Żelazo we krwi

Całkowita zawartość żelaza w organizmie człowieka wynosi około 4,2 g. Około 75-80% całkowitego żelaza znajduje się w hemoglobinie, 20-25% żelaza jest w rezerwie, 5-10% znajduje się w mioglobinie, 1% jest zawarty w enzymach oddechowych, które katalizują procesy oddychania w komórkach i tkankach. Żelazo pełni swoją funkcję biologiczną głównie jako część innych biologicznie aktywnych związków, przede wszystkim enzymów. Enzymy zawierające żelazo pełnią cztery główne funkcje:

• transport elektronów (cytochromy, białka żelazowo-siarkowe);
• transport i magazynowanie tlenu (hemoglobiny, mioglobiny);
• udział w tworzeniu centrów aktywnych enzymów utleniająco-redukcyjnych (oksydaz, hydroksylaz, SOD itp.);
• transport i depozycja żelaza (transferyna, hemosyderyna, ferrytyna).

Homeostaza żelaza w organizmie zapewniona jest przede wszystkim poprzez regulację jego wchłaniania, ze względu na ograniczoną zdolność organizmu do wydalania tego pierwiastka.

Istnieje wyraźna odwrotna zależność między stanem żelaza w organizmie człowieka a jego wchłanianiem w przewodzie pokarmowym. Wchłanianie żelaza zależy od:

• wiek, poziom żelaza w organizmie;
• schorzenia przewodu pokarmowego;
• ilość i formy chemiczne dostarczanego żelaza;
• ilości i formy innych składników żywności.

Wartości referencyjne stężenia żelaza w surowicy

Wiek	Stężenie żelaza w surowicy
	Mcg/dl	µmol/l
Noworodki	100-250	17,90-44,75
Dzieci poniżej 2 lat	40-100	7.16-17.90
Dzieci	50-120	8,95-21,48
Dorośli:
Mężczyźni	65-175	11.6-31.3
Kobiety	50-170	9,0-30,4

Do optymalnego wchłaniania żelaza niezbędne jest prawidłowe wydzielanie soku żołądkowego. Przyjmowanie kwasu solnego wspomaga wchłanianie żelaza w achlorhydrii. Kwas askorbinowy, który redukuje żelazo i tworzy z nim kompleksy chelatowe, zwiększa dostępność tego pierwiastka, podobnie jak inne kwasy organiczne. Innym składnikiem pożywienia, który poprawia wchłanianie żelaza, jest „czynnik białka zwierzęcego”. Proste węglowodany poprawiają wchłanianie żelaza: laktoza, fruktoza, sorbitol, a także aminokwasy, takie jak histydyna, lizyna, cysteina, które tworzą łatwo wchłanialne chelaty z żelazem. Wchłanianie żelaza zmniejszają napoje, takie jak kawa i herbata, których związki polifenolowe mocno wiążą ten pierwiastek. Dlatego herbatę stosuje się w celu zapobiegania zwiększonemu wchłanianiu żelaza u pacjentów z talasemią. Różne choroby mają istotny wpływ na wchłanianie żelaza. Wzrasta ono przy niedoborze żelaza, anemii (hemolitycznej, aplastycznej, złośliwej), hipowitaminozie B6 _i hemochromatozie, co tłumaczy się zwiększoną erytropoezą, wyczerpaniem zapasów żelaza i niedotlenieniem.

Współczesne koncepcje wchłaniania żelaza w jelicie przypisują centralną rolę dwóm typom transferyny - śluzówkowej i osoczowej. Apotransferyna śluzówkowa jest wydzielana przez enterocyty do światła jelita, gdzie łączy się z żelazem, po czym przenika do enterocytu. W tym ostatnim jest uwalniana od żelaza, po czym wchodzi w nowy cykl. Transferyna śluzówkowa powstaje nie w enterocytach, ale w wątrobie, z której to białko dostaje się do jelita z żółcią. Po stronie podstawnej enterocytu transferyna śluzówkowa oddaje żelazo swojemu analogowi osoczowemu. W cytozolu enterocytu część żelaza jest zawarta w ferrytynie, większość jest tracona podczas złuszczania komórek śluzówkowych, które następuje co 3-4 dni, a tylko niewielka część przechodzi do osocza krwi. Zanim zostanie włączone do ferrytyny lub transferyny, żelazo dwuwartościowe przekształca się w trójwartościowe. Najintensywniejsze wchłanianie żelaza zachodzi w proksymalnych częściach jelita cienkiego (w dwunastnicy i jelicie czczym). Transferyna osoczowa dostarcza żelazo do tkanek, które mają specyficzne receptory. Wbudowywanie żelaza do komórki poprzedza wiązanie transferyny do specyficznych receptorów błonowych, których utrata np. w dojrzałych erytrocytach powoduje utratę zdolności wchłaniania tego pierwiastka. Ilość żelaza wnikającego do komórki jest wprost proporcjonalna do liczby receptorów błonowych. Żelazo jest uwalniane z transferyny w komórce. Następnie apotransferyna osoczowa wraca do krążenia. Wzrost zapotrzebowania komórek na żelazo podczas ich szybkiego wzrostu lub syntezy hemoglobiny prowadzi do indukcji biosyntezy receptora transferyny i odwrotnie, wraz ze wzrostem rezerw żelaza w komórce, liczba receptorów na jej powierzchni maleje. Żelazo uwolnione z transferyny wewnątrz komórki wiąże się z ferrytyną, która dostarcza żelazo do mitochondriów, gdzie wchodzi w skład hemu i innych związków.

W organizmie człowieka żelazo jest stale redystrybuowane. Pod względem ilościowym najważniejszy jest cykl metaboliczny: osocze → czerwony szpik kostny → erytrocyty → osocze. Ponadto funkcjonują następujące cykle: osocze → ferrytyna, hemosyderyna → osocze i osocze → mioglobina, enzymy zawierające żelazo → osocze. Wszystkie trzy cykle są ze sobą połączone poprzez żelazo osoczowe (transferynę), które reguluje dystrybucję tego pierwiastka w organizmie. Zazwyczaj 70% żelaza osoczowego trafia do czerwonego szpiku kostnego. W wyniku rozpadu hemoglobiny uwalnia się około 21-24 mg żelaza dziennie, co jest wielokrotnie więcej niż spożycie żelaza z przewodu pokarmowego (1-2 mg/dzień). Ponad 95% żelaza trafia do osocza z układu fagocytów jednojądrowych, który pochłania ponad 10 ¹¹ starych erytrocytów dziennie przez fagocytozę. Żelazo, które dostaje się do komórek fagocytów jednojądrowych, albo szybko wraca do krążenia w postaci ferrytyny, albo jest magazynowane do wykorzystania w przyszłości. Pośredni metabolizm żelaza jest przede wszystkim związany z procesami syntezy i rozpadu Hb, w których centralną rolę odgrywa układ fagocytów jednojądrowych. U osoby dorosłej żelazo transferyny w szpiku kostnym jest włączane do normocytów i retikulocytów za pomocą specyficznych receptorów, które wykorzystują je do syntezy hemoglobiny. Hemoglobina wnikająca do osocza krwi podczas rozpadu erytrocytów wiąże się specyficznie z haptoglobiną, co zapobiega jej filtracji przez nerki. Żelazo uwolnione po rozpadzie hemoglobiny w układzie fagocytów jednojądrowych ponownie wiąże się z transferyną i wchodzi w nowy cykl syntezy hemoglobiny. Transferyna dostarcza do innych tkanek 4 razy mniej żelaza niż do czerwonego szpiku kostnego. Całkowita zawartość żelaza w hemoglobinie wynosi 3000 mg, w mioglobinie - 125 mg żelaza, w wątrobie - 700 mg (głównie w postaci ferrytyny).

Żelazo wydalane jest z organizmu głównie przez złuszczanie błony śluzowej jelit oraz z żółcią. Jest również tracone z włosami, paznokciami, moczem i potem. Całkowita ilość żelaza wydalanego w ten sposób wynosi 0,6-1 mg/dobę u zdrowego mężczyzny, a ponad 1,5 mg u kobiet w wieku rozrodczym. Taka sama ilość żelaza wchłania się z pożywienia (5-10% jego całkowitej zawartości w diecie). Żelazo z pokarmów zwierzęcych wchłania się kilkakrotnie lepiej niż z pokarmów roślinnych. Stężenie żelaza ma rytm dobowy, a u kobiet występuje związek z cyklem menstruacyjnym. W czasie ciąży zawartość żelaza w organizmie spada, szczególnie w drugiej połowie.

Stężenie żelaza w surowicy zależy zatem od jego resorpcji w przewodzie pokarmowym, kumulacji w jelitach, śledzionie i czerwonym szpiku kostnym, od syntezy i rozpadu Hb oraz jej utraty przez organizm.

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