Железо - элемент №1 (стр. 2 )

- высокодисперсный порошок магнетита – в чёрно-белых лазерных принтерах.

- для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей в электротехнике, благодаря уникальным ферромагнитным свойствам.

- водные растворы сульфатов и хлоридов –в качестве коагулянтов при очистке вод.

- железный купорос совместно с медным купоросом используется в сельском хозяйстве и строительстве для борьбы с вредоносными грибками, плесенями.

- в качестве анода в железо-никелевых и железо-воздушных аккумуляторах.

- хлорное железо используют радиолюбители для травления печатных плат.

- в тяжёлой и лёгкой промышленности.

- в медицине, в фармацевтике и т. д. [ 3 ].

Для достоверности значимости железа в жизнедеятельности человека целесообразно привести следующие цифры: На начало 2010 года за всю историю использования золота его добыто 165 000 тонн, около половины этого количества добыто в ЮАР, это приблизительно куб, который вместился бы в комплекс «Олимпийский». Такое же количество железа извлекается на рудниках земного шара всего за 45 минут. [ 4 ].

1.4. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗА.

В живых организмах железо относится к группе микроэлементов, поступает оно с пищей, содержание его в организме взрослого человека мало, всего около 3-4 г, что-то около 0,02% от общей массы, но 78% от этого количества является главным элементом гемоглобина крови. Остальное входит в состав ферментов других клеток, оно катализирует процессы дыхания. Железо содержится в миоглобине мышц, в ферментах каталазы, пирокаталазы, цитохрома. Оно активно участвует в процессе кроветворения и тканевого дыхания. [ 9 ].

Железо в крови человека обнаружил в 19 веке француз Мери. Люди, далёкие от медицины были удивлены и поражены данным сообщением. Были даже предложения чеканить медали из железа, выделенного из крови знаменитых людей для увековечения их памяти. Случай, потрясший общественность того времени часто упоминается в литературе. Экзальтированный студент-химик решил подарить своей возлюбленной кольцо из железа собственной крови. Выпуская порциями свою кровь, молодой человек получал соединение, из которого химическим путём выделял железо. Юноша погиб от малокровия, так и не собрав нужное для создания подарка количество металла. Бедняга не предполагал того, как мало содержание железа в крови. [ 4 ].

Недостаток железа вызывает заболевание – хлороз у растений, анемию у животных организмов. Красные клетки крови эритроциты содержат гемоглобин, который переносит кислород от лёгких ко всем органам и тканям, а выносит углекислый газ с током крови к лёгким, т. е осуществляет газообмен, белые клетки – лимфоциты ответственны за иммунитет.

Эритроциты формируются в периферической крови из ретикулоцитов, поступающих из костного мозга, в течении 1-3-х дней. Костный мозг в течение всей жизни сохраняется в рёбрах, грудине, костях черепа, таза, позвонках и в эпифизах трубчатых костей человека. При этом исчезает ядро, а его место занимает гемоглобин, клетки приобретают двояковогнутую форму (форма диска), она способствует тому, что эти клетки имеют в 1,7 раза большую поверхность, чем сферическая клетка, и позволяет лучше деформироваться при прохождении в капиллярах кровеносной системы. Таким образом, эритроцит хорошо приспособлен для выполнения своих функций:

1.  транспорта кислорода и углекислого газа.

2.  участия в обмене энергии – гликолизе.

3.  в активном транспорте катионов через клеточную мембрану (калиево-натриевый насос), и поддержании нормального соотношения ионов калия и натрия в эритроцитах и плазме.

За сутки эритроциты переносят до 700 л кислорода.

Длительность жизни этих клеток всего 120 дней. После чего идёт процесс разрушения. Но железо не исчезает из организма, оно обладает свойством реутилизации. Реутилизация – процесс многократного использования железа в организме, так называемый – циклический характер. Около 40% освободившегося при разрушении эритроцитов гемоглобина, появляется в новых зритроцитах в течении 12-14 дней. Остальная часть поступает в депо железа в печени, селезёнке, слизистой кишечника, костном мозге, оставаясь там до 140 дней. Каждые сутки из плазмы крови в костный мозг поступает 25 мг. железа для формирования новых ретикулоцитов.[ 1 ].

Гемоглобин – основной компонент эритроцитов – сложное комплексное соединение

(с молекулярной массой 68 800), состоящее из белка – глобина и четырёх молекул железосодержащаих групп –гем. Молекула гемма обладает способностью присоединять и отдавать кислород. В процессе этих химических реакций валентность железа не изменяется, оно так и остаётся двухвалентным. Присоединяя кислород, гемоглобин превращается в оксигемоглобин, который чуть отличается по цвету, поэтому артериальная кровь, содержащая оксигемоглобин, имеет ярко-алый цвет и, чем больше насыщенность им, тем ярче окраска. Венозная же кровь содержит больше восстановленного гемоглобина, поэтому имеет тёмно-вишнёвый цвет.

А вот образование окисленной формы гемоглобина – метгемоглобина приводит к тому, что двухвалентное железо, участвующее в газообмене переходит в железо трёхвалентное. Если метгемоглобина в организме накапливается много, отдача кислорода тканям становится невозможной и человек может погибнуть от «удушения».

Ещё опаснее карбоксигемоглобин – это соединение гемоглобина с угарным газом. Оно в 150-300 раз прочнее оксигемоглобина. Поэтому примесь малых доз, около 0,1% угарного газа во вдыхаемом воздухе может привести к тому что 80% гемоглобина связывается с окисью углерода и не присоединяет кислород, что очень опасно для жизни.

Особенно жителям мегаполисов, где велика загазованность атмосферы транспортом и мала вентиляция лёгких свежим воздухом.

Железо содержится и в миоглобине, который находится в скелетных и сердечных мышцах. Миоглобин способен связывать до 14% общего количества кислорода в организме. Таким образом снабжаются кислородом постоянно работающие мышцы. При сокращении мышц кровеносные капилляры сжимаются и кровоток в некоторых участках мышц прекращается на время, этот промежуток сохраняется снабжение мышц кислородом за счёт миоглобина.

В работе необходимо также упомянуть о трансферринах - классе железо связывающих молекул. Например, трансферрин сыворотки крови обладает способностью транспортировать железо из обломков гемоглобина селезёнки и печени в костный мозг для последующего синтеза гемоглобина. Сывороточный трансферрин одновременно связывает только 4 мг. железа, вроде бы незначительная цифра, но за день она накапливается до 40 мг. У людей с генетически обусловленными нарушениями синтеза трансферрина, наблюдается железодефицитная анемия, нарушения иммунной системы, часто интоксикация от избытка железа.[ 9 ].

1.5. ПОТРЕБНОСТЬ В ЖЕЛЕЗЕ.

Железо поступает в организм с пищей. Суточная потребность 10-20 мг. в сутки. Дефицит железа развивается при поступлении менее 1 мг. в сутки. А вот порог токсичности достаточно велик – 200 мг/сутки. Причём, потребность женщин более высока в этом элементе, чем у мужчин на 30-60% из-за физиологических потерь, за месяц женщины теряют его в 2 раза больше, чем «сильный пол». Беременность вносит свои коррективы в получение железа организмом, она превышает физиологическую потребность, особенно в последние три месяца вынашивания плода. Железо всасывается в кишечнике, причём, у больных людей интенсивнее, чем у здоровых. Из-за дефицита его в пище может развиться недостаточность. В современных условиях это часто происходит у детей, находящихся на искусственном вскармливании, при несвоевременном прикорме при грудном вскармливании, потому что с грудным молоком железо в организм малыша не поступает. Воспалительные процессы в кишечнике могут привести к дефициту его в организме. К тому же ведут химические реакции с фосфором, при которых образуются нерастворимые соединения, если избыток фосфора в продуктах питания. Если поступает избыток железа, оно может депонироваться в плазме крови и тканях.

Суточная норма потребления железа.

Пол Возраст Суточная норма железа мг/сутки

Младенцы до 6 мес. 0,27

Младенцы 7-12 мес. 11

Дети 1-3 года 7

Дети 4-8 лет 10

Юноши 9-13 лет 8

Юноши 14-18 лет 11

Мужчины старше 18 лет 8

Девушки 9-13 лет 8

Девушки 14-18 лет 15

Женщины 19-50 лет 18

Женщины старше 50 лет 8 [ 9 ].

К сожалению, человек не совсем совершенное существо и не может, как бактерии ледника, Тейлора сам производить для своих нужд железо. Ледник этот знаменит «Кровавым водопадом». Вода водопада содержит двухвалентное железо, которое при соприкосновении с атмосферой быстро окисляясь, превращается в ржавчину.

А производят это железо бактерии, они живут глубоко подо льдом в изолированном от внешнего мира водоёме. Эти микроорганизмы жизненный цикл при полном отсутствии кислорода и солнечного света смогли организовать так, что перерабатывая остатки органики для питания, для «дыхания» используют трёхвалентное железо из окружающих пород.[ 4 ]. Поэтому человеку нужно поступление железа извне, причём в усвояемой форме.

1.6. СОДЕРЖАНИЕ ЖЕЛЕЗА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ.

Содержание железа в 100 г. продукта в мг. в скобках – примерная доля от суточной потребности в %

Ржаной хлеб 3,6 [26]

Пшеничный 1 сорт 1,6 [11]

Рисовая каша 0,4 [3 ]

Гречневая каша 3,2 [23]

Овсяная каша 0,8 [ 6]

Вермишель 0,6 [ 4 ]

Сыр голландский 1,1 [ 8 ]

Творог 0,5 [ 4 ]

Сырки 0,4 [ 3 ]

Мороженое 0,1 [ 1 ]

Говядина отварная 1,4 [ 10 ]

Колбаса отдельная 2,1 [15]

Свинина 1,4 [10 ]

Сосиски молочные 1,7 [12 ]

Борщ 3,0 [21 ]

Суп рисовый мясной 1,3 [9 ]

Курица отварная 2,2 [16 ]

Яйцо, яичница 2,5 [18 ]

Треска 0,8 [ 6 ]

Судак отварной 1,4 [10 ]

Морской окунь 1,3 [ 9 ]

Капуста свежая 0,6 [ 4 ]

Капуста квашеная 1,3 [ 9 ]

Морковь 0,7 [ 5 ]

Помидоры 0,6 [ 6 ]

Огурцы 0,6 [ 4 ]

Лук 0,8 [ 6 ]

Сок виноградный 0,4 [ 3 ]

Сок яблочный 0,3 [ 2 ]

Варенье из сливы 1,1 [ 8 ]

Повидло яблочное 1,8 [ 13 ]

Чёрная смородина с сах. 0,4 [ 3 ]

Компот из суш. Яблок 1,1 [ 8 ]

Сахар 0,3 [ 2 ]

Шоколад 1,8 [ 13 ]

Печенье сахарное 2,1 [ 14 ]

Пирожное 0,5 [ 4 ]

Чай 1,1 [ 1 ]

Кофе без сахара 0

Боржоми 0,3 [ 2 ]