Желязо: как да го набавим и какво го намалява + Богати на желязо храни

Какво знаем за желязото?

Желязото е химичен елемент, който е широко разпространен в околната среда. 30,1% от него е вторият най-разпространен елемент на Земята след кислорода.

Намира се също така в Слънцето, звездите и метеоритите.

Желязото е познато на човечеството още от праисторически времена. Важното му промишлено производство започва около XVIII век.

Химичното наименование на желязото е Fe. То произлиза от латинското наименование ferrum , което се превежда като сила.

Желязото е елемент от VIII група на периодичната таблица на химичните елементи и се намира в период 4.

То принадлежи към група елементи, наречени преходни елементи или преходни метали.

Това наименование идва от времето, когато химиците са приписвали на елементите в средата на периодичната таблица преходни свойства между алкалните метали и неметалите.

По отношение на свойствата си желязото е твърд метал със светлосив до бял цвят. То е твърдо, крехко, топимо и има ниска устойчивост на корозия. При излагане на влага във въздуха то лесно се окислява и образува хидратирани оксиди (ръжда).

В елементарната си форма желязото е много нестабилно и реактивно, особено в присъствието на атмосферна влага или при високи температури. То може да се разтвори при излагане на минерални киселини.

Таблично обобщение на основната химична и физична информация за желязото

По-голямата част от желязото се среща в природата под формата на минерали, съдържащи този елемент. Те включват хематит (Fe2O3), магнетит (Fe3O4), сидерит (FeCO3), които са основните железни руди, и лимонит (FeO(OH)-nH2O) или таконит.

Желязото се използва за производство на сплави като стомана, неръждаема стомана, чугун и др.

Освен че е известно като едно от най-важните промишлени вещества, желязото може да се счита и за един от най-важните елементи в човешкия организъм от гледна точка на широкото му приложение в биохимичните процеси.

Хората са осъзнавали значението на желязото във връзка със здравето и болестите още от древни времена. Първото използване на желязото за медицински цели се свързва с египтяните, гърците и римляните.

През XVII в. желязото е използвано за лечение на хлороза - състояние, причинено от недостиг на желязо.

Убедителни доказателства, че неорганичното желязо е необходимо за синтеза на хемоглобина, обаче се появяват едва през 1932 г.

Каква е другата биологична функция на желязото и в кои жизнени процеси то е незаменимо?

Какво е значението на желязото за човека?

Желязото е основен елемент. То е необходимо за почти всички живи организми. Участва в много метаболитни процеси, включително в преноса на кислород и електрони и в образуването на ДНК.

То е един от т.нар. микробиологични елементи. Те обикновено съставляват по-малко от 0,005% от теглото на организма.

В човешкия организъм се намират приблизително 3-4 грама желязо. Това количество се разпределя по следния начин:

• 65-70% в молекулите на хемоглобина, който е червен кръвен пигмент, съдържащ се в червените кръвни клетки.
• 3-4 % в миоглобина - белтък, който се съдържа в мускулите и позволява свързването на кислород.
• 15-30% е желязо за съхранение, което е свързано с протеин - феритин или хемосидерин
• Около 1% в ензими като цитохроми, цитохром оксидаза или пероксидаза
• 0,1 % е транспортно желязо, което се намира в кръвната плазма, където се свързва с протеини (особено с протеина трансферин)

Концентрацията на желязото в организма е строго регулирана. Това е така, защото желязото е способно да генерира свободни радикали и може да причини увреждане на тъканите, когато се намира в излишък.

Желязото има няколко важни функции в човешкия организъм.

На първо място, то участва в преноса на газовете, които се намират в кръвта - по-конкретно на кислорода.

До почти 70 % от желязото е част от хемоглобина, който се намира в червените кръвни клетки, по-конкретно една от частите на хемоглобина, наречена хем.

Хемът е сложно небелтъчно съединение, чийто централен атом е желязото. Хемът, заедно с белтъчната част на глобина, образува молекулата на хемоглобина.

Хемоглобинът е отговорен за пренасянето на кислорода в кръвта от белите дробове до тъканите и клетките. Кислородът се свързва с молекулата на хемоглобина в камерите на белите дробове. Образува се оксихемоглобин. Така кислородът се пренася до клетките.

Хемоглобинът също така е в състояние да свързва и пренася въглероден диоксид от клетките до белите дробове, където след това се издишва като отпадък. За разлика от кислорода, който се свързва с хемоглобина, въглеродният диоксид се свързва с белтъчната му част - глобина.

В допълнение към хемоглобина желязото е съставна част и на миоглобина. Това е белтък, който се намира в мускулите. Той също участва в преноса на кислород, но в мускулните клетки. Намира се в мускулните клетки на сърцето и в скелетните мускули.

В структурно отношение миоглобинът е много по-прост от хемоглобина.

Една молекула хемоглобин е в състояние да свърже 4 молекули кислород. В случая с молекулата на миоглобина това е само една молекула кислород.

В допълнение към горното познаваме и други биологични функции на желязото в човешкия организъм.

• То осигурява нормалното функциониране на мозъка, мускулите, щитовидната жлеза и имунната система.
• То участва в производството на енергия.
• Има положителен ефект върху кожата, косата и ноктите.
• Потиска умората.
• Насърчава психичното здраве, намалява риска от психични заболявания.
• Подпомага развитието на плода.

Как организмът се отнася към желязото?

Абсорбция

Желязото постъпва в организма чрез храната. То се абсорбира предимно в ранната част на чревния тракт чрез специфичен белтък носител. След това постъпва в кръвта.

Основната абсорбирана форма на желязото е двувалентната форма, т.е. Fe+2. Тривалентната форма Fe+3 има нисък абсорбционен капацитет.

Делът на абсорбираното желязо спрямо общото количество желязо в храната е сравнително нисък - 5-35 %. Този дял зависи от обстоятелствата и особено от физическото състояние на погълнатото желязо.

При физиологично рН желязото със състояние на окисление +2 се окислява значително до неразтворима форма на желязо със състояние на окисление +3. В началната част на тънките черва рН се понижава поради действието на стомашната киселина. Това води до редукция на Fe+3 до Fe+2 и до значително увеличаване на степента на усвояване на желязото.

По този начин стомашната киселина оказва значителен ефект върху усвояването на желязото. При нейния недостиг усвояването на желязото е намалено.

В кръвта желязото се свързва с белтъка трансферин, чрез който се транспортира до клетките или костния мозък.

Регулиране на нивата на желязото

Количеството на желязото в организма трябва постоянно да се контролира поради възможната му токсичност при високи концентрации. Затова е необходимо да се поддържа баланс в приема, транспорта, съхранението и използването на желязото. Говорим за поддържане на хомеостаза.

Тъй като човешкият организъм не разполага с механизми за активно изхвърляне на желязо от тялото, нивата на желязото трябва да бъдат строго контролирани и регулирани от момента на абсорбция.

Функцията на такъв регулатор се изпълнява от хепсидина - пептиден хормон, произвеждан в клетките на пецена. Той поддържа хомеостазата, като координира процеса на съхранение и използване на желязото и дава указания на кръвта да намали или увеличи абсорбцията, ако е необходимо.

Нарушението в нивото или функцията на хепсидина води до излишък на желязо в организма или, обратно, до недостиг на желязо.

Съхранение

Желязото се съхранява в организма под формата на телесни запаси.

Под телесни запаси от желязо (складово желязо) разбираме желязо, свързано с протеините феритин и хемосидерин. Концентрацията на тези два протеина ни дава представа за запасите от желязо.

По-голямата част от желязото е свързана с феритина. Желязото се освобождава по-трудно от хемосидерина.

Желязото, свързано по този начин, е неразтворимо и се концентрира главно в черния дроб, далака и костния мозък.

Екскреция

Човешкият организъм не разполага с механизъм за активна екскреция на желязото. Поради това то в голяма степен се съхранява в организма и не може да бъде лесно отстранено.

В някои ситуации, като кървене, менструация или бременност, желязото може да се загуби от организма в определени количества. По време на менструация възрастна жена губи около 2 mg желязо на ден.

Известна периодична загуба на желязо обаче се получава и при физиологичното разграждане на клетките в кожата, храносмилателния или пикочно-половия тракт. Тези загуби обаче са много малки (около 1 mg на ден).

Предвид ограничените възможности за отделяне на желязо, регулирането на неговите нива се счита за съществено и необходимо.

Какво да кажем за приема на желязо с храната?

Желязото, приемано с храната, може да присъства в две основни форми - като хемно или нехемно желязо.

Основните източници на хемната форма са хемоглобинът и миоглобинът от храни като месо, птици, риба и морски дарове.

Степента на усвояване на желязото в този случай е висока (15-25% от общото съдържание на желязо). Тя също така е минимално ограничена от състава на консумираната по същото време храна.

Нехемовата форма на желязото е най-разпространена в зърнените храни, бобовите растения, зеленчуците и плодовете. Скоростта на усвояване на желязото вече е много по-ниска (2-20 % от общото съдържание на желязо) и също се влияе значително от други компоненти на храната.

На практика обаче съдържанието на нехемно желязо в храната е многократно по-високо от съдържанието на хемно желязо. Ето защо, въпреки по-ниската степен на усвояване, нехемното желязо има по-голям принос в храната.

Кои вещества - храни или лекарства - влияят (намаляват или увеличават) върху усвояването на желязото?

Табличен преглед на храните и някои лекарства, които влияят върху усвояването на желязото в храносмилателния тракт

При проучвания върху животни е доказано, че абсорбцията на желязо се влияе и от метали - манган, кобалт, стронций или олово. Тези метали се конкурират помежду си за свързване с транспортера за абсорбция.

Не забравяйте витамин С

Витамин С играе много важна роля за усвояването на желязото в чревния тракт, което е доказано в няколко научни изследвания.

Действието му се състои в редуциране на неразтворимите форми на Fe+3 до разтворими Fe+2, а също и в лекия му хелатиращ ефект. Той спомага за подобряване на разтворимостта на желязото.

Дори е в състояние значително да намали инхибиращия ефект на фитатите, полифенолите, калция и млечните протеини.

Затова добавките с желязо трябва да се приемат например с портокалов сок.

Готвенето, промишлената обработка или съхранението на храни, съдържащи витамин С, води до разграждането му. Това елиминира благоприятния му ефект върху усвояването на желязото.

Витамин С е едно от малкото вещества, които повишават усвояването на желязото при вегетариански и вегански диети. Затова е необходимо да се оптимизира усвояването чрез включване на зеленчуци и плодове с достатъчни количества от този витамин.

В контекста на храните, съдържащи желязо, е важно да се спомене и какъв трябва да бъде идеалният дневен прием на желязо за даден човек в зависимост от неговия пол или възраст.

Какъв е препоръчителният дневен прием на желязо?

Според Европейския орган за безопасност на храните препоръките за дневен прием на желязо са следните.

Таблица за дневния прием на желязо в зависимост от възрастта и пола

Недостиг на желязо срещу излишък на желязо

Както при почти всички важни за организма вещества, отклоненията от физиологичните нива на желязото имат отрицателно въздействие върху здравето.

Могат да възникнат две състояния - излишък на желязо в организма или недостиг на желязо.

Съществуват рискови групи хора, при които е по-вероятно да има недостиг на желязо.

Недостигът на желязо е най-вероятно да възникне при популации, които нямат достатъчен достъп до храна, богата на желязо в усвоима форма. Това е особено вярно по време на фазата на развитие, когато потребностите от желязо са високи.

Под това разбираме групи като деца, юноши, жени в репродуктивна възраст и жени по време на бременност.

При децата и юношите повишената нужда от желязо се дължи на бързия им растеж. При жените в репродуктивна възраст тя се дължи на прекомерната загуба на кръв по време на редовната менструация.

По време на бременност организмът на жените се нуждае от повече желязо поради бързия растеж на плацентата и плода.

Редовните кръводарители, хората със заболявания на храносмилателния тракт, сърдечни проблеми или рак също могат да бъдат изложени на риск от намаляване на запасите от желязо в организма.

Недостиг на желязо - как се проявява и какво го причинява?

Железният дефицит се определя като състояние, при което в организма няма запаси от желязо и снабдяването на тъканите с желязо е нарушено.

Дефицитът на желязо обикновено се нарича анемия. Дефицитът обаче може да съществува и без развитието на анемия. Това състояние е по-рядко и се проявява в определени функционални промени в организма.

Въпреки това преобладаващата част от случаите на железен дефицит са свързани с анемия.

Анемията в истинския смисъл на думата е състояние, което се характеризира с малък брой червени кръвни клетки или ниско количество хемоглобин в кръвните клетки.

Образуването и количеството на червените кръвни клетки зависи не само от наличието на желязо, но и от редица други свързани фактори, като производството на еритропоетин в бъбреците (веществото, което координира производството на червени кръвни клетки), костния мозък (където се образуват клетките) и хранителния статус.

Как да разбера дали имам анемия?

Краткотрайният недостиг на желязо обикновено няма видими симптоми. Всъщност организмът използва собствените си запаси, за да покрие краткотрайния недостиг на желязо, главно от мускулите, черния дроб, далака и костния мозък.

Дългосрочният недостиг може да причини слабост, умора, липса на енергия, проблеми с паметта и концентрацията, храносмилателни проблеми и повишена податливост към инфекции.

Най-сериозните последици от продължителната анемия са функционални нарушения, които засягат главно когнитивните способности и развитие (способността за възприемане и мислене) или имунната функция.

При бременните жени анемията се свързва с неблагоприятни последици както за майката, така и за плода - повишен риск от сепсис, ниско тегло на плода при раждане или риск от смърт на майката и плода.

Анемията не е заболяване сама по себе си. Тя е симптом на развито заболяване или болестен процес в организма.

Възможно е да има няколко причини за недостиг на желязо - анемия. Това са някои от тях:

• Недостатъчен прием на усвоими форми на желязо в храната
• Недостатъчен прием на витамини и минерали, които също участват в образуването на червените кръвни клетки (витамин В12, витамин А, рибофлавин, мед)
• Нарушено усвояване на желязото
• Физиологично повишени изисквания за приема му (по време на растеж, бременност, менструация, пациенти, подложени на диализа)
• Прекомерна загуба на кръв
• Кървене от храносмилателния или пикочно-половия тракт
• Употреба на някои лекарства (кортикостероиди, лекарства за лечение на туберкулоза)
• Определени заболявания (остри и хронични инфекции, следоперативни състояния, заболявания на щитовидната жлеза или бъбреците)
• Кръвни заболявания като сърповидно-клетъчна анемия, таласемия, апластична анемия, хемолитична анемия
• Затлъстяване
• Алкохолизъм
• Вегетарианска диета, липса на месо

Недостигът на желязо, причинен от недостатъчен прием на желязо с храната, може да бъде компенсиран по няколко начина.

Основните стъпки са избор на храни, богати на желязо, обогатяване на храните с желязо, т.е. умишлено добавяне на този елемент в храните, за да се увеличи съдържанието му.

След това подобряване на усвояването на желязото или добавянето му под формата на хранителни добавки или лекарства.

Хранителни добавки с желязо

Преди да започнете да приемате хранителни добавки с желязо, винаги трябва да се има предвид, че анемията може да е причинена от заболяване. Това заболяване трябва да се вземе под внимание на първо място.

Понастоящем на пазара се предлагат еднокомпонентни продукти или комбинирани мултивитаминни продукти, съдържащи желязо.

Най-често се използват железни соли като железен сулфат и железен глюконат. Това се дължи на ниската им цена и високата им усвояемост. Те се приемат перорално (през устата).

Абсорбцията на желязото е най-висока, когато те се дават през устата. Този метод на приложение обаче може да предизвика гадене и болки в корема. В този случай дозата трябва да се намали или да се приема едновременно с храната.

Симптоми на прекомерна употреба на желязо и надежден показател, че дозата ви е твърде висока, са гадене, запек, болки в корема, повръщане или замайване.

Нека разгледаме и какво от своя страна е последица от излишъка на желязо в организма.

Какви са последствията от излишъка на желязо?

Опасността от желязото се състои в това, че то може да ускори производството на токсични кислородни радикали, които увреждат клетките и тъканите.

Освен това при физиологично рН и в присъствието на кислород то бързо се окислява и се утаява в неразтворими железни хидроксиди.

Високите нива на желязо в човешкия организъм водят до отлагането му в органи като черния дроб, сърцето, панкреаса или кожата. Това предизвиква патологичните им промени и развитието на заболявания.

Причината за излишъка на желязо в организма може да бъде:

• прекомерният му прием в храната
• Многократни кръвопреливания
• Заболявания, свързани с повишено разграждане на хемоглобина

Заболяванията, които се характеризират с натрупване на желязо в органите, се наричат хемохроматоза или хемосидероза.

Хемохроматозата е наследствено заболяване, причинено от прекомерна абсорбция на желязо в храносмилателния тракт.

Хемосидерозата обикновено се появява при пациенти с придобита или вродена анемия, които многократно получават кръвопреливане и организмът не е в състояние да оползотвори правилно полученото желязо.

Негативните последици и усложнения от тези нарушения са увреждане на черния дроб, сърцето и жлезите. Те водят до цироза, рак на черния дроб, диабет, заболявания на щитовидната жлеза, сърдечни и нервни заболявания и възпалителни ставни заболявания.

Първоначалните прояви включват слабост, болки в корема, прекомерна пигментация на кожата, неравномерен сърдечен ритъм, сърдечен удар, сърдечна недостатъчност, загуба на менструация, косопад, болки и възпаление на бедрата, остеопороза и омекване на черния дроб и далака.

Какви са възможностите за лечение на високите нива на желязо?

Понастоящем хелатотерапията е единственият превантивен и лечебен метод.

Това лечение намалява количеството на тъканното желязо и предотвратява натрупването му. То също така неутрализира токсичните му форми.

Принципът на лечението се състои в това, че желязото се свързва с хелатиращия агент и впоследствие се елиминира от организма чрез урината или фекалиите.

Хелатиращите агенти могат да се прилагат интравенозно (във вена) или перорално (през устата).

Примери за използвани хелатни агенти са дефероксамин (за интравенозно приложение), деферипрон или деферазирокс (и двата за перорално приложение).