Часть 2. Почему железо необходимо человеческому организму?
Слайд 1. Железо давно признано незаменимым элементом для здоровья человека. Несмотря на неполное понимание его метаболизма, многие древние цивилизации, в том числе египтяне, греки и римляне, разработали лекарственное применение этого соединения. Однако исследователям потребовалось много веков, чтобы раскрыть его функции, и только в начале 20 века неопровержимые доказательства подтвердили, что железо абсолютно необходимо для нормального обмена веществ в организме.
Слайд 2. Железо играет роль в метаболизме как компонент некоторых белков и ферментов. Железо в свободном состоянии токсично для организма. Оно связано с белками либо за счёт связывания лиганда, либо за счёт включения в группу порфирина — кольцевой молекулы.
Комплекс двухвалентной формы железа и протопорфирина IX известен как гем.
Рис. 12. Строение гема
Теперь мы знаем, что железо необходимо для транспортировки кислорода по нашему телу. Этот «кислородный автобус» - он же гемоглобин, содержащийся в красных кровяных тельцах - представляет собой сложную структуру между железом и белком, называемым гемопротеином (ферропротопорфирин), который циркулирует в организме с головы до ног, распределяя столь необходимый кислород по всем внутренним органам.
Слайд 3. Как и гемоглобин, миоглобин связывает железо внутри гемовой группы. Миоглобин — это белок, содержащийся в мышцах, который используется для хранения кислорода. Структурно он намного проще, состоящий из одной полипептидной цепи из 154 аминокислот.
|
|
|
Он обнаружен только в сердечных миоцитах (мышечных клетках) и окислительных скелетных мышцах. Миоглобин — это белок, запасающий кислород. У морских млекопитающих он обеспечивает снабжение кислородом в течение продолжительных периодов времени, когда животное ныряет под воду. В это время миоглобин выделяет кислород для поддержания аэробного метаболизма в мышцах. Было показано, что у людей уровень миоглобина повышается на больших высотах.
Рис. 13. Строение миоглобина
Слайд 4. Метаболизм железа
Как усваивается железо?
Путешествие начинается в начальных частях тонкой кишки, где этот элемент может пересечь стенку кишечника и попасть в кровоток. Оказавшись там, он «путешествует автостопом» на транспортере под названием трансферрин, чтобы добраться до костного мозга, где он наконец соединяется с ферропротопорфирином для создания красных кровяных телец.
ЭПО - эритропоэтин - гормон почек.
Эритропоэз — (от греч. erythrós красный и poietikós образующий) процесс кроветворения, образования эритроцитов в костном мозге, стимулируемы специальным гормоном (эритропоэтином).
|
|
|
Слайд 5. Как это хранится?
Пищевое железо хранится в составе белкового комплекса, называемого ферритином. Ферритин состоит из 24 субъединиц, которые образуют капсулу вокруг связанных атомов железа. Каждый комплекс связывает от 2000 до 45000 атомов железа.
Рис. 14. Строение ферритина
Слайд 6. Другой белок, трансферрин, вырабатываемый в печени, переносит железо из крови в другие места для хранения. Основными местами хранения железа в организме являются печень, скелетные мышцы и ретикулоэндотелиальные клетки. Если емкость этих клеток превышена, железо откладывается рядом с комплексами ферритин-железо в клетках. Эти отложения называются гемосидерином. Железо в гемосидерине недоступно клетке. Отложения гемосидерина могут быть обнаружены в организме после кровотечения. Общее использование железа в организме регулируется мРНК ферритина и трансферрина, которые содержат элементы, реагирующие на железо.
Как выводится?
Последняя часть головоломки метаболизма железа связана с тем, как оно выводится из организма. Оказывается, наше тело довольно скупо и не так легко отпускает железо! Есть некоторые неизбежные потери (например, при порезах) - по оценкам, менее 1 мг в день - но остальная часть хранится в нерастворимых формах.
|
|
|
Постоянный баланс
Учитывая поддерживающие жизнь свойства железа, неудивительно, что в нашем организме наблюдаются колебания уровня железа под строгим наблюдением. Благодаря постоянному измерению уровней достигается прекрасный баланс между усвоением, транспортировкой, хранением и использованием. Это позволяет высвобождать железо, когда это необходимо, но только в небольших количествах, поскольку организм не имеет специального механизма выведения, а избыток железа, циркулирующего в крови, может стать токсичным.
Слайд 7. Источники поступления железа
С точки зрения того, насколько легко усваивается из нашего рациона, железо — сложный элемент. Прежде всего, оно бывает двух видов: гемовой и негемовой, в зависимости от того, прикреплен ли он белок к ферропротопорфирину (гему) или нет. Гемовое железо содержится в белках, связанных с транспортом кислорода, включая гемоглобин и миоглобин. Негемовое железо можно найти в белках, связанных с окислительным фосфорилированием, и в белках-хранилищах железа, таких как трансферрин и ферритин. Гемовые формы образуются в результате употребления в пищу мяса и рыбы, тогда как негемовое железо более преобладает в злаках, бобовых, фруктах и овощах.
|
|
|
Слайд 8. Что еще больше усложняет абсорбцию (поглощение)?
Есть много элементов, которые препятствуют усвоение железа. К ним относятся соединения, называемые фитатами (или фитановая кислота — антипитательное вещество, снижающее доступность содержащихся в рационе питательных веществ) и полифенолами, которые присутствуют во многих продуктах питания, от фруктов и овощей до чая и кофе. Кроме того, многие различные белки, в том числе содержащиеся в молоке (например, казеин) и яйцах (альбумин), также могут отрицательно влиять на усвоение железа.
Слайд 9. Как улучшить усвоение железа?
С другой стороны, есть ряд других соединений, которые помогают усвоению железа, переводя его в более растворимую форму, например, аскорбиновая и лимонная кислоты. Для гомеостаза железа необходима аскорбиновая кислота (витамин С), которая стимулирует абсорбцию пищевого железа и способствует поглощению железа, связанного с трансферрином, в плазме; стимулирует синтез ферритина, ингибируя деградацию ферритина и выход железа из клетки. Она способна противодействовать негативным эффектам, вызываемым всеми описанными выше ингибиторами, включая фитат и полифенолы.
Помимо аскорбиновой и лимонной кислоты, гемовые формы железа могут улучшать абсорбцию негемовых форм, присутствующих в одной еде. Исследования показали, что белок, содержащийся в мясе, может увеличить абсорбцию железа из фруктов и овощей, тогда как приём внутрь такого же количества белка, полученного из яичного альбумина, эффекта не оказало.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!