Strijkijzer is het meest voorkomende overgangsmetaal op het aardoppervlak en in organismen en is een essentieel (vitaal) sporenelement voor de mens. Het komt voor in verschillende oxidatietoestanden, maar alleen Fe2 + - tweewaardig ijzerhebben ferroverbindingen - en Fe3 + - driewaardig ijzer, ferroverbindingen - enige betekenis voor organismen. In verbindingen, ijzer is meestal aanwezig in tweewaardige vorm. Fe2 + fungeert dan als reductiemiddel en geeft elektronen af. Fe3 + -verbindingen vertegenwoordigen daarentegen oxidatiemiddelen en zijn, als terminale elektronenacceptoren, in staat elektronen te accepteren [7,19]. Omdat Fe2 + in waterig solutions kan spontaan oxideren tot uiterst matig oplosbaar Fe3 + - hydroxide, hebben organismen bepaalde eiwitten, zoals hemoglobine (bloed pigment), transferrine or ferritine, die ijzer binden. Het sporenelement blijft dus ondanks zijn slechte oplosbaarheid biologisch beschikbaar. Een gezond persoon heeft een totale lichaamsinhoud van ongeveer 3-5 gram ijzer - 45 tot 60 mg / kg lichaamsgewicht. Ongeveer 80% hiervan is aanwezig als functioneel ijzer. De meerderheid van functioneel ijzer is vereist voor erytrocyten (rood bloed cel) vorming en ontwikkeling, en slechts een klein deel (12%) voor myoglobine synthese en de mitochondriale ademhalingsketen. Bovendien moet ijzer beschikbaar zijn voor de biosynthese van ijzerafhankelijk enzymen die essentieel zijn voor elektronentransport. Opslagorganen van ijzer zijn goed voor ongeveer 20% van het totaal. Het sporenelement wordt opgeslagen in de vorm van ferritine en hemosiderin voornamelijk in de lever, milt, darm slijmvlies en beenmerg Er wordt een onderscheid gemaakt tussen heem-ijzer - ijzerprotoporfyrine, tweewaardig Fe - en niet-heemijzer - geïoniseerd vrij ijzer, kan tweewaardig of driewaardig zijn - als een bestanddeel van anorganische verbindingen. Hemiron is een ijzer-eiwitcomplex, met een prothetische groep gekoppeld aan het eiwitmolecuul. De belangrijkste heem eiwitten essentieel voor ijzer metabolisme omvatten hemoglobine, myoglobine en cytochromen. Meer dan de helft van het functionele ijzer is hieraan gebonden hemoglobine (rood bloed pigment) en dus gelokaliseerd in erytrocyten (rode bloedcellen). myoglobine is een rood spierpigment en samen met ander ijzerhoudend enzymen - cytochromen, catalasen, peroxidasen - vormen ongeveer 15% van functioneel ijzer. Het niet-heem-ijzer in dierlijk voedsel heeft de vorm van ferritine, hemosiderine en ijzercitraat.
Metabolisme
De regulatie van ijzerhomeostase vindt plaats door de controle van ijzer absorptie in de dunne darm, voornamelijk in de twaalfvingerige darm (twaalfvingerige darm) en jejunum - middengedeelte van de dunne darm, ook wel bekend als de “lege” darm Absorptie wordt beïnvloed door tal van factoren, zoals:
- Fysiologische vraag
- Hoeveelheid en chemische vorm van ingenomen ijzer
- Individuele voorraadstatus - basaal ijzer absorptie is ongeveer 1 mg / dag, in ijzertekort de absorptie snelheid neemt toe tot 3-5 mg / dag, bij overmatige ijzerabsorptie is tot 50% lager.
- Mate van erytropoëse (productie van rode bloedcellen).
- Kwantitatieve verhoudingen van verschillende andere organische en anorganische voedingscomponenten.
- Resorptieverhoudingen van de spijsverteringskanaal.
- Leeftijd
- Ziekten - bijvoorbeeld malabsorptie zoals coeliakie (gluten-geïnduceerde enteropathie), de ziekte van Crohn, colitis ulcerosa en chronische atrofische gastritis zijn geassocieerd met onvoldoende ijzerabsorptie
Het sporenelement wordt door het voedsel opgenomen als niet-heem-ijzer, dwz in geïoniseerde vrije vorm als vrije Fe2 + -ionen, en als heem-ijzer. Het meeste ijzer in voedsel is gebonden aan eiwitten, biologisch zuren of andere stoffen - ijzerprotoporfyrine (heem), ferrihydroxidecomplexen. In dierlijk voedsel, vooral in vlees, is 40 tot 60% van het ijzer aanwezig als heemijzer. Bivalent ijzer wordt door zijn goede oplosbaarheid 15-35% geabsorbeerd, afhankelijk van de ijzerstatus en heeft dus een hoge biobeschikbaarheid Daarentegen is de beschikbaarheid van niet-heem-ijzer, dat voornamelijk in driewaardige vorm is, significant lager. Non-heem-ijzer komt vooral voor in plantaardig voedsel en wordt zelden meer dan 5% opgenomen. Driewaardig ijzer is niet oplosbaar in de zwak alkalische omgeving van het bovendeel dunne darm en wordt daarom aan absorptie onttrokken. Gelijktijdige consumptie van vlees en plantaardig voedsel kan de absorptiesnelheid van ijzer van plantaardige oorsprong verdubbelen. Dit komt door de complexvormers met laag molecuulgewicht in vlees, inclusief dierlijke eiwitten, die van hogere kwaliteit zijn vanwege het grote aantal waardevolle aminozuren, dan plantaardige eiwitten (eiwitten). Bevat een sulfhydrylgroep aminozuren - methionine, cysteïne - de reductie van driewaardig ijzer bevorderen tot de tweewaardige vorm, die beter oplosbaar en absorbeerbaar is. Voldoende zoutzuur productie in het maagsap is ook belangrijk voor een optimale benutting van voedingsijzer. Maag zoutzuur splitst complexgebonden ijzer in gemakkelijker verkrijgbare vrije ijzerionen en los gebonden organisch ijzer. Verhoog de biologische beschikbaarheid van ijzer uit voedsel verder:
- Gastroferrine - afscheiding van de maag slijmvlies.
- Vitamine C - bevordert de opname van niet-heem-ijzer door ascorbinezuur en remt de vorming van slecht oplosbaar driewaardig ijzer; een inname van slechts 25 mg vitamine C resulteert in een aanzienlijke toename van de opname
- Vitamine A bindt ijzer tijdens het spijsverteringsproces en verwijdert het daardoor van de absorptie-remmende invloeden van fytinezuur (fytaten) en polyfenolen
- Fructose
- Polyoxicarbonzuren in fruit en groenten
- Andere biologische zuren, zoals citroenzuur, wijnsteenzuur en melkzuur.
- Alcohol - bevordert maagzuur secretie, waardoor de opname van driewaardig ijzer wordt verhoogd.
Door ook de omzetting van Fe3 + naar Fe2 + te bevorderen, verhogen deze stoffen de ijzeropname. Bijvoorbeeld, vitamine C - in 150 gram spinazie of koolrabi - verhoogt de biobeschikbaarheid van niet-heem-ijzer met een factor 3-4. De ijzeropname remt sterk:
- Fytinezuur (fytaten) in granen, maïs, rijst en volkoren- en sojaproducten.
- Voedingsvezels - geen cellulose
- Oxalaten in groenten - vooral spinazie, rabarber - en cacao.
- Polyfenolen - Inclusief tannines - In koffie, zwarte thee, gierst, spinazie en rode wijn.
- Fosvitine in eidooiers
- Carbonaten
- fosfaten
- Calcium zouten - het maximale remmende effect werd gevonden bij calciumspiegels in de voeding van 300-600 mg.
- Drugs - maagzuurremmers bevattende aluminium, magnesium en calcium, evenals lipidenverlagend drugs, kan de ijzerabsorptie tot 70% verminderen (colestyramine chelaatvormers zoals penicillamine, ethyleendiaminetetraacetaat - EDTA - en deferoxamine met name de opname van niet-heemijzer remmen.
- Maagzuurbinders
- Cadmium - Cd2 + - uit de omgeving
- Overmatige opname van andere metaalionen, zoals mangaan (Mn2 +), kobalt (Co2 +), koper (Cu2 +), zink (Zn2 +), leiden (Pb2 +).
- Eiwitgebrek in de voeding
Deze stoffen vormen met ijzer een complex dat moeilijk opneembaar is en daardoor de opname ervan blokkeren. Nadat ijzer is opgenomen in de cellen van de dunne darm slijmvlieswordt het ofwel opgeslagen als ferritine, het ijzeropslag-eiwit, of overgebracht naar het plasma met behulp van het transporteiwit mobilferrine. In plasma wordt het sporenelement overgebracht naar het ijzertransporteiwit transferrine. De normale transferrine concentratie in plasma is 220-370 mg / 100 ml. Het niveau van serumtransferrine is omgekeerd evenredig met de grootte van de ijzerpool. Dienovereenkomstig in ijzertekort, zowel plasma transferrinegehalte als transferrinereceptor concentratie worden verhoogd. Transferrineverzadiging is een indicator van ijzertransport naar weefsels en wordt meestal verlaagd in ijzertekort Transferrine transporteert ijzer naar alle cellen en weefsels, waar het zich vervolgens bindt aan transferrinereceptoren en wordt opgenomen in de cellen. Van essentieel belang is de mobilisatie naar de beenmerg Daar is ijzer essentieel voor de voortdurende vorming van hemoglobine, die voorrang heeft op andere synthesestappen. Ongeveer 70 tot 90% van het aan transferrine gebonden ijzer is nodig voor de synthese van hemoglobine. Ten slotte de vorming en ontwikkeling van erytrocyten (rode bloedcellen) is verantwoordelijk voor de overheersende ijzeromzetting, de resterende 10 tot 30% is beschikbaar voor opbouw enzymen en co-enzymen of wordt opgeslagen als ferritine. Als de opslagcapaciteit van ferritine wordt overschreden, wordt ijzer gebonden aan het opslageiwit hemosiderine. Het belang van ferritine ligt in de opslag, het transport en ontgifting van ijzer. Indien nodig kan ijzer snel uit de opslag worden vrijgegeven en worden gebruikt voor de hemoglobinesynthese. Ferritine is de meest geschikte marker voor de ijzerstatus! Lage serum-ferritinespiegels worden gevonden bij ijzertekort. IJzerstapelingen zijn daarentegen detecteerbaar met verhoogde serum-ferritineconcentraties. Als de totale ijzerreserves in het lichaam uitgeput zijn, is het risico van bloedarmoede stijgt als gevolg van een verminderde biosynthese van hemoglobine. Afhankelijk van leeftijd, geslacht en ras geven hemoglobineconcentraties lager dan 12 g / l bij vrouwen en lager dan 13 g / l bij mannen aan bloedarmoede Hemosiderin is een condensatieproduct van apoferritine en cellulaire componenten, zoals lipiden en nucleotiden, voornamelijk gelokaliseerd in hepatocyten en cellen van beenmerg, lever en milt In vergelijking met ferritine is hemosiderine een permanente opslag van ijzer, waarin het sporenelement wordt opgeslagen voor metabolisme in een vorm die niet meer beschikbaar is. Sinds ijzer evenwicht wordt uitsluitend gecontroleerd door absorptie, er is geen gereguleerde uitscheiding van ijzer. Bij mannen en vrouwen na de menopauze gaat dagelijks ongeveer 1-2 mg (19-36 µmol / l) ijzer verloren met het afstoten van darmepitheel en huid cellen, met gal en zweet, en met urine. Bij bloeding treden grotere ijzerverliezen op als gevolg van het daarmee gepaard gaande verlies van hemoglobine. Er wordt ongeveer 25-60 ml bloed uitgescheiden menstruatie, resulterend in het verlies van 12.5-30 mg (225-540 µmol) ijzer per maand. De ijzerbehoefte van een vrouw wordt ook verhoogd tijdens zwangerschap vanwege de toevoer van ijzer naar de foetus Ongeveer 300 mg van het sporenelement wordt aan de foetus door de placenta Daarnaast treedt bloedverlies op als gevolg van bevalling en borstvoeding - 0.5 mg - maar dit wordt gecompenseerd door het ontbreken van menstruatie voor een paar maanden daarna zwangerschap Daarnaast zijn er nog andere risicogroepen voor ijzertekort. Omdat er geen gereguleerde uitscheidingsmechanismen voor ijzer zijn, kan een overmatige ijzerinname via de voeding niet worden gecompenseerd door een verhoogde uitscheiding. Als resultaat van studies zijn verhoogde ferritinespiegels -> 200 µg / ml - een onafhankelijke risicofactor voor atherosclerose (verharding van de slagaders) en kunnen ze het risico op een myocardinfarct verdubbelen (hart- aanval). Ten slotte is de ijzerstatus optimaal wanneer er voldoende ijzer beschikbaar is voor het lichaam om zijn functies uit te voeren, maar de ijzervoorraden niet vol zijn.
