Innledning
Min er uunnværlig del av en komplett diett av dyr. Mineraler er uorganiske elementer som finnes i alle kroppens vev og væsker. Selv om de gir ikke energi, de har viktige roller i mange aktiviteter i kroppen . Disse forbindelsene er nødvendig for vedlikehold av visse physicochemical prosesser som er avgjørende for liv fordi de kjemiske bestanddeler som brukes av kroppen på mange måter., Enhver form for levende materie krever disse uorganiske elementer eller mineraler til sine normale liv prosesser .
verdien av mikro-mineraler i menneske, dyr og planter-og ernæring har blitt godt anerkjent . Mangler eller forstyrrelser i ernæring av dyr forårsake en rekke sykdommer og kan oppstå på flere måter. Strykejern er den mest vanlige element på jorden, men bare sporstoffer finnes i levende celler. Jern er viktig for alle cellene i kroppen. Jern er en mikro-mineral som har en rekke viktige funksjoner., Det er en viktig del av hemoglobin i røde blodlegemer, som det bærer oksygen fra lungene til alle deler av kroppen og legger til rette oksygen bruk og lagring i musklene. I tillegg, hver eneste celle i kroppen trenger jern for å produsere energi .
Nesten en fjerdedel av den globale befolkningen er rammet av anemi, som strykejern underskudd er den primære årsaken . Dens mangel er knyttet til nedsatt fysisk arbeid evne, redusert humør og kognitiv funksjon, og dårlig graviditet i slekt med hverandre ., En person er strykejern tilstand faller på et utvalg (alt fra fylt til utarmet strykejern butikker), jernmangel og jernmangel anemi. Derfor, personer med jernmangel er økt risiko for å utvikle jernmangel anemi . Til tross for fremskritt i helse og omsorg, jernmangel er fortsatt en fremst offentlige helse frykt i både utviklede land og utviklingsland, med unge kvinner som hovedsakelig utsatt., I industrialiserte land, jernmangel bør være lett identifiseres og behandles, men det er ofte oversett av medisinske utøvere eller gjenkjennes ikke av kvinner som et problem . Dermed, selv i disse landene er forebygging og behandling av jernmangel i innovative tilnærminger er nødvendig .
anbefalt inntak av næringsstoffer en person er til å møte de definerte krav varierer, avhengig av blant andre faktorer, på kriteriet som brukes for å definere næringsstoff tilstrekkelighet ., For mange næringsstoffer til vitenskapelig støtte definisjonen av ernæringsmessige behov på tvers av aldersgrupper, kjønn og fysiologiske tilstander, informasjon base er begrenset. Bruk av næringsstoff balanse for å definere krav har vært unngås når det er mulig, siden det er nå alminnelig anerkjent at balansen kan nås over et bredt spekter av næringsstoffer inntak. Men kravet nivåer definert ved hjelp av næringsstoffer balanse har vært brukt hvis ingen andre egnede data er tilgjengelig., Kosttilskudd behov for en tilsettinger er definert som et inntak nivå som oppfyller gitte kriterier for dekningen, og dermed minimere risikoen for næringsstoffer underskudd eller overskudd. Tiltak av næringsstoffer butikker eller kritiske vev bassenger kan også brukes til å bestemme næringsinnhold tilstrekkelighet. Funksjonelle analyser er i dag den mest relevante indekser av subklinisk forhold knyttet til a-vitamin og mineral inntak. Blodmangel, er det avgjørende markør av kosttilskudd jernmangel, kan også være et resultat av blant annet mangler i folat, vitamin B12 eller kobber .,
Enkelte kosttilskudd hemmende og styrke faktorer utøve dyp innflytelse på jern absorpsjon . Polyphenol forbindelser er mye til stede i menneskets kosthold som komponenter av frukt, grønnsaker, krydder, belgvekster og korn, og de er spesielt høy i te, kaffe, rødvin, kakao og annen urt te. Den potente hemmende effekt av phytic syre på nonheme-jern absorpsjon er godt kjent ., Polyphenolic forbindelser som chlorogenic syrer, monomeric flavonoider, og polyphenol polymerisering produkter mye til stede i kaffe og te er også sterkt hemme kosttilskudd nonheme-jern absorpsjon . Effekten av askorbinsyre (AA) i dramatisk forbedre jern absorpsjon har konsekvent blitt observert . Heme jern finnes i animalsk mat er også en viktig strykejern kilde på grunn av sin høye biotilgjengelighet. I tillegg, mange studier har antydet at forsterke effekten av muskel vev på jern absorpsjon er på grunn av cystein-som inneholder peptider .,
biokjemi av jern metabolisme i menneskelige fordøyelseskanal system
Strykejern kjemi og fysiologi
Strykejern er funnet på 26. element av den periodiske tabellen og har en molekylvekt på 55.85. Den har to ordinære vandig oksidasjon stater nemlig jern (Fe2+) og jern – (Fe3+). Disse statene aktivere strykejern å ta del i oksidasjon/reduksjon reaksjoner som er avgjørende for å energiomsetningen ved å akseptere eller donerer elektroner. På den andre siden, har denne eiendommen gir også gratis strykejern å katalysere oksidativt reaksjoner, som følger i reaktiv og skadelige frie radikaler., Derfor, kroppen jern som kreves for å være kjemisk bundet til å bistå aktuelle fysiologiske rolle, transport og lagring, med minimal mulighet for gratis ionisk jern til å katalysere skadelig oksidativt reaksjoner .
De fleste av kroppens jern funksjoner i heme protein komplekser som transporterer oksygen som hemoglobin og myoglobin. Omtrent to tredjedeler av kroppen jern i hemoglobin, et 68,000 MW struktur med fire underenhetene av heme, en protoporphyrin ring med jern i midten, og fire polypeptid-kjeder (to kjedene hver av α – og β-globin)., For transport av hemoglobin, oksygen obligasjoner direkte til oksygenrike, stabilisert i en Fe2+ oksidasjon staten omgitt av protoporphyrin ring og histidin rester. Hemoglobin strykejern lett binder seg og frigjør oksygen, som sirkulerer i blodet erytrocytter. Myoglobin, som består av en enkelt heme molekyl og globin, gjør at oksygen transport fra erytrocytter for cellenes mitokondrier i muskel cytoplasma . Mindre mengder av jern i heme form funksjon i mitrochondrial cytochromes involvert med electron transfer, oksygen utnyttelse og produksjon av ATP., En liten brøkdel av kroppen strykejern funksjoner i heme-som inneholder hydrogen peroxidases som catalase som beskytter mot overdreven hydrogen peroxide akkumulering av catalyzing konvertering til hydrogen og oksygen .
I tillegg, strykejern har også funksjoner på ikke-heme proteiner som inneholder en jern–svovel-kompleks (en kubisk struktur av fire jern og fire svovel atomer). Det er den viktigste formen for jern i mitokondriene som fungerer som enzymer av energi metabolisme som aconitase, NADH dehydrogenase, og succinate-dehydrogenase., Aconitase er følsom for jern konsentrasjoner i mitokondrier og cytosol. Når jernet er rikelig, er aconitase enzym forutsetter full jern–svovel kubisk struktur som er forbundet med karbohydrat metabolismen. Imidlertid, når strykejern konsentrasjoner er redusert, protein mister aconitase aktivitet og fungerer som en jern-bindende protein (IRP). IRPs samhandle med strykejern svar elementer (IREs) av mRNA til å regulere syntesen av proteiner som er involvert med strykejern transport, lagring og bruk, som respons på endringer i mobilnettet strykejern konsentrasjoner (Figur 1).,
Figur 1: Struktur av heme som viser fire koordinere båndene mellom jernholdige ion og fire nitrogen baser.
Jern absorpsjon og metabolisme
Den nyfødte spedbarn har en total på ca 250mg i kroppen. Den totale kroppen jern i en voksen mann er 3000 til 4000 mg. I kontrast, gjennomsnittlig voksen kvinne har kun 2000-3000 mg jern i kroppen hennes. Denne forskjellen kan tilskrives mindre strykejern reserver i kvinner, lavere konsentrasjon av hemoglobin og en mindre vaskulær volum enn menn., Av dette ca to tredjedeler benyttes som funksjonell strykejern slik som i hemoglobin (60%), myoglobin (5%) og ulike heme og nonheme enzymer (5%). Resten er funnet i lagring som ferritin (20%) og hemisoderin (10%) .
Kontroll av jern opptak er utvilsomt av rektor betydning på grunn av mangel på et regulert middel for å skille ut jern. Når maten er fortært og fordøyd, kosttilskudd jern er i hovedsak absorberes i tolvfingertarmen og proksimale jejunum., Rimelig, haem jern absorberes mer effektivt enn ikke-haem strykejern, tilsynelatende ved endocytosis av intakt jern–protoporphyrin komplekset ved enterocyte børste grensen. Etter fordøyelsen jern fra alle kosten går inn i en felles intracellulære basseng som avhengig jern status av personer det er enten lagres som ferritin i enterocyte eller eksporteres fra enterocyte via ferroportin transporter på basal side av cellen., Ferroportin transporterer jern jern som er umiddelbart oksidert til Fe3+ og plukket opp av transferrin til å bli transportert til cellene og uttrykke transferrin reseptorer (Figur 2).
Figur 1: Jern absorpsjon og metabolisme i kroppen.
Strykejern status, jernmangel og strykejern overbelastning
Spedbarn, barn, ungdom, og kvinner i fertil alder er ofte påvirket av jernmangel, mens friske voksne hanner er sjelden mangelfull., – Mangel er forårsaket av flere faktorer, som regel ved en kombinasjon av økt behov (rask vekst i den unge befolkningen, menstruasjon og graviditet i fruktbare kvinner) og utilstrekkelig opptak, som i sin tur kan avhenge av andre faktorer som for eksempel en redusert kaloriinntak og/eller en større del av kalorier avledet fra mat ingredienser som inneholder mindre absorbert jern .
Den tidligste fasen av jernmangel er preget av tap av bagasje jern (vist ved ferritin) og kalles strykejern uttømming eller prelatent jernmangel., Konsentrasjonen av serum jern og jern-bærer serum protein transferrin er vanlig på dette stadiet. Når strykejern butikker er oppbrukt (serum ferritin
Symptomene ofte forbundet med jernmangel anemi inkluderer palor, svakhet, tretthet, åndenød, hjertebank, følsomhet for kulde, forandringer i munnhulen og mage-tarmkanalen, og redusert kapasitet for arbeid . Det videre vises til at selv mid/prelatent jernmangel kan ha betydelige helsemessige konsekvenser som kan knyttes til en nedgang i grunnleggende kroppens jern og begrensninger i vev oksidativ kapasitet .,
Strykejern overbelastning er assosiert med økning i ikke-protein bundet jern som følge av fysiologiske jern-bindende kapasitet blir overveldet . Ulemper med overbelastning er for eksempel økt risiko for bakteriell infeksjon og kardiomyopati. Overbelastning kan skyldes medfødte feil i stoffskiftet, som fører til hyper-opptaket av jern eller utilstrekkelig syntese av jern-bindende proteiner. Overbelastning kan også være et resultat av overdreven absorpsjon av jern kosttilskudd på grunn av ulike årsaker, inkludert kronisk inntak av mer enn tilstrekkelig mengder kosttilskudd strykejern, spesielt heme jern., Disse observasjonene om av jern overbelastning har reist spørsmål om hvorvidt generell forsterkning av mat med uorganisk jern er gunstig .
Kosttilskudd og ikke-kosttilskudd faktorer som påvirker jern absorpsjon
kostholdsfaktorer bidra med en betydelig rolle i utviklingen av jernmangel og deretter jernmangel anemi. Jern absorpsjon av tarmen enterocytes kontroller strykejern balanse, men det er ingen rute kontrollert strykejern utskillelse. Dette betyr at jern absorpsjon er regulert av kosttilskudd og systemiske faktorer., Kosttilskudd jern er i stor grad ikke-heme jern med ca 5%-10% i form av heme jern i dietter som inneholder kjøtt. Selv om heme jern utgjør en mindre del av kosttilskudd strykejern, det er biotilgjengelige og 20%-30% av heme jern er absorbert. I motsetning, opptaket av ikke-heme jern er mye mer variable og betydelig påvirket av andre komponenter i kostholdet, med 1%-10% av ikke-heme jern absorberes .
Videre, strykejern i miljøet og kosthold er først og fremst jern-jern (Fe3+), som er uløselig og så ikke biotilgjengelig., Dermed, før det kan bli absorbert av ikke-heme jern har til å være redusert fra jern – (Fe3+) til jern (Fe2+) av jern kosttilskudd reduksjonsmidler, for eksempel askorbinsyre eller ved endogen ferri-reductases, for eksempel duodenal cytokrom B (dcytB) . Jern jern er transportert over apical membran av duodenum av divalent metall transporter 1 (DMT1), som er lokalisert på børsten grensen membran nær dcytB., Som Wang & Pantopoulos, 2011 rapportert, opptaket av jern ioner av dcytB er drevet av proton co-transport, slik at en syrlig duodenal pH legger til rette strykejern opptak, og er konkurransedyktig hemmet av andre divalent kationer.
Ascorbic acid er en av de mest effektive enhancer av ikke-heme jern absorpsjon. Andre kosttilskudd faktorer som sitronsyre og andre organiske syrer, alkohol og carotenes tilsvarende styrke ikke-heme jern absorpsjon ., Videre, animalske proteiner slik som kjøtt, fisk og fjørfe, øke jern absorpsjon men bioaktive komponenten av «kjøtt faktor» har ennå ikke identifisert. Kjøtt fremmer også ikke-heme jern absorpsjon ved å aktivere mage syre produksjon. Omvendt, kan opptaket av ikke-heme jern er hemmet av phytic acid (inositol hexaphosphate og inositol pentaphosphate) i korn og kornprodukter og av polyfenoler i noen grønnsaker, kaffe, te og vin. Disse hemmere bundet til ikke-heme jern, så det er ikke tilgjengelig for opptak. Kosttilskudd faktorer som påvirker jern absorpsjon er skissert i Tabell 1.,etary faktorer styrke og hemme jern absorpsjon Faktorer øke jern absorpsjon
- Ascorbic acid
- Kjøtt, fisk og seafoods
- Visse organiske syrer (sitronsyre, lactic, malic, tartaric)
Faktorer som hemmer jern absorpsjon
- Tilstedeværelse av anti-næringsstoffer (for eksempel phytates og tannin) i korn basert matvarer
- Strykejern bindende fenoliske forbindelser i te, kaffe, rødvin,
- noen grønne grønnsaker, urter, nøtter og belgfrukter
- Kalsium
- Soya protein
Kilde: Hallberg & Hulthen, 2000.,
kostholdsfaktorer hemme jern absorpsjon
Kalsium: Kalsium gjør hemmer både ikke-heme jern og heme jern absorpsjon. Kalsium hemmer absorpsjonen av både heme og nonheme jern i en sammenlignbar måte, og dermed er det sannsynlig at dette hemming av kalsium oppstår etter heme jern er frigjort fra porphyrin ringen ., Kalsium har vist seg å hemme jern absorpsjon i både rotter og mennesker , rapporterte at det å gi 165 mg Ca som melk, ost eller kalsiumklorid redusert jern absorpsjon av 50-60% i ett-måltid målinger med maksimal hemming av ca 300 mg kalsium i maten. Ytterligere å øke mengden av meieriprodukter over en basal nivå på 300 mg ser ut til å ha noen videre hemmende effekt på jern absorpsjon (Galan et al. 1991). Men varigheten av den hemmende effekten av kalsium på jern absorpsjon har vist seg å være mindre enn to timer ., På den annen side, inntak av 1000 mg Ca som karbonat daglig med måltider i løpet av en tolv-ukers periode gjorde ikke ut til å være skadelig for deres strykejern status .
Phytate: Under fordøyelsen, phytate molekylet kan være negativt ladet, noe som indikerer et potensial for bindende positivt ladet metall ioner som jern . Den negative konsekvensen av phytate i bran på jern absorpsjon ble første gang påvist av Sharpe et al. (1950), med hvitt brød og brun kli brød., Denne effekten ble tidligere antatt å være på grunn av sitt høye innhold av phytate som har blitt vist i en rekke nyere studier . Brune et al. (1989) undersøkte sannsynligheten for langvarig inntak av høye kli inneholder phytate kosthold kan indusere endringer i tarmen som ville bringe om en tilpasning til den hemmende effekten av phytate på intestinal jern absorpsjon., De undersøkte vegetarianere og ikke-vegetarianere, og funnet at ingen tilpasning av intestinal børste grensen til en høy phytate inntak, og konkluderte med at tilfredsstillende strykejern butikker i vegetarisk gruppen var på grunn av et høyt forbruk av organiske syrer som askorbinsyre.
Flere metoder for forberedelser av korn inkludert bløtlegging, spiring og fermentering har vist seg å fullstendig redusere phytate innhold av korn og grønnsaker under optimale forhold, og kan dermed eliminere deres virkninger på jern absorpsjon., I tillegg, negative virkninger av phytate og fiber på jern absorpsjon har vært påvist i rat , som fant en reduksjon i jern absorpsjon når høy fiber brød ble gitt til rotter. Men omfanget av denne hemming var relatert til mengden av phytate fosfor eller kostfiber finnes i kostholdet.
I motsetning, resultater fra eksperimenter med , angitt høyere absorpsjon fra FeSO4 enn fra de endogene Fe til stede i brød, både uttrykt som mg Fe absorbert og brøk Fe absorpsjon., Ved hjelp av balanse og enkelt måltid radioisotop tiltak, hun fant ingen forskjeller i Fe absorpsjon blant tre forskjellige brød med fiber innholdet i 16.1, 38.1 og 72.4 g/kg, men med samme phytate konsentrasjon (6.3-6.4 g/kg) , som brukes nøyaktig samme brød i balanse tiltak for mennesker under 3 x 24 dager i 6 fag og finner ikke noen innflytelse av fiber konsentrasjon på jern i kroppen., Dette betyr indirekte at den hemmende effekten av fiber på jern absorpsjon er sannsynligvis på grunn av den phytate i fiber brøkdel og ytterligere støtter studie av Morris og Ellis (1980), som fant at jern absorpsjon i rotter ble høyere fra dephytinized bran.
Fenoliske komponenter: Under fordøyelsen, fenoliske forbindelser fra mat eller drikke er utgitt, og kan danne komplekse med Fe i tarmen lumen gjør det utilgjengelig for absorpsjon., Nesten alle drikkevarer redusert jern absorpsjon avhengig av mengden av total polyfenoler, med hemming av svart te den største på 79-94%. Noen studier viste at et beløp av bare 20 mg med polyfenoler fra svart te per måltid redusert jern absorpsjon av så mye som 66%, muligens på grunn av den høyere innhold av galloyl estere i svart te, og sannsynligvis fordi den enkle brød måltid var blottet for enhver enhancers av jern absorpsjon å motvirke polyfenoler (Prashanth et al., 2008)., På samme måte, inntak av svart te og kaffe har vist seg å sterkt hemme jern absorpsjon fra sammensatte måltider , med kaffe å ha ca halvparten av den hemmende effekten av te.
Videre, Prashanth et al. (2008) rapporterte at bruk av en kaffe-drikke til referanse måltid resulterte i en dramatisk reduksjon i jern absorpsjon i jernmangel anemi (IDA) og controlects., I henhold til denne studien, jern absorpsjon fra referanse måltid inntas med 1 kopp te ble redusert med 59% (P
På den annen side, tillegg av melk til te eller kaffe hadde liten eller ingen effekt på deres hemmende kapasitet. Gaur og Miller (2015), rapporterte at den prosentvise verdier for total dialyzable strykejern, totalt løselig jern og løselig jern., Resultatene viste at i tillegg til melk til te betydelig redusert konsentrasjon av dialyzable jern (α
kostholdsfaktorer å øke jern absorpsjon
Ascorbic acid: Askorbinsyre ser ut til å være den faktoren som er mest potent i å øke jern absorpsjon spesielt ikke-heme jern i ett-måltid studier. Dette ble rapportert av flere forfattere. Det er to mekanismer for effekten av nonheme jern på absorpsjon. For det første, det hindrer dannelse av uløselig og limt strykejern forbindelser og for det andre reduserer jern-jern (Fe 3+) til jern (Fe2+) jern-stater .,
I en studie av Prashanth et al, (2008) viste at når ascorbic acid lagt til måltid på en molar forhold til å stryke på 2:1, ascorbic acid økt jern absorpsjon av 291% i IDA-gruppen og med 270% i kontrollgruppen (P
På den annen side, langsiktig effekt av ascorbic acid på jern status i kroppen er imidlertid mindre klart., Legge til høye mengder askorbinsyre til daglig kosthold for en lengre periode, har i flere studier ikke lyktes med å øke ferritin nivå selv om enkelt måltid absorpsjon tiltak ved hjelp av radio-jernet har i samme fag indikert at ascorbic acid øker jern absorpsjon. Når et glass appelsin juice er inkludert i en frokost kjøtt, jern absorpsjon kan være økt 2,5 ganger .,
Kjøtt: absorpsjonen av jern spesielt av heme jern er svært lite påvirket av andre mat komponenter i kostholdet, med unntak av kjøtt som forsterker absorpsjon og kalsium som hemmer jern absorpsjon . Kjøtt øker også opptaket av nonheme jern . Mekanismen bak dette forsterke effekten av kjøtt på begge heme og nonheme jern absorpsjon er ennå ukjent. Det har imidlertid vært rapportert av Hurrell et al. (2006) at kjøtt forbedring av jern absorpsjon av flere mekanismer som involverer både mage surhet effekter og chelation., I utgangspunktet, kjøtt kan øke nonheme jern absorpsjon ved å stimulere produksjonen av magesyre, og dermed å fremme strykejern solubilization i magen. Deretter, en kjøtt-faktor(s) kan chelate den solubilisert strykejern i det sure (lavere pH) miljøet i magesekken og dermed opprettholde strykejern løselighet i løpet av intestinal fordøyelse og absorpsjon. Fisk og kylling også har en styrke innvirkning på nonheme jern absorpsjon .
Alkohol: Alkohol øker opptaket av nonheme jern litt i mennesket ., Det har blitt vist at kronisk alkohol misbrukere har økt serum ferritin konsentrasjoner og beregnet total body strykejern sammenlignet med nondrinkers selv om det er kontroversielt om alkohol påvirker den faktiske opptaket prosessen av jern.
Form av jern fra ulike mat kilder
Både kilde-og kjemisk form av kosttilskudd jern kan drastisk påvirke tilgjengeligheten for absorpsjon. For de fleste av verdens befolkning, dyr-avledet matvarer er ikke tilgjengelig, og festningsverk strykejern er ikke ennå utbredt., I vegetabilske kategori, staples ris, mais, hvete og bønner har enten moderat eller dårlig strykejern tilgjengelighet . Det er to store kjemiske former (Fe2+ Fe3+) av jern i en diett, og alle er absorbert av en annen mekanismer. Heme, som inneholder jern i en porphyrin ring struktur er funnet i hemoglobin og myoglobin og står for nesten 40% av jern finnes i animalsk vev, inkludert fisk og fjærfe . Nonheme jern finnes i matvarer av vegetabilsk opprinnelse, og står også for de resterende 60% jern i animalsk vev., Andre kilder til nonheme jern er forbindelser som er lagt til befeste kosthold med ekstra jern over sin endogent nivå. De vanligste kildene er løselig jern salter eller liten partikkel av grunnstoffet jern. Når det tas uten mat, jern salter er bedre absorbert enn jern-skjemaer . Dette er trolig relatert til det faktum at jern-strykejern er ikke oppløselig i vandig løsning over pH-verdien 3, mens de fleste av jernholdige strykejern fortsatt er løselig ved pH 8.
Konklusjon
Jern er et viktig element i kroppen. Det er også giftige når konsumert i overkant., Derfor er dens effekt i kroppen er som et tveegget sverd. Jernmangel ikke alltid resulterer i anemi, men det kan føre til andre helseproblemer, som for eksempel apati eller et svekket immunsystem. Jernmangel oppstår når kosten ikke inneholder nok jern-rik mat, hvis det er blod tap, eller hvis det er et økt behov for jern i ungdomsårene og graviditet. Når kroppen ikke får nok jern, det kan ikke gjøre nok røde blodlegemer for å gjennomføre tilstrekkelig oksygen i hele kroppen. Denne tilstanden av å ha for få røde blodceller kalles anemi., For å hindre dette sykdommer tilstrekkelig inntak av jern bør oppmuntres.