A vasfelszívódást és enyhítési mechanizmusokat befolyásoló tényezők: áttekintés

Fikiru Dasa 1 * és Tilahun Abera 2

Szerző és cikk információ

Idézd ezt úgy

Dasa F, Abera T (2018) A vas felszívódását és enyhítési mechanizmusait befolyásoló tényezők: áttekintés. Int J Agric Sc Food Technol 4 (1): 024-030. DOI: 10.17352/2455-815X.000033

Absztrakt

A vasnak sok különleges funkciója van a testben. A test vasának több mint 65 százaléka a vérben van hemoglobin formájában, amely a vörösvértestek fehérje, amely oxigént szállít a test szövetébe. A mioglobinnak nevezett vegyületnek, amely oxigént szállít az izomsejtekbe, vasra is szükség van. Ezenkívül a vas a testen belül számos kémiai reakcióban játszik szerepet, amelyek energiát termelnek. Az emberi test tartalékként tárolhatja a felesleges vasat. Az Egészségügyi Világszervezet jelentése szerint a vashiányos vérszegénység az egyik legelterjedtebb tápanyaghiány a világon. Különböző tényezők befolyásolhatják a felszívódását, mint például az alacsony étkezési vasbevitel, a megfosztott vasfelszívódás vagy a túl sok vérveszteség. Ezenkívül a kávéban és a teában széles körben megtalálható polifenolos vegyületek, például a klorogénsavak, a monomer flavonoidok és a polifenol polimerizációs termékek szintén erősen gátolják az étrendben a nem hem-vas felszívódását. Gyermekek, serdülők, terhes nők, fogamzóképes nők, sportolók és idősebb felnőttek azok a csoportok, amelyeknél nagyobb a vashiány veszélye. Jelen áttekintő tanulmány célja a vas felszívódását befolyásoló tényezők áttekintése.

Fő cikk szövege

Bevezetés

Az ásványi anyagok az állatok teljes étrendjének elengedhetetlen részei. Az ásványi anyagok szervetlen elemek, amelyek a test összes szövetében és folyadékában megtalálhatók. Annak ellenére, hogy nem hoznak energiát, létfontosságú szerepet töltenek be a test számos tevékenységében [1,2]. Ezek a vegyületek szükségesek bizonyos fizikai-kémiai folyamatok fenntartásához, amelyek elengedhetetlenek az élethez, mivel ezek kémiai alkotóelemek, amelyeket a test sok szempontból használ. Az élő anyag minden formája megköveteli ezeket a szervetlen elemeket vagy ásványi anyagokat a normális életfolyamatukhoz [3,4].

A mikroásványok értékét az emberi, állati és növényi táplálékban jól felismerték [5,6]. Az állat táplálkozásának hiányosságai vagy zavarai különféle betegségeket okoznak, és többféleképpen is felmerülhetnek. A vas a földön a legelterjedtebb elem, mégis az élő sejtekben csak nyomelemek vannak jelen. A vas elengedhetetlen az emberi test minden sejtje számára. A vas egy mikroásvány, amely számos kulcsfontosságú funkcióval rendelkezik. Ez a vörösvérsejtek hemoglobinjának jelentős része; mivel oxigént szállít a tüdőből a test minden részébe, és megkönnyíti az oxigén felhasználását és tárolását az izmokban. Ezenkívül a test minden sejtjének vasra van szüksége az energia előállításához [7].

A világ népességének csaknem egynegyedét érinti vérszegénység, amelynek elsődleges oka a vashiány [8,9]. Hiánya kapcsolódik a fizikai munkaképesség romlásához, a hangulat és a kognitív funkciók csökkenéséhez, valamint a terhességgel kapcsolatos rossz eredményekhez [10,11]. Az egyén vasállapota egy tartományra esik (a telítettől a kimerült vaskészletekig), vashiányra és vashiányos vérszegénységre. Ezért a vashiányos egyének fokozottan veszélyeztetettek a vashiányos vérszegénység kialakulásában [12]. Az egészségügy terén elért haladás ellenére a vashiány továbbra is a legfőbb közegészségügyi félelem mind a fejlett, mind a fejlődő országokban, főként a serdülőkorú nők fogékonyak. Az iparosodott országokban a vashiányt könnyen azonosítani és kezelni kell, és ennek ellenére az orvosok gyakran figyelmen kívül hagyják, vagy a nők nem ismerik el aggodalomra [13]. Így ezekben az országokban is szükség van a vashiány megelőzésére és kezelésére az innovatív megközelítésekben [14].

Az egyén ajánlott tápanyag-bevitele a meghatározott követelmények teljesítéséhez más tényezők mellett változik a tápanyag-megfelelőség meghatározásához használt kritériumtól [15-17]. Ahhoz, hogy sok tápanyag tudományosan alátámassza a táplálkozási szükségletek meghatározását az életkor, a nemek és a fiziológiai állapotok között, az információs bázis korlátozott. A tápanyagmérleg felhasználását a követelmények meghatározásához lehetőség szerint elkerültük, mivel ma már általánosan elismert tény, hogy az egyensúly a tápanyagok bevitelének széles skáláján érhető el. A tápanyagmérleg alapján meghatározott követelményszinteket azonban alkalmazták, ha más megfelelő adatok nem állnak rendelkezésre. A mikrotápanyag étrendi szükséglete olyan beviteli szint, amely megfelel a megfelelőség meghatározott kritériumainak, ezáltal minimalizálva a tápanyaghiány vagy -felesleg kockázatát. A tápanyag-készlet vagy a kritikus szöveti készlet mérése szintén felhasználható a tápanyag-megfelelőség meghatározásához. A funkcionális vizsgálatok jelenleg a vitaminok és ásványi anyagok bevitelével kapcsolatos szubklinikai állapotok legfontosabb mutatói. A vérszegénység, az étrendi vashiány meghatározó markere többek között a folát, a B12-vitamin vagy a réz hiányában is felléphet [18].

Az egyes étrendgátló és fokozó tényezők mély hatást gyakorolnak a vas felszívódására [19-21]. A polifenol-vegyületek az emberi étrendben gyümölcsök, zöldségek, fűszerek, hüvelyesek és gabonafélék alkotórészeiként széles körben vannak jelen, és különösen magas a tea, a kávé, a vörösbor, a kakaó és a különféle gyógyteák mennyisége. A fitinsav hatásos gátló hatása a nem hem-vas felszívódására jól ismert [22-24]. A polifenolos vegyületek, például a klorogénsavak, a monomer flavonoidok és a polifenol polimerizációs termékek, amelyek széles körben jelen vannak a kávéban és a teában, szintén erősen gátolják az étrendi nem-hem-vas felszívódást [25-27]. Az aszkorbinsav (AA) következetesen megfigyelték a vas felszívódásának drámai javulását [28]. Az állati eredetű élelmiszerekben található hem-vas szintén fontos vasforrás, magas biohasznosulása miatt. Ezenkívül számos tanulmány felvetette, hogy az izomszövet vas felszívódását fokozó hatása a ciszteintartalmú peptideknek köszönhető [29].

A vas metabolizmusának biokémiája az emberi emésztőrendszerben

Vaskémia és fiziológia

A vas a periódusos rendszer 26. elemén található, molekulatömege 55,85. Két szokásos vizes oxidációs állapota van, nevezetesen vas (Fe2 +) és vas (Fe3 +). Ezek az állapotok lehetővé teszik a vas számára, hogy elektronok befogadásával vagy adományozásával részt vegyen az energia-anyagcseréhez elengedhetetlen oxidációs/redukciós reakciókban. Másrészt ez a tulajdonság lehetővé teszi a szabad vas számára az oxidatív reakciók katalizálását, reaktív és káros szabadgyökök kialakulásával. Ezért a testvasat kémiailag meg kell kötni a megfelelő fiziológiai szerep, szállítás és tárolás elősegítése érdekében, minimális lehetőséggel a szabad ionos vas számára a káros oxidatív reakciók katalizálására [30].

A test vasának többsége hem-fehérjekomplexekben működik, amelyek hemoglobinként és mioglobinként szállítják az oxigént. A test vasának körülbelül kétharmada hemoglobinban található, egy 68 000 MW szerkezet, amely négy hem alegységet tartalmaz, egy protoporphyrin gyűrűt, amelynek középpontjában vas van, és négy polipeptid láncot (egyenként két α- és β-globin láncot). A hemoglobin általi transzporthoz az oxigén közvetlenül kapcsolódik a vasatomhoz, stabilizálva Fe2 + oxidációs állapotban, amelyet a protoporfirin gyűrű és a hisztidin maradványok vesznek körül. A hemoglobin-vas könnyen megköti és felszabadítja az oxigént, keringve a vér eritrocitáiban. Az egyetlen hemmolekulából és globinból álló myoglobin lehetővé teszi az oxigén átvitelét az eritrocitákból a sejtek mitokondriumaiba az izom citoplazmájában [30]. Kevesebb mennyiségű vas a hem formában működik a mitrokondriális citokrómokban, amelyek elektrontranszferrel, oxigénfelhasználással és ATP termelésével járnak. A test vasának kis része hem-tartalmú hidrogén-peroxidázokban, például katalázban működik, amelyek védenek a hidrogén-peroxid túlzott felhalmozódása ellen azáltal, hogy katalizálják hidrogénné és oxigénné történő átalakulását [30].

Ezenkívül a vas nem-hem fehérjékben is működik, amelyek vas-kén komplexet tartalmaznak (négy vas- és négy kénatom köbös szerkezete). Ez a fő formája a mitokondriumokban lévő vasnak, amely az energia-anyagcsere enzimjeiben, például az akonitázban, a NADH-dehidrogenázban és a szukcinát-dehidrogenázban működik. Az akonitáz érzékeny a mitokondriumokban és a citoszolban lévő vaskoncentrációkra. Ha sok a vas, az akonitáz enzim felveszi a teljes vas – kén köbös szerkezetet, amely a szénhidrát-anyagcseréhez kapcsolódik. Amikor azonban a vaskoncentráció csökken, a fehérje elveszíti az akonitáz aktivitást, és vaskötő fehérjeként (IRP) működik. Az IRP-k kölcsönhatásba lépnek az mRNS vas-válaszelemeivel (IRE), hogy szabályozzák a vas transzportjával, tárolásával és felhasználásával kapcsolatos fehérjék szintézisét, reagálva a sejtek vas-koncentrációjának változására [30] (1. ábra).

Vas felszívódása és anyagcseréje

Az újszülött csecsemő szervezetében összesen körülbelül 250 mg van. A teljes test vasa egy felnőtt férfiban 3000-4000 mg. Ezzel szemben az átlagos felnőtt nő testében csak 2000-3000 mg vas van. Ez a különbség a nőknél kisebb vaskészletnek, alacsonyabb hemoglobin-koncentrációnak és kisebb vaszkuláris térfogatnak tulajdonítható, mint a férfiaknak. Ennek körülbelül kétharmadát funkcionális vasként hasznosítják, például a hemoglobinban (60%), a mioglobinban (5%), valamint a különféle hem és nem hem enzimekben (5%). A maradék a raktárban található ferritin (20%) és hemisoderin (10%) formájában [31].

A vasfelvétel szabályozása kétségtelenül elsődleges fontosságú a vas kiválasztására szolgáló szabályozott eszközök hiánya miatt. Az étel elfogyasztása és emésztése után az étkezési vas főként a nyombélben és a proximális üregben szívódik fel. Ésszerűen a hem-vas hatékonyabban szívódik fel, mint a nem-hem-vas, nyilvánvalóan az enterocita kefe határán lévő ép vas – protoporphyrin komplex endocitózisa révén. Az emésztés után az összes táplálékforrásból származó vas egy közös intracelluláris medencébe jut, ahonnan az egyének vasállapotától függően vagy ferritinként tárolódik az enterocitában, vagy az enterocitából exportálódik a sejt bazális oldalán lévő ferroportin transzporteren keresztül. A Ferroportin a vasvasat szállítja, amely azonnal Fe3 + -gá oxidálódik, és amelyet a transzferrin vesz fel, hogy transzferrin receptorokat expresszáló sejtekbe szállítsa (2. ábra).

Vasállapot, vashiány és vaskoncentráció

A csecsemőket, a gyermekeket, a tizenéveseket és a fogamzóképes nőket általában érinti a vashiány; míg az egészséges felnőtt férfiak ritkán hiányosak. A hiányt számos tényező okozza, általában a megnövekedett szükséglet (a fiatal népesség gyors növekedése, a termékeny nőknél a menstruáció és a terhesség) és az elégtelen felvétel kombinációja, ami viszont más tényezőktől is függhet, mint például a csökkent kalóriabevitel és/vagy az élelmiszer-összetevőkből származó kalóriák nagyobb része, amely kevesebb felszívódó vasat tartalmaz [32].

Hálásak vagyunk a Donbi-vízgyűjtő gazdálkodóinak, akik lehetővé tették számunkra, hogy meglátogassuk a farmjukat, valamint hajlandóságot mutattunk a háztartási felmérés során. Ezenkívül nagy köszönet a Déli Nemzetek és Nemzetiségek Népi Regionális Kormányállamának a kutatási munka pénzügyi támogatásáért.