Austausch von Eisen im Körper

Normalerweise enthält der Körper einer erwachsenen gesunden Person etwa 3-5 g Eisen, so dass Eisen als Spurenelemente klassifiziert werden kann. Eisen ist ungleichmäßig im Körper verteilt. Etwa 2/3 des Eisens sind im Hämoglobin der Erythrozyten enthalten - es ist ein zirkulierender Eisenpool (oder Pool). Bei Erwachsenen dieser Pool ist 2-2,5 g in Vollgeborene - 0,3-0,4 g und bei Frühgeborenen - 0,1-0,2 Die relativ viel Eisen in Myoglobin enthalten: 0,1 g - bei Männern und 0,05-0,07 g - bei Frauen. Der menschliche Körper mehr als 70 Proteine und Enzyme enthält, die in ihnen Eisen (z.B. Transferrin, Lactoferrin), wobei die Gesamtmenge an Eisen enthalten, wird das Eisen 0,05-0,07, durch das Transportprotein Transferrin durchgeführt wird etwa 1% ( Transportmittel aus Eisen). Für die medizinische Praxis sind Eisenreserven (Depot, Reservefonds), die etwa 1/3 des gesamten Eisens im menschlichen Körper ausmachen, extrem wichtig. Folgende Stellen führen die Funktion des Depots aus:

• Leber;
• Milz;
• Knochenmark;
• Gehirn.

Eisen ist im Depot in Form von Ferritin enthalten. Die Menge an Eisen in dem Depot kann durch Bestimmen der Konzentration von SF charakterisiert werden. Bis heute ist SF der einzige international anerkannte Marker für Eisenreserven. Das Endprodukt des Austauschs von Eisen ist Hämosiderin, das in Geweben abgelagert wird.

Eisen - der wichtigste Cofaktor der Enzyme der mitochondrialen Atmungskette, Citrat-Zyklus, DNA-Synthese, spielt eine wichtige Rolle bei der Bindung und dem Transport von Sauerstoff durch Hämoglobin und Myoglobin; Proteine mit Eisen sind für den Stoffwechsel von Kollagen, Katecholamine, Tyrosin notwendig. Aufgrund der katalytischen Wirkung von Eisen in der Reaktion Fe ² * Fe ³ bildet freies ungebrochenes Eisen Hydroxylradikale, die eine Schädigung von Zellmembranen und Zelltod verursachen können. Im Laufe der Evolution wurde der Schutz gegen die schädigende Wirkung von freiem Eisen durch die Bildung spezieller Moleküle für die Absorption von Eisen aus der Nahrung, seine Absorption, seinen Transport und seine Ablagerung in einer nicht-toxischen löslichen Form gelöst. Transport und Ablagerung von Eisen werden durch spezielle Proteine durchgeführt: Transferrin, Transferrinrezeptor, Ferritin. Die Synthese dieser Proteine wird durch einen speziellen Mechanismus reguliert und hängt von den Bedürfnissen des Organismus ab.

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Metabolismus von Eisen in einer gesunden Person ist in einem Zyklus geschlossen

Jeden Tag verliert eine Person etwa 1 mg Eisen mit biologischen Flüssigkeiten und einem erschlafften Epithel des Verdauungstraktes. Genau die gleiche Menge kann aus dem Essen in den Verdauungstrakt aufgenommen werden. Es sollte klar sein, dass Eisen nur mit Nahrung in den Körper gelangt. Jeden Tag geht 1 mg Eisen verloren und 1 mg wird absorbiert. Bei der Zerstörung alter Erythrozyten wird Eisen freigesetzt, das von Makrophagen genutzt wird und wieder in der Hämherstellung verwendet wird. Im Körper gibt es einen besonderen Mechanismus der Eisenabsorption, aber er wird passiv zurückgezogen, dh es gibt keinen physiologischen Mechanismus für die Ausscheidung von Eisen. Wenn also die Eisenaufnahme aus der Nahrung nicht den Bedürfnissen des Körpers entspricht, tritt unabhängig von der Ursache ein Eisenmangel auf.

Verteilung von Eisen im Körper

1. 70% der Gesamtmenge an Eisen im Körper ist Teil der Hämoproteine; dies sind Verbindungen, in denen Eisen an Porphyrin gebunden ist. Der Hauptvertreter dieser Gruppe ist Hämoglobin (58% Eisen); Darüber hinaus umfasst diese Gruppe Myoglobin (8% Eisen), Cytochrom, Peroxidase, Katalase (4% Eisen).
2. Eine Gruppe von Nicht-Häm-Enzymen - Xanthinoxidase, NADH-Dehydrogenase, Aconitase; Diese eisenhaltigen Enzyme sind hauptsächlich in den Mitochondrien lokalisiert und spielen eine wichtige Rolle bei der oxidativen Phosphorylierung, dem Transport von Elektronen. Sie enthalten sehr wenig Metall und beeinflussen nicht das Gesamtgleichgewicht von Eisen; Ihre Synthese hängt jedoch von der Bereitstellung von Geweben mit Eisen ab.
3. Die Transportform von Eisen ist Transferrin, Lactoferrin, ein niedermolekularer Eisenträger. Das Haupttransportplasma-Ferroprotein ist Transferrin. Dieses Beta-Globulinfraktionsprotein mit einem Molekulargewicht von 86.000 hat 2 aktive Stellen, von denen jeder ein Fe ³⁺ Atom auf einmal anheften kann . Im Plasma gibt es mehr Eisenbindungsstellen als Eisenatome und somit kein freies Eisen. Transferrin kann andere Metallionen binden - Kupfer, Mangan, Chrom, aber mit einer anderen Selektivität, und Eisen bindet zuerst und fester. Die Hauptstelle der Transferrin-Synthese sind Leberzellen. Mit der Zunahme des deponierten Eisens in Hepatozyten ist die Synthese von Transferrin deutlich reduziert. Transferrin, das Eisen trägt, ist an Normozyten und Retikulozyten gebunden, und die Menge der Metallaufnahme hängt von der Anwesenheit von freien Rezeptoren auf der Oberfläche erythroider Vorläuferzellen ab. Auf der Membran des Retikulozyten gibt es signifikant weniger Bindungsstellen für Transferrin als auf dem Prothromyten, das heißt, wenn die erythroide Zelle altert, nimmt der Einfang von Eisen ab. Niedrigmolekulare Eisenträger sorgen für den Eisentransport in den Zellen.
4. Abgelegt, Reserve oder Reserve Eisen kann in zwei Formen sein - Ferritin und Hämosiderin. Die Reserve-Eisenverbindung besteht aus einem Apoferritin-Protein, dessen Moleküle eine große Anzahl von Eisenatomen umgeben. Ferritin - eine braune Verbindung, in Wasser löslich, enthält 20% Eisen. Mit übermäßiger Ansammlung von Eisen im Körper erhöht Ferritin Synthese dramatisch. Ferritinmoleküle existieren in fast allen Zellen, besonders aber in Leber, Milz und Knochenmark. Hemosiderin liegt in den Geweben in Form eines braunen, körnigen, wasserunlöslichen Pigments vor. Der Eisengehalt in Hämosiderin ist höher als in Ferritin - 40%. Schädigende Wirkung von Hämosiderin in Geweben ist mit Schäden an Lysosomen, Ansammlung von freien Radikalen, die zum Zelltod führt verbunden. Bei einem gesunden Menschen sind 70% des Reserveeisens in Form von Ferritin und 30% in Form von Hämosiderin. Die Rate der Hämosiderin-Verwendung ist viel niedriger als die von Ferritin. Die Eisenvorräte in Geweben können auf der Basis von histochemischen Untersuchungen beurteilt werden, wobei die halbquantitative Bewertungsmethode angewendet wird. Zähle die Anzahl der Sideroblasten - nukleäre Erythroidzellen, die unterschiedliche Mengen an Nicht-Häm-Eisengranula enthalten. Ein Merkmal der Verteilung von Eisen im Körper von kleinen Kindern ist, dass sie einen höheren Eisengehalt in erythroiden Zellen und weniger Eisen auf Muskelgewebe haben.

Die Regulation des Eisengleichgewichtes basiert auf den Prinzipien der fast vollständigen Wiederverwendung von endogenem Eisen und der Aufrechterhaltung des erforderlichen Niveaus aufgrund der Absorption im Gastrointestinaltrakt. Die Halbwertszeit der Eisenentfernung beträgt 4-6 Jahre.

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Absorption von Eisen

Die Resorption erfolgt hauptsächlich im Duodenum und im initialen Anteil des Jejunums. Bei einem Eisenmangel im Körper breitet sich die Saugzone distal aus. In einer täglichen Diät enthält in der Regel etwa 10-20 mg Eisen, aber nur 1-2 mg wird im Magen-Darm-Trakt absorbiert. Die Absorption von Häm-Eisen übersteigt den Fluss von anorganischem Eisen stark. Bezüglich des Einflusses der Eisenvalenz auf die Resorption im Gastrointestinaltrakt gibt es keine eindeutige Meinung. VI Nikulicheva (1993) glaubt, dass Fe ²⁺ sowohl bei normalen als auch bei übermäßigen Konzentrationen praktisch nicht absorbiert wird. Nach anderen Autoren ist Eisenabsorption nicht von seiner Wertigkeit abhängig. Es wurde gefunden, dass die Wertigkeit von Eisen und seine Löslichkeit im Zwölffingerdarm in alkalischer Reaktion von entscheidender Bedeutung ist. Magensaft und Salzsäure in der Eisenaufnahme beteiligt ist , liefern Rückgewinnung der Oxidform (Fe ^H ) in zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), Ionisierung, die Bildung von verfügbaren Komponenten für die Absorption, aber es gilt nur für Nicht-Häm - Eisen ist nicht der Hauptmechanismus der Absorptions Regulierung.

Der Prozess der Resorption von Hämeisen hängt nicht von der Magensekretion ab. Hem Eisen wird in Form einer Porphyrin Struktur absorbiert und nur in der Schleimhaut des Darms ist seine Spaltung aus dem Häm und die Bildung von ionisiertem Eisen. Eisen wird besser von Fleischprodukten (9-22%), die Hämeisen enthalten, und viel schlechter absorbiert - von Pflanzen (0,4-5%), wo Nicht-Häm-Eisen vorhanden ist. Von den Fleischprodukten wird Eisen anders assimiliert: Eisen wird aus der Leber schlechter aufgenommen als aus Fleisch, da in der Leber Eisen in Form von Hämosiderin und Ferritin enthalten ist. Kochendes Gemüse in großen Mengen Wasser kann den Eisengehalt um 20 % reduzieren .

Einzigartig ist die Aufnahme von Eisen aus der Muttermilch, obwohl ihr Gehalt gering ist - 1,5 mg / l. Außerdem erhöht die Muttermilch die Aufnahme von Eisen aus anderen Nahrungsmitteln, die gleichzeitig damit konsumiert werden.

Bei der Verdauung gelangt Eisen in den Enterozyten, von wo es durch den Konzentrationsgradienten in das Blutplasma gelangt. Bei einem Mangel an Eisen im Körper wird seine Übertragung von dem Lumen des Gastrointestinaltrakts auf das Plasma beschleunigt. Mit einem Überschuss an Eisen im Körper verweilt der Großteil des Eisens in den Zellen der Darmschleimhaut. Die Enterozyten, die mit Eisen beladen sind, bewegen sich von der Basis bis zur Spitze der Zotten und gehen mit dem verarmten Epithel verloren, was die übermäßige Aufnahme von Metall in den Körper verhindert.

Der Prozess der Eisenresorption im Magen-Darm-Trakt wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Die Gegenwart von Oxalaten, Phytaten, Phosphaten, Tannin im Vogel reduziert die Aufnahme von Eisen, da diese Stoffe Komplexe mit Eisen bilden und aus dem Körper entfernen. Im Gegensatz dazu erhöhen Ascorbin-, Bernstein- und Brenztraubensäuren, Fructose, Sorbit, Alkohol die Eisenaufnahme.

Im Plasma bindet Eisen an seinen Träger - Transferrin. Dieses Protein transportiert Eisen hauptsächlich zum Knochenmark, wo Eisen in Erythrocyocyten eindringt und Transferrin zum Plasma zurückkehrt. Eisen tritt in die Mitochondrien ein, wo Häm-Synthese stattfindet.

Der weitere Weg von Eisen aus dem Knochenmark kann wie folgt beschrieben werden: Mit physiologischer Hämolyse aus Erythrozyten werden 15-20 mg Eisen pro Tag freigesetzt, welches von phagozytischen Makrophagen genutzt wird; dann geht das meiste davon auf die Hämoglobinsynthese zurück und nur eine kleine Menge verbleibt als Ersatzdrüse in Makrophagen.

30% des gesamten Eisengehalts im Körper werden nicht für die Erythropoese verwendet, sondern im Depot deponiert. Eisen in Form von Ferritin und Hämosiderin wird in Parenchymzellen, hauptsächlich in Leber und Milz, gespeichert. Im Gegensatz zu Makrophagen verwenden die Parenchymzellen Eisen sehr langsam. Die Aufnahme von Eisen in den Parenchymzellen steigt mit einem signifikanten Eisenüberschuss im Körper, hämolytischer Anämie, aplastischer Anämie, Niereninsuffizienz und nimmt mit einem ausgeprägten Defizit des Metalls ab. Die Freisetzung von Eisen aus diesen Zellen steigt mit Blutungen und nimmt mit Bluttransfusionen ab.

Das gesamte Muster des Eisenstoffwechsels im Körper ist unvollständig, wenn Sie das Gewebe nicht berücksichtigen. Die Menge an Eisen, die ein Teil von Ferroenzymen ist, ist klein - nur 125 mg, aber die Bedeutung der Gewebeatmungsenzyme kann nicht überschätzt werden: ohne sie wäre das Leben einer Zelle unmöglich. Der Vorrat an Eisen in Zellen erlaubt es, die direkte Abhängigkeit der Synthese eisenhaltiger Enzyme von den Schwankungen ihrer Aufnahme und ihres Aufwandes im Körper zu vermeiden.

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Physiologische Verluste und Besonderheiten des Eisenstoffwechsels

Der physiologische Verlust von Eisen aus dem Körper bei einem Erwachsenen beträgt etwa 1 mg pro Tag. Eisen ist zusammen mit peeling Hautepithel, epidermale Anhänge verloren, dann mit Urin, Kot, mit sluschivayuschimsya Darmepithel. Frauen, zusätzlich, ist der Verlust von Eisen mit Blut während der Menstruation, während der Schwangerschaft, Geburt, Stillzeit, die etwa 800-1000 mg ist. Der Austausch von Eisen im Körper ist in Schema 3 dargestellt. Es ist interessant festzustellen, dass der Eisengehalt im Serum und die Transferrinsättigung innerhalb eines Tages variieren. Beobachten Sie hohe Eisenspiegel im Serum am Morgen und niedrige Werte am Abend. Schlafentzug führt zu einer allmählichen Abnahme des Eisengehalts im Serum.

Der Stoffwechsel von Eisen im Körper wird durch Spurenelemente beeinflusst: Kupfer, Kobalt, Mangan, Nickel. Kupfer ist notwendig für die Assimilation und den Transport von Eisen; seine Wirkung ist durch Cytochromoxidase, Ceruloplasmin. Die Wirkung von Mangan auf den Prozess der Hämatopoese ist nicht spezifisch und ist mit seiner hohen oxidativen Fähigkeit verbunden.

Um zu verstehen, warum Eisenmangel bei kleinen Kindern, jugendlichen Mädchen und Frauen im gebärfähigen Alter am häufigsten auftritt, werden wir die Merkmale des Eisenstoffwechsels in diesen Gruppen betrachten.

Die Ansammlung von Eisen im Fötus erfolgt während der gesamten Schwangerschaft, am intensivsten (40%) im letzten Trimester. Frühgeborene in 1-2 Monaten führen daher zu einer Reduktion der Eisenverfügbarkeit um einen Faktor von 1,5-2 im Vergleich zu Vollzeitkindern. Es ist bekannt, dass der Fetus ein positives Eisengleichgewicht hat, welches gegen den Konzentrationsgradienten zugunsten des Fötus geht. Die Plazenta fängt stärker Eisen ein als das Knochenmark einer Schwangeren und hat die Fähigkeit, Eisen aus dem Hämoglobin der Mutter zu metabolisieren.

Die Wirkung von Eisenmangel in der Reserven der Mutter dieses Spurenelementes in dem Fötus gibt es widersprüchliche Berichte. Einige Autoren glauben, dass sideropenia schwanger nicht die Eisenspeicher in den Fötus beeinflussen; andere glauben, dass es eine direkte Abhängigkeit gibt. Es kann angenommen werden, dass die Reduktion von Eisen im Körper der Eisenmangel Reserven bei Neugeborenen Mutter zu entwickeln. Eisenmangel-Anämie aufgrund eines angeborenen Mangels an Eisen ist jedoch unwahrscheinlich, da das Auftreten von Eisenmangelanämie, Hämoglobin-Spiegel und Serum-Eisen während des ersten Tages nach der Geburt und für die nächsten 3-6 Monate nicht bei Kindern unterscheidet geboren gesunde Mütter und Mütter mit Eisenmangelanämie. Der Eisengehalt im Körper der Neugeborenen Vollzeit-und Frühgeborenen beträgt 75 mg / kg.

Bei Kindern sollte Nahrungseisen im Gegensatz zu Erwachsenen nicht nur die physiologischen Verluste dieses Spurenelements wettmachen, sondern auch Wachstumsbedürfnisse decken, die durchschnittlich 0,5 mg / kg pro Tag betragen.

So sind die Hauptvoraussetzungen für die Entwicklung von Eisenmangel bei Frühgeborenen, Kindern mit Mehrlingsschwangerschaft, Kinder unter 3 Jahren:

• rascher Abbau von Beständen mit unzureichender exogener Aufnahme von Eisen;
• erhöhter Bedarf an Eisen.

Eisenstoffwechsel bei Jugendlichen

Die Besonderheit des Eisenstoffwechsels bei Jugendlichen, insbesondere bei Mädchen, ist eine ausgeprägte Diskrepanz zwischen dem erhöhten Bedarf an diesem Spurenelement und seiner geringen Aufnahme in den Körper. Die Gründe für diese Diskrepanz sind: schnelles Wachstum, schlechte Ernährung, Bewegung, reichlich Menstruation, der anfängliche niedrige Eisengehalt.

Bei Frauen im gebärfähigen Alter sind die Hauptfaktoren, die zur Entwicklung von Eisenmangel im Körper führen, häufige und verlängerte Menstruation, Mehrlingsschwangerschaften. Der tägliche Bedarf an Eisen bei Frauen, die 30-40 ml Blut für die Menstruation verlieren, beträgt 1,5-1,7 mg / Tag. Bei einem größeren Blutverlust erhöht sich der Bedarf an Eisen auf 2,5-3 mg / Tag. Tatsächlich können nur 1,8-2 mg / Tag über den Gastrointestinaltrakt abgegeben werden, dh 0,5-1 mg / Tag Eisen können nicht aufgefüllt werden. Innerhalb eines Monats beträgt der Mikronährstoffmangel also 15-20 mg, 180-240 mg pro Jahr, 1,8-2,4 g für 10 Jahre, dh dieser Mangel übersteigt den Gehalt an Ersatzeisen im Körper. Für die Entwicklung von Eisenmangel bei Frauen sind außerdem die Anzahl der Schwangerschaften, der Abstand zwischen ihnen, die Dauer der Laktation wichtig.