Блог

Всасывание железа в кишечнике


- всасывание - Биохимия

Суточная потребность

С пищей в сутки должно поступать для мужчин 10 мг, для женщин детородного возраста в связи с регулярной кровопотерей – 20 мг, у женщин при беременности – 40-50 мг и при лактации – 30-40 мг.

Пищевые источники

 

Растительная пища
(в 100 г)
Животная пища
(в 100 г)
Морская капуста 16 мг Печень 11-15 мг
Какао 12,5 мг Мясо 2-4 мг
Шиповник 12 мг Яйца 3 мг
Отрубной хлеб 11 мг    
Гречка 8 мг    
Свежие белые грибы 5 мг    

Яблоки (до 0,2 мг%) и гранаты (0,8 мг%) в связи с низким содержанием железа не могут являться его реальным пищевым источником!

В животных продуктах гемовое железо составляет около 40% от общего количества.

Всасывание

При попадании в желудок под действием HCl желудочного сока железо высвобождается из элементов пищи (гемопротеины, железосодержащие белки).

Всасывание происходит в проксимальном отделе тонкого кишечника в количестве около 1,0-2,0 мг/день (10-15% пищевого железа). для лучшего всасывания железо должно быть в виде двухвалентного иона, в то же время с пищей поступает преимущественно трехвалентное железо. Для восстановления Fe3+ в Fe2+ используется аскорбиновая кислота. Железо мясных продуктов преимущественно находится в двухвалентной гемовой форме, и поэтому хорошо всасывается.

Обнаружены три способа перемещения железа из просвета кишечника в энтероциты:

1. Образованный в желудке при участии HCl комплекс [железо(III)—муцин] взаимодействует с мембранным белком интегрином , железо переносится внутрь клетки и восстанавливается до Fe (II) параферритином, и далее при помощи мобилферрина перемещается к месту использования. Роль этого пути очень низка.

2. Другая часть негемового железа (III) восстанавливается до Fe (II) при помощи аскорбиновой кислоты или при участии ферроредуктазы (DcytB, дуоденальный цитохром B) и далее переносится внутрь белком DMT-1 (divalent metal ion transporter-1).

Этот же транспортер переносит в клетку другие двухвалентные металлы, т.е. существует постоянная конкуренция между ионами Fe2+ и ионами кальция, цинка, магния и т.п.

3. Основным способом всасывания (до 20-30% от полученного с пищей) является транспорт гемового железа. Гемовое железо связывается с белком НСР1 (heme carrier protein 1), и в цитозоле высвобождается из гема при действии гемоксигеназы, и далее переносится по клетке.

Три пути всасывания железа в кишечнике

После всасывания формируется пул внутриклеточного железа. Далее железо может:

  • остаться в эпителиоците в составе ферритина (Fe3+),
  • выходить из клетки при помощи ферропортина, окисляться гефестином (феррооксидазой) и связываться с транспортным белком трансферрином (Fe3+).

Регуляция всасывания

Транскрипционные факторы, от активности которых зависит экспрессия DMT и HCP1, чувствительны к содержанию железа в энтероците и к степени внутриклеточной гипоксии. Больные с выраженной железодефицитной анемией способны повышать абсорбцию железа до 20-40 мг/сут.

Основным и отрицательным регулятором всасывания железа является белок гепсидин, подавляющий экспрессию генов DMT и ферропортина.

Останется железо в энтероците или будет выводиться в кровь зависит и от насыщенности трансферрина. При "пустом" трансферрине железо будет более активно переноситься через базолатеральные мембраны наружу и присоединяться к трансферрину.

Значительно больше поступает железа при питании мясными  продуктами – 20-30% и из яиц и рыбы − 10-15% от поступившего в ЖКТ (гемовое железо), хуже всего оно всасывается из растительных продуктов – на 1-5%. Аскорбиновая кислота в пище намного улучшает усвояемость железа.

Наличие в пище фитиновой кислоты (сухие завтраки, растительные продукты), кофеина и танина (чай, кофе, напитки), фосфатов, оксалатов (растительные продукты) значительно ухудшает всасывание железа (в 4-6 раз), т.к. они образуют нерастворимые комплексы с железом (III) и выводятся с калом. 

Что может заставить тонкий кишечник не абсорбировать железо? | Live Healthy

Элемент железо необходим для выживания большинства живых организмов. Сотни белков человеческого тела, в том числе многие ферменты, необходимые для клеточного метаболизма, не могли бы функционировать без железа. Единственный способ получить железо - это усвоить его из продуктов, которые вы едите, поэтому любой процесс, препятствующий всасыванию железа в кишечнике, может привести к проблемам со здоровьем. В частности, дефицит железа считается наиболее частой причиной анемии во всем мире.

Источники железа

Железо присутствует в пище в двух формах. Гемовое железо, которое получают из мяса и других источников животного происхождения, усваивается легче, чем негемовое железо, которое содержится в растительной пище. Исследования показывают, что в западных культурах гемовое железо составляет около 2/3 запасов железа в организме среднего человека, в то время как оно составляет лишь 1/3 потребляемого железа. Кроме того, многие вещества, содержащиеся в продуктах растительного происхождения, которых нет в продуктах животного происхождения, такие как фитаты, связывают железо в кишечнике и препятствуют его всасыванию.Эти факторы могут объяснить более высокую распространенность железодефицитной анемии среди вегетарианцев.

Кислотный дефицит

Соляная кислота в желудке играет важную роль в абсорбции железа, особенно негемового железа. Желудочная кислота помогает высвобождать железо из пищи и превращает его в химическое состояние, которое легче усваивается. Любое состояние, которое снижает секрецию желудочного сока или снижает воздействие желудочного сока на проглоченную пищу, может ограничить всасывание железа в кишечнике.Пагубная анемия, препараты, блокирующие кислоту, и операция желудочного анастомоза - все это снижает всасывание железа в кишечнике за счет этого механизма.

Кишечные заболевания

Тонкая кишка обеспечивает около 250 квадратных ярдов впитывающей поверхности, поэтому ее способность переносить витамины, минералы и другие питательные вещества в кровоток весьма впечатляющая. Некоторые заболевания, поражающие обширные участки слизистой оболочки кишечника, могут нарушить всасывание железа. Люди с воспалительными заболеваниями кишечника, включая болезнь Крона и язвенный колит, часто страдают дефицитом железа.Хотя дефицит железа у людей с воспалительным заболеванием кишечника частично связан с кровопотерей из слизистой оболочки кишечника, всасывание железа также ограничивается воспалением слизистой оболочки верхнего отдела тонкой кишки, где абсорбируется большая часть железа. Точно так же глютеновая болезнь - заболевание кишечника, вызванное иммунной реакцией на глютен, - может мешать всасыванию железа в тонком кишечнике. В обзоре, опубликованном в декабре 2007 года в журнале «American Family Physician», сообщается, что от 10 до 15 процентов людей с целиакией заболевают железодефицитной анемией.

Рекомендации

Нарушение всасывания железа в кишечнике может способствовать дефициту железа. Поскольку на всасывание железа в кишечнике может влиять множество факторов, вам нужно будет обсудить со своим врачом, вызван ли ваш дефицит железа основным заболеванием, например глютеновой болезнью.

Если вы принимаете добавку железа для лечения дефицита железа, вы можете улучшить всасывание железа в кишечнике, приняв добавку с витамином С. Врач назначит вам подходящие дозы железа и витамина С.

.

Как увеличить усвоение железа из продуктов питания

Так же, как одни продукты могут улучшить усвоение железа, другие могут ему препятствовать.

Продукты, содержащие фитат

Фитат, или фитиновая кислота, содержится в таких продуктах, как цельное зерно, крупы, соя, орехи и бобовые (3).

Даже небольшое количество фитата может значительно снизить абсорбцию железа (1, 3).

В одном исследовании всего 2 мг фитата в пищевых продуктах подавляли абсорбцию железа на 18% при добавлении в пшеничные булочки.А когда было съедено 250 мг фитата, до 82% не всасывались (4).

Тем не менее, негативному эффекту фитата можно противодействовать, употребляя продукты, которые увеличивают усвоение негемового железа, например витамин С или мясо.

Продукты, богатые кальцием

Кальций - важный минерал для здоровья костей.

Однако некоторые данные показывают, что это препятствует усвоению железа, независимо от того, является ли его источником молочный продукт или добавка кальция (16).

Исследования показали, что 165 мг кальция из молока, сыра или пищевых добавок снижают всасывание железа примерно на 50–60% (4, 17).

Это вызывает беспокойство, поскольку повышенное потребление кальция обычно рекомендуется детям и женщинам - тем же группам населения, которые подвержены риску дефицита железа.

Однако большинство исследований были краткосрочными и проводились при однократном приеме пищи. Тщательный обзор долгосрочных исследований показал, что кальций и молочные продукты не оказывают неблагоприятного воздействия на абсорбцию (16).

Для максимального усвоения продуктов, богатых кальцием, не следует употреблять в пищу продукты, обеспечивающие большую часть вашего диетического железа.

В случае добавок, добавки кальция и железа следует принимать по возможности в разное время дня.

Продукты, содержащие полифенолы

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, включая овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино.

Кофе и чай, которые широко употребляются во время еды, имеют высокое содержание полифенолов, и было показано, что они подавляют абсорбцию негемового железа (13).

В одном обзоре употребление чашки черного чая во время еды снижало всасывание железа на 60–70%, независимо от того, был ли чай слабым, нормальным или крепким.

Однако, когда участники пили чай между приемами пищи, снижение абсорбции составляло лишь около 20% (4).

Чтобы противодействовать негативному воздействию полифенолов, не забудьте оставить пару часов между богатой железом едой и послеобеденным чаем или кофе.

Резюме:

Продукты, содержащие фитаты, кальций и полифенолы, могут значительно снизить абсорбцию железа.

.

Поглощение минералов и металлов

Поглощение минералов и металлов

Основная масса минералов всасывается в тонком кишечнике. Наиболее изучены механизмы абсорбции кальция и железа, дефицит которых является серьезной проблемой для здоровья во всем мире.

Минералы явно необходимы для здоровья, но большинство из них также довольно токсичны, если присутствуют в концентрациях выше нормы. Таким образом, существует физиологическая проблема поддержания эффективного, но ограниченного всасывания.Во многих случаях кишечная абсорбция является ключевым регуляторным этапом минерального гомеостаза.

Кальций

Кальций всасывается из кишечника двумя различными механизмами, и их относительная важность определяется количеством свободного кальция, доступного для всасывания:

1. Активное, трансцеллюлярное всасывание происходит только в двенадцатиперстной кишке при низком потреблении кальция. Этот процесс включает импорт кальция в энтероцит, перенос через клетку и экспорт во внеклеточную жидкость и кровь.Кальций входит в эпителиальные клетки кишечника через нечувствительные к напряжению (TRP) каналы и выкачивается из клетки через кальций-АТФазу.

Ограничивающая скорость стадия трансцеллюлярной абсорбции кальция - транспорт через эпителиальную клетку, который значительно усиливается белком-носителем кальбиндином, синтез которого полностью зависит от витамина D.

2. Пассивное параклеточное всасывание происходит в тощей и подвздошной кишке и, в гораздо меньшей степени, в толстой кишке, когда уровень кальция в пище средний или высокий.В этом случае ионизированный кальций диффундирует через плотные соединения в базолатеральные пространства вокруг энтероцитов и, следовательно, в кровь. Когда доступность кальция высока, этот путь отвечает за большую часть абсорбции кальция из-за очень короткого времени, доступного для активного транспорта в двенадцатиперстной кишке.

фосфор

Фосфор абсорбируется преимущественно в виде неорганического фосфата в верхних отделах тонкой кишки. Фосфат транспортируется в эпителиальные клетки за счет натрия, а экспрессия этого (или этих) транспортеров усиливается витамином D.

Утюг

Гомеостаз железа регулируется на уровне кишечной абсорбции, поэтому важно, чтобы из пищи абсорбировалось адекватное, но не чрезмерное количество железа. Неадекватное всасывание может привести к железодефицитным расстройствам, таким как анемия. С другой стороны, избыток железа токсичен, потому что у млекопитающих нет физиологического пути его выведения.

Железо всасывается энтероцитами ворсинок проксимального отдела двенадцатиперстной кишки. Для эффективного всасывания требуется кислая среда, а антациды или другие условия, мешающие секреции кислоты желудочного сока, могут препятствовать всасыванию железа.

Трехвалентное железо (Fe +++) в просвете двенадцатиперстной кишки восстанавливается до своей двухвалентной формы под действием ферриредуктазы щеточной каймы. Железо котранспортируется с протоном в энтероцит через переносчик двухвалентного металла DMT-1. Этот транспортер не специфичен для железа, а также транспортирует многие ионы двухвалентных металлов.

Попадая в энтероцит, железо следует одним из двух основных путей. Выбор пути зависит от сложного программирования клетки, основанного как на диетической, так и на системной нагрузке железом:

  • Обилие железа: : железо внутри энтероцита захватывается путем включения в ферритин и, следовательно, не транспортируется в кровь.Когда энтероцит умирает и теряется, это железо теряется.
  • Ограничивающие состояния железа : железо выводится из энтероцита через транспортер (ферропортин), расположенный в базолатеральной мембране. Затем он связывается с трансферрином-носителем железа и транспортируется по всему телу.

Железо в форме гема, получаемое в результате приема внутрь гемоглобина или миоглобина, также легко всасывается. В этом случае оказывается, что интактный гем поглощается энтероцитами тонкого кишечника путем эндоцитоза.Попав внутрь энтероцита, железо высвобождается и по существу следует тем же путем, что и абсорбированное неорганическое железо. Некоторое количество гема может попасть в кровоток в неизменном виде.

Медь

По-видимому, существует два процесса, ответственных за абсорбцию меди - быстрая система с низкой производительностью и более медленная система с высокой производительностью, которые могут быть похожи на два процесса, наблюдаемые при абсорбции кальция. Многие молекулярные детали поглощения меди еще предстоит выяснить.Было показано, что инактивирующие мутации в гене, кодирующем внутриклеточную АТФазу меди, ответственны за нарушение всасывания меди в кишечнике при болезни Менкеса.

Было показано, что на усвоение меди влияет ряд диетических факторов. Например, чрезмерное потребление цинка или молибдена с пищей может вызвать вторичный дефицит меди.

Цинк

Гомеостаз цинка в значительной степени регулируется его поглощением и потерей через тонкий кишечник.Хотя в эпителиальных клетках ворсинок был идентифицирован ряд переносчиков цинка и связывающих белков, подробное описание молекул, участвующих в абсорбции цинка, еще не получено.

Выведение цинка из кишечника происходит путем отделения эпителиальных клеток, а также секреции поджелудочной железы и желчных путей.

Был идентифицирован ряд факторов питания, которые влияют на всасывание цинка. Некоторые животные белки в рационе улучшают усвоение цинка. Фитаты из диетического растительного сырья (включая зерна злаков, кукурузу, рис) хелатируют цинк и препятствуют его усвоению.Считается, что субстанция в богатой фитатом диете ответственна за значительную часть дефицита цинка у человека.

Ссылки и обзоры
  • Эндрюс NC: Нарушения обмена железа. Новый Eng J Med 341: 1986, 1999.
  • Bronner F: Поглощение кальция: парадигма поглощения минералов. J Nutrition 128: 917-920, 1998.
  • Krebs NF: Обзор абсорбции и выведения цинка в желудочно-кишечном тракте человека. Дж. Питание 130: 1374S-1377S, 2000.
  • Kuanal RC, Nemere I: Регулирование транспорта кальция в кишечнике.Annu Rev Nutr 28: 179-196, 2008.
  • .
  • Lonnerdal B: диетические факторы, влияющие на усвоение цинка. Дж. Питание 130: 1378S-1385S, 2000.
  • Miret S, Simpson RJ, McKie AT: физиология и молекулярная биология поглощения железа. Энн Рев Нутр 23: 283-301, 2003.
  • Wessling-Resnick M: Железный транспорт. Анну Рев Нутр 20: 129-151, 2000.

Отправляйте комментарии [email protected]

.

Поглощение железа - Биохимия

Всасывание железа является неполным, и усваивается только около 10% железа, потребляемого с пищей. В целом, среднее усвоение железа из пищи животного происхождения в два раза выше, чем из растительной пищи. Большая часть пищевого железа находится в состоянии железа (Fe +++) либо в виде гидроксида железа, либо в виде органических соединений трехвалентного железа. Эти соединения расщепляются на свободные ионы трехвалентного железа или слабо связанное органическое железо в кислой среде содержимого желудка, где кислотность обусловлена ​​HCl желудочного сока, а также органическими кислотами пищи.Восстанавливающие вещества в глутатионе превращают железо Fe +++ в восстановленную (Fe ++) форму. В форме Fe ++ железо более растворимо и легче всасывается. Однако HCL в желудке не важен для абсорбции железа, поскольку абсорбция железа ахлорхидрией не всегда снижается.

Механизм абсорбции железа (регуляция блока слизистой оболочки)

Абсорбция железа в кишечнике зависит от присутствия в клетках слизистой оболочки кишечника белка под названием апоферритин.Он состоит из 20 пептидных цепей и имеет молекулярную массу 460000. Апоферритин поглощает железо по реакции

.

Апоферрин + Fe +++ ----------------> Ферритин

Эта реакция обратима, и ферритин может высвобождать свое железо. Ферритин - это конъюгированный белок, содержащий железо в форме комплекса гидроксид трехвалентного железа с фосфатом железа, и содержание железа в нем может достигать 23%. Ферритин также содержится в печени, костном мозге и селезенке, где он действует как хранилище железа.

Абсорбция железа продолжается до тех пор, пока некоторое количество апоферритина доступно в клетках слизистой оболочки. Когда весь апоферритин израсходован (образуется ферритин), поглощение железа прекращается. Таким образом, отсутствие апоферритина блокирует всасывание железа. Ферритин, присутствующий в клетках слизистой оболочки, расщепляется, высвобождая свободный апоферритин и железо; апоферритин снова используется для поглощения большего количества железа, в то время как железо переходит в плазму. Любое состояние, приводящее к увеличению содержания апоферритина в клетках слизистой оболочки, приведет к увеличению скорости всасывания железа.Однако более поздние исследования показали, что блокировка слизистой оболочки железом не идеальна.

Транспортер плазменного железа

Прежде чем железо сможет покинуть клетки слизистой оболочки кишечника, оно сначала превращается в форму Fe ++. Попадая в плазму, он снова окисляется до формы Fe +++ и поглощается белком плазмы (β-глобулин), называемым сидерфиллином, или переносчиком, имеющим молекулярную массу около 90 000. Перенос железа в переносчик катализируется Cu-содержащим белком, а именно церулоплазмином.Одна молекула сидерофиллина связывает 2 атома железа. Поглощенное железо сохраняется в организме в виде ферритина в ретикулоэндотелиальных клетках печени, костного мозга и селезенки. Если железа в избытке, оно также сохраняется в виде другой формы хранения, называемой гемосидерином (содержание железа до 55%). Гемосидерин встречается в виде гранул, видимых под микроскопом, поскольку он нерастворим из-за того, что он содержит характерное расположение мицелл Fe (OH) 3. Это легко проявляется в тканях с помощью реакции берлинской голубой.
Схема, показывающая абсорбцию, транспортировку и хранение железа, приведена ниже:

.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec