Stopový prvek je podstatnou součástí mnoha kyslík- a aktivní skupiny přenášející elektrony. Nedostatek železa vede ke snížení aktivity železa závislé enzymy zúčastněné, zejména oxidoreduktázy a monooxigenázy.
Přeprava a skladování kyslíku
Jako základní stavební kámen hemoglobin, hlavní role železo je přeprava kyslík z plic do místa konečné oxidace v tkáních. Železo se také podílí na skladování kyslík ve formě myoglobinu. Jako jednořetězcový hemový protein myoglobinu zvyšuje rychlost difúze kyslíku z erytrocyty (Červené krev buněk) do cytosolu a mitochondrie svalů. Hemoglobin jakož i myoglobinu obsahují asi 75% celkového tělesného kyslíku.
Elektronová doprava
důležitý železo- frakce obsahující cytochromy mitochondriálního dýchacího řetězce. Ty jsou nezbytné pro transport elektronů a přenášejí elektrony na molekulární kyslík až do voda je vytvořen. Železo slouží v tomto procesu jako akceptor elektronů. Cytochromové systémy, zejména cytochrom c, také hrají roli v dodávce buněčné energie, protože jsou potřebné pro produkci ATP - adenosin trifosfát, dárce energie organismu. Oxidace a redukce
- Ribonukleotid reduktázy - potřebují železo, aby katalyzovalo krok syntézy DNA, který určuje rychlost reakce
- Aminokyselinové monooxigenázy - funkcí těchto enzymů závislých na železa je urychlit reakce za vzniku prekurzoru serotoninu 5-hydroxytryptofanu a prekurzoru dopaminu L-dopa; serotonin a dopamin jsou důležité neurotransmitery v centrálním nervovém systému
- Rodina cytochromů P450 - zprostředkovává četné reakce v metabolismu xenobiotik (cizích látek) pomocí železa jako aktivujícího kovu, podílí se na biosyntéze steroidních hormonů, jako jsou pohlavní hormony a kortikoidy, vitamin D3, v metabolismu léčiv , aromatické uhlovodíky a mimo jiné při syntéze žlučových kyselin
- Desaturázy mastných kyselin - tvorba nenasycených mastné kyseliny.
- Lipoxigenázy - syntéza leukotrienů, které patří do třídy látek eikosanoidy, jsou lokalizovány v leukocyty (bílý krev buňky) a jsou spojeny s alergickými nebo zánětlivými reakcemi těla.
- Metalo-enzymové komplexy obsahující železo, jako jsou peroxidázy, katalázy a oxygenázy - přenos vodík na peroxid vodíku, což přispívá k likvidaci kyslíkových radikálů.
- ŽÁDNÉ syntázy a peroxidázy, kromě glutathionperoxidáz - ovlivňují vazodilataci (dilatace cév relaxací hladkého svalstva cév), neurotransmisi - komunikaci mezi neurony prostřednictvím synapsí - a imunitní stav
- Kyslíkové transferázy - zajišťují přenos kyslíku v intermediárním metabolismu.
- Hydroxylázy obsahující železo - regulujte detoxikace procesy v těle.
- Sukcinátdehydrogenáza v citrátovém cyklu - katalyzuje oxidaci sukcinátu na fumarát.
- Akonitázy v citrátovém cyklu mitochondrií - obsahují železo jako volně vázaný kofaktor - centrum železo-síra - a hrají zásadní roli jako katalyzátor reverzibilní reakce citrátu na isocitrát
Závisí na železa enzymy také zahrnují guanylátcyklázy - cGMP jako druhého posla - a aminofosforibosyltransferázy. Ty jsou zásadní pro purinovou syntézu a katalyzují krok, který určuje rychlost reakce.
Prooxidační účinek
Volné ionty železa jsou schopné katalyzovat Fentonovu reakci se superoxidem a vodík peroxid reagující za vzniku volných reaktivních radikálů, které jsou spojeny se zvýšeným oxidačním účinkem stres a předčasné stárnutí buněk. Pouze transportní protein transferin má antioxidant vlastnosti. Vazbou železa chrání buňky a tkáně před volnými ionty železa, které vykazují agresivní oxidační účinky.
Kolagenová syntéza
Železo je základním stopovým prvkem pro hydroxylaci polypeptidových řetězců, což je nezbytné pro správnou tvorbu i regeneraci kostí, chrupavka a pojivové tkáně.
Vysoké zásoby železa jako potenciální rizikový faktor
Volné ionty železa vykazují toxické účinky. Jako prooxidanty jsou spojovány s rozvojem kardiovaskulárních onemocnění - například koronárních srdce nemoc (ICHS; nemoc koronární plavidla) vedoucí k infarktu myokardu (srdce a neurodegenerativní onemocnění - například Alzheimerova nemoc or Parkinsonova nemoc. Kromě toho železo pravděpodobně hraje roli omezující živiny pro růst a replikaci nádorových buněk. Studie z USA potvrdila, že zvýšené hladiny železa v séru jsou spojeny se zvýšeným rizikem nádorových onemocnění. Jako základní mechanismus se diskutuje o tom, že železo podporuje oxidaci stres prostřednictvím své klíčové katalytické funkce při tvorbě cytotoxických kyslíkových a hydroxylových radikálů, například v průběhu Fentonovy a Haber-Weissovy reakce. Aby se těmto chorobám předešlo, je třeba se vyvarovat zvýšeného příjmu železa a zvýšených zásob železa. Přetížení železem nastává například v důsledku pití voda s vysokým obsahem železa, železné nádobí, časté krev transfuze, nadměrný příjem železa doplňky, a v důsledku chronické alkoholismus nebo zvýšená spotřeba snadno vstřebatelných zdrojů železa - například hemového železa - z potravin živočišného původu. V tomto ohledu studie nalezly pozitivní korelaci mezi kardiovaskulárním rizikem - zejména rizikem infarktu myokardu (srdce napadení) a příjem hemového železa, ale ne u nehemového železa nebo celkového příjmu železa. Dědičný hemochromatóza je „choroba ukládání železa“ v důsledku nadměrného nekontrolovaného gastrointestinálního traktu vstřebávání. Jedinci s tímto autozomálně recesivním onemocněním mají zvýšené riziko hepatocelulárního karcinomu. Postižení jedinci navíc trpí slabostí, hnědošedou kůže pigmentace nebo artritida, mimo jiné příznaky. V pozdějších stadiích poškození myokardu (poškození srdečních svalů), cukrovka mellitus nebo játra může dojít k cirhóze. Játra cirhóza je konečná fáze různých chronických jaterních onemocnění charakterizovaných smrtí jaterních buněk, která vede k nefunkčním, nodulárním pojivové tkáně. Navíc játra karcinom, hemochromatóza u pacientů se mohou také vyvinout další nádory, například karcinom mléčné žlázy (karcinom prsu) nebo kolorektální karcinom (dvojtečka a karcinom konečníku). Důležité oznámení. Než začnete užívat žehličku doplněk, sérum feritin hladinu by měl vždy stanovit lékař, aby zjistil nedostatek železa! Osoby se zvýšenými nároky feritin koncentrace by neměly brát železo doplňky za žádných okolností. Existuje další riziko, pokud tito jedinci pravidelně konzumují vitamíny doplňky. Vitamíny A, C a E vykazují prooxidační účinky, když jsou zásoby železa zvýšené a přímo způsobují redukci na nevázané volné železo (Fe2 +) pro Fentonovu reakci.
