Vasanyagcsere a szervezetben

Egy egészséges felnőtt szervezete normális esetben körülbelül 3-5 g vasat tartalmaz, így a vas mikroelemek közé sorolható. A vas egyenetlenül oszlik el a szervezetben. A vas körülbelül 2/3-a a vörösvértestek hemoglobinjában található - ez a vas keringési alapja (vagy készlete). Felnőtteknél ez a készlet 2-2,5 g, időre született újszülötteknél 0,3-0,4 g, koraszülötteknél pedig 0,1-0,2 g. Viszonylag sok vas található a mioglobinban: férfiaknál 0,1 g, nőknél 0,05-0,07 g. Az emberi szervezet több mint 70 fehérjét és enzimet tartalmaz, köztük a vasat (például transzferrin, laktoferrin), amelyekben a vas teljes mennyisége 0,05-0,07 g. A transzferrin transzportfehérje által szállított vas körülbelül 1%-ot tesz ki (vastranszport alap). A vastartalékok (depó, tartalék alap), amelyek az emberi szervezetben lévő összes vas körülbelül 1/3-át teszik ki, rendkívül fontosak az orvosi gyakorlat számára. A következő szervek végzik a depó funkcióját:

• máj;
• lép;
• csontvelő;
• agy.

A vas a depóban ferritin formájában található. A depóban lévő vas mennyiségét az SF koncentrációjának meghatározásával jellemezhetjük. Napjainkban az SF az egyetlen nemzetközileg elismert vastartalék marker. A vasanyagcsere végterméke a hemosziderin, amely a szövetekben rakódik le.

A vas a mitokondriális légzési lánc, a citrátciklus és a DNS-szintézis enzimjeinek legfontosabb kofaktora, fontos szerepet játszik az oxigén hemoglobin és mioglobin általi megkötésében és szállításában; a vasat tartalmazó fehérjék szükségesek a kollagén, a katekolaminok és a tirozin anyagcseréjéhez. A vas katalitikus hatása miatt a Fe2*<-->Fe3 reakcióban ^a szabad ^, nem kelátkötésű vas hidroxilgyököket képez, amelyek károsíthatják a sejtmembránokat és sejthalált okozhatnak. Az evolúció során a szabad vas káros hatása elleni védelmet speciális molekulák kialakításával oldották meg a vas élelmiszerből történő felszívódására, felszívódására, szállítására és nem toxikus oldható formában történő lerakódására. A vas szállítását és lerakódását speciális fehérjék végzik: transzferrin, transzferrin receptor, ferritin. Ezen fehérjék szintézisét egy speciális mechanizmus szabályozza, és a szervezet szükségleteitől függ.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Az egészséges ember vasanyagcseréje zárt ciklusban zajlik.

Naponta körülbelül 1 mg vasat veszít egy ember a biológiai folyadékokkal és a gyomor-bél traktus hámhártyájával. Pontosan ugyanennyi vas felszívódhat a gyomor-bél traktusban az élelmiszerekből is. Világosan kell érteni, hogy a vas csak az élelmiszerrel jut be a szervezetbe. Így naponta 1 mg vas vész el, és 1 mg szívódik fel. A régi eritrociták lebomlása során vas szabadul fel, amelyet a makrofágok hasznosítanak, és újra felhasználnak a hem építésében. A szervezetnek speciális mechanizmusa van a vas felszívódására, de a vas passzívan ürül ki, azaz nincs fiziológiai mechanizmus a vas kiválasztására. Ezért, ha az élelmiszerekből származó vas felszívódása nem fedezi a szervezet szükségleteit, vashiány lép fel, függetlenül az októl.

A vas eloszlása a szervezetben

1. A szervezetben lévő teljes vasmennyiség 70%-át a hemoproteinek teszik ki; ezek olyan vegyületek, amelyekben a vas porfirinhez kötődik. E csoport fő képviselője a hemoglobin (58% vas); ezen kívül ide tartoznak a mioglobin (8% vas), a citokrómok, a peroxidázok, a katalázok (4% vas).
2. Nem hem enzimek csoportja - xantin-oxidáz, NADH-dehidrogenáz, akonitáz; ezek a vastartalmú enzimek főként a mitokondriumokban lokalizálódnak, fontos szerepet játszanak az oxidatív foszforiláció és az elektrontranszport folyamatában. Nagyon kevés fémet tartalmaznak, és nem befolyásolják az általános vasegyensúlyt; szintézisük azonban a szövetek vasellátásától függ.
3. A vas transzportformája a transzferrin, a laktoferrin, egy kis molekulatömegű vashordozó. A plazma fő transzport ferroproteinje a transzferrin. Ez a béta-globulin frakció fehérjéje, amelynek molekulatömege 86 000, 2 aktív hellyel rendelkezik, amelyek mindegyike egy Fe3 ⁺ atomot képes kötni. A plazmában több vaskötő hely van, mint vasatom, így nincs benne szabad vas. A transzferrin más fémionokat - rezet, mangánt, krómot - is képes megkötni, de eltérő szelektivitással, és a vas kötődik elsődlegesen és erősebben. A transzferrin szintézisének fő helye a májsejtek. A hepatocitákban lerakódott vas szintjének növekedésével a transzferrin szintézise észrevehetően csökken. A vasat szállító transzferrin a normociták és retikulociták iránt érdeklődik, és a fémek felszívódásának mértéke az eritroid prekurzorok felszínén lévő szabad receptorok jelenlététől függ. A retikulocita membránján lényegesen kevesebb a transzferrin kötőhely, mint a pronormocitán, ami azt jelenti, hogy a vasfelvétel csökken az eritroid sejt öregedésével. Az alacsony molekulatömegű vashordozók biztosítják az intracelluláris vastranszportot.
4. A lerakódott, tartalék vagy zsíros vas két formában létezhet: ferritin és hemosziderin. A tartalék vas vegyülete az apoferritin fehérje, amelynek molekulái nagyszámú vasatomot vesznek körül. A ferritin egy barna színű, vízben oldódó vegyület, 20% vasat tartalmaz. A vas túlzott felhalmozódása a szervezetben a ferritin szintézise hirtelen megnő. A ferritin molekulák szinte minden sejtben megtalálhatók, de különösen sok van belőlük a májban, a lépben és a csontvelőben. A hemosziderin a szövetekben barna, szemcsés, vízben oldhatatlan pigment formájában van jelen. A hemosziderin vastartalma magasabb, mint a ferritiné - 40%. A hemosziderin káros hatása a szövetekben a lizoszómák károsodásával, a szabad gyökök felhalmozódásával jár, ami sejthalálhoz vezet. Egészséges emberben a tartalék vas 70%-a ferritin, 30%-a pedig hemosziderin formájában van jelen. A hemosziderin hasznosulási aránya lényegesen alacsonyabb, mint a ferritiné. A szövetek vastartalékait hisztokémiai vizsgálatok alapján, szemikvantitatív értékelési módszerrel lehet felmérni. Megszámolják a szideroblasztok számát - ezek olyan nukleáris eritroid sejtek, amelyek különböző mennyiségű nem hem vasgranulátumot tartalmaznak. A vas eloszlásának sajátossága a kisgyermekek szervezetében, hogy náluk magasabb a vastartalom az eritroid sejtekben, és kevesebb az izomszövetben.

A vasegyensúly szabályozása az endogén vas szinte teljes újrahasznosításának és a gyomor-bél traktusban történő felszívódásnak köszönhetően a szükséges szint fenntartásának elvén alapul. A vaskiválasztás felezési ideje 4-6 év.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Vas felszívódás

A felszívódás főként a nyombélben és a jejunum kezdeti szakaszában történik. Vashiány esetén a szervezetben a felszívódási zóna disztális irányba terjed ki. A napi étrend általában körülbelül 10-20 mg vasat tartalmaz, de csak 1-2 mg szívódik fel a gyomor-bél traktusban. A hem vas felszívódása jelentősen meghaladja a szervetlen vas bevitelét. Nincs egyértelmű vélemény a vas vegyértékének a gyomor-bél traktusban történő felszívódására gyakorolt hatásáról. VI Nikulicheva (1993) úgy véli, hogy a Fe2 ⁺ gyakorlatilag nem szívódik fel sem normál, sem túlzott koncentrációban. Más szerzők szerint a vas felszívódása nem függ a vegyértékétől. Megállapították, hogy a döntő tényező nem a vas vegyértéke, hanem a nyombélben való oldhatósága lúgos reakció során. A gyomornedv és a sósav részt vesz a vas felszívódásában, biztosítja az oxid forma (Fe3H2) oxid formává (Fe2+) való visszaalakulását ^, az ^ionizációt és a felszívódásra alkalmas komponensek képződését, de ez csak a nem hem vasra vonatkozik, és nem a felszívódás szabályozásának fő mechanizmusa.

A hemvas felszívódásának folyamata nem függ a gyomorszekréciótól. A hemvas porfirin szerkezet formájában szívódik fel, és csak a bélnyálkahártyában válik le a hemről és képez ionizált vasat. A vas jobban szívódik fel a hemvasat tartalmazó húskészítményekből (9-22%), és sokkal rosszabbul a nem hemvasat tartalmazó növényi termékekből (0,4-5%). A vas a húskészítményekből különböző módon szívódik fel: a májból a vas rosszabbul szívódik fel, mint a húsból, mivel a májban a vas hemosziderin és ferritin formájában található meg. A zöldségek bőséges vízben való főzése 20 %-kal csökkentheti a vastartalmat.

A vas felszívódása az anyatejből egyedülálló, bár tartalma alacsony - 1,5 mg/l. Ezenkívül az anyatej fokozza a vas felszívódását az egyidejűleg fogyasztott egyéb termékekből.

Az emésztés során a vas bejut az enterocitába, ahonnan a koncentrációgradiens mentén a vérplazmába jut. Amikor a szervezetben vashiány van, felgyorsul a gyomor-bél traktus lumenéből a plazmába történő átjutása. Amikor a szervezetben vasfelesleg van, a vas nagy része a bélnyálkahártya sejtjeiben reked. A vassal teli enterocita a bélbolyhok aljáról a tetejére mozog, és a hámréteggel együtt elvész, ami megakadályozza a felesleges fém bejutását a szervezetbe.

A vas felszívódásának folyamatát a gyomor-bél traktusban számos tényező befolyásolja. A baromfiban található oxalátok, fitátok, foszfátok és tanninok csökkentik a vas felszívódását, mivel ezek az anyagok komplexeket képeznek a vassal, és eltávolítják azt a szervezetből. Ezzel szemben az aszkorbinsav, a borostyánkősav és a piruvósav, a fruktóz, a szorbitol és az alkohol fokozzák a vas felszívódását.

A plazmában a vas a transzferrinhez, a hordozójához kötődik. Ez a fehérje elsősorban a csontvelőbe szállítja a vasat, ahol a vas behatol az eritrocitákba, és a transzferrin visszatér a plazmába. A vas bejut a mitokondriumokba, ahol a hem szintézise történik.

A vas további kijutása a csontvelőből a következőképpen írható le: fiziológiás hemolízis során naponta 15-20 mg vas szabadul fel az eritrocitákból, amelyet a fagocita makrofágok hasznosítanak; majd ennek fő része ismét a hemoglobin szintézisére megy, és csak kis mennyiség marad tartalék vas formájában a makrofágokban.

A szervezet teljes vastartalmának 30%-a nem hasznosul eritropoézishez, hanem raktárakban rakódik le. A ferritin és hemosziderin formájában lévő vas a parenchymális sejtekben, főként a májban és a lépben tárolódik. A makrofágokkal ellentétben a parenchymális sejtek nagyon lassan fogyasztják a vasat. A parenchymális sejtek vasfelvétele a szervezetben lévő jelentős vasfelesleg, hemolitikus anémia, aplasztikus anémia és veseelégtelenség esetén nő, és súlyos fémhiány esetén csökken. A vasfelszabadulás ezekből a sejtekből vérzéssel nő, vérátömlesztéssel pedig csökken.

A szervezet vas-anyagcseréjének összképe nem lesz teljes, ha nem vesszük figyelembe a szöveti vasat. A ferroenzimekben található vas mennyisége kicsi - mindössze 125 mg, de a szöveti légzési enzimek jelentőségét nehéz túlbecsülni: nélkülük bármely sejt élete lehetetlen lenne. A sejtekben lévő vastartalék lehetővé teszi, hogy elkerüljük a vastartalmú enzimek szintézisének közvetlen függését a szervezetben a bevitel és felhasználás ingadozásaitól.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]

A vasanyagcsere fiziológiai veszteségei és jellemzői

Egy felnőtt szervezetének fiziológiai vasvesztesége körülbelül napi 1 mg. A vas a hámlasztó bőrhámmal, a hámfüggelékekkel, az izzadsággal, a vizelettel, a széklettel és a hámlasztó bélhámmal távozik. Nőknél a menstruáció, a terhesség, a szülés és a szoptatás során vérrel is elvész a vas, ami körülbelül 800-1000 mg-ot tesz ki. A szervezet vasanyagcseréjét a 3. ábra mutatja. Érdekes megjegyezni, hogy a szérum vastartalma és a transzferrin telítettsége a nap folyamán változik. A szérumban reggel magas, este pedig alacsony vaskoncentráció figyelhető meg. Az alváshiány az embereknél a szérum vastartalmának fokozatos csökkenéséhez vezet.

A szervezetben a vas anyagcseréjét nyomelemek befolyásolják: réz, kobalt, mangán, nikkel. A réz szükséges a vas felszívódásához és szállításához; hatása a citokróm-oxidázon, a ceruloplazminon keresztül valósul meg. A mangán hatása a vérképzés folyamatára nem specifikus, és a magas oxidáló képességével függ össze.

Annak megértéséhez, hogy miért fordul elő leggyakrabban a vashiány a kisgyermekek, a serdülő lányok és a fogamzóképes korú nők körében, vizsgáljuk meg a vasanyagcsere jellemzőit ezekben a csoportokban.

A magzatban a vas felhalmozódása a terhesség alatt végig zajlik, de a legintenzívebben (40%) az utolsó trimeszterben. Ezért az 1-2 hónapos koraszülés a vasellátás 1,5-2-szeres csökkenéséhez vezet az időre született gyermekekhez képest. Ismert, hogy a magzat vasegyensúlya pozitív, a koncentrációgradienssel ellentétesen a magzat javára. A méhlepény intenzívebben köti meg a vasat, mint a terhes nő csontvelője, és képes a vasat az anya hemoglobinjából felvenni.

Ellentmondásos adatok állnak rendelkezésre az anyai vashiány magzati vasraktárakra gyakorolt hatásáról. Egyes szerzők úgy vélik, hogy a terhességi vashiány nem befolyásolja a magzati vasraktárakat; mások szerint közvetlen kapcsolat van. Feltételezhető, hogy az anyai szervezet vastartalmának csökkenése az újszülött vasraktárainak hiányához vezet. Azonban a veleszületett vashiány miatti vashiányos vérszegénység kialakulása nem valószínű, mivel a vashiányos vérszegénység előfordulása, a hemoglobinszint és a szérum vasszintje a születést követő első napon és a következő 3-6 hónapban nem különbözik az egészséges anyák és a vashiányos vérszegénységben szenvedő anyák gyermekeinél. Az időre született és a koraszülött újszülött szervezetének vastartalma 75 mg/kg.

Gyermekeknél, a felnőttekkel ellentétben, a táplálékból származó vasnak nemcsak a mikroelem fiziológiai veszteségeit kell pótolnia, hanem a növekedési szükségletet is kielégítenie kell, ami átlagosan napi 0,5 mg/kg.

Így a koraszülöttek, a többes terhességből származó gyermekek és a 3 év alatti gyermekek vashiányának kialakulásának fő előfeltételei a következők:

• a tartalékok gyors kimerülése a nem megfelelő exogén vasbevitel miatt;
• fokozott vasszükséglet.

Vas anyagcsere serdülőknél

A serdülők, különösen a lányok vasanyagcseréjének egyik jellemzője a mikroelem iránti megnövekedett szükséglet és a szervezetbe történő alacsony bevitel közötti kifejezett eltérés. Ennek az eltérésnek az okai a gyors növekedés, a rossz táplálkozás, a sporttevékenységek, a bőséges menstruáció és a kezdeti alacsony vasszint.

Fogamzóképes korú nőknél a szervezetben a vashiány kialakulásához vezető fő tényezők az erős és elhúzódó menstruáció, valamint a többes terhesség. A menstruáció során 30-40 ml vért veszítő nők napi vasszükséglete 1,5-1,7 mg/nap. Nagyobb vérveszteség esetén a vasszükséglet 2,5-3 mg/napra nő. Valójában a gyomor-bél traktuson keresztül csak 1,8-2 mg/nap juthat be, azaz napi 0,5-1 mg vas nem pótolható. Így a mikroelem-hiány havonta 15-20 mg, évente 180-240 mg, 10 évente 1,8-2,4 g lesz, vagyis ez a hiány meghaladja a szervezetben lévő tartalék vas tartalmát. Ezenkívül a terhességek száma, a közöttük eltelt idő és a szoptatás időtartama is fontos a vashiány kialakulásában egy nőnél.