Железо (Fe, Ferrum)
История железа
Уже в IV тысячелетии до н.э. человечество владело изделиями из железа. Цивилизации древнего Шумера и Древнего Египта знали сплав железа и никеля (метеоритное железо, которое не добывали, а находили на поверхности земли). Именно из такого металла изготовлены известные украшения, найденные в египетских гробницах, а также кинжал правителя шумерского города Уда.
Получать железо путём выплавления его из железных руд научились намного позже, во время переселения арийцев в Азию. Способы получения железа были разнообразными, чаще всего руда прокаливалась с веществами, содержащими углерод, в результате чего получалась пластичная масса, из которой можно было изготовить изделия, а затем охладить их в ледяной воде до небывалой твёрдости.
В древние времена изделия из железа часто покрывались солидным слоем золота, ведь железо ценилось намного дороже, чем мягкое золото.
Общая характеристика железа
Железо (Fe) является вторым по распространённости в земной коре металлов, это элемент VII группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Имеет атомный номер 26.
Нахождение в природе
Железо занимает 4-е место среди всех химических элементов по распространению в земной коре (среди металлов уступает только алюминию). Металл распространён в большом количестве руд и минералов, в основных породах, морской воде.
На геологической карте мира основные запасы железной руды отмечены в Бразилии, США, Канаде, Австралии, Индии, Украине, России.
Физические и химические свойства
Железо – пластичный металл серо-серебристого цвета, обладает свойствами магнита, чтобы повысить его твёрдость, необходимы примеси (как правило – углерод). Подвержен процессам коррозии и ржавчины.
Продукты питания богатые железом
Полезные свойства железа и его влияние на организм
Железо играет важную роль в процессе образования гемоглобина в крови, имеет свойства защищать организм от бактерий (без него невозможно образование иммунитета), принимает участие в синтезе гормонов щитовидной железы (calorizator). Для того, чтобы поступающие в организм витамины группы В работали в полную силу, также необходимо присутствие железа.
Взаимодействие с другими
Медь, кобальт, марганец и витамин С необходимы для усвоения железа. Железо необходимо для правильного метаболизма витаминов группы В. Железо способствует росту, увеличивает сопротивляемость заболеваниям, предупреждает усталость.
О суточной потребности организма в железе, о том, как влияет дефицит железа на организм человека и о его влиянии на стройность, читайте в статье «Роль железа в нашем организме».
Источник
Какую роль в организме человека играет железо
Железо (Fe, феррум) является верным союзником человека на протяжении всей истории Homo sapiens. Нас ежедневно окружают сотни предметов, имеющих железо в своем составе. Более того, этот металл присутствует в нашем организме. «Внутри» человека содержится всего несколько грамм, но приносимая ими польза поистине огромна.
В главных ролях. железо, или Функции микроэлемента в организме
Железо — один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Оно содержится в горных породах и почве, а также в грунтовых, пресных и соленых водах. Присутствующее в воде и грунте железо впитывается корнями растений, и далее по пищевой цепи — попадает в организмы животных. При содействии железа осуществляется фотосинтез и формирование тканей растений. Именно поэтому агрономы нередко лечат ослабленных представителей флоры внесением «железной подкормки». С участием этого минерала происходят важнейшие процессы жизнедеятельности животных и человека: дыхательная деятельность, энергетический обмен, синтез ДНК, ферментов и белков, окислительно-восстановительные реакции в тканях и кровеносной системе [1] .
Железо составляет около 6% от массы коры и мантии Земли [2] . Более того, по предположению ученых, ядро нашей планеты главным образом состоит как раз из Fe и его сплавов [3] . А судя по метеоритам, содержащим от 20 до 90% железа [4] , этот элемент широко распространен во всей нашей Галактике.
Львиная доля содержащегося в организме железа находится в гемоглобине [5] — сложном белковом соединении, входящем в состав эритроцитов. Именно железо придает белку способность удерживать и переносить кислород от легких к клеткам и углекислый газ — по венам в обратную сторону [6] .
Существуют и другие гемопротеины. В частности — содержащийся в сердечных и скелетных мышцах миоглобин (другие названия: миогемоглобин, мышечный гемоглобин). Ключевой функцией миоглобина является формирование запасов поступающего в мышцы кислорода и расходование по мере необходимости [7] . Высокая активность миоглобина имеет плюсы и минусы. Польза заключается в способности прочно связывать токсичные вещества (синильную кислоту, например) и тем самым купировать легкие формы отравлений [8] . Вторая сторона медали — при высвобождении вследствие тяжелых травм (в норме этого не происходит) миоглобин сам становится токсичным. Вызывает риск развития смертельно опасных патологий: травматического токсикоза, тканевой гипоксии, закупорки канальцев почек, ведущей к некрозу [9] .
Еще две группы гемопротеинов — цитохромы, железосерные ферменты — участвуют в энергетическом обмене, активно транспортируя электроны в реакциях биологического окисления с высвобождением энергии, необходимой нам для поддержания жизнедеятельности [10] . Способность быть донором электронов за счет перемены валентности также делает железо незаменимым участником окислительно-восстановительных процессов.
Железо присутствует в ферменте рибонуклеотидредуктаза, который регулирует синтез цепей ДНК [11] .
Кроме того, микроэлемент регулирует обмен веществ, стимулирует рост и физическое развитие детей и подростков, укрепляет иммунитет, поддерживает работу щитовидной железы и печени, отвечает за здоровый вид кожи, волос и ногтей.
Нормы содержания железа в организме человека
В организме мужчины содержится порядка 4–5 г железа, женщины — около 3 г [12] . У детей количество железа возрастает по мере взросления в связи с увеличением массы тела и количества циркулирующей крови.
Новорожденные малыши появляются на свет с «багажом» в 300–400 мг железа [13] . В связи с усиленным ростом и развитием этого количества младенцу едва хватит на первые 4–6 месяцев жизни [14] . Так как физиология требует не только сохранить, но и приумножить железное богатство, источником для непрерывного пополнения запасов являются материнское молоко или смеси для искусственного вскармливания.
Порядка 60% железа входит в состав гемоглобина, еще 5% — миоглобина и гемовых ферментов. Остальное — идет в резерв и откладывается в виде ферритина в печени, селезенке, костном мозге и мышечной ткани [15] . Ферритин и его разновидность — трансферрин являются сложными железопротеиновыми молекулами, содержащими до 4000 атомов железа, которыми они охотно снабжают клетки по первому же запросу [16] .
Определить, достаточно ли железа в организме, помогает анализ крови. При этом нужно учитывать, что содержание гемоглобина в плазме крови наиболее высоко утром и снижается ко второй половине дня [17] . Концентрация биоэлемента в плазме зависит также от пола и возраста.
Таблица. Нормы содержания железа в сыворотке крови по возрастам [18]