, иона железа не изменяется при соединении комплекса с кислородом, при этом образуется оксигемоглобин.

Миоглобин – глобулярный белок, запасающий кислород в мышцах позвоночных животных и человека. На одну молекулу белка приходится один гемм, содержащий один атом железа. Наиболее богаты миоглобином мышцы морских животных, способных длительно находиться под водой.

Цитохромы (дыхательные ферменты) – сложные белки, осуществляющие в живых клетках перенос электронов и водорода (в результате обратимого изменения валентности атома железа в геме) от окисляемых органических веществ к молекулярному кислороду.

Общее содержание железа в теле взрослого человека колеблется от 4 до 7 г. Большую часть его составляет железо, входящее в состав белков, обеспечивающих перенос кислорода тканям и ряд ферментативных реакций, а меньшую – тканевые резервы внутренних органов. С возрастом содержание железа в тканях увеличивается. Всосавшееся в желудочно-кишечном тракте железо транспортируется кровью к тканям с помощью белка трансферрина. Каждая молекула трансферрина связывает два иона Fe3+. В реакции участвует бикарбонат-ион, который упрочняет связь между ионами железа и белком трансферрина. Недостаток трансферрина приводит к нарушению обмена железа.

Ферритин – еще один железосодержащий белок, в котором на одну молекулу белка приходится до 4500 атомов железа. Он находится в печени, селезенке, костном мозге. Этот белок запасает и мобилизует железо в организм. Освобождение железа из ферритина сопряжено с восстановлением ионов Fe3+ до Fe2+.

Содержание железа в цельной крови у женщин составляет 40-68 мг %, у мужчин на 3-7 мг % выше. В плазме содержание железа колеблется от 60 до 175 мг %, в форменных элементах (эритроциты) – от 39 до 67 мг %. При остром отравлении содержание его в сыворотке крови может достигать 450 мг %.

Период нахождения железа в организме человека превышает 10 лет, так как железо, содержащиеся в гемоглобине, при разрушении эритроцитов практически не выводится из организма, а рециркулируется печенью. В печени железа содержится больше (500-700 мг), чем в костном мозге (до 300 мг) и селезенке (60-100 мг). Концентрация железа в женском молоке 0,1- 1,6 мг/л.

Суточная потребность человека в железе колеблется от 10 до 30 мг, что связано как с возрастом человека, так и с индивидуальными особенностями его обмена веществ. При анемии в той или иной степени повреждаются все клетки организма. И неудивительно, ведь железо обеспечивает образование гемоглобина, который занимается бесперебойной доставкой кислорода всем органам и системам. В первую очередь поражаются клетки нервной системы, наиболее тонко реагирующие на кислородное голодание. Это проявляется утомляемостью, сонливостью, нарушением сна и ухудшением работоспособности. Запущенные формы анемии сопровождаются развитием стенокардии и повышением артериального давления.

Такому заболеванию могут быть подвержены практически все женщины детородного возраста и особенно те, у кого менструации продолжаются пять или более дней, и сопровождаются обильными кровопотерями.

При анемии природный блеск, а также пигмент меланин, окрашивающий волосы в темный цвет, шевелюра теряет, при железодефицитной анемии, которой в той или иной форме страдают восемь из десяти женщин. Причина – обильные месячные, полуголодные диеты, отказ от мясной пищи, нарушения в работе желудка, курение. В этом случае весь организм, включая и волосяные луковицы, получает недостаточно кислорода, отчего страдают стержень волоса и его оболочка. При железодефицитной анемии нужно обратиться к врачу за направлением на анализ крови на гемоглобин. В зависимости от результата он подскажет, какой препарат и в каких дозах подойдет. Нужно также иметь в виду, что препараты действуют медленно: положительные сдвиги начинают наблюдаться с четвертой-пятой недели. Вам необходимо также наладить рацион питания: в нем должны присутствовать говядина, бобовые, каши. Запасы железа можно удвоить, если параллельно вы будете принимать витамин С: он улучшает усвоение этого микроэлемента.

Суточная потребность в железе взрослого человека составляет 5-10 мг, она увеличивается при интенсивной мышечной деятельности, беременности, кормлении грудью. В организм железо поступает с пищей.

Достаточное количество легкоусвояемого железа в организм человека поступает с такими продуктами, как мясо, свиная и говяжья печень, кальмары, крабы, креветки, морская капуста, а также листовые овощи и яблоки. Кстати, железо из продуктов животного происхождения усваивается организмом легче, чем из растительной пищи. В таблице 5 предоставлены подробные сведения о железосодержащих продуктов.

Как видно из вышеприведенной таблицы, основным источником железа в пищевом рационе человека являются продукты животного происхождения и, прежде всего, мясо, рыба, печень, яичный желток, в которых преобладают так называемые гемовые соединения железа, входящие в состав гемоглобина и миоглобина. Процентное содержание усвояемого железа в продуктах животного происхождения колеблется от 10% (рыба) до 20% (телятина), а усвояемого железа негемовых соединений, содержащихся в растительных продуктах, колеблется от 1% (рис и шпинат) до 6% (бобы сои). Из смешанного рациона у здоровых мужчин усваивается примерно 6% железа, у здоровых женщин – 14%, а у лиц с дефицитом железа – 20%.

Организм усваивает только 10-20% железа от суточной потребности, этот процесс тормозится за счет образования труднорастворимых соединений железа с фосфатами, карбонатами, жирными кислотами.

Фрукты, овощи, фруктовые и овощные соки, аскорбиновая кислота, добавляемая к растительным продуктам до их кулинарной обработки, витамины группы В (В6, В12, фолиевая и никотиновая кислоты), медь, кобальт улучшают всасывание железа. Недостаток белковых продуктов в рационе, жир, молоко, наоборот, снижают усвоение пищевого железа. Зерновые же продукты содержат соединение, которое препятствует всасыванию железа, а это значит, что человек для нормального протекания обменных процессов должен употреблять ежедневно несколько больше железа по сравнению со стандартной суточной потребностью в этом элементе. Ведь даже скрытый дефицит железа в организме приводит к недостаточному снабжению тканей кислородом. В результате происходит ослабление всех видов памяти и познавательной способности.

Недостаток железа в организме

Недостаток железа в организме приводит к развитию анемии (малокровия), характеризующейся снижением содержания гемоглобина в крови. Кроме того, нарушается и функция пищеварительных желез, нервной системы, мышечного аппарата. Нехватку железа устраняют приемом специальных лекарственных препаратов, а также увеличением в пищевом рационе, например, гречихи, яблок.