ธาตุเหล็กในเลือด

ปริมาณธาตุเหล็กทั้งหมดในร่างกายของมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 4.2 กรัม ประมาณ 75-80% ของธาตุเหล็กทั้งหมดพบในฮีโมโกลบิน 20-25% ของธาตุเหล็กอยู่ในสถานะสำรอง 5-10% พบในไมโอโกลบิน 1% พบในเอนไซม์ระบบทางเดินหายใจที่เร่งกระบวนการหายใจในเซลล์และเนื้อเยื่อ ธาตุเหล็กทำหน้าที่ทางชีวภาพส่วนใหญ่เป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่นๆ โดยเฉพาะเอนไซม์ เอนไซม์ที่มีธาตุเหล็กทำหน้าที่หลัก 4 ประการ:

• การขนส่งอิเล็กตรอน (ไซโตโครม โปรตีนเหล็ก-กำมะถัน);
• การขนส่งและการเก็บกักออกซิเจน (ฮีโมโกลบิน, ไมโอโกลบิน);
• การมีส่วนร่วมในการก่อตัวศูนย์กลางการทำงานของเอนไซม์ออกซิเดชัน-รีดักชัน (ออกซิเดส, ไฮดรอกซิเลส, SOD ฯลฯ)
• การขนส่งและการสะสมของเหล็ก (ทรานสเฟอร์ริน, เฮโมซิเดอริน, เฟอรริติน)

การรักษาสมดุลของธาตุเหล็กในร่างกายเกิดขึ้นได้จากการควบคุมการดูดซึมเนื่องจากร่างกายมีความสามารถในการขับธาตุเหล็กออกได้จำกัด

มีความสัมพันธ์ผกผันที่ชัดเจนระหว่างสถานะธาตุเหล็กของร่างกายมนุษย์และการดูดซึมธาตุเหล็กในระบบย่อยอาหาร การดูดซึมธาตุเหล็กขึ้นอยู่กับ:

• อายุ, ภาวะเหล็กในร่างกาย;
• โรคระบบทางเดินอาหาร;
• ปริมาณและรูปแบบทางเคมีของธาตุเหล็กที่เข้ามา
• ปริมาณและรูปแบบส่วนประกอบอาหารอื่น ๆ

ค่าอ้างอิงสำหรับความเข้มข้นของธาตุเหล็กในซีรั่ม

อายุ	ความเข้มข้นของธาตุเหล็กในซีรั่ม
	ไมโครกรัม/ดล	ไมโครโมลต่อลิตร
ทารกแรกเกิด	100-250	17.90-44.75
เด็กอายุต่ำกว่า 2 ปี	40-100	7.16-17.90
เด็ก	50-120	8.95-21.48
ผู้ใหญ่:
ผู้ชาย	65-175	11.6-31.3
ผู้หญิง	50-170	9.0-30.4

การหลั่งน้ำย่อยในกระเพาะในปริมาณปกติเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดูดซึมธาตุเหล็กอย่างเหมาะสม การรับประทานกรดไฮโดรคลอริกจะส่งเสริมการดูดซึมธาตุเหล็กในภาวะไม่มีคลอไฮเดรีย กรดแอสคอร์บิกซึ่งลดธาตุเหล็กและสร้างสารเชิงซ้อนคีเลตร่วมกับธาตุเหล็ก จะทำให้ธาตุเหล็กนี้พร้อมใช้งานมากขึ้น เช่นเดียวกับกรดอินทรีย์อื่นๆ ส่วนประกอบของอาหารอีกอย่างหนึ่งที่ช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็กคือ "โปรตีนจากสัตว์" คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวช่วยเพิ่มการดูดซึมธาตุเหล็ก ได้แก่ แล็กโทส ฟรุกโตส ซอร์บิทอล รวมถึงกรดอะมิโน เช่น ฮีสทิดีน ไลซีน ซิสเทอีน ซึ่งสร้างคีเลตที่ดูดซึมได้ง่ายพร้อมกับธาตุเหล็ก การดูดซึมธาตุเหล็กจะลดลงจากเครื่องดื่ม เช่น กาแฟและชา ซึ่งสารประกอบโพลีฟีนอลของเครื่องดื่มเหล่านี้จะจับกับธาตุเหล็กนี้อย่างแน่นหนา ดังนั้น ชาจึงถูกใช้เพื่อป้องกันการดูดซึมธาตุเหล็กที่เพิ่มขึ้นในผู้ป่วยธาลัสซีเมีย โรคต่างๆ มีผลอย่างมากต่อการดูดซึมธาตุเหล็ก จะเพิ่มขึ้นจากภาวะขาดธาตุเหล็ก ภาวะโลหิตจาง (เม็ดเลือดแดงแตก เม็ดเลือดแดงไม่แข็งตัว ภาวะร้ายแรง) ภาวะวิตามินบี 6 ต่ำ_และภาวะเม็ดเลือดแดงเข้ม ซึ่งอธิบายได้จากการสร้างเม็ดเลือดแดงเพิ่มขึ้น การลดลงของปริมาณธาตุเหล็ก และการขาดออกซิเจน

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับการดูดซึมธาตุเหล็กในลำไส้กำหนดให้ทรานสเฟอร์ริน 2 ประเภทมีบทบาทสำคัญคือเมือกและพลาสมา อะโพทรานสเฟอร์รินของเมือกถูกหลั่งโดยเอนเทอโรไซต์ลงในลูเมนของลำไส้ ซึ่งจะรวมกับเหล็ก หลังจากนั้นจะแทรกซึมเข้าไปในเอนเทอโรไซต์ ในเอนเทอโรไซต์ อะโพทรานสเฟอร์รินจะถูกปลดปล่อยจากเหล็ก หลังจากนั้นจะเข้าสู่วงจรใหม่ ทรานสเฟอร์รินของเมือกไม่ได้เกิดขึ้นในเอนเทอโรไซต์ แต่เกิดขึ้นในตับ ซึ่งโปรตีนนี้จะเข้าสู่ลำไส้พร้อมกับน้ำดี ที่ด้านฐานของเอนเทอโรไซต์ ทรานสเฟอร์รินของเมือกจะปล่อยธาตุเหล็กให้กับอะนาล็อกในพลาสมา ในไซโทซอลของเอนเทอโรไซต์ เหล็กบางส่วนจะรวมอยู่ในเฟอรริติน ส่วนใหญ่จะสูญเสียไปในระหว่างการลอกคราบของเซลล์เมือก ซึ่งเกิดขึ้นทุก 3-4 วัน และมีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่ผ่านเข้าไปในพลาสมาของเลือด ก่อนที่จะรวมอยู่ในเฟอรริตินหรือทรานสเฟอร์ริน เหล็กที่มีประจุสองจะถูกแปลงเป็นธาตุสามประจุ การดูดซึมธาตุเหล็กอย่างเข้มข้นที่สุดเกิดขึ้นที่ส่วนต้นของลำไส้เล็ก (ในลำไส้เล็กส่วนต้นและลำไส้เล็กส่วนต้น) ทรานสเฟอร์รินในพลาสมาจะส่งธาตุเหล็กไปยังเนื้อเยื่อที่มีตัวรับเฉพาะ การนำธาตุเหล็กเข้าสู่เซลล์นั้นเกิดขึ้นก่อนการจับกันของทรานสเฟอร์รินกับตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์เฉพาะ ซึ่งหากสูญเสียทรานสเฟอร์รินไป เช่น ในเม็ดเลือดแดงที่โตเต็มที่ เซลล์จะสูญเสียความสามารถในการดูดซับธาตุนี้ไป ปริมาณธาตุเหล็กที่เข้าสู่เซลล์นั้นแปรผันตรงกับจำนวนของตัวรับเยื่อหุ้มเซลล์ เหล็กจะถูกปล่อยออกมาจากทรานสเฟอร์รินในเซลล์ จากนั้นอะโพทรานสเฟอร์รินในพลาสมาจะกลับเข้าสู่การไหลเวียน ความต้องการธาตุเหล็กของเซลล์ที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการเจริญเติบโตอย่างรวดเร็วหรือการสังเคราะห์ฮีโมโกลบินจะนำไปสู่การเหนี่ยวนำการสังเคราะห์ตัวรับทรานสเฟอร์ริน และในทางกลับกัน เมื่อปริมาณสำรองธาตุเหล็กในเซลล์เพิ่มขึ้น จำนวนตัวรับบนพื้นผิวจะลดลง เหล็กที่ถูกปล่อยออกมาจากทรานสเฟอร์รินในเซลล์จะจับกับเฟอรริติน ซึ่งจะนำธาตุเหล็กไปยังไมโตคอนเดรีย ซึ่งเหล็กจะถูกรวมไว้ในองค์ประกอบของฮีมและสารประกอบอื่นๆ

ในร่างกายของมนุษย์ ธาตุเหล็กจะถูกกระจายอย่างต่อเนื่อง ในแง่ของปริมาณ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือวัฏจักรการเผาผลาญ: พลาสมา → ไขกระดูกแดง → เม็ดเลือดแดง → พลาสมา นอกจากนี้ วัฏจักรต่อไปนี้ยังทำงาน: พลาสมา → เฟอริติน, เฮโมไซเดอริน → พลาสมา และพลาสมา → ไมโอโกลบิน, เอนไซม์ที่มีธาตุเหล็ก → พลาสมา วัฏจักรทั้งสามนี้เชื่อมโยงกันด้วยธาตุเหล็กในพลาสมา (ทรานสเฟอร์ริน) ซึ่งควบคุมการกระจายของธาตุนี้ในร่างกาย โดยทั่วไป ธาตุเหล็กในพลาสมา 70% จะเข้าสู่ไขกระดูกแดง เนื่องมาจากการสลายของฮีโมโกลบิน ธาตุเหล็กจะถูกปลดปล่อยออกมาประมาณ 21-24 มก. ต่อวัน ซึ่งมากกว่าปริมาณธาตุเหล็กที่ร่างกายได้รับจากทางเดินอาหาร (1-2 มก. ต่อวัน) หลายเท่า ธาตุเหล็กมากกว่า 95% เข้าสู่พลาสมาจากระบบฟาโกไซต์โมโนนิวเคลียร์ ซึ่งดูดซับเม็ดเลือดแดงเก่ามากกว่า 10-11 ^{เซลล์}ต่อวันด้วยวิธีฟาโกไซโทซิส ธาตุเหล็กที่เข้าสู่เซลล์ของโมโนนิวเคลียร์ฟาโกไซต์จะกลับเข้าสู่กระแสเลือดอย่างรวดเร็วในรูปแบบของเฟอรริตินหรือถูกเก็บไว้เพื่อใช้ในอนาคต การเผาผลาญธาตุเหล็กขั้นกลางนั้นเกี่ยวข้องเป็นหลักกับกระบวนการสังเคราะห์และสลายตัวของ Hb ซึ่งระบบโมโนนิวเคลียร์ฟาโกไซต์มีบทบาทสำคัญ ในผู้ใหญ่ ธาตุเหล็กทรานสเฟอร์รินในไขกระดูกจะถูกรวมเข้ากับนอร์โมไซต์และเรติคิวโลไซต์โดยใช้ตัวรับเฉพาะซึ่งใช้ธาตุเหล็กในการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน ฮีโมโกลบินที่เข้าสู่พลาสมาของเลือดในระหว่างการสลายตัวของเม็ดเลือดแดงจะจับกับแฮปโตโกลบินโดยเฉพาะ ซึ่งจะป้องกันไม่ให้กรองผ่านไต ธาตุเหล็กที่ปล่อยออกมาหลังจากสลายตัวของฮีโมโกลบินในระบบโมโนนิวเคลียร์ฟาโกไซต์จะจับกับทรานสเฟอร์รินอีกครั้งและเข้าสู่วงจรการสังเคราะห์ฮีโมโกลบินใหม่ ทรานสเฟอร์รินส่งธาตุเหล็กไปยังเนื้อเยื่ออื่นน้อยกว่าไขกระดูกแดงถึง 4 เท่า ปริมาณธาตุเหล็กรวมในฮีโมโกลบินคือ 3,000 มิลลิกรัม ในไมโอโกลบินคือ ธาตุเหล็ก 125 มิลลิกรัม ในตับคือ 700 มิลลิกรัม (ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของเฟอรริติน)

ธาตุเหล็กจะถูกขับออกจากร่างกายโดยการผลัดเซลล์เยื่อบุลำไส้และน้ำดีเป็นหลัก นอกจากนี้ยังสูญเสียไปกับผม เล็บ ปัสสาวะ และเหงื่ออีกด้วย ปริมาณธาตุเหล็กทั้งหมดที่ขับออกมาด้วยวิธีนี้คือ 0.6-1 มก./วันในผู้ชายที่แข็งแรง และมากกว่า 1.5 มก. ในผู้หญิงวัยเจริญพันธุ์ ธาตุเหล็กจะถูกดูดซึมจากอาหารในปริมาณเท่ากัน (5-10% ของปริมาณทั้งหมดในอาหาร) ธาตุเหล็กจากอาหารจากสัตว์จะถูกดูดซึมได้ดีกว่าจากอาหารจากพืชหลายเท่า ความเข้มข้นของธาตุเหล็กมีจังหวะรายวัน และในผู้หญิงจะมีความเกี่ยวข้องกับรอบเดือน ในระหว่างตั้งครรภ์ ปริมาณธาตุเหล็กในร่างกายจะลดลง โดยเฉพาะในช่วงครึ่งหลังของการตั้งครรภ์

ดังนั้นความเข้มข้นของธาตุเหล็กในซีรั่มจึงขึ้นอยู่กับการดูดซึมในทางเดินอาหาร การสะสมในลำไส้ ม้าม และไขกระดูกแดง การสังเคราะห์และการสลายตัวของ Hb และการสูญเสียโดยร่างกาย

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]