Железо: различия между версиями

Железо — один из самых распространённых элементов в Солнечной системе, особенно на планетах земной группы, в частности, на Земле. Значительная часть железа планет земной группы находится в [[ядро Земли|ядрах]] планет, где его содержание, по оценкам, около 90 %. Содержание железа в [[земная кора|земной коре]] составляет 5 %, а в [[мантия Земли|мантии]] около 12 %. Из металлов железо уступает по распространённости в коре только [[алюминий|алюминию]]. При этом в ядре находится около 86 % всего железа, а в мантии 14 %. Содержание железа значительно повышается в изверженных породах основного состава, где оно связано с пироксеном[[пироксен]]ом, амфиболом[[амфибол]]ом, оливином[[оливин]]ом и биотитом[[биотит]]ом. В промышленных концентрациях железо накапливается в течение почти всех экзогенных и эндогенных процессов, происходящих в земной коре. В морской воде железо содержится в очень малых количествах 0,002—0,02 мг/л. В речной воде его концентрация значительно выше — 2 мг/л.

* В области высоких давлений (свыше 13 ГПа, 128,3 тыс. атм.<ref name="Takahashi">T. Takahashi & W.A. Bassett, «[https://www.jstor.org/pss/1714581 High-Pressure Polymorph of Iron]», ''Science'', Vol. 145 #3631, 31 Jul 1964, p 483—486. {{doi|10.1126/science.145.3631.483}}. {{bibcode|1964Sci...145..483T}}.</ref>) возникает модификация ε-железа с гексагональной плотноупакованной (ГПУ) решёткой.

* [[Хлорид железа(III)]] (хлорное железо) используется в радиолюбительской практике для травления [[печатная плата|печатных плат]].

В живых организмах железо является важным '''[[Биологически значимые элементы|микроэлементом]]''', катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания). Основным внутриклеточным депо железа является глобулярный белковый комплекс — [[ферритин]]. Недостаток железа проявляется как болезнь организма: [[хлороз растений|хлороз]] у растений и [[анемия]] у животных.

Обычно железо входит в ферменты в виде комплекса, называемого [[Гем (биохимия)|гемом]]. В частности, этот комплекс присутствует в [[гемоглобин]]е — важнейшем белке, обеспечивающем транспорт [[кислород]]а с [[кровь]]ю ко всем органам человека и животных. И именноИменно он окрашивает кровь в характерный красный цвет.

В организме взрослого [[человек]]а содержится около 3—4 граммов железа (около 0,02 %)<ref>{{книга|Автор=Eugenie V. Mielczarek|заглавие=Iron, Nature's Universal Element: Why People Need Iron & Animals Make Magnets|ссылка=https://books.google.ru/books?id=uXyBKuDdBSsC&pg=PA100|страниц=204|страницы=100|isbn=0-8135-2831-3}}</ref> (около 0,005 %), из которых только около 3,5 мг находится в плазме крови. [[Гемоглобин]] имеетсодержит примерно 68 % железа всего железа организма, [[ферритин]] — 27 %, [[миоглобин]] — 4 %, [[Трансферрины|трансферрин]] — 0,1 %. Источниками железа при биосинтезе железосодержащих белков служат железо, поступающее из пищи, и железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в [[гепатоцит]]ах (клетках печени) и клетках селезёнки<ref name = "Biohimia2003">{{книга|автор = Е.С. Северин|ссылка = http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part99-641.html|заглавие = Биохимия. Учебник для ВУЗов|место = |издательство = |год = 2003|страницы = 641|страниц = 779|серия = |isbn = 5-9231-0254-4}} {{Wayback|url=http://www.biochemistry.ru/biohimija_severina/B5873Part99-641.html |date=20130625054421 }}</ref>.

Национальная Академияакадемия медицины США различает среднюю потребность в железе и рекомендованное потребление железа, последняя норма разработана с тем, чтоб обеспечивать среднюю потребность для не менее 97 % в каждой группе населения. Расчет средней потребности в железе зависит от усваиваемости железа, нижеприведённая таблица основана на предположении о потреблении 10 % железа из животных продуктов (средняя усваиваемость 25 %) и 90 % железа из растительных продуктов (средняя усваиваемость 16,8 %), с общей усваиваемостью 18 %. Поскольку рацион детей до года сильно отличается от взрослого, норма для них основана на предполагаемой усваиваемости 10 %<ref name="diet"/>

! Рекомендованное потребление железа <br>(<small>по данным [[Национальная академия медицины (США)|Национальной академии медицины США]]</small>)<ref name="diet"/>, мг/сутки

В организм животных и человека железо поступает с пищей. Наиболее богаты им [[печень]] и [[мясо]], в меньшей степени [[яйца]], [[зернобобовые культуры|бобовые]], [[Семя тыквы|семена тыквы]] и [[кунжут]]а, цельнозерновые [[крупа|крупы]], а также некоторые виды зелени — [[тимьян]], [[петрушка (растение)|петрушка]], [[полевой салат]]<ref>[http://nutritiondata.self.com/foods-000119000000000000000.html Foods highest in Iron<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>. Долгое время список железосодержащих продуктов возглавлял [[шпинат огородный|шпинат]], ошибочно внесённый из-за опечатки в результатах анализа (был потерян «лишний» ноль после запятой).

Железо в питании подразделяют на '''гемовое''', или '''гемное''' (из мяса и других животных источников) и '''негемовое''' (из растительной пищи). В гемсодержащих белках железо находится в составе [[гем (биохимия)|гема]]. В негемовых железосодержащих белках железо непосредственно связывается с белком. К таким белкам относят [[Трансферрины|трансферрин]], [[ферритин]], окислительные ферменты рибонуклеотидредуктазу и [[Ксантиноксидаза|ксантиноксидазу]], [[железофлавопротеины]] NADH-дегидрогеназа и [[сукцинат-дегидрогеназасукцинатдегидрогеназа]]<ref name="Biohimia2003"/>. Описанные белки, содержащие негемовое железо, относятся к классу [[ферредоксин]]ов, наиболее изученные из которых содержатся в хлоропластах зелёных растений и окисляются при переносе электрона в процессе фотосинтеза, а также бактериальные ферредоксины (например анаэробной бактерии ''Clostridium pasteurianum''), участвующие в аэробном или анаэробном переносе электрона. Человеческий ферредоксин-1 участвует в гидроксилировании и расщеплении стероидных гормонов и холестерола в системе микросомальных (эндоплазматического ретикулума гепатоцитов) ферментов [[Цитохром P450|цитохрома Р450]], а также в синтезе гормонов щитовидной железы. Сердцевина ферредоксина состоит из молекул двух- или четырёх-валентной серы и четырёхвалентного железа и имеет общую формулу вида <math>Fe_nS_mH_p</math> (например <math>Fe_2S_2</math>), она соединена с белковыми остовами через аминокислоту [[цистеин]]<ref name = "Knorre">{{книга|автор=Д.Г.Кнорре С.Д.Мызина|ссылка=|заглавие=Биологическая Химия|место=Москва|издательство=Высшая школа|год=2003|страницы=66|страниц=479|isbn=5-06-003720-7}}</ref><ref name="Dovzhikova_steroid">[http://cyberleninka.ru/article/n/fermenty-steroidogeneza-obzor-literatury] И. В. Довжикова Ферменты стероидогенеза (обзор литературы). Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАМН, Благовещенск. Бюллетень, Выпуск 37, 2010; УДК 577.175.63/.64:577.152.1</ref>.Гемовое железо усваивается наиболее эффективно (от 15 до 35 %). На усвоение негемового железа (даже в животной пище его порядка 60 %<ref>[http://www.vrg.org/nutrition/iron.php Iron in the Vegan Diet — The Vegetarian Resource Group<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>) влияют [[Взаимодействия микронутриентов|многочисленные факторы]]<ref>[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3999603/ Review on iron and its importance for human health<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>. Заметно улучшают усвоение железа потребляемые вместе с пищей [[аскорбиновая кислота]] или мясной белок<ref>[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15743017 Enhancers of iron absorption: ascorbic … [Int J Vitam Nutr Res. 2004&#93; — PubMed — NCBI<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>. Препятствуют усвоению железа [[Яйцо|яйца]], [[кальций]], но главным образом [[антипитательные вещества]] — [[фитиновая кислота]], [[оксалат]]ы, [[танины]] и [[кофеин]]<ref>[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16366727 Meat and ascorbic acid can promote Fe avai… [J Agric Food Chem. 2005&#93; — PubMed — NCBI<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>.