लोह: व्याख्या, संश्लेषण, शोषण, वाहतूक आणि वितरण

लोह पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर तसेच जीवांमध्ये सर्वात मुबलक संक्रमण धातू आहे आणि मानवांसाठी एक आवश्यक (महत्वाचा) शोध घटक आहे. हे अनेक ऑक्सिडेशन अवस्थांमध्ये आढळते, परंतु केवळ Fe2+ - द्विसंयोजक लोखंड, फेरो संयुगे - आणि Fe3+ - त्रिसंयोजक लोह, फेरो संयुगे - जीवांसाठी कोणतेही महत्त्व आहेत. संयुगे मध्ये, लोखंड सहसा द्विसंयोजक स्वरूपात उपस्थित असतो. Fe2+ ​​नंतर कमी करणारे एजंट म्हणून कार्य करते आणि इलेक्ट्रॉन दान करते. Fe3+ संयुगे, दुसरीकडे, ऑक्सिडायझिंग एजंट्सचे प्रतिनिधित्व करतात आणि टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारे म्हणून, इलेक्ट्रॉन स्वीकारण्यास सक्षम असतात [7,19]. Fe2+ ​​जलीय मध्ये असल्याने उपाय उत्स्फूर्तपणे अत्यंत कमी प्रमाणात विरघळणारे Fe3+ - हायड्रॉक्साईडमध्ये ऑक्सिडाइझ होऊ शकते, जीवांमध्ये काही विशिष्ट पदार्थ असतात प्रथिने, जसे की हिमोग्लोबिन (रक्त रंगद्रव्य), हस्तांतरण or फेरीटिन, जे लोह बांधतात. अशाप्रकारे, शोध काढूण घटक कमी विद्राव्यता असूनही जैविक दृष्ट्या उपलब्ध राहतो. निरोगी व्यक्तीच्या शरीरात एकूण 3-5 ग्रॅम लोह असते - 45 ते 60 मिग्रॅ/किलो शरीराचे वजन. यापैकी अंदाजे 80% कार्यात्मक लोह म्हणून उपस्थित आहे. एरिथ्रोसाइटसाठी बहुसंख्य कार्यात्मक लोह आवश्यक आहे (लाल रक्त सेल) निर्मिती आणि विकास, आणि फक्त एक किरकोळ भाग (12%). मायोग्लोबिन संश्लेषण आणि माइटोकॉन्ड्रियल श्वसन साखळी. याव्यतिरिक्त, लोहावर अवलंबून असलेल्या जैवसंश्लेषणासाठी लोह उपलब्ध असणे आवश्यक आहे एन्झाईम्स जे इलेक्ट्रॉन वाहतुकीसाठी आवश्यक आहेत. एकूण 20% लोहाचे संचयन अवयव. ट्रेस घटक स्वरूपात संग्रहित आहे फेरीटिन आणि हेमोसिडरिन प्रामुख्याने मध्ये यकृत, प्लीहा, आतड्यांसंबंधी श्लेष्मल त्वचा आणि अस्थिमज्जा. हेम आयरन – आयर्न प्रोटोपोर्फिरिन, डायव्हॅलेंट फे – आणि नॉन-हेम आयरन – आयनाइज्ड फ्री आयर्न, अकार्बनिक यौगिकांचे घटक म्हणून द्विसंयोजक किंवा त्रिसंयोजक असू शकतात – यामध्ये फरक केला जातो. हेमिरॉन हे लोह-प्रोटीन कॉम्प्लेक्स आहे, ज्यामध्ये प्रोस्थेटिक ग्रुप प्रोटीन रेणूशी जोडलेला असतो. सर्वात महत्वाचे हेम प्रथिने साठी आवश्यक लोह चयापचय समावेश हिमोग्लोबिन, मायोग्लोबिन आणि सायटोक्रोम्स. अर्ध्याहून अधिक कार्यात्मक लोह बांधील आहे हिमोग्लोबिन (लाल रक्त रंगद्रव्य) आणि अशा प्रकारे स्थानिकीकृत एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त पेशी) मायोग्लोबिन एक लाल स्नायू रंगद्रव्य आहे आणि इतर लोहयुक्त आहे एन्झाईम्स - सायटोक्रोम्स, कॅटालेसेस, पेरोक्सिडेसेस - सुमारे 15% कार्यात्मक लोह बनवतात. प्राण्यांच्या खाद्यपदार्थांमध्ये हेम नसलेले लोह या स्वरूपात असते फेरीटिन, hemosiderin, आणि लोह सायट्रेट.

चयापचय

लोह होमिओस्टॅसिसचे नियमन लोहाच्या नियंत्रणाद्वारे होते शोषण मध्ये छोटे आतडे, प्रामुख्याने मध्ये ग्रहणी (ड्युओडेनम) आणि जेजुनम ​​- लहान आतड्याचा मधला भाग, ज्याला "रिक्त" देखील म्हणतात चांगला.” शोषणावर अनेक घटकांचा प्रभाव पडतो, जसे की:

  • शारीरिक मागणी
  • अंतर्ग्रहित लोहाचे प्रमाण आणि रासायनिक रूप
  • वैयक्तिक पुरवठा स्थिती - बेसल लोह शोषण सुमारे 1 मिग्रॅ/दिवस आहे, मध्ये लोह कमतरता अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना शोषण दर 3-5 mg/day पर्यंत वाढतो, जास्त प्रमाणात लोह शोषण 50% पर्यंत कमी होते.
  • एरिथ्रोपोइसिसची व्याप्ती (लाल रक्तपेशींचे उत्पादन).
  • इतर विविध सेंद्रिय आणि अजैविक आहारातील घटकांचे परिमाणात्मक गुणोत्तर.
  • चे रिसोर्प्शन गुणोत्तर पाचक मुलूख.
  • वय
  • रोग - उदाहरणार्थ, सेलियाक रोग (ग्लूटेन-प्रेरित एन्टरोपॅथी), क्रोहन रोग, अल्सरेटिव्ह कोलायटिस आणि क्रॉनिक एट्रोफिक जठराची सूज यांसारखे अपुऱ्या लोह शोषणाशी संबंधित आहेत

ट्रेस घटक अन्नातून नॉन-हेम आयरन म्हणून शोषले जातात, म्हणजे आयनाइज्ड फ्री फॉर्ममध्ये फ्री फे2+ आयन आणि हेम आयरन म्हणून. अन्नातील बहुतेक लोह बंधनकारक असते प्रथिने, सेंद्रिय .सिडस् किंवा इतर पदार्थ - लोह प्रोटोपोर्फिरिन (हेम), फेरीहायड्रॉक्साइड कॉम्प्लेक्स. प्राण्यांच्या खाद्यपदार्थांमध्ये, विशेषत: मांसामध्ये, 40 ते 60% लोह हेम लोहाच्या रूपात असते. बायव्हॅलेंट लोह त्याच्या चांगल्या विद्राव्यतेमुळे लोहाच्या स्थितीनुसार 15-35% शोषले जाते आणि त्यामुळे त्याचे प्रमाण जास्त असते. जैवउपलब्धता. याउलट, नॉन-हेम लोहाची उपलब्धता, जी प्रामुख्याने त्रिसंयोजक स्वरूपात असते, लक्षणीयरीत्या कमी आहे. नॉन-हेम लोह प्रामुख्याने वनस्पतींच्या अन्नामध्ये आढळते आणि क्वचितच 5% पेक्षा जास्त शोषले जाते. ट्रायव्हॅलेंट लोह वरच्या कमकुवत अल्कधर्मी वातावरणात विरघळत नाही छोटे आतडे आणि त्यामुळे शोषणापासून माघार घेतली जाते. मांस आणि वनस्पतीजन्य पदार्थांचे एकाच वेळी सेवन केल्याने वनस्पती उत्पत्तीच्या लोहाचे शोषण दर दुप्पट होऊ शकते. हे मांसामध्ये असलेल्या कमी आण्विक वजनाच्या कॉम्प्लेक्सिंग एजंट्समुळे होते, ज्यामध्ये प्राण्यांच्या प्रथिनांचा समावेश होतो, जे उच्च गुणवत्तेचे असतात, जास्त मूल्यवान पदार्थांमुळे. अमिनो आम्ल, वनस्पती प्रथिने (अंडी पांढरा) पेक्षा. सल्फहायड्रिल गट-युक्त अमिनो आम्ल - मेथोनिन, सिस्टीन - अधिक विरघळणारे आणि शोषले जाणारे त्रिसंयोजक लोह द्विसंयोजक स्वरूपात कमी करण्यास अनुकूल. पुरेसा हायड्रोक्लोरिक आम्ल आहारातील लोहाच्या इष्टतम वापरासाठी गॅस्ट्रिक ज्यूसचे उत्पादन देखील महत्त्वाचे आहे. जठरासंबंधी हायड्रोक्लोरिक आम्ल कॉम्प्लेक्स-बाउंड लोह अधिक सहज उपलब्ध मुक्त लोह आयन आणि सैलपणे बांधलेले सेंद्रिय लोह बनवते. अन्नातून लोहाची जैवउपलब्धता वाढवा:

  • गॅस्ट्रोफेरिन - गॅस्ट्रिकचा स्राव श्लेष्मल त्वचा.
  • व्हिटॅमिन सी - एस्कॉर्बिक ऍसिडद्वारे नॉन-हेम लोहाचे शोषण करण्यास प्रोत्साहन देते जे खराब विरघळणारे ट्रायव्हॅलेंट लोह तयार करण्यास प्रतिबंध करते; 25 मिग्रॅ व्हिटॅमिन सीचे सेवन केल्याने शोषणात लक्षणीय वाढ होते
  • व्हिटॅमिन ए पचन प्रक्रियेदरम्यान लोह बांधते, ज्यामुळे ते फायटिक ऍसिड (फायटेट्स) आणि पॉलीफेनॉल्सच्या शोषण-प्रतिबंधक प्रभावांपासून काढून टाकते.
  • फ्रोकटोझ
  • फळे आणि भाज्यांमध्ये पॉलीओक्सिकार्बोक्झिलिक ऍसिडस्
  • इतर सेंद्रिय .सिडस्, जसे की लिंबाच्या रसामध्ये सापडणारे आम्ल, टार्टारिक आम्ल आणि दुधचा .सिड.
  • अल्कोहोल - प्रोत्साहन देते जठरासंबंधी आम्ल स्राव, त्रिसंयोजक लोहाचे शोषण वाढवते.

Fe3+ चे Fe2+ मधील रूपांतरणाला प्रोत्साहन देऊन, हे पदार्थ लोहाचे शोषण वाढवतात. उदाहरणार्थ, व्हिटॅमिन सी - पालक किंवा कोहलरबी 150 ग्रॅम - वाढवते जैवउपलब्धता 3-4 च्या घटकाने नॉन-हेम लोहाचे. लोहाचे शोषण जोरदारपणे प्रतिबंधित करते:

हे पदार्थ लोहासह एक कॉम्प्लेक्स तयार करतात जे शोषून घेणे कठीण आहे आणि म्हणून त्याचे शोषण अवरोधित करते. लहान आतड्याच्या पेशींमध्ये लोह शोषल्यानंतर श्लेष्मल त्वचा, ते एकतर फेरीटिन, लोह साठवण प्रथिने म्हणून साठवले जाते किंवा ट्रान्सपोर्ट प्रोटीन मोबिलफेरिनच्या मदतीने प्लाझ्मामध्ये हस्तांतरित केले जाते. प्लाझ्मामध्ये, ट्रेस घटक लोह वाहतूक प्रोटीनमध्ये हस्तांतरित केला जातो हस्तांतरण. सामान्य हस्तांतरण एकाग्रता प्लाझ्मामध्ये 220-370 mg/100 ml आहे. सीरम ट्रान्सफरिनची पातळी लोह पूलच्या आकाराशी विपरितपणे संबंधित आहे. त्यानुसार, मध्ये लोह कमतरता, प्लाझ्मा ट्रान्सफरिन सामग्री आणि ट्रान्सफरिन रिसेप्टर दोन्ही एकाग्रता वाढले आहेत. ट्रान्सफेरिन संपृक्तता हे ऊतकांमध्ये लोहाच्या वाहतुकीचे सूचक आहे आणि सामान्यतः कमी होते लोह कमतरता. ट्रान्सफेरिन सर्व पेशी आणि ऊतींमध्ये लोह वाहून नेते, जिथे ते नंतर ट्रान्सफरिन रिसेप्टर्सशी बांधले जाते आणि पेशींमध्ये घेतले जाते. अत्यावश्यक महत्त्व आहे साठी एकत्रीकरण अस्थिमज्जा. तेथे, चालू असलेल्या हिमोग्लोबिन निर्मितीसाठी लोह आवश्यक आहे, जे इतर संश्लेषण चरणांपेक्षा प्राधान्य घेते. हिमोग्लोबिनच्या संश्लेषणासाठी ट्रान्सफरिनला बांधलेले सुमारे ७० ते ९०% लोह आवश्यक असते. शेवटी, ची निर्मिती आणि विकास एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्तपेशी) प्रमुख लोह उलाढालीसाठी जबाबदार आहेत. उर्वरित 10 ते 30% तयार करण्यासाठी उपलब्ध आहे. एन्झाईम्स आणि coenzymes किंवा ferritin म्हणून साठवले जाते. फेरीटिनची साठवण क्षमता ओलांडल्यास, लोह हेमोसिडरिन या स्टोरेज प्रोटीनला बांधले जाते. फेरीटिनचे महत्त्व स्टोरेज, वाहतूक आणि त्यात आहे detoxification लोखंडाचे. आवश्यकतेनुसार, लोह संचयनातून वेगाने सोडले जाऊ शकते आणि हिमोग्लोबिन संश्लेषणासाठी वापरले जाऊ शकते. फेरीटिन लोह स्थितीसाठी सर्वात योग्य मार्कर दर्शवते! लोहाच्या कमतरतेमध्ये कमी सीरम फेरीटिन पातळी आढळते. दुसरीकडे, लोह ओव्हरलोड्स, सीरम फेरीटिनच्या वाढीव एकाग्रतेसह शोधण्यायोग्य आहेत. शरीरातील एकूण लोह साठा संपुष्टात आल्यास, धोका अशक्तपणा बिघडलेले हिमोग्लोबिन बायोसिंथेसिसमुळे वाढते. वय, लिंग आणि वंश यावर अवलंबून, स्त्रियांमध्ये हिमोग्लोबिन सांद्रता 12 g/L पेक्षा कमी आणि पुरुषांमध्ये 13 g/L पेक्षा कमी दर्शवते. अशक्तपणा. हेमोसिडरिन हे ऍपोफेरिटिन आणि सेल्युलर घटकांचे संक्षेपण उत्पादन आहे, जसे की लिपिड आणि न्यूक्लियोटाइड्स, प्रामुख्याने हेपॅटोसाइट्स आणि पेशींमध्ये स्थानिकीकृत अस्थिमज्जा, यकृतआणि प्लीहा. फेरीटिनच्या तुलनेत, हेमोसिडरिन हे लोहाचे कायमस्वरूपी भांडार आहे, ज्यामध्ये ट्रेस घटक यापुढे उपलब्ध नसलेल्या स्वरूपात चयापचयसाठी संग्रहित केला जातो. लोह पासून शिल्लक केवळ शोषणाद्वारे नियंत्रित केले जाते, लोहाचे कोणतेही नियमन केलेले उत्सर्जन नाही. पुरुषांमध्ये आणि रजोनिवृत्तीनंतरच्या स्त्रियांमध्ये, दररोज सुमारे 1-2 मिलीग्राम (19-36 µmol/L) लोह आतड्यांसंबंधी उपकला आणि शेडिंगसह नष्ट होते. त्वचा पेशी, सह पित्त आणि घाम, आणि लघवीसह. हिमोग्लोबिनच्या संबंधित नुकसानामुळे रक्तस्रावासह लोहाचे मोठे नुकसान होते. सुमारे 25-60 मिली रक्त उत्सर्जित होते पाळीच्या, परिणामी दर महिन्याला 12.5-30 mg (225-540 µmol) लोहाचे नुकसान होते. महिलांची लोहाची गरज देखील या काळात वाढते गर्भधारणा ला लोह पुरवठ्यामुळे गर्भ. सुमारे 300 मिलीग्राम ट्रेस घटक पुरवले जातात गर्भ च्या माध्यमातून नाळ. याव्यतिरिक्त, बाळाचा जन्म आणि स्तनपान यामुळे रक्त कमी होते - 0.5 मिग्रॅ - परंतु त्यांच्या अनुपस्थितीमुळे याची भरपाई केली जाते. पाळीच्या नंतर काही महिन्यांसाठी गर्भधारणा. याव्यतिरिक्त, लोहाच्या कमतरतेसाठी इतर जोखीम गट आहेत. लोहासाठी कोणतेही नियमन केलेले उत्सर्जन यंत्रणा नसल्यामुळे, आहारातील लोहाचे अतिसेवन वाढीव उत्सर्जनाने भरपाई होऊ शकत नाही. अभ्यासाच्या परिणामी, भारदस्त फेरीटिन पातळी – > 200 µg/ml – एथेरोस्क्लेरोसिस (धमन्या कडक होणे) साठी एक स्वतंत्र जोखीम घटक आहे आणि मायोकार्डियल इन्फेक्शनचा धोका दुप्पट करू शकतो (हृदय हल्ला). शेवटी, लोहाची स्थिती इष्टतम असते जेव्हा शरीराला त्याचे कार्य करण्यासाठी पुरेसे लोह उपलब्ध असते, परंतु लोहाचे साठे भरलेले नसतात.