تبادل الحديد في الجسم

عادةً ما يحتوي جسم الشخص البالغ البالغ من العمر حوالي 3-5 جرام من الحديد ، لذلك يمكن تصنيف الحديد على أنه عناصر تنبؤية. يتم توزيع الحديد بشكل غير متساو في الجسم. يوجد حوالي 2/3 من الحديد في الهيموغلوبين في كريات الدم الحمراء - وهو عبارة عن تجمع حديدي (أو بركة). في البالغين ، يكون هذا البركة 2-2.5 غم ، في المواليد الجدد - 0.3-0.4 غم ، وفي الخدج - 0.1-0.2 غم .يوجد الكثير من الحديد في الميوغلوبين: 0.1 غرام - لدى الرجال و 0.05-0.07 غرام - في النساء. جسم الإنسان يحتوي على أكثر من 70 البروتينات والإنزيمات، والتي تشمل الحديد (على سبيل المثال، ترانسفيرين، اللاكتوفيرين)، فإن المبلغ الإجمالي من الحديد في نفوسهم، والحديد 0،05-0،07، نقلته وترانسفيرين البروتين النقل وحوالي 1٪ ( صندوق نقل الحديد). بالنسبة للممارسة الطبية ، فإن احتياطيات الحديد (مستودع ، صندوق احتياطي) ، والتي تمثل حوالي ثلث إجمالي الحديد في جسم الإنسان ، مهمة للغاية. تؤدي الهيئات التالية وظيفة المستودع:

• الكبد.
• الطحال.
• نخاع العظام
• الدماغ.

ويرد الحديد في المستودع في شكل فيريتين. يمكن وصف كمية الحديد في المستودع بتحديد تركيز SF. حتى الآن ، SF هو العلامة الوحيدة المعترف بها دوليا من احتياطيات الحديد. المنتج النهائي لتبادل الحديد هو hemosiderin تترسب في الأنسجة.

الحديد - أهم عامل مساعد لإنزيمات السلسلة التنفسية للميتوكوندريا ، دورة السيترات ، تخليق الحمض النووي ، يلعب دورًا مهمًا في ربط ونقل الأكسجين بالهيموجلوبين والميوغلوبين. البروتينات التي تحتوي على الحديد ضرورية لعملية التمثيل الغذائي للكولاجين ، الكاتيكولامينات ، التيروزين. بسبب الفعل التحفيزي للحديد في تفاعل Fe ² * <-> Fe ³ ، يشكل الحديد غير المغلف الحر جذور الهيدروكسيل ، والتي يمكن أن تسبب تلفًا لأغشية الخلايا وموت الخلية. في سياق التطور ، تم حل الحماية من التأثير المدمر للحديد الحر بتكوين جزيئات متخصصة لامتصاص الحديد من الغذاء ، امتصاصه ، نقله وترسبه في صورة غير سامة قابلة للذوبان. يتم نقل وترسب الحديد بواسطة بروتينات خاصة: ترانسفيرين ، مستقبل ترانسفيرين ، فيريتين. يتم تنظيم توليف هذه البروتينات من خلال آلية خاصة وتعتمد على احتياجات الكائن الحي.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

يتم إغلاق عملية التمثيل الغذائي للحديد في الشخص السليم في دورة

كل يوم ، يفقد الشخص حوالي 1 ملغ من الحديد مع السوائل البيولوجية وظهارة رخوة في الجهاز الهضمي. بالضبط يمكن استيعاب نفس الكمية في الجهاز الهضمي من الطعام. يجب أن يكون من الواضح أن الحديد يدخل الجسم فقط مع الطعام. وهكذا ، يتم فقدان 1 ملغ من الحديد كل يوم ويتم امتصاص 1 ملغ. في عملية تدمير الكريات الحمراء القديمة ، يتم إطلاق الحديد ، والذي يستخدم من قبل البلاعم ويستخدم مرة أخرى في بناء الهيم. في الجسم توجد آلية خاصة لامتصاص الحديد ، ولكن يتم سحبها بشكل سلبي ، أي لا توجد آلية فسيولوجية لإفراز الحديد. وبالتالي ، إذا كان امتصاص الحديد من الغذاء لا يفي باحتياجات الجسم ، فإن نقص الحديد يحدث بغض النظر عن السبب.

توزيع الحديد في الجسم

1. 70 ٪ من إجمالي كمية الحديد في الجسم هي جزء من البروتينات الدموية ؛ هذه هي المركبات التي يرتبط فيها الحديد بالبورفيرين. الممثل الرئيسي لهذه المجموعة هو الهيموجلوبين (58 ٪ من الحديد). بالإضافة إلى ذلك ، تشتمل هذه المجموعة على الميوغلوبين (8٪ حديد) ، السيتوكروم ، البيروكسيديز ، الكاتلاز (4٪ حديد).
2. مجموعة من الانزيمات غير هيم - زانثين أوكسيديز ، NADH ديهيدروجينيز ، aconitase. هذه الأنزيمات المحتوية على الحديد موضعية بشكل رئيسي في الميتوكوندريا ، تلعب دوراً هاماً في عملية الفسفرة التأكسدية ، نقل الإلكترونات. أنها تحتوي على القليل جدا من المعادن ولا تؤثر على التوازن الكلي للحديد. ومع ذلك ، فإن تركيبها يعتمد على توفير الأنسجة بالحديد.
3. شكل النقل من الحديد هو transferrin ، lactoferrin ، ناقلة حديد منخفضة الوزن الجزيئي. بروبرمين البلازما النقل الرئيسي هو الترانسفيرين. يحتوي هذا الجزء من بروتين بيتا الجلوبيولين بوزن جزيئي قدره 86000 ، على موقعين نشطين ، يمكن لكل منهما إرفاق ذرة واحدة Fe ³⁺ في وقت واحد . في البلازما هناك مواقع حديدية أكثر من ذرات الحديد ، وبالتالي لا يوجد فيها حديد حر. يمكن أن يربط الترانسفرين أيونات معدنية أخرى - النحاس ، والمنغنيز ، والكروم ، ولكن مع انتقائية مختلفة ، ويلزم الحديد أولاً وأكثر بحزم. الموقع الرئيسي لتركيب ترانسفيرين هو خلايا الكبد. مع الزيادة في مستوى الحديد المودع في خلايا الكبد ، يتم تقليل تخليق الترانسفيرين بشكل ملحوظ. يعتمد ترانسفيرين ، الذي يحمل الحديد ، الذي يتخفى على الخلايا الطبيعية وشبكات الخلايا الشبكية ، وكمية امتصاص المعادن ، على وجود مستقبلات حرة على سطح الأسلاف الاحمر. على غشاء الخلايا الشبكية ، هناك عدد أقل بكثير من مواقع الارتباط للترحيل من تلك الموجودة في الخلية البروتينية ، أي مع اختفاء خلايا الإريثرويد ، نقص الحديد. ناقلات الحديد منخفضة الوزن الجزيئي توفر نقل الحديد داخل الخلايا.
4. يمكن أن يكون الحديد المودع أو الاحتياطي أو الاحتياطي في شكلين - فيريتين وهيموسيديرين. يتكون مركب الحديد الاحتياطي من بروتين apoferritin ، وهي الجزيئات التي تحيط بعدد كبير من ذرات الحديد. يحتوي الفيريتين - مركب بني ، قابل للذوبان في الماء ، على 20 ٪ من الحديد. مع التراكم المفرط للحديد في الجسم ، يزيد تركيب الفريتين بشكل كبير. توجد جزيئات الفيريتين في جميع الخلايا تقريبًا ، لكن خاصةً في الكبد والطحال ونخاع العظام. Hemosiderin موجود في الأنسجة على شكل صبغة بنية ، حبيبية ، غير قابلة للذوبان في الماء. محتوى الحديد في hemosiderin هو أعلى من فيريتين - 40 ٪. ويرتبط تأثير ضار من hemosiderin في الأنسجة مع تلف لل lysosomes ، تراكم الجذور الحرة ، مما يؤدي إلى موت الخلايا. في الشخص السليم ، يكون 70٪ من الحديد الاحتياطي على شكل فيريتين ، و 30٪ على شكل هيموسيديرين. معدل استخدام hemosiderin هو أقل بكثير من ذلك من ferritin. يمكن الحكم على مخازن الحديد في الأنسجة على أساس الدراسات النسيجية الكيميائية ، وتطبيق الطريقة شبه الكمية للتقييم. حساب عدد sideroblasts - خلايا كريات الدم الحمراء النووية التي تحتوي على كميات مختلفة من حبيبات الحديد غير الهيم. إحدى سمات توزيع الحديد في جسم الأطفال الصغار هي أن لديهم نسبة عالية من الحديد في خلايا الإريثرويد وأن الحديد أقل في الأنسجة العضلية.

يعتمد تنظيم توازن الحديد على مبادئ إعادة الإستخدام شبه الكامل للحديد الذاتية والمحافظة على المستوى المطلوب بسبب الامتصاص في القناة الهضمية. عمر النصف لإزالة الحديد هو 4-6 سنوات.

[8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19]

امتصاص الحديد

يحدث الامتصاص بشكل رئيسي في الاثني عشر والجزء الأولي من الصائم. مع نقص الحديد في الجسم ، تنتشر منطقة الشفط بشكلٍ كبير. في النظام الغذائي اليومي عادة ما تحتوي على حوالي 10-20 ملغ من الحديد ، ولكن يمتص فقط 1-2 ملغ في الجهاز الهضمي. امتصاص الحديد الهيم يتجاوز كثيرا تدفق الحديد غير العضوي. حول تأثير التكافؤ من حديد على امتصاصه في القناة الهضمية وجود رأي واحد. يعتقد VI Nikulicheva (1993) أن Fe ²⁺ لا يمتص عمليا إما تحت التركيزات العادية أو المفرطة. وفقا لكتاب آخرين ، لا يعتمد امتصاص الحديد على التكافؤ. ثبت أن ليس لديه الحديد التكافؤ الحرج، والذوبان في الاثني عشر تحت رد فعل القلوية. وتشارك عصير المعدة وحمض الهيدروكلوريك في امتصاص الحديد، وتوفير انتعاش شكل أكسيد (الحديد ^H ) في zaknsnuyu (الحديد ²⁺ )، التأين، وتشكيل المكونات المتوفرة للامتصاص، لكنه لا ينطبق إلا على الحديد غير هيم ليست الآلية الرئيسية لتنظيم امتصاص.

لا تعتمد عملية امتصاص حديد الهيم على إفراز المعدة. يتم امتصاص الحديد هيم في شكل بنية البورفيرين وفقط في الأغشية المخاطية من القناة الهضمية هو انشقاقها من الهيم وتكوين الحديد المتأين. يتم امتصاص الحديد بشكل أفضل من منتجات اللحوم (9-22 ٪) التي تحتوي على حديد الهيم ، والأسوأ من ذلك بكثير - من النبات (0.4-5 ٪) ، حيث يوجد حديد غير هيم. من منتجات اللحوم ، يتم استيعاب الحديد بطرق مختلفة: يتم امتصاص الحديد من الكبد أسوأ من اللحوم ، لأنه في الكبد ، يتم احتواء الحديد على شكل هيموسيديرين وفيريتين. يمكن أن يقلل غلي الخضروات بكميات كبيرة من الماء من محتوى الحديد بنسبة 20 ٪.

فريد هو امتصاص الحديد من حليب الثدي ، على الرغم من أن محتواه منخفض - 1.5 ملغ / لتر. بالإضافة إلى ذلك ، يزيد حليب الثدي من امتصاص الحديد من الأطعمة الأخرى المستهلكة في نفس الوقت.

في عملية الهضم ، يدخل الحديد إلى الخلايا المعوية ، من حيث يمر من خلال التدرج التركيز في بلازما الدم. مع نقص الحديد في الجسم ، يتم تسريع انتقاله من تجويف القناة الهضمية إلى البلازما. مع وجود فائض من الحديد في الجسم ، فإن الجزء الأكبر من يركب الحديد في خلايا الغشاء المخاطي في الأمعاء. تنتقل الخلايا المعوية المحملة بالحديد من القاعدة إلى الجزء العلوي من الزغب وتضيع مع الظهارة المستنفدة ، مما يمنع الإفراط في تناول المعدن في الجسم.

تتأثر عملية امتصاص الحديد في الجهاز الهضمي بعدة عوامل. إن وجود الأوكسالات ، الفايتات ، الفوسفات ، التانين في الطيور يقلل من امتصاص الحديد ، حيث تشكل هذه المواد معقدات بالحديد وإزالتها من الجسم. على العكس من ذلك ، فإن الأحماض الأسكوربيك ، و السكسينيك ، و البيروفيك ، الفركتوز ، السوربيتول ، الكحول تزيد من امتصاص الحديد.

في البلازما ، يربط الحديد بشركة الناقل - ترانسفرين. وينقل هذا البروتين الحديد أساسًا إلى نخاع العظام ، حيث يخترق الحديد خلايا الدم الحمراء ، ويعود الترانسفيرين إلى البلازما. يدخل الحديد إلى الميتوكوندريا ، حيث يحدث تركيب الهيم.

يمكن وصف المسار الإضافي للحديد من نخاع العظم على النحو التالي: مع انحلال الدم الفسيولوجي من كريات الدم الحمراء ، يتم تحرير 15-20 ملغ من الحديد يومياً ، والتي تستخدمها البلاعم البلعمية. ثم يعود معظمه إلى تخليق الهيموجلوبين ، ولا يبقى سوى كمية صغيرة كغدة احتياطية في البلاعم.

يستخدم 30 ٪ من محتوى الحديد الكلي في الجسم ليس لتكوين الكريات الحمر ، ولكن يتم إيداعها في المستودع. يتم تخزين الحديد في شكل فيريتين والهيموسيردين في خلايا متني ، لا سيما في الكبد والطحال. على عكس الضامة ، تستخدم الخلايا المتنيّة الحديد ببطء شديد. يزداد تناول الحديد في الخلايا متني مع زيادة كبيرة في الحديد في الجسم ، وفقر الدم الانحلالي ، وفقر الدم اللاتنسجي ، والفشل الكلوي وينخفض مع وجود عجز واضح في المعدن. يزداد إطلاق الحديد من هذه الخلايا مع النزيف وينقص مع عمليات نقل الدم.

لن يكون النمط الكلي لعملية استقلاب الحديد في الجسم غير مكتمل إذا لم تأخذ بعين الاعتبار الأنسجة. كمية الحديد التي هي جزء من ferroenzymes صغيرة - 125 ملغ فقط ، ولكن لا يمكن المبالغة في أهمية إنزيمات التنفس الأنسجة: بدونها ، فإن حياة أي خلية يكون مستحيلا. يسمح مخزون الحديد في الخلايا بتجنب الاعتماد المباشر لتخليق الإنزيمات المحتوية على الحديد على تقلبات مدخولها ونفقاتها في الجسم.

[20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28]

الخسائر الفسيولوجية وخصائص استقلاب الحديد

الفقد الفسيولوجي للحديد من الجسم في شخص بالغ حوالي 1 ملغ يوميا. يتم فقدان الحديد جنبا إلى جنب مع ظهارة الجلد تقشير ، الزوائد البشرة ، ثم ، مع البول ، والبراز ، مع ظهارة الأمعاء sluschivayuschimsya. بالإضافة إلى ذلك ، ينضم إلى النساء فقدان الحديد بالدم أثناء الحيض ، أثناء الحمل ، الولادة ، الإرضاع ، وهو حوالي 800-1000 مجم. ويرد تبادل الحديد في الجسم في المخطط 3. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن محتوى الحديد في تشبع المصل وترانسفيرين تختلف في غضون يوم واحد. مراقبة تركيزات الحديد في الدم عالية في الصباح والقيم المنخفضة في المساء. الحرمان من النوم يؤدي إلى انخفاض تدريجي في محتوى الحديد في المصل.

يتأثر التمثيل الغذائي للحديد في الجسم من خلال العناصر النزرة: النحاس ، الكوبالت ، المنغنيز ، النيكل. النحاس ضروري لاستيعاب ونقل الحديد. تأثيره هو من خلال أوكسيداز السيتوكروم ، ceruloplasmin. إن عمل المنغنيز على عملية تكون الدم غير محدد ويرتبط بقدرات الأكسدة العالية.

لفهم سبب نقص الحديد الأكثر شيوعًا في الأطفال الصغار ، والمراهقات والنساء في سن الإنجاب ، سننظر في ميزات التمثيل الغذائي للحديد في هذه المجموعات.

يحدث تراكم الحديد في الجنين طوال فترة الحمل ، ولكن بشكل مكثف (40 ٪) في الثلث الأخير. لذلك ، يؤدي الخداج في 1-2 شهر إلى انخفاض في توفر الحديد بعامل 1.5-2 مقارنة بالأطفال الذين يعملون لمدة طويلة. من المعروف أن الجنين لديه توازن إيجابي من الحديد ، والذي يتعارض مع تدرج التركيز لصالح الجنين. تشتعل المشيمة الحديد بشكل مكثف أكثر من النخاع العظمي للمرأة الحامل ، ولديها القدرة على استقلاب الحديد من هيموغلوبين الأم.

تأثير نقص الحديد في احتياطيات الأم من هذه العناصر النزرة في الجنين، وهناك تقارير متضاربة. ويعتقد بعض الباحثون أن قلة الحديد الحامل لا يؤثر على مخزون الحديد في الجنين. يعتقد آخرون أن هناك اعتماد مباشر. ويمكن الافتراض أن الحد من الحديد في جسم الأم تطوير احتياطيات نقص الحديد في الأطفال حديثي الولادة. ومع ذلك، نقص الحديد وفقر الدم بسبب نقص خلقي من الحديد غير المحتمل، ومنذ حدوث فقر الدم بسبب نقص الحديد، ومستويات الهيموجلوبين والحديد في الدم خلال اليوم الأول بعد الولادة وخلال الأشهر 3-6 المقبلة لا تختلف في الأطفال الذين يولدون لأمهات صحية والأمهات مع فقر الدم بسبب نقص الحديد. محتوى الحديد في الجسم لفترة ولاية كاملة حديثي الولادة وخديج هو 75 ملغ / كغ.

في الأطفال ، على عكس البالغين ، لا ينبغي أن يعوض الحديد الهضمي فقط عن الخسائر الفسيولوجية لهذا العنصر النزحي ، ولكنه يوفر أيضًا احتياجات النمو التي تبلغ في المتوسط 0.5 ميلغرام / كيلوغرام في اليوم.

وبالتالي ، فإن الشروط الأساسية المسبقة لتطور نقص الحديد في الخدج والأطفال من الحمل المتعدد والأطفال دون سن 3 سنوات هم:

• استنزاف سريع للمخزونات مع كمية غير كافية من الحديد ؛
• الحاجة المتزايدة للحديد.

استقلاب الحديد لدى المراهقين

إن خصوصية التمثيل الغذائي للحديد لدى المراهقين ، خاصة عند البنات ، هي تباين واضح بين الحاجة المتزايدة لهذا العنصر النزولي وقلة استهلاكه في الجسم. أسباب هذا التناقض: النمو السريع ، وسوء التغذية ، وممارسة ، الحيض وفيرة ، ومستوى منخفض من الحديد الأولية.

في النساء في سن الإنجاب ، فإن العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تطور نقص الحديد في الجسم هي الحيض وفرة طويلة ، والحمل المتعدد. الحاجة اليومية للحديد لدى النساء اللاتي يفقدن 30-40 مل من الدم للحيض ، هي 1.5-1.7 مجم / يوم. مع زيادة فقدان الدم ، تزداد الحاجة إلى الحديد إلى 2.5-3 ملغ / يوم. في الواقع ، يمكن فقط 1.8-2 ملغ / يوم تسليمها عبر الجهاز الهضمي ، أي ، 0.5-1 ملغ / يوم من الحديد لا يمكن تجديدها. وهكذا ، في غضون شهر ، سيبلغ نقص المغذيات الدقيقة 15-20 مجم ، 180-240 مجم في السنة ، 1.8-2.4 غرام لمدة 10 سنوات ، أي أن هذا النقص يتجاوز محتوى الحديد الفائض في الجسم. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تطوير نقص الحديد لدى النساء ، فإن عدد حالات الحمل ، والفاصل بينهما ، ومدة الإرضاع مهمة.