Żelazo.

Żelazo jest po tlenie, krzemie i glinie czwartym najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem na kuli ziemskiej. W roztworach wodnych występuje w dwóch stopniach utleniania – jako jon żelazawy (Fe+2) i żelazowy (Fe+3). Związki żelaza trójwartościowego są słabo rozpuszczalne.

Organizmy żywe musiały wytworzyć mechanizmy umożliwiające przekształcenie związków żelazowych (Fe+3), związków nieprzyswajalnych, w sole żelaza dostępne dla ustroju. Przemiana żelaza składa się z kilku etapów: wchłaniania, transportu i udziału w procesach metabolicznych i magazynowania.

Żelazo spożyte w pokarmach lub suplementach trafiając do żołądka, w którym jest kwaśne środowisko, utlenia się do Fe+3. Dlatego wraz z suplementami żelaza należy spożywać odpowiednie ilości związków redukujących, np. witaminy C (kwasu L-askorbinowego).

Wchłanianie żelaza odbywa się w dwunastnicy i górnej części jelita cienkiego. Śluzówka żołądka też ma zdolność wchłaniania żelaza dwuwartościowego. Sok trzustkowy hamuje procesy wchłaniania żelaza, dlatego w przypadkach uszkodzenia trzustki można zaobserwować wzmożone jego wchłanianie.

Przyswajanie żelaza zmniejszają sole wapnia, fosforu, mleko, sery, herbata (tanina), kawa i fityniany znajdujące się w nasionach zbóż. Nadmiar w pokarmach jednego z takich pierwiastków jak wapń, cynk, mangan i żelazo powoduje blokowanie przyswajania innych pierwiastków tej grupy. Nie wolno popijać suplementów żelazowych napojami typu Cola lub zażywać ich po posiłkach bogatych w fosforany, jak np. ryby.

W organizmie człowieka znajduje się od trzech do pięciu gramów żelaza. Około 70% tej ilości jest związane we krwi, głównie w postaci hemoglobiny. W mięśniach żelazo wchodzi w skład mioglobiny, czerwonego barwnika mięśni pełniącego funkcję przenoszenia tlenu wewnątrz komórki.

Ogólnie można przyjąć, że zależnie od czynników modulujących bioprzyswajalność, wchłanianie żelaza waha się od 5 do ok. 25%.

Żelazo przechodzi przez nabłonek jelitowy jako dwuwartościowe i utlenia się do trójwartościowego. W komórkach nabłonka jelitowego łączy się z białkiem zwanym apoferrytyną, tworząc ferrytynę. Żelazo przechodząc z komórek nabłonka do krwi, łączy się z transferyną – białkiem transportującym żelazo do szpiku kostnego, gdzie jest wykorzystywane w procesie erytropoezy (tworzenia krwinek czerwonych).

Żelazo staje się nośnikiem tlenu w organizmie, wchodząc w skład hemoglobiny w czerwonych krwinkach. W procesie tworzenia hemoglobiny uczestniczy również witamina B6. W krwi dorosłego człowieka znajduje się około 35 trylionów czerwonych ciałek. W ciągu jednej sekundy następuje rozpad około 10 milionów krwinek, a na ich miejsce powstają nowe krwinki. Szczególnie szybki rozpad krwinek następuje podczas intensywnych i długotrwałych wysiłków fizycznych.

Każda żywa komórka dla utrzymania procesów metabolicznych potrzebuje m.in. żelaza. Bez niego komórka obumiera. Fakt ten był wykorzystywany w próbach leczenia chorób nowotworowych. Mechanizm ten jest również wykorzystywany przez laktoferynę chroniącą mleko, środowisko oczu, płyn jelitowy i nasienie przed inwazją bakteryjną. W osoczu laktoferyna pochodzi z ziarnistości wtórnych neutrofili i uwalniana jest w czasie zakwaszenia organizmu, tj. podczas stanów zapalnych lub w ketozie. Laktoferyna wykazuje wyższe powinowactwo do żelaza niż transferyna, dlatego przejmuje funkcje bakteriostatyczną w czasie infekcji. W długotrwałej ketozie laktoferyna może wiązać żelazo z puli pośredniej, co może prowadzić do nadmiernego zmagazynowania żelaza. Manifestuje się to zwiększeniem ilości żelaza we włosach.

Opisano trzy typy struktur ferrytyny: lekką (L), ciężką (H) i glikozylowaną (G). Forma L znajduje się przede wszystkim w wątrobie, śledzionie i łożysku, czyli w tkankach magazynujących duże ilości żelaza. Ferrytyna H występuje w komórkach serca, nerek, erytrocytach, limfocytach i monocytach. Stwierdzono jej obecność w komórkach nowotworowych.

Niedobór żelaza powoduje wiele niekorzystnych skutków zdrowotnych, jak: spadek sprawności fizycznej, obniżenie możliwości koncentracji i sprawności umysłowej, niesprawność pamięci i zły nastrój, zmniejszenie odporności na przeziębienia i infekcje lub zaburzenia rytmu pracy serca. Charakterystycznym objawem niedoboru żelaza jest łaknienie spaczone, czyli apetyt na produkty nie zaliczane do pokarmów, jak krochmal, lód, tynk i inne. Ostatnim stadium niedoboru żelaza jest anemia, podczas której skutki niedoboru żelaza przyjmują stan ostry. Niedokrwistość spotyka się bardzo często, gdyż nawet pozornie zdrowa i urozmaicona dieta może dostarczać zbyt mało żelaza. Szczególnie na niedobory żelaza narażone są dzieci, dziewczęta (odchudzające się) i kobiety z powodu utraty krwi w cyklach miesiączkowych, kobiety w ciąży, kobiety po menopauzie, sportowcy uprawiający sporty wytrzymałościowe, a zwłaszcza osoby starsze, uprawiające takie sporty. Ponieważ żelazo jest niezbędne do rozwoju i funkcjonowania mózgu, w wypadku jego braku w okresie płodowym i niemowlęcym następuje niedorozwój umysłowy i niedorozwój fizyczny z zaburzeniem koordynacji wzroku i rąk. Stosuje się wtedy dodatkowe podawanie preparatów żelaza, zresztą nie zawsze dobrze przyswajanych. 

Zbyt duże dawki tych preparatów mogą wywoływać zaburzenia trawienne, biegunkę lub nudności