Stopový prvok je podstatnou súčasťou mnohých látok kyslík- a aktívne skupiny prenášajúce elektróny. Nedostatok železa vedie k zníženiu aktivity závislej od železa enzýmy zúčastnené, najmä oxidoreduktázy a monooxigenázy.
Preprava a skladovanie kyslíka
Ako základný stavebný kameň systému hemoglobín, hlavná úloha železo je na prepravu kyslík z pľúc do miesta terminálnej oxidácie v tkanivách. Železo sa podieľa aj na skladovaní kyslík vo forme myoglobín. Ako jednoreťazcový hemový proteín myoglobín zvyšuje rýchlosť difúzie kyslíka z erytrocyty (červená krv buniek) do cytosolu a mitochondrie svalov. hemoglobín rovnako ako myoglobín obsahujú asi 75% celkového množstva kyslíka v tele.
Elektrónová preprava
Dôležité informácie železo- medzi frakcie patria cytochrómy mitochondriálneho dýchacieho reťazca. Sú nevyhnutné pre transport elektrónov a prenášajú elektróny na molekulárny kyslík až do voda je tvorený. Železo slúži v tomto procese ako akceptor elektrónov. Cytochrómové systémy, najmä cytochróm c, tiež hrajú úlohu v dodávke bunkovej energie, pretože sú potrebné na výrobu ATP - adenozín trifosfát, darca energie organizmu. Oxidácia a redukcia
- Ribonukleotidreduktázy - potrebujú železo, aby katalyzovalo krok syntézy DNA, ktorý určuje rýchlosť reakcie
- Aminokyselinové monooxigenázy - funkciou týchto enzýmov závislých od železa je urýchlenie reakcií za vzniku serotonínového prekurzora 5-hydroxytryptofánu a dopamínového prekurzora L-dopa; serotonín a dopamín sú dôležité neurotransmitery v centrálnom nervovom systéme
- Rodina cytochrómov P450 - sprostredkováva početné reakcie v metabolizme xenobiotík (cudzorodých látok) pomocou železa ako aktivačného kovu, podieľa sa na biosyntéze steroidných hormónov, ako sú pohlavné hormóny a kortikoidy, vitamín D3, pri metabolizme liekov , aromatické uhľovodíky a pri syntéze žlčovej kyseliny
- Desaturázy mastných kyselín - tvorba nenasýtených mastné kyseliny.
- Lipoxigenázy - syntéza leukotriénov, ktoré patria do triedy látok eikosanoidy, sú lokalizované v leukocyty (biely krv bunky) a sú spojené s alergickými alebo zápalovými reakciami tela.
- Metalo-enzýmové komplexy obsahujúce železo, ako sú peroxidázy, katalázy a oxygenázy - prenos vodík na peroxid vodíka, prispievajúci k zneškodňovaniu kyslíkových radikálov.
- ŽIADNE syntázy a peroxidázy, okrem glutatiónperoxidáz - ovplyvňujú vazodilatáciu (rozšírenie krvných ciev relaxáciou hladkého svalstva ciev), neurotransmisiu - komunikáciu medzi neurónmi prostredníctvom synapsií - a imunitný stav
- Kyslíkové transferázy - zabezpečujú prenos kyslíka v medziprodukte.
- Hydroxylázy obsahujúce železo - regulujte detoxikácia procesy v tele.
- Sukcinátdehydrogenáza v citrátovom cykle - katalyzuje oxidáciu sukcinátu na fumarát.
- Akonitázy v citrátovom cykle mitochondrií - obsahujú železo ako voľne viazaný kofaktor - centrum železo-síra - a zohrávajú zásadnú úlohu ako katalyzátor reverzibilnej reakcie citrátu na izocitrát.
Závislé od železa enzýmy tiež zahŕňajú guanylátcyklázy - cGMP ako druhého posla - a aminofosforibozyltransferázy. Posledne uvedené sú nevyhnutné pre purínovú syntézu a katalyzujú krok, ktorý určuje reakčnú rýchlosť.
Prooxidačný účinok
Voľné ióny železa sú schopné katalyzovať Fentonovu reakciu so superoxidom a vodík peroxid reagujúci za vzniku voľných reaktívnych radikálov, ktoré sú spojené so zvýšenou oxidáciou stres a predčasné starnutie buniek. Iba transportný proteín transferín má antioxidant vlastnosti. Väzbou železa chráni bunky a tkanivá pred voľnými iónmi železa, ktoré vykazujú agresívne oxidačné účinky.
Syntéza kolagénu
Železo je nevyhnutným stopovým prvkom pre hydroxyláciu polypeptidových reťazcov, takže je nevyhnutný pre správnu tvorbu a regeneráciu kostí, chrupavka a spojivové tkanivo.
Vysoké zásoby železa ako potenciálny rizikový faktor
Voľné ióny železa majú toxické účinky. Ako prooxidanty sú spojené s rozvojom kardiovaskulárnych chorôb - napríklad koronárnych. srdce choroba (CHD; choroba koronárnych ciev plavidlá) vedúci k infarktu myokardu (srdce a neurodegeneratívnych chorôb - napr Alzheimerova choroba or Parkinsonova choroba. Ďalej železo pravdepodobne hrá úlohu obmedzujúcej živiny pre rast a replikáciu nádorových buniek. Štúdia z USA potvrdila, že zvýšené hladiny železa v sére sú spojené so zvýšeným rizikom nádorových ochorení. Ako základný mechanizmus sa diskutuje o tom, že železo podporuje oxidáciu stres prostredníctvom svojej hlavnej katalytickej funkcie pri tvorbe cytotoxického kyslíka a hydroxy radikálov, napríklad v priebehu Fentonovej a Haber-Weissovej reakcie. Aby sa zabránilo takýmto chorobám, je potrebné vyhnúť sa zvýšenému príjmu železa, ako aj zvýšeným zásobám železa. K preťaženiu železom dochádza napríklad v dôsledku pitia voda s vysokým obsahom železa, železný riad, časté krv transfúzie, nadmerný príjem železa doplnky, a v dôsledku chron alkoholizmus alebo zvýšená spotreba ľahko vstrebateľných zdrojov železa - napríklad hemového železa - z potravín živočíšneho pôvodu. V tejto súvislosti štúdie zistili pozitívnu koreláciu medzi kardiovaskulárnym rizikom - najmä rizikom infarktu myokardu (srdce útok) a príjem hemového železa, ale nie pri inom ako hemovom množstve alebo pri celkovom príjme železa. Dedičné hemochromatóza je „choroba ukladania železa“ v dôsledku nadmerného a nekontrolovaného gastrointestinálneho traktu vstrebávanie. Jedinci s týmto autozomálne recesívnym ochorením majú zvýšené riziko hepatocelulárneho karcinómu. Okrem toho postihnutí jedinci trpia slabosťou, šedo-sivou koža pigmentácia, príp artritída, okrem iných príznakov. V neskorších štádiách poškodenie myokardu (poškodenie srdcových svalov), cukrovka mellitus alebo pečeň môže dôjsť k cirhóze. Pečeň cirhóza je konečným štádiom rôznych chronických ochorení pečene, charakterizovaných odumieraním pečeňových buniek, ktoré vedie k nefunkčným nodulárnym spojivové tkanivo, Okrem tohoto pečeň karcinóm, hemochromatóza u pacientov sa môžu vyvinúť aj iné nádory, ako napríklad karcinóm prsníka (karcinóm prsníka) alebo kolorektálny karcinóm (dvojbodka a karcinóm konečníka). Dôležitá poznámka. Predtým, ako začnete brať žehličku doplnok, sérum feritín hladinu by mal vždy určiť lekár na zistenie nedostatok železa! Osoby s vyvýšenými feritín koncentrácie by nemali brať železo doplnky za žiadnych okolností. Existuje ďalšie riziko, ak títo jedinci pravidelne konzumujú vitamíny doplnky. vitamíny A, C a E vykazujú prooxidačné účinky, keď sú zvýšené zásoby železa a priamo spôsobujú redukciu neviazaného voľného železa (Fe2 +) pre Fentonovu reakciu.
