Железо (Fe, феррум) является верным союзником человека на протяжении всей истории Homo sapiens. Нас ежедневно окружают сотни предметов, имеющих железо в своем составе. Более того, этот металл присутствует в нашем организме. «Внутри» человека содержится всего несколько грамм, но приносимая ими польза поистине огромна.
В главных ролях. железо, или Функции микроэлемента в организме
Железо — один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Оно содержится в горных породах и почве, а также в грунтовых, пресных и соленых водах. Присутствующее в воде и грунте железо впитывается корнями растений, и далее по пищевой цепи — попадает в организмы животных. При содействии железа осуществляется фотосинтез и формирование тканей растений. Именно поэтому агрономы нередко лечат ослабленных представителей флоры внесением «железной подкормки». С участием этого минерала происходят важнейшие процессы жизнедеятельности животных и человека: дыхательная деятельность, энергетический обмен, синтез ДНК, ферментов и белков, окислительно-восстановительные реакции в тканях и кровеносной системе [1] .
Железо составляет около 6% от массы коры и мантии Земли [2] . Более того, по предположению ученых, ядро нашей планеты главным образом состоит как раз из Fe и его сплавов [3] . А судя по метеоритам, содержащим от 20 до 90% железа [4] , этот элемент широко распространен во всей нашей Галактике.
Львиная доля содержащегося в организме железа находится в гемоглобине [5] — сложном белковом соединении, входящем в состав эритроцитов. Именно железо придает белку способность удерживать и переносить кислород от легких к клеткам и углекислый газ — по венам в обратную сторону [6] .
Существуют и другие гемопротеины. В частности — содержащийся в сердечных и скелетных мышцах миоглобин (другие названия: миогемоглобин, мышечный гемоглобин). Ключевой функцией миоглобина является формирование запасов поступающего в мышцы кислорода и расходование по мере необходимости [7] . Высокая активность миоглобина имеет плюсы и минусы. Польза заключается в способности прочно связывать токсичные вещества (синильную кислоту, например) и тем самым купировать легкие формы отравлений [8] . Вторая сторона медали — при высвобождении вследствие тяжелых травм (в норме этого не происходит) миоглобин сам становится токсичным. Вызывает риск развития смертельно опасных патологий: травматического токсикоза, тканевой гипоксии, закупорки канальцев почек, ведущей к некрозу [9] .
Еще две группы гемопротеинов — цитохромы, железосерные ферменты — участвуют в энергетическом обмене, активно транспортируя электроны в реакциях биологического окисления с высвобождением энергии, необходимой нам для поддержания жизнедеятельности [10] . Способность быть донором электронов за счет перемены валентности также делает железо незаменимым участником окислительно-восстановительных процессов.
Железо присутствует в ферменте рибонуклеотидредуктаза, который регулирует синтез цепей ДНК [11] .
Кроме того, микроэлемент регулирует обмен веществ, стимулирует рост и физическое развитие детей и подростков, укрепляет иммунитет, поддерживает работу щитовидной железы и печени, отвечает за здоровый вид кожи, волос и ногтей.
Нормы содержания железа в организме человека
В организме мужчины содержится порядка 4–5 г железа, женщины — около 3 г [12] . У детей количество железа возрастает по мере взросления в связи с увеличением массы тела и количества циркулирующей крови.
Новорожденные малыши появляются на свет с «багажом» в 300–400 мг железа [13] . В связи с усиленным ростом и развитием этого количества младенцу едва хватит на первые 4–6 месяцев жизни [14] . Так как физиология требует не только сохранить, но и приумножить железное богатство, источником для непрерывного пополнения запасов являются материнское молоко или смеси для искусственного вскармливания.
Порядка 60% железа входит в состав гемоглобина, еще 5% — миоглобина и гемовых ферментов. Остальное — идет в резерв и откладывается в виде ферритина в печени, селезенке, костном мозге и мышечной ткани [15] . Ферритин и его разновидность — трансферрин являются сложными железопротеиновыми молекулами, содержащими до 4000 атомов железа, которыми они охотно снабжают клетки по первому же запросу [16] .
Определить, достаточно ли железа в организме, помогает анализ крови. При этом нужно учитывать, что содержание гемоглобина в плазме крови наиболее высоко утром и снижается ко второй половине дня [17] . Концентрация биоэлемента в плазме зависит также от пола и возраста.
Таблица. Нормы содержания железа в сыворотке крови по возрастам [18]
Возраст
Норма железа, мкмоль/л
Источник
Железо и его роль в организме человека | Суточная норма, симптомы недостатка и избытка
Железо (Fe, Ferrum, феррум) – это один из микроэлементов (в добавках может указываться как Iron), которые человек получает из пищи и воды. Входит в категорию металлов, влияющих на обменные процессы, рост, развитие, репродуктивную функцию, состав и качество крови. По организму железо распределяется следующим образом:
До 70% – в гемоглобине.
До 20-15% – в виде депо (запасов) в печени.
Около 5-10% – в миоглобине (отвечает за дыхание мышечных тканей).
Малая часть (около 0,1%) – в составе белков трансферрина, гемосидерина и ферритина.
Роль железа в организме
Железо входит в состав гемоглобина – составляющую красных кровяных телец (эритроцитов). Эти клетки переносят кислород, а вместо него забирают углекислый газ и доставляют его в легкие для утилизации. Таким образом, без железа дыхательные процессы на уровне клеток были бы просто невозможны.
Другие функции железа в организме:
Обеспечение метаболизма. Микроэлемент участвует в разрушении и выводе из организма токсинов, превращения калорий в энергию и холестеринового обмена.
Защита организма. Железо участвует в иммунных процессах, активизирует собственный интерферон человека и помогает справляться с попавшими в организм «агрессорами».
Создание нервных импульсов. Железо не только их создает, но и помогает в проведении по нервным волокнам.
Нейтрализация ядов и токсинов. Это происходит в печени при обязательном участии железа.
Польза железа неоценима и для волос. При его дефиците волосы становятся слабыми и тусклыми, плохо растут и выпадают. Это связано с транспортной функцией железа. Когда его мало, то к корням волос поступает недостаточно кислорода. Лишившись питания, они просто не могут расти нормально. При длительном недостатке железа возможно развитие диффузной алопеции. При ней волосы начинают выпадать равномерно по всей голове.
Норма железа
Для поддержания здоровья мужчинам требуется около 10 мг железа в день, а женщинам – 15-20 мг. При беременности нужно даже больше – 20 мг. Увеличенная доза для женщин связана с тем, что в их организме уровень этого элемента ниже. Еще это объясняется отличиями в гормональной системе и ежемесячными потерями железа во время менструации.
Если рассматривать нормы железа в анализах крови, средние значения составляют:
9-30 мкмоль/л – для женщин при уровне гемоглобина 120-150 г/л и 110-140 г/л во время беременности;
12-31 мкмоль/л – для мужчин при уровне гемоглобина 130-170 г/л.
Симптомы избытка и недостатка железа
Чтобы точно определить уровень элемента, назначают биохимический анализ крови. Избыток железа в организме отмечается реже, чем недостаток, но тоже негативно влияет на здоровье. Такое состояние называют гемохроматозом. На него указывают боль в правом подреберье и краснота кожи.
Низкий уровень железа встречается чаще, чем высокий. Микроэлемент удерживает в эритроцитах кислород, поэтому при его недостатке организм начинает испытывать гипоксию (кислородную недостаточность). В наиболее тяжелых случаях может развиваться железодефицитная анемия (в народе – малокровие). Она особенно часто встречается у младенцев и беременных женщин.
Симптомы нехватки железа в организме:
быстрая утомляемость и слабость в мышцах;
сухие волосы и ломкие ногти;
бледная кожа (также говорит о недостатке гемоглобина);
шум в ушах, головная боль и головокружение;
учащенное сердцебиение и одышка;
синеватый оттенок губ и ногтей.
Еще при недостатке можно заметить трудности и дискомфорт при глотании. Другие отмечают, что у них странным образом менялись вкусовые предпочтения, например, хотелось погрызть бумагу или мел.
В некоторых случаях при дефиците железа человек ощущает упадок сил. Даже после сна он чувствует себя усталым, а малейшие нагрузки вызывают сильнейшую одышку. Еще человек может сталкиваться с постоянными простудами, что вызвано снижением иммунитета.
В каких продуктах содержится железо
Для получения нужного количества железа нужно употреблять содержащие его продукты. Для человека наиболее ценно гемовое железо, которое содержит миоглобин и присутствует в продуктах животного происхождения. Его содержат следующие продукты:
говяжья печень и другие субпродукты;
говядина;
рыба;
индейка;
морепродукты.
Еще микроэлемент получают из свеклы, гречки, гранатов и яблок. В них содержится негемовое железо, которое усваивается в разы хуже, чем гемовое. Лидером по содержанию на 100 г здесь выступает гречка. Причем для лучшего усвоения ее нужно не варить, а запаривать на ночь, залив кипятком. Еще полезно дополнительно включить в рацион продукты с витамином C, поскольку он помогает железу эффективнее усваиваться.
Как еще восполнить запасы железа
По статистике, ежедневно из пищи человек получает всего 10-20% от дневной нормы железа. Рацион питания в большинстве случаев не позволяет получить нужное количество элемента, поскольку в редких случаях человек специально употребляет железосодержащие продукты. Кроме того, даже из них организм способен усвоить не все железо, а только порядка 10-20%.
Поэтому для восполнения запасов необходимо использовать биодобавки с железом. Это касается и случаев железодефицитной анемии, которая не поддается лечению только с помощью питания. Примеры таких добавок:
Iron от Maxler. Включает железо в дозировке 25 мг, поэтому достаточно принимать по 1 капсуле в сутки.
Iron от Now. Содержит повышенную дозу железа, равную 36 мг, поэтому добавка рекомендована при серьезном недостатке микроэлемента, выявленном в результате анализа крови.
Iron 25 mg – полезная пищевая добавка от компании MAXLER, содержащая 25 мг железа в каждой капсуле. Комплекс имеет очень важное значение, поскольку уровень этого микроэлемента.
Источник
Железо в организме: зачем оно нужно и как его получить
Зачем нужно железо
По данным проекта «Принимай железо всерьез», с дефицитом железа сталкивался каждый третий житель планеты. Железо — важный элемент для всех живых организмов. Оно входит в состав ферментов, которые участвуют в жизненно важных метаболических процессах — транспорт кислорода, синтез ДНК, транспорт электронов для производства энергии.
Поступление и потери железа
В организме мужчины среднего роста содержится около 4 г железа, женщины — 3,5 г. Основная часть железа — почти две трети — находится в гемоглобине, окрашивая кровь в ярко-алый цвет, когда кислород связывается с железом. Ежедневно в организм поступает 1-2 мг железа и столько же теряется со слущивающимися клетками кожи и кишечника.
Избыточные потери железа происходят при кровотечении, во время обильных менструаций, при операциях с кровопотерями, в период беременности и активного роста ребенка, постоянной скудной пище и при хронических заболеваниях.
Нарушения метаболизма железа — широко распространенное состояние. Как дефицит железа, так и его переизбыток несут серьезные риски.
Чем опасен переизбыток железа
Концентрация железа в тканях строго регулируется организмом — в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме потери крови, то есть беременности, менструации или другого кровотечения.
Симптомы переизбытка железа
Наиболее часто переизбыток железа встречается у людей с наследственным генетическим заболеванием — гемохроматозом. Согласно исследованию Лизы Макдауэлл 2019 года — в 3 из 4 случаев у людей с переизбытком железа симптомы отсутствуют.
Гемохроматоз трудно диагностировать по симптомам, обычно делают анализы крови, тесты печени, МРТ и генетическое тестирование.
Два показателя в крови выявляют нарушения обмена железа:
тест на насыщение трансферрина в сыворотке,
тест на ферритин сыворотки.
Чем опасен недостаток железа
В организме часто бывает дефицит железа. Это связано с низкой биодоступностью железа — при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые слабо растворимы и поэтому сложно доступны для поглощения организмом.
Причины дефицита железа
Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа, когда абсорбция железа в течение длительного периода не успевает за метаболическими потребностями в железе, или происходит резкая потеря железа, связанная с кровопотерей.
Группа риска — беременные женщины, недоношенные и дети в периоды интенсивного роста, женщины с обильными месячными и вегетарианцы. Очень часто дефицит железа встречается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте.
Когда запасов железа в организме недостаточно, синтез гемоглобина нарушается, и появляются симптомы дефицита железа и анемии.
Наиболее частые симптомы дефицита железа или анемии
усталость и недостаток энергии,
одышка при обычной нагрузке,
заметное сердцебиение (учащенное сердцебиение),
бледная кожа, десны и слизистая рта.
Менее распространенные симптомы
трудности с концентрацией внимания,
необычные вкусовые пристрастия (желание грызть лед, есть мел, клей или землю),
сильная сухость во рту, трещины в уголках рта и сглаженный язык,
головная боль и ухудшение памяти,
непереносимость холода (постоянно холодные руки и ноги),
снижение иммунитета,
легко возникающие синяки и кровоизлияния на коже,
сухость кожи, ломкость ногтей и выпадение волос,
синдром беспокойных ног.
Последствия дефицита железа
Дефицит железа — это снижение уровня железа в организме при сохранении нормальной концентрации гемоглобина, когда уровень его все еще достаточен для производства эритроцитов, но другие органы и ткани страдают от недостатка железа.
Если не восполнить запасы, то развивается более тяжелое заболевание — железодефицитная анемия. Это состояние, когда железа недостаточно для формирования гемоглобина в эритроцитах, снижается его уровень и количество переносимого кислорода, а значит возникает кислородное голодание тканей всего организма.
По статистике Всемирной организации здравоохранения, анемию имеют треть женщин детородного возраста, а также 42% детей до пяти лет.
Чем меньше железа, тем ниже концентрация гемоглобина в эритроците, тем тяжелее анемия и гипоксия. Даже легкие и умеренные формы анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие, механизмы иммунитета, способность к обучению и работоспособность.
Риски дефицита железа во время беременности
Дефицит железа опасен во время беременности — возрастает потребность самого организма матери и растет плод — железодефицитная анемия быстро усугубляется.
Риски для женщины:
недоразвитие плаценты,
самопроизвольный аборт,
преждевременные роды,
вероятность развития тяжелых послеродовых кровотечений.
Риски для ребенка:
внутриутробная задержка развития плода,
высокий риск внутриутробной смерти,
рождение с низкой массой тела или недоношенностью,
задержка нейрокогнитивного развития после рождения (отстают в развитии и способности к обучению).
Анемия перед операцией
По данным Всемирной организации здравоохранения, анемия определяется как концентрация циркулирующего гемоглобина менее 130 г/л для мужчин и менее 120 г/л для женщин. Предоперационная анемия — фактор риска неблагоприятного исхода для пациентов после операции.
Профессор Татьяна Федорова, президент Национальной ассоциации специалистов Менеджмента Крови Пациента:
«В России ежегодно проводится около 10 млн хирургических вмешательств, при этом до 40% пациентов имеют дефицит железа и предоперационную анемию, что в несколько раз увеличивает потенциальные неблагоприятные риски как в ходе операции, так и в послеоперационном периоде. Наиболее высока частота дефицита железа и анемии у женщин репродуктивного возраста с гинекологическими заболеваниями, при беременности. И своевременное лечение железодефицита и анемии у пациента перед хирургическим лечением, перед родами гарантирует лучший клинический исход».
Согласно исследованию Оливера Нг, распространенность предоперационной анемии колеблется от 5% до 76% в зависимости от возраста пациента.
Директор Института экономики здравоохранения НИУ Высшая школа экономики, Лариса Попович, о результатах оценки экономических выгод предоперационной подготовки пациентов с дефицитом железа:
«Наши расчеты показывают, что суммарные потери общества в связи с периоперационной анемией в таких терапевтических областях, как колопроктология, сердечно-сосудистая хирургия, эндопротезирование, акушерство, в метрике потерянных лет жизни в России превышают 400 тыс. лет и стоят государству более 200 млрд руб. в год в денежном эквиваленте».
Источники железа в еде
Простой и доступный способ профилактики дефицита железа — увеличение в рационе доли пищи, богатой железом. Железо из растительных источников хуже усваивается организмом, чем из животных. На процесс усвоения также влияют другие продукты и напитки, которые вы употребляете одновременно.
В пище содержится два типа железа:
гемовое (входит в гемоглобин) содержится в мясе,
негемовое — в растительной пище и усваивается значительно хуже.
Исследователь Ричард Харрелл рекомендует включить в рацион также фрукты и овощи, богатые аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и уменьшить потребление чая и кофе, которые препятствуют его абсорбции.
Лечение дефицита железа
Нормализовать уровень железа при выявленном дефиците могут помочь специальные препараты, содержащие железо. Наибольшей популярностью пользуются препараты железа для приема внутрь. Они относительно недорогие и, в отличие от внутривенных препаратов, не требуют участия медицинского персонала для введения.
Однако применять любые препараты железа стоит только по назначению врача после сдачи анализа — важно правильно подобрать дозировку и продолжительность лечения, чтобы избежать неприятных побочных реакций. Кроме того, в некоторых случаях пациентам необходимо внутривенное введение препаратов железа — например, в случае тяжелой анемии, при непереносимости пероральных препаратов или для быстрого восполнения железа перед операцией.
