Обмен железа в организме. Сколько железа нам надо?
Запасы железа в организме составляют 3-5 г (40 мг на 1 кг массы тела у женщин и 50 мг/кг у мужчин). Это связано с частым дефицитом железа у женщин.
В норме в организме поддерживается баланс между расходом железа и его поступлением с пищей. Содержание железа в пище в экономически развитых странах составляет 10-30 мг в сутки, из которых всасывается меньше 10%. Потеря железа у мужчин и неменструирующих женщин происходит преимущественно с эпителием желудочно-кишечного тракта и составляет около 1 мг в сутки.
Во время менструации дополнительно теряется 0,006 мг в сутки, а у 10% женщин — более 0,025 мг/сут. При беременности расход железа увеличивается в 3 раза.
Основным местом всасывания железа является двенадцатиперстная кишка, в меньшей степени — тощая кишка. Возможности слизистой оболочки по абсорбции железа ограничены: из пищевых продуктов всасывается 1,5-3 мг железа в сутки, при дефиците железа — до 10 мг/сут.
Гемовое железо хорошо всасывается клетками слизистой оболочки из всех мясных продуктов в виде гемина, образующегося при распаде гема. Содержащееся в остальных видах пищи негемовое железо растворяется, не успев всосаться, и становится компонентом общего пищевого пула желудочно-кишечного тракта. Перед абсорбцией оно должно конвертироваться в двухвалентное железо.
Цикл железа в организме
Состав пищи и ряд других факторов оказывают существенное влияние на всасывание железа. Абсорбция железа снижается при уменьшении количества животной пищи, увеличении содержания трехвалентного железа, употреблении чая, кофе, молока, приеме щелочных растворов, фосфатов, увеличении запасов железа в организме, редукции эритропоэза, острых и хронических инфекциях, гемохроматозе.
При высокой концентрации железа оно пассивно диффундирует через слизистую оболочку. При обычной диете концентрация железа в пище незначительна и для его всасывания требуются специальные механизмы абсорбции, включающие поглощение клетками слизистой оболочки, транспорт внутри клетки и поступление в плазму.
Весь процесс поступления железа в организм (поглощение железа клетками, опосредованное рецепторами трансферрина, формирование внутриклеточных запасов железа в виде ферритина, включение железа в состав гема) зависит от содержания железа в клетке и регулируется на молекулярном уровне. Чувствительные к железу регуляторные элементы находятся в 5'-концевых нетранслируемых областях мРНК ферритина и мРНК аминолевулинатсинтетазы и в 3'-концевой нетранслируемой области мРНК рецептора трансферрина.
Основное физиологическое значение железа заключается в синтезе гемоглобина. Поступившее железо на 80-90% участвует в синтезе гема. Оставшееся железо становится компонентом ферритина, в котором содержится основной запас железа в организме. Другим железосодержащим белком запасов является гемосидерин (дериват ферритина).
Завершившие свой жизненный цикл и распавшиеся эритроциты фагоцитируются макрофагами, после чего освободившееся железо практически полностью реутилизируется для синтеза гемоглобина молодыми эритроидными клетками костного мозга. Таким образом, в физиологических условиях в организме существует замкнутый цикл обмена железа, позволяющий свести к минимуму его потери.