Гемовое железо — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Гемовое железо
Cтраница 1
Гемовое железо связано с порфирином в гемоглобине и миоглобине. В отличие от ионного железа на его всасывание не влияют ни фитаты, ни фосфаты, ни аскорбиновая кислота. Гемовый комплекс всасывается нерасщепленным и расщепляется лишь в клетках эпителия. Гемовое железо всасывается быстрее ионного. При недостатке цинка в питании, проявление которого детально изучено в Египте и Иране, отмечено половое недоразвитие и замедление роста подростков обоего пола. Основным продуктом питания в этих странах является бездрожжевой хлеб из пшеничной муки тонкого помола, и одним из факторов, понижающим усвоение цинка, может быть связывание его фитином. Снижают усвояемость цинка также продукты реакции Майяра. Замедление роста из-за недостатка цинка наблюдалось и у детей среднеобеспеченных семей США, в рационе которых было мало мяса. [1]
К оксидоредуктазам, содержащим
Изменения в стереохимии железопорфирина, сопровождающие изменение спинового состояния гемового железа, не были зарегистрированы в ранних исследованиях разностным методом Фурье производных миоглобина кашалота. Учитывая, что для ряда кристаллических белков разностный метод Фурье дал отличные результаты, отсутствие изменений в стереохимии железопорфирина, наблюдавшегося в молекулах типа гемоглобина, в случае миоглобина может быть обусловлено недостаточной точностью данных. [3]
Кроме меди мономерный фрагмент с молекулярной массой 100000 содержит 1 моль гемового железа. [4]
В работах [150, 153-156] на основании исследования температурной зависимости магнитной восприимчивости некоторых гемо-протеинов было показано, что взаимодействие каркаса порфирина с окружающей полипептидной цепью существенно для регуляции спинового состояния гемового железа. [5]
Цитохром с, имеющий молекулярный вес 12 400 и содержащий одну гемовую группу, участвует в переносе электронов в электрон-транспортной цепи от акцептора водорода на кислород. Гемовое железо находится в низкоспиновом состоянии как в Fe ( II) -, так и Ре ( Ш) — состояниях, так что только окисленный цитохром с имеет парамагнитный центр. [6]
У животных с однокамерным желудком всасывание железа происходит главным образом в двенадцатиперстной кишке преимущественно в двухвалентной форме, хотя известны и соединения трехвалентного железа, обладающие более высокой биологической доступностью, чем некоторые фер-роформы. Всасыванию негемового железа предшествует, по-видимому, распад его координационных соединений, тогда как гемовое железо всасывается в составе порфиринового макроцикла. Для оптимального всасывания железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Прием соляной кислоты способствует усвоению железа при ахлоргидрии. [7]
На рис. 15 сравниваются степени ромбичности, рассчитанные для высокоспиновых ферригемопротеинов. Значительная вариация отклонений от тетрагональности свидетельствует о том, что искажение тетрагональной структуры и электронной симметрии окружения катиона гемового железа меняется в широких пределах как при изменении природы белка, так и для разных высокоспиновых феррипроизводных одного и того же белка. Как показано на рис. 15, эти белки могут быть подразделены на группы в зависимости от природы лигандов по пятому и шестому координационным местам. [8]
Таким образом, на основании исследований молекулы гемоглобина разностным методом Фурье можно утверждать, что обратимая природа структурных изменений, связанных с изменением ориентации порфирина при присоединении и отщеплении лиганда, применима как к координированным [88, 103], так и некоординированным [139] четвертичным конформациям. Из спектроскопических данных следует [133-136], что изменение состояния окисления и лиган-дного окружения железа сопровождается изменениями ориентации порфирина. Учитывая величину этих изменений и связь их с изменениями спинового состояния
Это искажение обусловлено ромбической составляющей в поле лигандов донорных атомов в плоскости ху, приводящей к неэквивалентности направлений х и у. Искажение тетрагональной симметрии, называемое ромбичностью [161, 162], вызвано деформацией окружения железа. Эта деформация может возникнуть вследствие механических-шжажений тема, возмущений тс-электрон-ной системы тема или изменения гс-электронного характера связывания лигандов с гемовым железом по пятому и шестому координационным местам. [10]
Гемовое железо связано с порфирином в гемоглобине и миоглобине. В отличие от ионного железа на его всасывание не влияют ни фитаты, ни фосфаты, ни аскорбиновая кислота. Гемовый комплекс всасывается нерасщепленным и расщепляется лишь в клетках эпителия. Гемовое железо всасывается быстрее ионного. При недостатке цинка в питании, проявление которого детально изучено в Египте и Иране, отмечено половое недоразвитие и замедление роста подростков обоего пола. Основным продуктом питания в этих странах является бездрожжевой хлеб из пшеничной муки тонкого помола, и одним из факторов, понижающим усвоение цинка, может быть связывание его фитином. Снижают усвояемость цинка также продукты реакции Майяра. Замедление роста из-за недостатка цинка наблюдалось и у детей среднеобеспеченных семей США, в рационе которых было мало мяса. [11]
Спектр протонного магнитного резонанса белка охватывает узкий интервал частот и представляет собой наложение большого числа резонансных сигналов. Два свойства гемовых белков несколько облегчают решение проблемы. Во-первых, гемовая группа индуцирует сдвиг, обусловленный кольцевыми токами ( по аналогии с бензолом 15, 251), что приводит к смещению резонансных линий ядер, находящихся вблизи тема, в область, отделенную от основной огибающей спектра. Во-вторых, гемовое железо может быть парамагнитным и тогда оно индуцирует изменения химических сдвигов и уши-рение резонансных сигналов, соответствующих ядрам в ближайшей окрестности гемовой группы. На практике это приводит к тому, что спектр ЯМР распространяется на интервал частот, примерно в 5 раз превышающий интервал частот в спектрах ЯМР обычных белков. [12]
Аналогично взаимодействие белка с порфириновым кольцом через остатки, участвующие в вандерваальсовых взаимодействиях, не только позволяет регулировать ориентацию порфирина, но и контролирует спиновую мультиплетность центрального катиона. Как указывалось ранее, катион металла в миоглобине проявляет более выраженную тенденцию к тому, чтобы оставаться смещенным из плоскости порфиринового кольца. Безусловно, это свойство отражает накладываемые белком стерические ограничения, которые благоприятствуют максимальной спиновой мульти-плетности. Этот структурный эффект дает некоторое представление о том, каким образом структурные искажения полипептидной цепи, происходящие при изменении природы поверхностных остатков, могут передаваться к порфириновому центру, чтобы управлять спиновым состоянием гемового железа. [13] Гемовые белки выполняют ряд специализированных функций. Например, гемоглобин переносит кислород, а многие цитохромы участвуют в процессах переноса электронов. Естественно, сразу же возникает проблема установления корреляции между структурой и функцией этих белков. К той же группе проблем относится вопрос о том, какие изменения конформации в трех субъединицах тетра-мерного белка гемоглобина вызывают связывание кислорода гемом четвертой из субъединиц, или вопрос о том, каким образом электрон проходит через белковую глобулу к
Из структурных данных для низкомолекулярных кислородных комплексов следует, что электронная структура связанного кислорода определяется не только стереохимическими деталями. Модели Полинга [173, 174] и супероксид-аниона [179, 180] приводят к одинаковой стереохимии координированного кислорода с расстоянием О-О, большим, чем в свободной молекуле кислорода. В этом мономерном кислородном комплексе угол Со-О — О составляет 126 и расстояние О-О ( 126 пм) практически совпадает с расстоянием, наблюдаемым для супероксид-аниона. Гриффита [175], наблюдается увеличение расстояния О-О до 130 пм. Следовательно, на основании только стереохимических данных нельзя однозначно определить электронную структуру связи, образующейся при обратимом присоединении молекулы кислорода к гемовому железу. [15]
Страницы: 1 2
Железо внутри нас. Дефицит железа и как с ним бороться?
Несмотря на то, что железо в человеческом организме содержится в крайне небольшом количестве (в среднем 4,2 гр. у взрослого человека и 400 мг. у новорожденного) по своей значимости оно является уникальным и крайне важным для человека микроэлементом. Очень часто вегетарианский рацион считают весьма скудным на предмет содержания в нём микроэлементов, в том числе и железа, но мы с Вами уже давно разобрались в этом вопросе и теперь пришло время поговорить — как и где находится железо внутри нас!
Железо внутри нас:
Примерно 68% всего железа внутри нас содержится в гемоглобине, 27% хранится в виде ферритина и гемосидерина, около 4% приходится на долю мышечного белка миоглобина и 0,7% железа находится в составе трансферрина и железосодержащих ферментов.
Железо внутри нас входит в состав многих белков и ферментов, но самый большой процент его содержится в составе гемоглобина эритроцитов. В составе этого белка железо способствует транспорту кислорода к клеткам и тканям нашего организма. Эритроцитами именуют красные кровяные тельца, представляющие собой наиболее многочисленные кровяные клетки, которым свойственно обогащать ткани и органы нашего организма не только кислородом, но и питательными веществами. В состав данных кровяных телец входит огромное количество дыхательного железосодержащего красного пигмента — гемоглобина, который в свою очередь способствует связыванию кислорода в области лёгких и его высвобождению в ткани.
Гемоглобин — особый белок, который состоит из 2 частей: крупной белковой молекулы — глобина и встроенной в неё небелковой структуры — гема, в сердцевине которого и находится ион железа. Гемоглобин составляет более 90 % массы этих двуяковогнутых клеток. При вдохе кровь в мельчайших капилярах соприкасается с воздухом. Здесь гемоглобин высвобождает некоторое количество углекислого газа, принесённого из тканей, а кислород, содержащийся в воздухе связывается с гемоглобином и уносится кровью к тканям и органам.
Вообще кислород — это окислитель. Но союз кислорода и железа в гемоглобине — невероятное исключение, здесь никакого окисления не происходит. Ион железа как бы «берёт за руку» молекулу кислорода и относит её к месту окисления и там её «отпускает». Кроме того, гемоглобин также уносит с места окисления углекислый газ. И если кислород вводится в клетку гемом, то углекислоту оттуда выносит глобин.
Таким образом эритроциты ни разу за свою жизнь не совершают «холостых» рейсов — от лёгких с кислородом, на обратном пути с углекислотой.
Эритроциты, подобно всему в этом мире, имеют свой срок жизни, который составляет около 120 дней. Затем они распадаются, этот процесс называется гемолиз. В результате гемолиза образуются пигменты ферритин, гемосидерин и билирубин.
В конце своего 120-дневного существования эритроциты удаляются из общей циркуляции селезёнкой и другими отделами ретикулоэндотелиальной системы. Она наряду с другими компонентами включает специализированные клетки печени, которые тоже участвуют в удалении эритроцитов. В ретико-эндотелиальной системе гемоглобин, высвободившийся из отживающих эритроцитов, расщепляется на составные части: гем и глобин. Гем превращается в билирубин, затем транспортируется с кровью к печени для выведения с желчью.
При распаде гемоглобина помимо билирубина формируются пигменты гемосидерин и ферритин. Оба пигмента выполняют роль так называемых «складов» для железа. Гемосидерин чаще всего откладывается в селезёнке и печени, а ферритин в костном мозге, селезёнке, печени.
Говорить подробно о каждом из этих удивительных пигментов в рамках статьи «Железо внутри нас» нет возможности, но в последующих статьях мы обязательно затронем эти моменты.
Но вернёмся к детальному рассмотрению содержания железа в нашем организме. И теперь мы с вами добрались до миоглобина. Итак, наши труженики — эритроциты принесли нашим клеткам кислород, но не весь кислород, доставленный гемоглобином сразу идёт в дело. Часть его остаётся в мышцах про запас. В экстремальной ситуации, при повышенной физической нагрузке, мышцам может не хватить доставленного кислорода, тогда они обратятся к своим резервам. Роль таких резервов в мышцах и играет гемосодержащий белок — миоглобин («младший брат» гемоглобина).
Ну и последний железосодержащий белок на котором мы остановим наше внимание — это трансферрин. Основной функцией трансферрина является связывание железа и его транспорт к местам накопления или утилизации для обеспечения потребностей организма.
Дефицит железа и анемия:
Всемирная организация здравоохранения относит дефицит железа к важнейшей проблеме питания в мире. До 80% населения земного шара может страдать от нехватки железа, а у 30% выявляется железодефицитная анемия. Дефицит железа развивается постепенно и обычно начинается с отрицательного баланса железа, когда потребление железа не соответствует суточной потребности в этом микроэлементе. Такая ситуация первоначально истощает запасы железа, в то время, как уровень гемоглобина в крови остаётся нормальным. Железодефицитная анемия развивается на поздней стадии истощения запасов организма. Достаточно популярна тема повышенного риска развития железодефицитной анемии у беременных — данный вопрос уже рассматривался в нашей предыдущей статье.
В завершении статьи хочу напомнить некоторые продукты, которые очень богаты и которые я рекомендую к употреблению: маш, чечевица, фасоль, орехи, соя, шиповник, чернослив, гречка, грибы и сушёные и свежие, яблоки и сушёные и свежие, капуста морская и т.д.
На этом первая часть большой статьи про железо заканчивается. Во второй части расскажу Вам про усвояемость железа, про гемовое и негемовое железо и про продукты способствующие и препятствующие усвояемости.
Это может быть интересно…
Хелатное железо — эффективное лечение железодефицита и анемии
Поделитесь в соцсетях
Поделюсь с вами своим отличным результатом в лечении железодефицита.
Краткое предисловие
В 2015-м году я обнаружила у себя анемию. У меня была ужасная слабость, соображать было очень трудно, выпадали волосы. Перечитав море информации в интернете, по симптомам я стала подозревать у себя анемию. В результате выяснила, что самый информативный анализ — это ферритин, депо железа в организме. Я сдала этот анализ в лаборатории и мой результат составил 20 нг/мл , в то время как нормальным считается от 70 нг/мл .
Подробно об анемии и железодефиците — признаках и симптомах, результатах анализов, видах препаратов железа, дозировках, питании и многом другом — я писала в своем старом блоге в серии статей:
Почему выпадают волосы. 1. Низкий уровень железа, а именно ферритина.
Дополнение к статье «Почему выпадают волосы». 1.1. Железа протеин сукцинилат
Анемия и железодефицит. Железа протеин сукцинилат
История продолжается
Так вот, с 2015 года я с переменным успехом лечила железодефицит. Максимальный показатель, которого мне удалось добиться за 4 месяца непрерывного приема аптечного препарата 3-валентного железа Мальтофер по 3 таблетки в сутки, был показатель 56 нг/мл. После прекращения приема или если я принимала только по 1 таблетке как поддерживающую дозировку, мой показатель ферритина снова падал до примерно 30 нг/мл.
Затем после вопроса читательницы моего блога я исследовала информацию об очень хорошем препарате железа — железа протеин сукцинилат и затем купила его. Однако из-за высокой стоимости я не смогла его принимать долго и снова перешла на Мальтофер с теми же недостаточными результатами.
В итоге мне это надоело и я решила попробовать хелатное железо (глицинат хелат). Я посчитала, что по соотношению цена-качество, оно, возможно, будет самым лучшим.
Я изучила, какие варианты представлены на iHerb и заказала большую банку на 250 таблеток от Carlson Labs, собираясь принимать его длительно.
Carlson Labs, Хелатированное железо, 250 таблеток
(если Карлсон Лабс нет в наличии, смотрите ниже в тексте ссылки на аналогичные БАД)
Перед началом приема хелатного железа я специально сдала анализ на ферритин, чтобы точно отследить динамику через месяц. Мой показатель был 31 нг/мл.
Через месяц я прекратила прием и подождала неделю, как указано в рекомендациях лаборатории, я писала об этом в статье, и снова сдала анализ. Я была очень удивлена — мой результат анализа на ферритин составил 64 нг/мл! У меня такого никогда не было. А тут всего месяц и такой отличный результат! 🙂
Теперь расскажу подробнее — хелатное железо я принимала по 3 таблетки в день. Принимала сразу 3 за один раз, потому что пью много других БАДов, а железо нельзя совмещать в один прием с цинком и магнием.
Дозировка 1 таблетки Carlson Lab — 27 мг железа, то есть в сутки я принимала 81 мг, что согласуется с дозировкой, указанной в научных статьях о различных видах железа.
Приведу цитату из одного исследования, опубликованного на сайте Национального института здоровья США, о рекомендованных дозировках для беременных женщин в зависимости от уровня ферритина:
«80-100 мг железа в день женщинам, имеющим ферритин <30 мкг/л;
40 мг железа в день, женщинам, имеющим ферритин 31-70 мкг/л;
40 мг железа в день женщинам, имеющим ферритин < или = 70 мкг/л.
Женщины с ферритином > 70 мкг/л не нуждаются в добавке железа.»
Я принимала по 81 мг, так как в начале лечения мой ферритин был 31 нг/мл. Пусть вас не смущают разные единицы измерения, так как мкг/л = нг/мл.
Хелатное железо отлично переносится — без малейшего дискомфорта для желудка и кишечника. Это я могу сказать точно, так как ЖКТ у меня чувствительный. Я буду продолжать принимать железо, чтобы дойти до уровня 70 нг/мл и затем буду пить его только несколько дней в месяц, после менструации для восполнения кровопотери.
Даю также ссылки на аналогичные БАД хелатного железа в такой же дозировке (25-27 мг) от хороших производителей:
Solgar, Хелат Железа, 25 мг, 100 таблеток
Source Naturals, Железо, 25 мг, 250 таблеток
Bluebonnet Nutrition, Дополнительная сила хелатированного железа, 27 мг
Thorne Research, Биглицинат железа, 25 мг
А в этом варианте повышенная дозировка в 1 таблетке — 50 мг. Имейте это ввиду при расчёте своей дозировки.
Solaray, Железо, 50 мг
А теперь немного подробнее о хелатном железе
Железа хелат — это соединение ионов железа с аминокислотой, обычно глицином. «Chela» c латыни переводится как «клешня». В хелатном соединении атом железа соединен с аминокислотами, как будто взят в клешню.
Хелатные формы минералов считаются самыми эффективными и при этом мягкими — без побочных эффектов.
Что касается эффективности хелатного железа приведу информацию из научных исследований.
Дети возраста от 6 месяцев до 3-х лет принимали сульфат железа и хелат бисглицинат железа. Разница в концентрации ферритина в сыворотке была значительно выше в группе, которая получала хелат бисглицинат железа.
В другом исследовании сравнивали переносимость сульфата железа и бисглицината хелата железа. Было обнаружено, что как сульфат железа, так и хелат бисглицинат железа имеют эквивалентную терапевтическую эффективность при аналогичной дозе (50 мг), но побочные эффекты были выше (37% против 21%) в группе, получавшей сульфат железа.
Железа хелат бисглицинат благодаря своей химической структуре может быть частично устойчивым к действию ферментов и связыванию веществ, присутствующих в пище, таких как металлы, пищевые волокна, фитаты и фенолы, с которыми железо может образовывать нерастворимые соединения.
Кроме того, из-за связывания аминокислот существует меньше прямого воздействия железа на клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Это может уменьшить токсичность и побочные эффекты, влияющие на желудочно-кишечный тракт и проявляющиеся такими состояниями как запор, тошнота, диарея и рвота.
Учитывая эти сведения и мой опыт, делаю вывод, что хелатное железо — это эффективный и безопасный препарат для лечения анемии и железодефицита.
🌿 Код VBL204 дает скидку 10% на первый заказ в iHerb.com. Нажмите на ссылку c кодом, чтобы он добавился в корзину автоматически. Используйте мой код на скидку, чтобы сказать мне спасибо за полезные статьи.
Как ещё помочь моему сайту.Дата публикации: 14.03.2018
Дата обновления: 05.08.2019
Ссылки на научные исследования:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16733739
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4107593/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24152889
Автор этой статьи – владелец и главный редактор сайта Татьяна Демченко, нутрициолог, специалист по диетологии, витаминам и пищевым добавкам.
Татьяна отвечает за качество контента на данном сайте и выбирает только самые надежные источники материалов – научные исследования и публикации авторитетных медицинских экспертов.
Контакты: [email protected]
Поделитесь в соцсетях