Железо (Fe, Ferrum, феррум) – это один из микроэлементов (в добавках может указываться как Iron), которые человек получает из пищи и воды. Входит в категорию металлов, влияющих на обменные процессы, рост, развитие, репродуктивную функцию, состав и качество крови. По организму железо распределяется следующим образом:
- До 70% – в гемоглобине.
- До 20-15% – в виде депо (запасов) в печени.
- Около 5-10% – в миоглобине (отвечает за дыхание мышечных тканей).
- Малая часть (около 0,1%) – в составе белков трансферрина, гемосидерина и ферритина.
Роль железа в организме
Железо входит в состав гемоглобина – составляющую красных кровяных телец (эритроцитов). Эти клетки переносят кислород, а вместо него забирают углекислый газ и доставляют его в легкие для утилизации. Таким образом, без железа дыхательные процессы на уровне клеток были бы просто невозможны.
Другие функции железа в организме:
- Обеспечение метаболизма. Микроэлемент участвует в разрушении и выводе из организма токсинов, превращения калорий в энергию и холестеринового обмена.
- Защита организма. Железо участвует в иммунных процессах, активизирует собственный интерферон человека и помогает справляться с попавшими в организм «агрессорами».
- Создание нервных импульсов. Железо не только их создает, но и помогает в проведении по нервным волокнам.
- Нейтрализация ядов и токсинов. Это происходит в печени при обязательном участии железа.
Польза железа неоценима и для волос. При его дефиците волосы становятся слабыми и тусклыми, плохо растут и выпадают. Это связано с транспортной функцией железа. Когда его мало, то к корням волос поступает недостаточно кислорода. Лишившись питания, они просто не могут расти нормально. При длительном недостатке железа возможно развитие диффузной алопеции. При ней волосы начинают выпадать равномерно по всей голове.
Железосодержащие белки
Роль железа в организме человека трудно переоценить. Основная функция этого элемента заключается в том, что он соединяет белки, которые производят гемоглобин. Этот особый протеин не только придает кровяным клеткам окраску, но также выполняет жизненно важную функцию – транспортирует молекулы кислорода через кровь ко всем тканям человеческого организма.
Стоит также добавить, что без железа невозможно формирование миоглобина, которое находится только в мышечной ткани. Миоглобин – это очень важный элемент, поскольку именно благодаря нему кислород поступает в мышечные клетки, что обеспечивает химические реакции. Эти же реакции способствуют сокращению мышц в человеческом организме.
Роль железа в организме всех живых существ оценивается многогранным спектром его функциональности и незаменимым участием в биохимической деятельности, в активном процессе клеточного дыхания. Именно по этой причине даже малейший недостаток содержания этого элемента в организме сразу сказывается на общем самочувствии человека, а зачастую даже приводит к появлению серьезных проблем.
Когда человеку не хватает этого элемента, у него появляется хроническое утомление, снижается аппетит, появляются язвочки и ранки – если говорить обобщенно, то недостаточное содержание металла приводит к серьезным проблемам со здоровьем, самочувствием и внешним видом. Также этот важнейший микроэлемент крайне необходим для иммунной защиты человеческого организма. Он выступает как главный защитник от различных «агрессоров» — инфекционных заболеваний. Учитывая все многозначительные и капитальные процессы, осуществление которых возможно только благодаря этому микроэлементу, стоит всегда контролировать его содержание в крови.
Норма железа
Для поддержания здоровья мужчинам требуется около 10 мг железа в день, а женщинам – 15-20 мг. При беременности нужно даже больше – 20 мг. Увеличенная доза для женщин связана с тем, что в их организме уровень этого элемента ниже. Еще это объясняется отличиями в гормональной системе и ежемесячными потерями железа во время менструации.
Если рассматривать нормы железа в анализах крови, средние значения составляют:
- 9-30 мкмоль/л – для женщин при уровне гемоглобина 120-150 г/л и 110-140 г/л во время беременности;
- 12-31 мкмоль/л – для мужчин при уровне гемоглобина 130-170 г/л.
Сходства хлорофилл и гемоглобин
Гемоглобин — гемо (железо-составляющая) и глобин (белок), в молекуле гемоглобина четыре гемо, точнее — протомеров (они соединены между собой водородными связями). То есть определённое количество белка и четыре атома железа. Гемоглобин — это почти точная копия хлорофилла, а хлорофилл очень близок к цианокобаламину. Хлорофилл входит в состав хлоропластов (зеленый пигмент благодаря которому происходит фотосинтез — образование органических веществ на свету).
Чем хлорофилл отличается от гемоглобина
Структура хлорофилла и гемоглобина идентичны, но только в гемоглобине 4 атома железа, а в хлорофилле — 4 атома магния, разницы боле никакой. С этим связано и отличие в цвете. Поэтому, всё что зеленое (из растений) — содержит большое количество хлорофилла.
Симптомы избытка и недостатка железа
Чтобы точно определить уровень элемента, назначают биохимический анализ крови. Избыток железа в организме отмечается реже, чем недостаток, но тоже негативно влияет на здоровье. Такое состояние называют гемохроматозом. На него указывают боль в правом подреберье и краснота кожи.
Низкий уровень железа встречается чаще, чем высокий. Микроэлемент удерживает в эритроцитах кислород, поэтому при его недостатке организм начинает испытывать гипоксию (кислородную недостаточность). В наиболее тяжелых случаях может развиваться железодефицитная анемия (в народе – малокровие). Она особенно часто встречается у младенцев и беременных женщин.
Симптомы нехватки железа в организме:
- быстрая утомляемость и слабость в мышцах;
- сухие волосы и ломкие ногти;
- бледная кожа (также говорит о недостатке гемоглобина);
- шум в ушах, головная боль и головокружение;
- учащенное сердцебиение и одышка;
- синеватый оттенок губ и ногтей.
Еще при недостатке можно заметить трудности и дискомфорт при глотании. Другие отмечают, что у них странным образом менялись вкусовые предпочтения, например, хотелось погрызть бумагу или мел.
В некоторых случаях при дефиците железа человек ощущает упадок сил. Даже после сна он чувствует себя усталым, а малейшие нагрузки вызывают сильнейшую одышку. Еще человек может сталкиваться с постоянными простудами, что вызвано снижением иммунитета.
По теме:
Как укрепить иммунитет весной и почему это действительно нужно (самые простые способы и советы)
Хлорофилл повышает гемоглобин
В чем же суть, спросите вы, поэтому давайте подойдем ближе к главному моменту. В костном мозге происходит не образование эритроцитов, а сборка гемоглобина, который входит в состав эритроцитов. А происходит это очень интересным способом, если упросить: К сборочному цеху подходит 4 атома железа (свободноплавающие в плазме крови), подходит хлорофилл и удаляются 4 атома магния, на чье место становятся атомы железа, а происходит этот процесс с посредничеством 4 атомов кобальта, благодаря цианокобаламину
(одна из форм витамина B12). Таким образом из хлорофилла образуется наш собственный гемоглобин. Это не значит, что при высоком гемоглобине нельзя пить хлорофилл — такой вывод ошибочный. Хлорофилл нормализует уровень выработки гемоглобина если это необходимо. В ином случае Хлорофилл будет использован для других нужд организма! Это еще одно подтверждение того, что все пищевые цепи (сети) работают на первичной органической биомассе и продуценты (растения) в экологическом плане являются основой все пищевой цепи. Поэтому без растительной зеленной пищи прожить долгую качественную жизнь практически не реально.
В каких продуктах содержится железо
Для получения нужного количества железа нужно употреблять содержащие его продукты. Для человека наиболее ценно гемовое железо, которое содержит миоглобин и присутствует в продуктах животного происхождения. Его содержат следующие продукты:
- говяжья печень и другие субпродукты;
- говядина;
- рыба;
- индейка;
- морепродукты.
Еще микроэлемент получают из свеклы, гречки, гранатов и яблок. В них содержится негемовое железо, которое усваивается в разы хуже, чем гемовое. Лидером по содержанию на 100 г здесь выступает гречка. Причем для лучшего усвоения ее нужно не варить, а запаривать на ночь, залив кипятком. Еще полезно дополнительно включить в рацион продукты с витамином C, поскольку он помогает железу эффективнее усваиваться.
По теме:
Польза витамина C для организма | Реально ли помогает от простуды и зачем нужен в спорте
Функция гемоглобина
Поскольку в эритроцитах присутствует в большом количестве гемоглобин, то цвет его ярко-красный (гемоглобин — железосодержащий белок, от сюда и красный цвет). Гемоглобин — неотъемлемая часть эритроцита, входящая в его состав. Задача гемоглобина — связать, удержать и передать в каждую клетку нашего организма с потоком крови критически важный кислород и забрать продукты метаболизма, а главное — углекислый газ и утилизировать его из клетки.
Увеличение числа эритроцитов в крови свидетельствует либо о серьезном обезвоживании организма или говорит о хроническом лейкозе. Снижение количества эритроцитов в крови от нормы говорит об анемии, которая в долгосрочной перспективе приводит к серьезным болезням.
Микроэлементы. Железо
25.01.2017 Физиологическая роль микроэлемента.
Железо (Fe) является микроэлементом, который усваивается растениями в самом большом количестве. Содержание железа и марганца в листьях растений достигает сотых долей процента, в то время как концентрация цинка выражается тысячными долями, а содержание меди – не превышает десятитысячных долей процента. Именно поэтому железо иногда относят к макроэлементам, хотя по своим физиологическим функциям оно является типичным микроэлементом.
Железо является функциональной составляющей, частью ферментативных систем растений. Особенно важна его роль в окислительном и энергетическом обменах, а также в образовании хлорофилла. Поэтому органические соединения, в состав которых входит железо, прежде всего, необходимы растениям для протекания биохимических процессов, происходящих во время дыхания и фотосинтеза.
Таким образом, в биохимии растений железу отводится одна из ключевых ролей, поскольку:
· процессы образования хлорофилла проходят при участии железа;
· при фотосинтезе, органические комплексы железа принимают участие в перенесении электронов;
· негемовые железосодержащие белки принимают участие в восстановлении нитритов и сульфатов;
· железо принимает непосредственное участие в метаболизме нуклеиновой кислоты.
Симптомы дефицита.
Дефицит железа – проблема для многих сельскохозяйственных культур. Большинство типов почв содержит достаточное количество железа для обеспечения им растений. Недостаток железа наблюдается в основном на карбонатных щелочных почвах в засушливых условиях с плохим воздушным режимом. Нехватка этого элемента отрицательно влияет на многие физиологические процессы, происходящие в тканях растений, приводит к ослаблению их роста и развития и, как следствие, снижению урожайности.
Характерным признаком недостатка железа является хлороз наиболее молодых листьев, при этом жилки листа становятся видны детально (межжилковый хлороз). При сильном дефиците железа листья приобретают желтую до белизны окраску. В этом случае удобрение железом проводить уже бесполезно. У капусты цветной листья мраморно-хлоротичные, вначале и позднее – полностью хлоротичные. У свеклы столовой молодые листья хлоротичные с заметной красной окраской. У томата появляется интенсивный пятнистый хлороз, возникающий у оснований долей вершинных листьев. Стебель и вершины также желтеют.
Симптомы избытка микроэлемента.
Избыток железа случается довольно редко, при этом прекращается рост корневой системы и всего растения. На кислых почвах в условиях избытка влаги или на засоленных с низким содержанием фосфора и оснований избыточные концентрации железа могут оказывать токсический эффект на растения. Темно-зеленые листья, замедленный рост, темно-коричневые до пурпурных листья у некоторых растений (бронзовая болезнь риса), поврежденные листья и некротические пятна – наиболее распространенные проявления токсического действия железа. Если в силу каких-либо причин избыток железа оказался очень сильным, листья начинают отмирать и осыпаться без всяких видимых изменений.
При избытке железа затрудняется усвоение фосфора и марганца, поэтому могут проявляться и признаки недостатка этих элементов. Однако растения, хорошо обеспеченные питательными веществами, особенно кальцием и диоксидом кремния, могут выдерживать очень высокие концентрации железа.
Потребность сельскохозяйственных культур в железе.
Из всех металлов-микроэлементов в растении наибольшее содержание приходится на долю железа. Нормальный уровень содержания железа в зеленых листьях большинства растений – 100-200 мг/кг сухого вещества. Очень требовательны к железу такие растения, как овес, рис, шпинат, плодовые деревья.
Содержание элемента в различных типах почв.
Концентрация железа в почвенных растворах колеблется в пределах 30-550 мкг/л, возрастая с повышением кислотности (до 2000 мкг/л). Минимальные значения содержания растворимого железа отмечают при щелочных значениях рН. Именно поэтому кислые почвы богаты неорганическим железом вплоть до токсичных уровней, а в щелочных, хорошо аэрируемых почвах низкие концентрации растворимого железа не могут удовлетворить потребности растений. При высоком значении рН и обогащении почвы фосфором железо осаждается в виде солей и становится менее доступным для растений. Поэтому внесение минеральных солей железа в почву не позволяет устранить его недостаток у растений, поскольку ионы железа сразу же переходят в недоступное состояние. Отрицательно действуют на физиологическую активность железа также избыток кальция и марганца в почвенном растворе. Нитратное питание ограничивает, а аммонийное усиливает поглощение растениями железа. Для почвенного железа характерно сильное сродство к подвижным органическим комплексам и хелатам.
Виды железосодержащих удобрений и их применение.
В качестве железосодержащих удобрений применяют сульфат железа (содержит около 20% железа) и хелаты железа (10-17% железа). Большинство исследователей считают, что хелатная форма железа эффективнее при листовых подкормках. Однако есть результаты, показывающие, что неорганическая форма железа при условии корректного применения адъювантов имеет такой же эффект, особенно на технических культурах – кукурузе, сорго.
Хелаты железа состоят из трех компонентов: ионов железа, хеларирующего агента (EDTA, DTPA, EDDHA, аминокислоты, гумино- и фульвокислоты, лимонная кислота) и ионов натрия или аммония. Различные агенты удерживают ион железа с разной силой при разных значениях рН. При высоких концентрациях кальция и магния эти элементы способны замещать в хелате ион железа. Возможность и скорость такого замещения также зависит от хелатирующего агента.
Хелат Fe-EDTA стабилен при рН ниже 6. При рН 6,5 около 50% железа переходит в недоступную форму, поэтому его использование не имеет смысла на щелочных и карбонатных почвах, где он легко замещается кальцием. Хелат Fe-DTPA более устойчив (до рН 7,0), железо в нем не замещается кальцием. Хелат Fe-EDDHA наиболее устойчив (работает в диапазоне рН до 11), однако он самый дорогой.
Предпосевная обработка семян.
Концентрация железа для многих сельскохозяйственных растений при обработке семян неорганическими солями железа составляет 1-2,5%. Однако гораздо чаще железо включают в комплексы микроэлементов для обработки семян. Для культур, чувствительных к дефициту железа, для обработки семян эффективно использовать хелат Fe-EDDHA. Он представляет собой сухой порошок, который смешивают с водой и обрабатывают этим раствором семена перед посевом. Лучшие результаты достигаются путем совмещения предпосевной обработки и листового внесения Fe-EDDHA в течение вегетации культуры.
Внесение железосодержащих удобрений в почву.
Обычно неорганические формы для внесения в почву не используют из-за быстрого закрепления железа в почве, хотя для бедных на железо почв в некоторых регионах мира это практикуют. В американских исследованиях рядковое внесение 80 кг сульфата железа на гектар повышало урожайность кукурузы на 15%.
При почвенном внесении хелаты железа с EDDHA и EDDHMA будут наилучшим выбором, обеспечивая стабильность препаратов и доступность железа на очень щелочных почвах. Хелаты железа с HEDTA, DTPA и EDTA также можно использовать для почвенного внесения на почвах с рН>6. Внесение в почву хелатов железа – эффективный способ доставить этот элемент в растение, однако исторически стоимость таких обработок была слишком высока. В настоящее время разработан ряд препаратов для обработки семян, содержащих в составе Fe-хелаты и приемлемых по цене. Таким образом, железо попадает в почву и сразу используется проростками.
Внекорневые подкормки.
Для предотвращения и лечения хлорозов путем листовых подкормок эффективны как хелатные формы железа, так и неорганические (сульфат железа, нитрат железа). Для листовых подкормок хелаты с EDTA используются в подавляющем большинстве случаев, в том числе и для железа. При очень жесткой воде можно использовать Fe-DTPA. Концентрация железа в растворе по д.в. – 0,5 мг/л.
Большое значение имеет концентрация железа – поглощение листьями усиливается с уменьшением концентрации этого элемента в растворе.
Еще один, достаточно экзотический пока для наших условий способ внесения железа – инъекции растворов микроэлементов в плодовые деревья. Так, весеннее и осеннее введение 1% раствора сульфата железа в яблони позволило устранить хлороз, вызванный недостатком железа, на 3-4 года и было очень малозатратно. В настоящее время разрабатываются методы, снижающие инфицирование деревьев при инъекциях в них различных препаратов, что является основным препятствием для распространения этого способа.
Хелаты железа в жидких готовых удобрениях разрушаются под действием света, соответственно, рекомендуется хранить такие препараты в затемненном месте.
