Fikiru Dasa 1 * и Tilahun Abera 2

Информация за автора и статията

Цитирайте това като

Dasa F, Abera T (2018) Фактори, влияещи върху механизмите за абсорбция и смекчаване на желязото: Преглед. Int J Agric Sc ​​Food Technol 4 (1): 024-030. DOI: 10.17352/2455-815X.000033

Резюме

Желязото има много специални функции в тялото. Повече от 65 процента от телесното желязо е в кръвта под формата на хемоглобин, който е протеин в червените кръвни клетки, който транспортира кислород до тъканите в тялото. Съединение, което пренася кислород до мускулните клетки, наречено миоглобин, също изисква желязо. В допълнение, желязото има роля в много химически реакции в тялото, които генерират енергия. Човешкото тяло може да съхранява излишното желязо като резерв. Световната здравна организация съобщи, че желязодефицитната анемия е един от най-разпространените хранителни дефицити в света. Различни фактори могат да повлияят на неговата абсорбция като нисък хранителен прием на желязо, лишена от абсорбция на желязо или прекалено голяма загуба на кръв. Освен това, полифенолните съединения, широко срещани в кафето и чая, като хлорогенни киселини, мономерни флавоноиди и полифенолни полимеризационни продукти, също силно инхибират диетичната абсорбция на не-хеме-желязо. Деца, юноши, бременни жени, жени в детеродна възраст, спортисти и възрастни хора са групи с по-голям риск от дефицит на желязо. Целта на този преглед е да направи преглед на факторите, влияещи върху усвояването на желязото.

Основен текст на статията

Въведение

Минералите са незаменима част от пълната диета на животните. Минералите са неорганични елементи, които се намират във всички телесни тъкани и течности. Въпреки че не дават енергия, те играят жизненоважна роля в много дейности в тялото [1,2]. Тези съединения са необходими за поддържането на някои физикохимични процеси, които са от съществено значение за живота, тъй като са химични съставки, използвани от тялото по много начини. Всяка форма на жива материя изисква тези неорганични елементи или минерали за нормалните им жизнени процеси [3,4].

Стойността на микроминералите в храненето на хора, животни и растения е добре позната [5,6]. Недостатъците или нарушенията в храненето на животно причиняват различни заболявания и могат да възникнат по няколко начина. Желязото е най-разпространеният елемент на земята, но в живите клетки присъстват само микроелементи. Желязото е от съществено значение за всички клетки на човешкото тяло. Желязото е микроминерал, който има редица ключови функции. Това е основна част от хемоглобина в червените кръвни клетки; тъй като пренася кислород от белите дробове до всички части на тялото и улеснява използването и съхранението на кислород в мускулите. Освен това всяка клетка в тялото се нуждае от желязо, за да произвежда енергия [7].

Почти една четвърт от световното население е засегнато от анемия, основната причина за която е дефицитът на желязо [8,9]. Неговият дефицит е свързан с нарушена физическа работоспособност, намалено настроение и когнитивни функции и лоши резултати, свързани с бременността [10,11]. Състоянието на желязо на индивида пада в диапазона (вариращи от пълни до изчерпани запаси от желязо), дефицит на желязо и желязодефицитна анемия. Следователно хората с железен дефицит са изложени на повишен риск от развитие на желязодефицитна анемия [12]. Въпреки напредъка в здравеопазването, дефицитът на желязо остава основен страх за общественото здраве както в развитите, така и в развиващите се страни, като подрастващите жени са главно податливи. В индустриализираните страни дефицитът на желязо трябва да бъде лесно идентифициран и лекуван, но въпреки това често се пренебрегва от лекарите или не се признава от жените като проблем [13]. По този начин дори в тези страни се налага превенция и лечение на дефицит на желязо по иновативни подходи [14].

Препоръчителният прием на хранителни вещества от индивида, за да отговори на определеното изискване, варира в зависимост, наред с други фактори, от критерия, използван за определяне на адекватността на хранителните вещества [15-17]. За да могат много хранителни вещества да подкрепят научно дефиницията на хранителни нужди във възрастовите групи, пола и физиологичните състояния, информационната база е ограничена. Използването на хранителен баланс за определяне на изискванията е избягвано, когато е възможно, тъй като сега е общоприето, че балансът може да бъде постигнат в широк спектър от приема на хранителни вещества. Въпреки това са използвани нива на изисквания, определени с помощта на хранителен баланс, ако няма други подходящи данни. Диетичните нужди за микроелементи се определят като ниво на прием, което отговаря на определени критерии за адекватност, като по този начин минимизира риска от хранителен дефицит или излишък. За определяне на адекватността на хранителните вещества могат да се използват и измервания на хранителни запаси или критични тъканни басейни. Понастоящем функционалните анализи са най-подходящите показатели на субклиничните състояния, свързани с приема на витамини и минерали. Анемията, определящ маркер за дефицит на желязо в храната, може също да бъде резултат, наред с други неща, с дефицит на фолат, витамин В12 или мед [18].

Отделните диетични инхибиращи и повишаващи фактори оказват дълбоко влияние върху усвояването на желязото [19-21]. Полифенолните съединения са широко присъстващи в човешката диета като компоненти на плодове, зеленчуци, подправки, варива и зърнени храни, и те са особено богати на чай, кафе, червено вино, какао и различни билкови чайове. Мощният инхибиторен ефект на фитиновата киселина върху усвояването на нехема-желязо е добре известен [22-24]. Полифенолните съединения като хлорогенни киселини, мономерни флавоноиди и полифенолни полимеризационни продукти, широко присъстващи в кафето и чая, също силно инхибират диетичната абсорбция на нехема-желязо [25-27]. Ефектите на аскорбиновата киселина (AA) при драстично подобряване на усвояването на желязо са наблюдавани последователно [28]. Хемето, съдържащо се в животински храни, също е важен източник на желязо поради високата му бионаличност. В допълнение, много проучвания предполагат, че усилващият ефект на мускулната тъкан върху усвояването на желязо се дължи на пептиди, съдържащи цистеин [29].

Биохимията на метаболизма на желязото в храносмилателната система на човека

Химия и физиология на желязото

Желязото се намира в 26-ия елемент на периодичната система и има молекулно тегло 55,85. Той има две обикновени водни степени на окисление, а именно железен (Fe2 +) и железен (Fe3 +). Тези състояния позволяват на желязото да участва в реакции на окисление/редукция, които са от решаващо значение за енергийния метаболизъм, като приема или дарява електрони. От друга страна, това свойство също така позволява на свободното желязо да катализира окислителните реакции, произтичащи от реактивни и увреждащи свободни радикали. Следователно, телесното желязо трябва да бъде химически свързано, за да подпомогне подходящата физиологична роля, транспорт и съхранение, с минимална възможност за свободно йонно желязо да катализира вредните окислителни реакции [30].

По-голямата част от желязото на тялото функционира в хем протеинови комплекси, които транспортират кислород като хемоглобин и миоглобин. Приблизително две трети от телесното желязо е в хемоглобина, структура от 68 000 MW, съдържаща четири субединици хем, протопорфиринов пръстен с желязо в центъра и четири полипептидни вериги (по две вериги от α- и β-глобин). За транспортиране чрез хемоглобин кислородът се свързва директно с железния атом, стабилизиран в състояние на окисление Fe2 +, заобиколен от протопорфириновия пръстен и остатъците от хистидин. Хемоглобиновото желязо лесно се свързва и освобождава кислород, циркулирайки в кръвните еритроцити. Миоглобинът, състоящ се от единична молекула хем и глобин, дава възможност за пренос на кислород от еритроцитите към клетъчните митохондрии в мускулната цитоплазма [30]. По-малките количества желязо във формата на хем функционират в митрохондриалните цитохроми, свързани с електронен трансфер, оползотворяване на кислорода и производството на АТФ. Малка част от телесното желязо функционира в съдържащите хем водородни пероксидази като каталаза, които предпазват от прекомерно натрупване на водороден пероксид, като катализират превръщането му във водород и кислород [30].

В допълнение, желязото също има функции в не-хем протеини, които съдържат комплекс желязо-сяра (кубична структура от четири атома желязо и четири сяра). Това е основната форма на желязо в митохондриите, която функционира в ензимите на енергийния метаболизъм като аконитаза, NADH дехидрогеназа и сукцинат дехидрогеназа. Аконитазата е чувствителна към концентрациите на желязо в митохондриите и цитозола. Когато желязото е в изобилие, ензимът аконитаза приема пълната кубична структура желязо-сяра, която е свързана с метаболизма на въглехидратите. Въпреки това, когато концентрациите на желязо намаляват, протеинът губи активността на аконитазата и функционира като свързващ желязо протеин (IRP). IRP взаимодействат с елементите на реакция на желязо (IRE) на иРНК, за да регулират синтеза на протеини, свързани с транспорта, съхранението и употребата на желязо, в отговор на промените в клетъчните концентрации на желязо [30] (Фигура 1).

механизмите

Абсорбция и метаболизъм на желязото

Новороденото бебе има общо около 250 mg в тялото. Общото телесно желязо при възрастен мъж е 3000 до 4000 mg. За разлика от това, средната възрастна жена има само 2000-3000 mg желязо в тялото си. Тази разлика може да се дължи на по-малките запаси на желязо при жените, по-ниската концентрация на хемоглобин и по-малкия обем на съдовете от мъжете. От това приблизително две трети се използват като функционално желязо, като това в хемоглобина (60%), миоглобина (5%) и различни ензими на хема и нехема (5%). Остатъкът се намира на съхранение като феритин (20%) и хемизодерин (10%) [31].

Контролът на усвояването на желязо несъмнено е от основно значение поради липсата на регулирано средство за екскреция на желязо. След като храната се консумира и усвои, диетичното желязо се абсорбира главно в дванадесетопръстника и проксималната йеюнум. Разумно, хем-желязото се абсорбира по-ефективно от не-хем-желязото, очевидно чрез ендоцитоза на непокътнатия комплекс желязо-протопорфирин на границата на четката на ентероцитите. След храносмилането желязото от всички хранителни източници навлиза в общ вътреклетъчен басейн, от който в зависимост от състоянието на желязото на индивидите или се съхранява като феритин в ентероцита, или се изнася от ентероцита чрез феропортиновия транспортер от основната страна на клетката. Ferroportin транспортира железно желязо, което незабавно се окислява до Fe3 + и се улавя чрез трансферин, за да се транспортира до клетки, експресиращи трансферинови рецептори (Фигура 2).

Състояние на желязо, дефицит на желязо и претоварване с желязо

Кърмачетата, децата, тийнейджърите и жените в детеродна възраст често са засегнати от дефицит на желязо; като има предвид, че здравите възрастни мъже рядко имат дефицит. Недостигът се причинява от няколко фактора, обикновено от комбинации от повишена нужда (бърз растеж при младото население, менструация и бременност при плодови жени) и недостатъчно усвояване, което от своя страна може да зависи от други фактори като намален прием на калории и/или по-голяма част от калориите, получени от хранителни съставки, която съдържа по-малко абсорбирано желязо [32].

Благодарни сме на фермерите от водосбора на Донби, че ни позволиха да посетим тяхната ферма, както и желанието по време на проучването на домакинствата. И също така много благодарим на регионалното държавно управление на държавите от Южните нации и националности за финансовата подкрепа на изследователската работа.