Минералы

Здоровье и психология

Железо в организме человека

Железо в организме человека: роль, источники, нехватка и избыток

Железо (Fe) - химический элемент с атомным номером 26. Один из самых распространенных химических элементов на нашей планете (второе место среди металлов, (первое место среди металлов занимает алюминий), и четвертое место среди всех химических элементов (еще после кислорода и кремния).

Чистое железо представляет собой серебристо-белый металл, очень ковкий и достаточно химически активный. При соединении с кислородом воздуха и водой быстро окисляется до, соответственно, оксида и гидроксида, а в мелкодисперсном состоянии на воздухе самовозгорается даже при комнатной температуре.

Чистое железо довольно редко применяется, поэтому люди обычно имеют дело с его сплавами, среди которых самыми распространенными являются сталь и чугун, отличающиеся друг от друга лишь процентным содержание углерода. Впрочем, стали также сильно отличаются друг от друга в зависимости от добавок легирующих металлов (хром, марганец, никель и другие).

Железо - самый востребованный в быту и на производстве металл. Собственно, всю эволюцию технологий человека можно проследить через призму использования этого важнейшего металла. Не случайно историки в качестве целого периода развития человечества выделяют так называемый железный век (1200 г. до н.э. - 340 г. н.э.).

В природе чистое железо не встречается. Наиболее высокие концентрации железа природного происхождения встречаются в железо-никелевых метеоритах. Планета Земля на 4,65% состоит из железа, основная часть которого сосредоточена в земном ядре (ядро на 90% состоит из железа, при этом 86% всего железа планеты находится в ядре). Кстати, жизнь на Земле возникла благодаря железу не только по "химическим соображениям". Дело в том, что благодаря железному ядру наша планета обладает сильным магнитным полем, которое спасает атмосферу буквально от сдувания солнечным ветром (потоком заряженных частиц, идущих от Солнца), а все живое от смертоносной космической радиации.

Концентрация железа в морской воде очень низка - 0,002-0,02 мг/л, а в речной намного выше - до 2 мг/л. Известно огромное количество минералов железа. По запасам железной руды Россия занимает первое место в мире.

Несмотря на столь высокую распространенность железа в земной коре, первое металлическое железо человек научился извлекать из метеоритов. Оно было с довольно большой примесью никеля (до 30%). Случилось это еще 5-6 тысяч лет назад. Не случайно еще с тех пор на греческом и латинском языках железо звучит как "сидер", что буквально значит "звездный". Ну, а до тех времен, как бы странно это ни было, гораздо больше в ходу было золото и медь. Это не случайно, поскольку золото люди запросто извлекали из самородков, а медь, как менее тугоплавкий металл, получить было намного проще железа. Золото когда-то оценивалось в 10 раз дешевле железа не только потому, что добыча железа была очень трудоемким процессом, но и потому, что железо намного тверже золота, меди и бронзы, что особенно ценилось при изготовлении рубящих и режущих инструментов (ножей, топоров и т.п.) и оружия. Да и технологии извлечения железа держались в большой тайне. Кстати, именно те народы, которые владели технологией выплавки железа, были очень воинственными и образовали первые империи.

Роль железа в организме человека

Как уже было сказано, концентрация железа в воде довольно невелика, и все по причине того, что многие соединения железа плохо растворимы или даже нерастворимы в ней. Особенно плохо растворяются самые распространенные в верхних слоях земной коры соединения этого металла - оксид и гидроксид трехвалентного железа (Fe2O3 и Fe(OH)3 соответственно), которые имеют бурый цвет. Соли двухвалентного железа (Fe2+), обычно светло-зеленого цвета, намного лучше растворяются в воде, но на воздухе они очень быстро окисляются до трехвалентного железа (Fe3+). Кстати, именно по этой причине яблоко на месте откуса быстро "ржавеет". Это также объясняет, почему, несмотря на столь высокую распространенность железа, очень часто живые организмы испытывают его нехватку (об этом подробнее чуть ниже).

Железо, безусловно, является биогенным элементом, который обнаружен практически во всех живых организмах. Его основная функция - служить катализатором в процессах кислородного обмена, а попросту - дыхания. Но чистое железо в организме не встречается, если его, конечно, намеренно не глотать. Там оно чаще всего входит в состав особого глобулярного белкового комплекса - ферритина. Недостаток железа у растений вызывает болезнь, известную как хлороз, а у животных анемию.

Железо также входит в ферментные комплексы, которые называют гемами. Именно гем присутствует в важнейшем для многих животных белке - гемоглобине, который транспортирует атомы кислорода по всему организму. Благодаря наличию в составе железа этот белковый комплекс приобретает характерный красный цвет. Причем артериальная кровь имеет ярко-алый цвет, а венозная синеватый, и все из-за того, что в артериальной крови выше концентрация трехвалентого железа, имеющего красный цвет, а в венозной крови преобладает двухвалентное железо, имеющее зеленоватый цвет.

Железо - микроэлемент, так как в теле взрослого человека его содержится всего 3-4 грамма, и почти весь он входит в состав плазмы крови. 68% железа связано в гемоглобине, а на долю упомянутого ферритина приходится около 27%. Однако железо организму необходимо и для других нужд, например, для синтеза железосодержащих белков, тогда организм получает его из распадающихся в печени и селезенке эритроцитов.

Суточная потребность человека в железе очень сильно варьируется в зависимости от возраста, пола и состояния здоровья.

Интересно отметить, что младенцы в возрасте до 6 месяцев нуждаются всего лишь в четверти миллиграмма железа в сутки (его запасы с рождения достаточны для обеспечения нужд даже такого интенсивно растущего организма), но потом потребность в железе резко возрастает и для ребенка в возрасте от 7 до 12 месяцев составляет уже 11 мг/сут, оставаясь примерно на таком же уровне в течение всей жизни человека. Правда, в период полового созревания, особенно у девушек, потребность в железе несколько увеличивается.

При прочих равных условиях женщинам в связи с кровопотерей во время менструаций требуется раза в 1,5 больше железа, чем мужчинам, но после наступления климакса потребности у обоих полов опять выравниваются. Намного больше железа (в три-пять раз выше средней нормы для человека - 33 мг/сут) требуется беременным (особенно во второй половине беременности) и кормящим грудью женщинам. Потребность в железе взрослого мужчины составляет 6 мг, но она может возрасти во время интенсивной физической работы. Причинами повышенной потребности в железе могут быть кровопотери в связи с травмами, тяжелыми хирургическими вмешательствами, донорством крови, некоторыми заболеваниями (геморрой, носовые кровотечения, внутренние кровотечения, гемофилия и т.п.), длительным пребыванием на большой высоте (жизнь или работа в высокогорных районах), наличием кишечных паразитов и др.

Источники железа в организме человека

Основным источником железа для человека является пища. Наиболее богаты железом следующие продукты питания:

  • мясо, в особенности красное;
  • субпродукты мяса (печень, почки, костный мозг);
  • красная рыба, рыбная икра;
  • яйца;
  • бобовые;
  • тыквенные семечки;
  • кунжут;
  • цельнозерновые крупы;
  • салат, тимьян, петрушка.

При этом следует иметь в виду, что железо из животных (гемовое железо) продуктов усваивается намного лучше, чем из растительной пищи (негемовое железо). Однако для пополнения запасов железа в организме пренебрегать "зелеными" продуктами питания не стоит, поскольку для усвоения железа в любом случае необходим витамин С. Потребление апельсинового сока почти в 2 раза увеличивает усвоение железа из пищи.

Несмотря на то, что яйца богаты железом, содержащиеся в нем соединения серы в значительной мере затрудняют его усвоение. При железной недостаточности также следует избегать употребления чая, кофе, продуктов с высоким содержанием кальция и щавелевой кислоты. Так, крепкий чай может затруднить усвоение организмом железа в 3 раза (!), кофе - в полтора.

При дефиците железа рекомендовано готовить пищу в железной посуде.

Дефицит железа в организме человека

Дефицит железа в организме считается бичом нашего времени, и все из-за несабалнсированной диеты большинства жителей планеты. Тогда как одна, причем большая, часть населения Земли недоедает(особенно недостает ей мясного белка), другая мучается от ожирения, которое также не гарантирует достаточного поступления железа в организм. В бедных странах, общей численностью более 2 млрд человек, население подвержено дефициту мясных продуктов, а в высокоразвитых странах большая часть населения питается с избытком, но кое-как, точнее поглощает пищу, бедную минеральными элементами.

Правда, есть одна хорошая новость: железо относится к тем минералам, непродолжительный дефицит поступления которого с пищей не вызовет больших проблем для организма. Дело в том, что человеческий организм умеет запасать железо про запас, в таком случае в качестве депо выступает костный мозг, кровь, и при его краткосрочном (до нескольких недель) недостатке в пище организм расконсервирует произведенные запасы. И только хронический дефицит железа приводит к последствиям для здоровья.

Наиболее распространеные причины дефицита железа:

  • недостаточное поступление с пищей, вегетарианство, голодание;
  • усиленный расход вследствие беременности, лактации, занятий спортом;
  • травмы;
  • нарушение всасывания железа из-за заболеваний желудочно-кишечного тракта (гипоацидный гастрит, дисбактериоз);
  • язва желудка и двенадцатиперстной кишки;
  • эрозивный гастрит, энтерит, энтероколит, колит;
  • туберкулез;
  • малярия, анкилостомоз;
  • эндокардит, ревматоидный артрит;
  • гельминтозы;
  • опухоли;
  • цинга;
  • дисфункция щитовидной железы;
  • отравление антацидами, свинцом;
  • избыток в организме витамина Е, фосфатов, оксалатов, цинка, кальция.

Симптомами нехватки железа в организме могут быть:

  • железодефицитная (гипохромная) анемия;
  • неврологические нарушения (вспыльчивость, раздражительность, плаксивость, непонятные мигрирующие боли (особенно в области сердца);
  • тахикардия, головные боли и головокружения;
  • извращения в питании в виде геофагий - потребность есть землю, мел, песок;
  • изменения вкусовых ощущений, сухость и трещины поверхности языка;
  • отсутствие аппетита, отрыжка, запоры, метеоризм, эпигастральные боли;
  • бледность, быстрая утомляемость, мышечная слабость;
  • ухудшение памяти и концентрации внимания;
  • задержка умственного и физического развития у детей, отклоняющееся и неадекватное поведение;
  • ослабление иммунитета к простудным заболеваниям;
  • ломкость, утончение и вогнутость внутрь ногтей;
  • понижение температуры тела, озноб;
  • дисфункции щитовидной железы;
  • повышение риска развития опухолей.

Избыток железа в организме человека

Токсичной дозой для человека считается 200 мг железа в сутки, летальной (по различным сведениям) - 7-35 г. Следует иметь в виду, что отравиться можно только соединениями железа. Чистое железо при попадании в желудочно-кишечный тракт особых проблем не вызывает.

Причины избытка железа:

  • избыточное поступление с пищей, в основном из-за использования при ее приготовлении неочищенной воды из ржавого водопровода;
  • заболевания поджелудочной железы, печени, селезенки;
  • хронический алкоголизм;
  • нарушения обмена железа в организме.

Симптомы избытка железа:

  • накопление железа в тканях и органах, в том числе особая форма отложения солей - сидериоз;
  • упадок сил, высокая утомляемость;
  • головокружения и головные боли;
  • пигментация кожи;
  • тошнота, рвота, изжога, боли в эпигастральной области, запор, диарея, воспаление слизистой оболочки кишечника;
  • физическое истощение, снижение аппетита;
  • печеночная недостаточность;
  • повышение риска развития артрита, атеросклероза, диабета, заболеваний печени и сердца;
  • ослабление иммунитета;
  • повышение риска развития онкологических заболеваний.

Без предписания врача употреблять препараты железа не рекомендуется!

Комментарии для сайта Cackle
 

Яндекс.Метрика

 

Все права защищены © 2012-2016 "Здоровье и психология"

Изложенная на сайте информация носит рекомендательный характер. Не занимайтесь самолечением, посоветуйтесь с лечащим врачом