Intercambio de hierro en el cuerpo

Normalmente, el cuerpo de una persona adulta sana contiene alrededor de 3-5 g de hierro, por lo que el hierro se puede clasificar como oligoelementos. El hierro se distribuye de manera desigual en el cuerpo. Aproximadamente 2/3 del hierro está contenido en la hemoglobina de los eritrocitos, es un grupo de hierro circulante (o grupo). En los adultos, esta piscina es 2-2,5 g en los bebés a término - 0,3-0,4 g, y en recién nacidos prematuros - 0,1-0,2 El relativamente mucho hierro en mioglobina contenía: 0,1 g - en hombres y 0.05-0.07 g - en mujeres. El cuerpo humano contiene más de 70 proteínas y enzimas, que incluyen hierro (por ejemplo, transferrina, lactoferrina), la cantidad total de hierro en ellos, el hierro es 0,05-0,07, llevado por la transferrina proteína de transporte es de aproximadamente 1% ( fondo de transporte de hierro). Para la práctica médica, las reservas de hierro (depósito, fondo de reserva), que representan aproximadamente 1/3 del hierro total en el cuerpo humano, son extremadamente importantes. Los siguientes cuerpos realizan la función del depósito:

• hígado;
• bazo;
• médula ósea;
• el cerebro

El hierro está contenido en el depósito en forma de ferritina. La cantidad de hierro en el depósito se puede caracterizar determinando la concentración de SF. Hasta la fecha, SF es el único marcador de reservas de hierro reconocido internacionalmente. El producto final del intercambio de hierro es la hemosiderina, depositada en los tejidos.

Hierro: el cofactor más importante de las enzimas de la cadena respiratoria mitocondrial, ciclo de citrato, síntesis de ADN, juega un papel importante en la unión y transporte de oxígeno por la hemoglobina y la mioglobina; las proteínas que contienen hierro son necesarias para el metabolismo del colágeno, las catecolaminas, la tirosina. Debido a la acción catalítica del hierro en la reacción Fe ² * <-> Fe ³, el hierro libre no tratado forma radicales hidroxilo, que pueden causar daño a las membranas celulares y muerte celular. En el curso de la evolución, la protección contra el efecto dañino del hierro libre se resolvió mediante la formación de moléculas especializadas para la absorción de hierro de los alimentos, su absorción, transporte y deposición en una forma soluble no tóxica. El transporte y la deposición de hierro se llevan a cabo mediante proteínas especiales: transferrina, receptor de transferrina, ferritina. La síntesis de estas proteínas está regulada por un mecanismo especial y depende de las necesidades del organismo.

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El metabolismo del hierro en una persona sana se cierra en un ciclo

Todos los días, una persona pierde aproximadamente 1 mg de hierro con fluidos biológicos y un epitelio flojo del tracto digestivo. Exactamente la misma cantidad se puede absorber en el tracto digestivo de los alimentos. Debe quedar claro que el hierro ingresa al cuerpo solo con alimentos. Por lo tanto, todos los días se pierde 1 mg de hierro y se absorbe 1 mg. En el proceso de destrucción de los viejos eritrocitos, se libera hierro, que es utilizado por los macrófagos y se utiliza nuevamente en la construcción del hemo. En el cuerpo hay un mecanismo especial de absorción de hierro, pero se retira de forma pasiva, es decir, no existe un mecanismo fisiológico para la excreción de hierro. En consecuencia, si la absorción de hierro de los alimentos no satisface las necesidades del cuerpo, la deficiencia de hierro se produce independientemente de la causa.

Distribución de hierro en el cuerpo

1. El 70% de la cantidad total de hierro en el cuerpo es parte de las hemoproteínas; estos son compuestos en los que el hierro se une a la porfirina. El principal representante de este grupo es la hemoglobina (58% de hierro); Además, este grupo incluye mioglobina (8% de hierro), citocromo, peroxidasa, catalasa (4% de hierro).
2. Un grupo de enzimas no hemáticas: xantina oxidasa, NADH deshidrogenasa, aconitasa; estas enzimas que contienen hierro se localizan principalmente en las mitocondrias, juegan un papel importante en el proceso de fosforilación oxidativa, transporte de electrones. Contienen muy poco metal y no afectan el equilibrio general del hierro; Sin embargo, su síntesis depende de la provisión de tejidos con hierro.
3. La forma de transporte de hierro es transferrina, lactoferrina, un portador de hierro de bajo peso molecular. La principal ferroproteína plasmática de transporte es la transferrina. Esta proteína de fracción de beta-globulina con un peso molecular de 86,000 tiene 2 sitios activos, cada uno de los cuales puede unir un átomo de Fe ³⁺ a la vez . En plasma hay más sitios de unión de hierro que átomos de hierro y, por lo tanto, no hay hierro libre en él. La transferrina puede unir otros iones de metal - cobre, manganeso, cromo, pero con una selectividad diferente, y el hierro se une primero y con más firmeza. El sitio principal de la síntesis de transferrina son las células hepáticas. Con el aumento en el nivel de hierro depositado en los hepatocitos, la síntesis de transferrina se reduce notablemente. La transferrina, que lleva hierro, proporciona normocitos y reticulocitos, y la cantidad de captación de metal depende de la presencia de receptores libres en la superficie de los progenitores eritroides. En la membrana del reticulocito, hay significativamente menos sitios de unión para la transferrina que en el protromocito, es decir, a medida que la célula eritroide envejece, la captura de hierro disminuye. Los portadores de hierro de bajo peso molecular proporcionan transporte de hierro dentro de las células.
4. El hierro depositado, de reserva o de reserva puede tener dos formas: ferritina y hemosiderina. El compuesto de hierro de reserva consiste en una proteína de apoferritina, cuyas moléculas rodean una gran cantidad de átomos de hierro. Ferritina: un compuesto marrón, soluble en agua, contiene 20% de hierro. Con la acumulación excesiva de hierro en el cuerpo, la síntesis de ferritina aumenta drásticamente. Las moléculas de ferritina existen en casi todas las células, pero especialmente en el hígado, el bazo y la médula ósea. La hemosiderina está presente en los tejidos en forma de un pigmento marrón, granular e insoluble en agua. El contenido de hierro en la hemosiderina es más alto que en la ferritina: 40%. El efecto perjudicial de la hemosiderina en los tejidos se asocia con el daño a los lisosomas, la acumulación de radicales libres, que conduce a la muerte celular. En una persona sana, el 70% de la reserva de hierro se encuentra en forma de ferritina y el 30% en forma de hemosiderina. La tasa de uso de hemosiderina es mucho menor que la de la ferritina. Las reservas de hierro en los tejidos se pueden juzgar sobre la base de estudios histoquímicos, aplicando el método de evaluación semicuantitativa. Cuente el número de sideroblastos: células eritroides nucleares que contienen diferentes cantidades de gránulos de hierro no hemo. Una característica de la distribución de hierro en el cuerpo de los niños pequeños es que tienen un mayor contenido de hierro en las células eritroides y menos hierro en el tejido muscular.

La regulación del balance de hierro se basa en los principios de la reutilización casi completa del hierro endógeno y el mantenimiento del nivel requerido debido a la absorción en el tracto gastrointestinal. La vida media de la eliminación de hierro es de 4 a 6 años.

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Absorción de hierro

La absorción ocurre principalmente en el duodeno y en la parte inicial del yeyuno. Con una deficiencia de hierro en el cuerpo, la zona de succión se extiende distalmente. En una dieta diaria generalmente contiene alrededor de 10-20 mg de hierro, pero solo 1-2 mg se absorben en el tracto gastrointestinal. La absorción del hierro hemo excede en gran medida el flujo de hierro inorgánico. En cuanto a la influencia de la valencia de hierro sobre su absorción en el tracto gastrointestinal, no hay una opinión inequívoca. VI Nikulicheva (1993) cree que el Fe ²⁺ prácticamente no se absorbe ni en concentraciones normales ni excesivas. Según otros autores, la absorción de hierro no depende de su valencia. Se encontró que la valencia del hierro y su solubilidad en el duodeno en la reacción alcalina son de importancia decisiva. El jugo gástrico y ácido clorhídrico están implicados en la absorción de hierro, proporcionar una recuperación de la forma de óxido (Fe ^H ) en zaknsnuyu (Fe ²⁺ ), la ionización, la formación de componentes disponibles para la absorción, pero sólo se aplica a hierro no hemo no es el mecanismo principal de la regulación de la absorción.

El proceso de absorción del hierro hemo no depende de la secreción gástrica. El dobladillo de hierro se absorbe en forma de una estructura de porfirina y solo en la membrana mucosa del intestino es su escisión del hemo y la formación de hierro ionizado. El hierro se absorbe mejor a partir de productos cárnicos (9-22%) que contienen hierro hemo, y mucho peor - de la planta (0.4-5%), donde no hay hierro hem. De los productos cárnicos, el hierro se asimila de forma diferente: el hierro se absorbe peor en el hígado que en la carne, ya que en el hígado el hierro está contenido en forma de hemosiderina y ferritina. Hervir las verduras en grandes cantidades de agua puede reducir el contenido de hierro en un 20 %.

Único es la absorción de hierro de la leche materna, aunque su contenido es bajo - 1.5 mg / l. Además, la leche materna aumenta la absorción de hierro de otros alimentos que se consumen simultáneamente.

En el proceso de digestión, el hierro entra en el enterocito, desde donde pasa a través del gradiente de concentración al plasma sanguíneo. Con una deficiencia de hierro en el cuerpo, se acelera su transferencia desde el lumen del tracto gastrointestinal al plasma. Con un exceso de hierro en el cuerpo, la mayor parte del hierro permanece en las células de la mucosa intestinal. El enterocito cargado de hierro se mueve desde la base hasta la parte superior de las vellosidades y se pierde con el epitelio empobrecido, lo que evita la ingesta excesiva de metal en el cuerpo.

El proceso de absorción de hierro en el tracto gastrointestinal se ve afectado por varios factores. La presencia de oxalatos, fitatos, fosfatos, taninos en el ave reduce la absorción de hierro, ya que estas sustancias forman complejos con el hierro y lo eliminan del cuerpo. Por el contrario, los ácidos ascórbico, succínico y pirúvico, la fructosa, el sorbitol y el alcohol aumentan la absorción del hierro.

En plasma, el hierro se une a su portador - transferrina. Esta proteína transporta hierro principalmente a la médula ósea, donde el hierro penetra en los eritrocariocitos y la transferrina regresa al plasma. El hierro ingresa a las mitocondrias, donde se produce la síntesis del hemo.

La ruta adicional de hierro desde la médula ósea se puede describir de la siguiente manera: con la hemólisis fisiológica de los eritrocitos, se liberan 15-20 mg de hierro por día, que es utilizado por los macrófagos fagocíticos; luego la mayor parte se remonta a la síntesis de hemoglobina y solo queda una pequeña cantidad como una glándula adicional en los macrófagos.

El 30% del contenido total de hierro en el cuerpo no se usa para la eritropoyesis, sino que se deposita en el depósito. El hierro en forma de ferritina y hemosiderina se almacena en células parenquimatosas, principalmente en el hígado y el bazo. A diferencia de los macrófagos, las células parenquimatosas usan hierro muy lentamente. La ingesta de hierro en las células parenquimatosas aumenta con un exceso significativo de hierro en el cuerpo, anemia hemolítica, anemia aplástica, insuficiencia renal y disminuye con un déficit pronunciado del metal. La liberación de hierro de estas células aumenta con el sangrado y disminuye con las transfusiones de sangre.

El patrón general del metabolismo del hierro en el cuerpo estará incompleto si no se tiene en cuenta el tejido. La cantidad de hierro que es parte de ferroenzimas es pequeña, solo 125 mg, pero la importancia de las enzimas de respiración tisular no puede sobreestimarse: sin ellas, la vida de cualquier célula sería imposible. El stock de hierro en las células permite evitar la dependencia directa de la síntesis de enzimas que contienen hierro sobre las fluctuaciones de su consumo y gasto en el cuerpo.

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Pérdidas fisiológicas y peculiaridades del metabolismo del hierro

La pérdida fisiológica de hierro del cuerpo en un adulto es de aproximadamente 1 mg por día. El hierro se pierde junto con el epitelio de la piel peeling, apéndices epidérmicos, luego, con la orina, las heces, con sluschivayuschimsya el epitelio intestinal. Las mujeres, además, se unen a la pérdida de hierro con sangre durante la menstruación, durante el embarazo, el parto y la lactancia, que es de aproximadamente 800-1000 mg. El intercambio de hierro en el cuerpo se presenta en el Esquema 3. Es interesante observar que el contenido de hierro en el suero y la saturación de transferrina varían en un día. Observe concentraciones elevadas de hierro sérico en la mañana y valores bajos en la noche. La privación de personas dormidas conduce a una disminución gradual en el contenido de hierro en el suero.

El metabolismo del hierro en el cuerpo se ve afectado por oligoelementos: cobre, cobalto, manganeso, níquel. El cobre es necesario para la asimilación y el transporte de hierro; su efecto es a través de citocromo oxidasa, ceruloplasmina. La acción del manganeso en el proceso de la hematopoyesis no es específica y está asociada a su alta capacidad oxidativa.

Para comprender por qué la deficiencia de hierro es más común en niños pequeños, adolescentes y mujeres en edad fértil, consideraremos las características del metabolismo del hierro en estos grupos.

La acumulación de hierro en el feto ocurre durante todo el embarazo, pero de forma más intensa (40%) en el último trimestre. Por lo tanto, la prematuridad en 1-2 meses conduce a una reducción en la disponibilidad de hierro en un factor de 1.5-2 en comparación con los niños a término. Se sabe que el feto tiene un balance positivo de hierro, que va en contra del gradiente de concentración a favor del feto. La placenta captura más intensamente el hierro que la médula ósea de una mujer embarazada, y tiene la capacidad de metabolizar el hierro de la hemoglobina de la madre.

El efecto de la deficiencia de hierro en la madre sobre las reservas de este microelemento en el feto es inconsistente. Algunos autores creen que la sideropenia de una mujer embarazada no afecta las reservas de hierro del feto; otros creen que hay una dependencia directa. Podemos suponer que con una disminución en el contenido de hierro en el cuerpo de la madre, se desarrolla un déficit de reservas de hierro en el recién nacido. Sin embargo, la deficiencia de hierro anemia debida a la deficiencia congénita de hierro es poco probable, ya que la incidencia de anemia por deficiencia de hierro, los niveles de hemoglobina y hierro sérico durante el primer día después del nacimiento y durante los próximos 3-6 meses no difieren en los niños nacidos de madres sanas y madres con anemia por deficiencia de hierro. El contenido de hierro en el cuerpo del recién nacido recién nacido y prematuro es de 75 mg / kg.

En los niños, a diferencia de los adultos, el hierro alimentario no solo debe compensar las pérdidas fisiológicas de este oligoelemento, sino también satisfacer las necesidades de crecimiento, que promedian 0.5 mg / kg por día.

Por lo tanto, los principales requisitos previos para el desarrollo de la deficiencia de hierro en bebés prematuros, niños de embarazos múltiples, niños menores de 3 años son:

• agotamiento rápido de poblaciones con ingesta exógena insuficiente de hierro;
• mayor necesidad de hierro.

Metabolismo del hierro en adolescentes

La peculiaridad del metabolismo del hierro en los adolescentes, especialmente en las niñas, es una discrepancia pronunciada entre la mayor necesidad de este elemento traza y su baja ingesta en el cuerpo. Las razones de esta discrepancia son: crecimiento rápido, mala nutrición, ejercicio, menstruación abundante, el bajo nivel inicial de hierro.

En las mujeres en edad fértil, los factores principales que conducen al desarrollo de la deficiencia de hierro en el cuerpo son la menstruación abundante y prolongada, los embarazos múltiples. La necesidad diaria de hierro en mujeres que pierden 30-40 ml de sangre para la menstruación es de 1.5-1.7 mg / día. Con una mayor pérdida de sangre, la necesidad de hierro aumenta a 2.5-3 mg / día. De hecho, solo 1.8-2 mg / día pueden administrarse a través del tracto gastrointestinal, es decir, 0.5-1 mg / día de hierro no puede reponerse. Por lo tanto, dentro de un mes la deficiencia de micronutrientes ascenderá a 15-20 mg, 180-240 mg por año, 1.8-2.4 g durante 10 años, es decir, esta deficiencia excede el contenido de hierro de repuesto en el cuerpo. Además, para el desarrollo de la deficiencia de hierro en las mujeres, el número de embarazos, el intervalo entre ellos, la duración de la lactancia son importantes.