Железо в организме человека чем оно полезно

Железо (Fe, феррум) является верным союзником человека на протяжении всей истории Homo sapiens. Нас ежедневно окружают сотни предметов, имеющих железо в своем составе. Более того, этот металл присутствует в нашем организме. «Внутри» человека содержится всего несколько грамм, но приносимая ими польза поистине огромна.

В главных ролях… железо, или Функции микроэлемента в организме

Железо — один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Оно содержится в горных породах и почве, а также в грунтовых, пресных и соленых водах. Присутствующее в воде и грунте железо впитывается корнями растений, и далее по пищевой цепи — попадает в организмы животных. При содействии железа осуществляется фотосинтез и формирование тканей растений. Именно поэтому агрономы нередко лечат ослабленных представителей флоры внесением «железной подкормки». С участием этого минерала происходят важнейшие процессы жизнедеятельности животных и человека: дыхательная деятельность, энергетический обмен, синтез ДНК, ферментов и белков, окислительно-восстановительные реакции в тканях и кровеносной системе[1].

Железо составляет около 6% от массы коры и мантии Земли[2]. Более того, по предположению ученых, ядро нашей планеты главным образом состоит как раз из Fe и его сплавов[3]. А судя по метеоритам, содержащим от 20 до 90% железа[4], этот элемент широко распространен во всей нашей Галактике.

Львиная доля содержащегося в организме железа находится в гемоглобине[5] — сложном белковом соединении, входящем в состав эритроцитов. Именно железо придает белку способность удерживать и переносить кислород от легких к клеткам и углекислый газ — по венам в обратную сторону[6].

Существуют и другие гемопротеины. В частности — содержащийся в сердечных и скелетных мышцах миоглобин (другие названия: миогемоглобин, мышечный гемоглобин). Ключевой функцией миоглобина является формирование запасов поступающего в мышцы кислорода и расходование по мере необходимости[7]. Высокая активность миоглобина имеет плюсы и минусы. Польза заключается в способности прочно связывать токсичные вещества (синильную кислоту, например) и тем самым купировать легкие формы отравлений[8]. Вторая сторона медали — при высвобождении вследствие тяжелых травм (в норме этого не происходит) миоглобин сам становится токсичным. Вызывает риск развития смертельно опасных патологий: травматического токсикоза, тканевой гипоксии, закупорки канальцев почек, ведущей к некрозу[9].

Еще две группы гемопротеинов — цитохромы, железосерные ферменты — участвуют в энергетическом обмене, активно транспортируя электроны в реакциях биологического окисления с высвобождением энергии, необходимой нам для поддержания жизнедеятельности[10]. Способность быть донором электронов за счет перемены валентности также делает железо незаменимым участником окислительно-восстановительных процессов.

Железо присутствует в ферменте рибонуклеотидредуктаза, который регулирует синтез цепей ДНК[11].

Кроме того, микроэлемент регулирует обмен веществ, стимулирует рост и физическое развитие детей и подростков, укрепляет иммунитет, поддерживает работу щитовидной железы и печени, отвечает за здоровый вид кожи, волос и ногтей.

Нормы содержания железа в организме человека

В организме мужчины содержится порядка 4–5 г железа, женщины — около 3 г[12]. У детей количество железа возрастает по мере взросления в связи с увеличением массы тела и количества циркулирующей крови.

Новорожденные малыши появляются на свет с «багажом» в 300–400 мг железа[13]. В связи с усиленным ростом и развитием этого количества младенцу едва хватит на первые 4–6 месяцев жизни[14]. Так как физиология требует не только сохранить, но и приумножить железное богатство, источником для непрерывного пополнения запасов являются материнское молоко или смеси для искусственного вскармливания.

Порядка 60% железа входит в состав гемоглобина, еще 5% — миоглобина и гемовых ферментов. Остальное — идет в резерв и откладывается в виде ферритина в печени, селезенке, костном мозге и мышечной ткани[15]. Ферритин и его разновидность — трансферрин являются сложными железопротеиновыми молекулами, содержащими до 4000 атомов железа, которыми они охотно снабжают клетки по первому же запросу[16].

Определить, достаточно ли железа в организме, помогает анализ крови. При этом нужно учитывать, что содержание гемоглобина в плазме крови наиболее высоко утром и снижается ко второй половине дня[17]. Концентрация биоэлемента в плазме зависит также от пола и возраста.

Таблица. Нормы содержания железа в сыворотке крови по возрастам[18]

Пол, возраст, а также наличие беременности влияют и на среднесуточную потребность в железе. В день грудничкам требуется порядка 200 мкг металла, детям от года до 16 лет — примерно 20–22мкг на каждый кг веса, мужчинам — от 800 мкг, женщинам – почти вдвое больше — 1,4–1,5 г, а дамам в положении и кормящим мамам — до 5–6 мг[19].

Физиологическая потребность в железе возникает из-за ежедневного вывода из организма верхнего слоя слизистой желудка (он разрушается под агрессивным действием соляной кислоты и ферментов), обновления кожного покрова, роста волос и ногтей. Эти потери составляют около 1 мг в сутки[20]. Еще до 100 мкг выводится с мочой[21]. Повышенные потребности в ферруме у детей объясняются ростом и делением клеток, у беременных — формированием и развитием плода, а также увеличением циркулирующей крови.

Признаки нехватки микроэлемента

Утраченное железо главным образом восполняется из пищи. В случае железодефицитной анемии (ЖДА) могут быть также назначены лекарственные средства, в тяжелых случаях — вливания цельной донорской крови (вместе с эритроцитами).

Анемия — это третья, заключительная стадия нехватки железа. Ей предшествуют еще 2 периода:

• прелатентный: когда исчерпывается «стабилизационный фонд» биоэлемента, т.е. расходуется все атомы Fe из ферритина;
• латентный (когда происходит снижение активности тканевых ферментов)[22].

По данным ВОЗ, железодефицит развивается в анемию более чем у 30% населения мира. В развивающихся странах нехватку железа испытывает каждая вторая беременная женщина и около 40% малышей до 6 лет[23].

Пациенты с ЖДА жалуются на слабость, головную боль, нередко теряют сознание. К признакам недостатка железа в организме относятся:

• шелушение, сухость и дряблость кожи;
• выпадение, истончение и ломкость волос, несвоевременная потеря пигментации;
• слоение, ломкость, искривление ногтей[24].

Нехватка железа выявляются лабораторными методами: при ОАК — общем анализе крови — из пальца или биохимическом — из вены. ОАК является косвенным методом, т.к. здесь исследуется уровень гемоглобина и эритроцитов, в состав которых входит железо. На дефицит микроэлемента укажет сниженная концентрация железосодержащих кровяных клеток.

Биохимические анализы на железо более точны и информативны. Существуют специальные тесты, определяющие концентрацию железа сыворотки, ферритина и трансферрина, а также латентную (ненасыщенная) и общую железосвязывающую способность сыворотки крови.

Причины недостатка железа в организме

Дефицит железа может возникнуть по разным причинам. В первую очередь, из-за несбалансированного питания, приводящего к недостаточному поступлению железа, витаминов A, С и группы B, способствующих его усвоению. Не исключено ошибочное сочетание железосодержащей пищи с микроэлементами-ингибиторами, которые мешают Fe усваиваться (цинк, магний, хром, кальций)[25].

Железодефицит — не редкость при отказе от животной пищи, являющейся источником легкоусвояемого гемового железа. Ведь из мяса и субпродуктов усваивается от 15 до 35% содержащегося в них железа, из растительной пищи в среднем 1–5% (и только из зелени — до 20%)[26].

Недостаток железа может возникнуть от потерь крови (при ранениях, операциях, донорстве, родах и менструациях — обильных и продолжительных). К низкому уровню железа в крови приводят сбои в работе ЖКТ, мешающие усвоению поступающего с пищей биоэлемента. Причина может крыться в болезнях желудка или кишечника, поражении паразитарными организмами.

«Железное голодание» клетки могу испытывать из-за сбоев в транспортировке железа (дефицита трансферрина), при усиленных физических нагрузках.

Железо не относится к благородным металлам, но, учитывая его пользу и незаменимость для организма, имеет полное право на этот титул. Оно передает нам свою силу, делая выносливыми и работоспособными. Без него невозможно кроветворение и образование сотен ферментов. Благодаря ему наша кожа сияет здоровьем, волосы блестят, ногти растут крепкими. И главное — благодаря ему каждая клеточка организма способна дышать, функционировать и развиваться.