Rauta: Miten sitä täydennetään ja mikä sitä vähentää + Rautapitoiset elintarvikkeet

Mitä tiedämme raudasta?

Rauta on kemiallinen alkuaine, jota esiintyy laajalti ympäristössämme. 30,1 prosentin osuudellaan se on maapallon toiseksi runsain alkuaine hapen jälkeen.

Sitä esiintyy myös auringossa, tähdissä ja meteoriiteissa.

Rauta on ollut ihmiskunnan tiedossa jo esihistoriallisista ajoista lähtien. Sen merkittävä teollinen tuotanto alkoi noin 1700-luvulla.

Raudan kemiallinen nimi on Fe. Se on johdettu latinankielisestä nimestä ferrum , joka tarkoittaa voimaa.

Rauta on kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän VIII ryhmän alkuaine, ja se kuuluu jaksoon 4.

Se kuuluu alkuaineiden ryhmään, jota kutsutaan siirtymäalkuaineiksi tai siirtymämetalleiksi.

Tämä nimi on peräisin ajalta, jolloin kemistit osoittivat jaksollisen järjestelmän keskellä oleville alkuaineille siirtymäominaisuuksia alkalimetallien ja epämetallien välillä.

Ominaisuuksiltaan rauta on kiinteä metalli, jonka väri vaihtelee vaaleanharmaasta valkoiseen. Se on kova, hauras, sulava ja korroosionkestävyydeltään heikko. Se hapettuu helposti muodostaen hydratoituneita oksideja (ruostetta), kun se altistuu ilmankosteudelle.

Alkuainemuodossaan rauta on hyvin epävakaata ja reaktiivista, erityisesti ilmankosteuden läsnä ollessa tai korkeissa lämpötiloissa. Se voi liueta, jos se altistuu mineraalihapoille.

Taulukkomuotoinen yhteenveto rautaa koskevista kemiallisista ja fysikaalisista perustiedoista.

Valtaosa raudasta esiintyy luonnossa tätä elementtiä sisältävinä mineraaleina, joita ovat hematiitti (Fe2O3), magnetiitti (Fe3O4), sideriitti (FeCO3), jotka ovat tärkeimmät rautamalmit, sekä limoniitti (FeO(OH)-nH2O) tai takonisiitti.

Rautaa käytetään seosten, kuten teräksen, ruostumattoman teräksen ja valuraudan valmistukseen.

Sen lisäksi, että rauta tunnetaan yhtenä tärkeimmistä teollisista aineista, sitä voidaan pitää myös yhtenä ihmiskehon tärkeimmistä alkuaineista, koska sitä käytetään laajasti biokemiallisissa prosesseissa.

Ihmiset ovat olleet tietoisia raudan merkityksestä terveyteen ja sairauksiin jo antiikin ajoista lähtien. Ensimmäinen raudan käyttö lääketieteellisiin tarkoituksiin liittyy egyptiläisiin, kreikkalaisiin ja roomalaisiin.

1600-luvulla rautaa käytettiin raudanpuutteen aiheuttaman kloroosin hoitoon.

Vakuuttavia todisteita siitä, että epäorgaaninen rauta on välttämätöntä hemoglobiinin synteesille, saatiin kuitenkin vasta vuonna 1932.

Mikä on raudan toinen biologinen tehtävä, ja missä elintoiminnoissa se on välttämätön?

Mikä on raudan merkitys ihmiselle?

Rauta on välttämätön alkuaine. Se on välttämätön lähes kaikille eläville organismeille. Se osallistuu moniin aineenvaihduntaprosesseihin, kuten hapen ja elektronien siirtoon ja DNA:n muodostukseen.

Se on yksi niin sanotuista mikrobiogeenisistä alkuaineista. Niiden osuus elimistön painosta on yleensä alle 0,005 %.

Ihmiskehossa on rautaa noin 3-4 g. Tämä määrä jakautuu seuraavasti:

• 65-70 % hemoglobiinimolekyyleihin, joka on punasolujen sisältämä punainen veripigmentti.
• 3-4 % myoglobiinissa, joka on lihaksissa oleva proteiini, jonka avulla se voi sitoa happea.
• 15-30 % on varastorautaa, joka on sitoutunut proteiiniin eli ferritiiniin tai hemosideriiniin.
• noin 1 % entsyymeissä, kuten sytokromeissa, sytokromioksidaasissa tai peroksidaasissa.
• 0,1 % on kuljetusrautaa, jota on veriplasmassa, jossa se sitoutuu proteiineihin (erityisesti transferriiniin).

Raudan pitoisuutta elimistössä säännellään tiukasti, koska rauta kykenee tuottamaan vapaita radikaaleja ja voi liiallisessa määrin esiintyessään aiheuttaa kudosvaurioita.

Raudalla on useita tärkeitä tehtäviä ihmiskehossa.

Ensinnäkin se osallistuu veressä olevien kaasujen - erityisesti hapen - kuljetukseen.

Jopa lähes 70 prosenttia raudasta on osa hemoglobiinia, jota esiintyy punasoluissa, erityisesti eräässä hemoglobiinin osassa nimeltä hem.

Hemi on monimutkainen ei-proteiininen yhdiste, jonka keskeinen atomi on rauta. Hemi muodostaa yhdessä globiinin proteiiniosan kanssa hemoglobiinimolekyylin.

Hemoglobiini vastaa veren hapen kuljettamisesta keuhkoista kudoksiin ja soluihin. Happi sitoutuu hemoglobiinimolekyyliin keuhkokammioissa. Syntyy hapenhemoglobiinia. Näin happi kulkeutuu soluihin.

Hemoglobiini pystyy myös sitomaan ja kuljettamaan hiilidioksidia soluista keuhkoihin, josta se sitten uloshengitetään jätteenä. Toisin kuin happi, joka sitoutuu hemoglobiiniin, hiilidioksidi sitoutuu sen proteiiniosaan eli globiiniin.

Hemoglobiinin lisäksi rauta on osa myoglobiinia. Tämä on proteiini, jota esiintyy lihaksissa. Se osallistuu myös hapenkuljetukseen, mutta lihassoluissa. Sitä esiintyy sydämen lihassoluissa ja luurankolihaksissa.

Rakenteellisesti myoglobiini on paljon yksinkertaisempi kuin hemoglobiini.

Yksi hemoglobiinimolekyyli pystyy sitomaan 4 molekyyliä happea. Myoglobiinimolekyylin tapauksessa se on vain yksi happimolekyyli.

Edellä mainittujen lisäksi tunnemme muitakin raudan biologisia tehtäviä ihmiskehossa.

• Se varmistaa aivojen, lihasten, kilpirauhasen ja immuunijärjestelmän normaalin toiminnan.
• Se osallistuu energiantuotantoon.
• Sillä on myönteinen vaikutus ihoon, hiuksiin ja kynsiin.
• Tukahduttaa väsymystä.
• Edistää mielenterveyttä, vähentää mielisairauksien riskiä.
• Tukee sikiön kehitystä.

Miten elimistö käsittelee rautaa?

Imeytyminen

Rauta kulkeutuu elimistöön ravinnon kautta. Se imeytyy pääasiassa suoliston alkupäässä tietyn kantajaproteiinin välityksellä. Sen jälkeen se kulkeutuu vereen.

Raudan ensisijainen imeytymismuoto on kaksiarvoinen muoto eli Fe+2. Kolmiarvoisella muodolla Fe+3 on alhainen imeytymiskyky.

Imeytyneen raudan osuus ravinnon kokonaisraudasta on suhteellisen pieni, 5-35 %. Tämä osuus riippuu olosuhteista ja erityisesti nautitun raudan fyysisestä tilasta.

Fysiologisessa pH-arvossa rauta, jonka hapetusaste on +2, hapettuu merkittävästi liukenemattomaksi raudan muodoksi, jonka hapetusaste on +3. pH-arvo laskee ohutsuolen alkupäässä mahahapon vaikutuksesta, mikä johtaa Fe+3:n pelkistymiseen Fe+2:ksi ja raudan imeytymisasteen merkittävään kasvuun.

Mahahapolla on siis merkittävä vaikutus raudan imeytymiseen. Sen puutteessa raudan imeytyminen vähenee.

Veressä rauta sitoutuu proteiiniin transferriiniin, jonka kautta se kulkeutuu soluihin tai luuytimeen.

Raudan määrän säätely

Raudan määrää elimistössä on jatkuvasti valvottava, koska se voi olla myrkyllistä suurina pitoisuuksina. Siksi raudan saannissa, kuljetuksessa, varastoinnissa ja käytössä on säilytettävä tasapaino. Puhutaan homeostaasin ylläpitämisestä.

Koska ihmiskehossa ei ole mekanismeja raudan aktiiviseen erittymiseen elimistöstä, rautapitoisuuksia on valvottava ja säädeltävä tiukasti imeytymisestä lähtien.

Tällaisen säätelijän tehtävää hoitaa hepsidiini, pernarakkulan soluissa tuotettu peptidihormoni. Se ylläpitää homeostaasia koordinoimalla raudan varastointi- ja käyttöprosessia ja ohjeistamalla verta vähentämään tai lisäämään imeytymistä tarpeen mukaan.

Hepsidiinin tason tai toiminnan häiriö johtaa raudan ylimäärään elimistössä tai päinvastoin raudanpuutteeseen.

Varastointi

Rauta varastoituu elimistöön elimistön varastojen muodossa.

Elimistön rautavarastoilla (varastorauta) tarkoitetaan ferritiini- ja hemosideriiniproteiineihin sitoutunutta rautaa. Näiden kahden proteiinin pitoisuus antaa kuvan rautavarastoista.

Suurin osa raudasta on sitoutunut ferritiiniin. Rautaa on vaikeampi irrottaa hemosideriinistä.

Näin sitoutunut rauta on liukenematonta ja keskittyy pääasiassa maksaan, pernaan ja luuytimeen.

Erittyminen

Ihmiskeholla ei ole mekanismia raudan aktiiviseen erittymiseen. Siksi se varastoituu suurelta osin elimistöön eikä sitä voida helposti poistaa.

Joissakin tilanteissa, kuten verenvuodon, kuukautisten tai raskauden aikana, elimistöstä voi kadota rautaa tiettyjä määriä. Kuukautisten aikana aikuinen nainen menettää noin 2 mg rautaa päivässä.

Joitakin ajoittaisia rautahäviöitä tapahtuu kuitenkin myös ihon, ruoansulatuskanavan tai virtsateiden solujen fysiologisen hajoamisen kautta. Nämä menetykset ovat kuitenkin hyvin vähäisiä (noin 1 mg päivässä).

Koska raudan erittymismahdollisuudet ovat rajalliset, rautapitoisuuden säätelyä pidetään siksi olennaisena ja välttämättömänä.

Entä raudan saanti ravinnosta?

Ravinnosta saatava rauta voi olla kahdessa perusmuodossa - hemirautana tai muuna kuin hemirautana.

Tärkeimpiä hemiraudan lähteitä ovat hemoglobiini ja myoglobiini elintarvikkeista, kuten lihasta, siipikarjasta, kalasta ja merenelävistä.

Raudan imeytymisaste on tällöin korkea (15-25 % raudan kokonaispitoisuudesta). Sitä rajoittaa myös vain vähän samanaikaisesti nautitun ruoan koostumus.

Rautaa ei-hem-muodossa on eniten viljoissa, palkokasveissa, vihanneksissa ja hedelmissä. Raudan imeytymisnopeus on jo paljon alhaisempi (2-20 % kokonaisraudasta), ja siihen vaikuttavat merkittävästi myös muut ravinnon osatekijät.

Käytännössä ruokavalion muun kuin hemiraudan osuus on kuitenkin moninkertainen hemiraudan osuuteen verrattuna, joten pienemmästä imeytymisasteesta huolimatta muun kuin hemiraudan osuus ravinnosta on suurempi.

Mitkä aineet, joko elintarvikkeet tai lääkkeet, vaikuttavat raudan imeytymiseen (vähentävät tai lisäävät sitä)?

Taulukkomuotoinen yleiskatsaus elintarvikkeista ja joistakin lääkkeistä, jotka vaikuttavat raudan imeytymiseen ruoansulatuskanavassa

Eläinkokeissa on osoitettu, että raudan imeytymiseen vaikuttavat myös metallit - mangaani, koboltti, strontium tai lyijy. Nämä metallit kilpailevat keskenään siitä, miten ne sitoutuvat siirtimeen imeytymistä varten.

Älä unohda C-vitamiinia

C-vitamiinilla on erittäin tärkeä rooli raudan imeytymisessä suolistossa, mikä on osoitettu useissa tieteellisissä tutkimuksissa.

Sen vaikutus koostuu Fe+3:n liukenemattomien muotojen pelkistämisestä liukoiseksi Fe+2:ksi ja myös sen lievästä kelatoivasta vaikutuksesta. Se auttaa parantamaan raudan liukoisuutta.

Se pystyy jopa vähentämään merkittävästi fytaattien, polyfenolien, kalsiumin ja maitoproteiinien estävää vaikutusta.

Rautalisät tulisi siis ottaa esimerkiksi appelsiinimehun kanssa.

C-vitamiinia sisältävien elintarvikkeiden keittäminen, teollinen käsittely tai varastointi aiheuttaa C-vitamiinin hajoamista. Tämä poistaa sen suotuisan vaikutuksen raudan imeytymiseen.

C-vitamiini on yksi harvoista aineista, jotka lisäävät raudan imeytymistä kasvis- ja vegaaniruokavaliossa. Siksi imeytyminen on optimoitava sisällyttämällä ruokavalioon vihanneksia ja hedelmiä, joissa on riittävästi tätä vitamiinia.

Rautaa sisältävien elintarvikkeiden yhteydessä on myös tärkeää mainita, mikä olisi ihanteellinen päivittäinen raudan saanti ihmiselle sukupuolesta tai iästä riippuen.

Mikä on raudan suositeltava päivittäinen saanti?

Euroopan elintarviketurvallisuusviranomaisen mukaan raudan päivittäisen saannin suositukset ovat seuraavat.

Taulukko raudan päivittäisestä saannista iän ja sukupuolen mukaan

Raudanpuute vs. raudan ylijäämä

Kuten lähes kaikkien elimistölle välttämättömien aineiden kohdalla, poikkeamat fysiologisesta rautapitoisuudesta vaikuttavat kielteisesti terveyteen.

Voi esiintyä kahta tilaa - ylimääräistä rautaa elimistössä tai raudanpuutetta.

On olemassa riskiryhmiä, joilla on todennäköisemmin raudanpuute.

Raudanpuute on todennäköisintä väestöryhmissä, jotka eivät saa riittävästi ravintoa, joka sisältää runsaasti rautaa imeytyvässä muodossa. Tämä pätee erityisesti kehitysvaiheessa, jolloin raudan tarve on suuri.

Tällä tarkoitamme sellaisia ryhmiä kuin lapset, nuoret, hedelmällisessä iässä olevat naiset ja raskaana olevat naiset.

Lapsilla ja nuorilla lisääntynyt raudan tarve johtuu heidän nopeasta kasvustaan ja hedelmällisessä iässä olevilla naisilla säännöllisen kuukautisten aikana tapahtuvasta liiallisesta verenhukasta.

Raskauden aikana naisten elimistö tarvitsee enemmän rautaa istukan ja sikiön nopean kasvun vuoksi.

Säännölliset verenluovuttajat, ruoansulatuskanavan sairauksista, sydänongelmista tai syövästä kärsivät henkilöt voivat myös olla vaarassa vähentää kehon rautavarastoja.

Raudanpuute - miten se ilmenee ja mistä se johtuu?

Raudanpuute määritellään tilaksi, jossa elimistön rautavarastot ovat vajaat ja raudan saanti kudoksiin on heikentynyt.

Raudanpuutteesta käytetään yleensä nimitystä anemia. Puutosta voi kuitenkin esiintyä ilman anemian kehittymistä. Tämä tila on harvinaisempi ja ilmenee tiettyinä toiminnallisina muutoksina elimistössä.

Valtaosa raudanpuutostapauksista liittyy kuitenkin anemiaan.

Anemia sanan varsinaisessa merkityksessä on tila, jolle on ominaista punasolujen vähäinen määrä tai hemoglobiinin vähäinen määrä verisoluissa.

Punasolujen muodostuminen ja määrä ei riipu ainoastaan raudan saatavuudesta vaan myös useista muista asiaan liittyvistä tekijöistä, kuten erytropoietiinin tuotannosta munuaisissa (aine, joka koordinoi punasolujen tuotantoa), luuytimessä (jossa solut muodostuvat) ja ravitsemustilasta.

Mistä tiedän, onko minulla anemia?

Lyhytaikaisella raudanpuutteella ei yleensä ole näkyviä oireita. Itse asiassa elimistö käyttää lyhytaikaisen raudanpuutteen kattamiseen omia varastojaan, jotka tulevat pääasiassa lihaksista, maksasta, pernasta ja luuytimestä.

Pitkäaikainen puutos voi aiheuttaa heikkoutta, väsymystä, energian puutetta, muisti- ja keskittymisvaikeuksia, ruoansulatusongelmia ja lisääntynyttä alttiutta infektioille.

Pitkäaikaisen anemian vakavimpia seurauksia ovat toiminnalliset häiriöt, jotka vaikuttavat lähinnä kognitiivisiin kykyihin ja kehitykseen (kyky hahmottaa ja ajatella) tai immuunijärjestelmän toimintaan.

Raskaana olevilla naisilla anemiaan liittyy haitallisia vaikutuksia sekä äitiin että sikiöön - lisääntynyt sepsiksen riski, sikiön alhainen syntymäpaino tai äidin ja sikiön kuoleman riski.

Anemia ei ole sairaus sinänsä, vaan se on oire kehossa kehittyneestä sairaudesta tai sairausprosessista.

Raudanpuutteeseen - anemiaan - voi olla useita syitä. Näitä ovat muun muassa seuraavat:

• Riittämätön imeytyvän raudan saanti ravinnosta.
• Riittämätön sellaisten vitamiinien ja kivennäisaineiden saanti, jotka osallistuvat myös punasolujen muodostukseen (B12-vitamiini, A-vitamiini, riboflaviini, kupari).
• Raudan heikentynyt imeytyminen
• Fysiologisesti kohonnut tarve raudan saannille (kasvun, raskauden, kuukautisten, dialyysipotilaiden aikana).
• Liiallinen verenhukka
• Ruoansulatuskanavan tai virtsateiden verenvuoto.
• Tiettyjen lääkkeiden käyttö (kortikosteroidit, tuberkuloosin hoitoon käytettävät lääkkeet).
• Tietyt sairaudet (akuutit ja krooniset infektiot, leikkauksen jälkeiset tilat, kilpirauhas- tai munuaissairaudet).
• Verisairaudet, kuten sirppisoluanemia, talassaemia, aplastinen anemia, hemolyyttinen anemia.
• Lihavuus
• Alkoholismi
• Kasvisruokavalio, lihan puute

Riittämättömästä raudan saannista ravinnosta johtuvaa raudanpuutetta voidaan korvata monin eri tavoin.

Tärkeimpiä keinoja ovat rautapitoisten elintarvikkeiden valitseminen ja raudan lisääminen elintarvikkeisiin eli raudan tarkoituksellinen lisääminen elintarvikkeisiin sen pitoisuuden lisäämiseksi.

Sitten parannetaan raudan imeytymistä tai täydennetään sitä ravintolisien tai lääkkeiden muodossa.

Ravintolisät

Ennen rautavalmisteiden aloittamista on aina otettava huomioon, että anemia voi johtua jostakin sairaudesta. Tämä sairaus olisi otettava ensisijaisesti huomioon.

Tällä hetkellä markkinoilla on saatavilla rautaa sisältäviä yksittäisiä valmisteita tai yhdistettyjä monivitamiinivalmisteita.

Yleisimmin käytettyjä ovat rautasuolat, kuten ferrosulfaatti ja ferroglukonaatti. Tämä johtuu niiden edullisuudesta ja hyvästä imeytymisestä. Ne otetaan suun kautta.

Raudan imeytyminen on suurinta, kun ne annetaan suun kautta. Tämä antotapa voi kuitenkin aiheuttaa pahoinvointia ja vatsakipua. Tällöin annosta on pienennettävä tai se on otettava samanaikaisesti ruoan kanssa.

Oireita raudan liikakäytöstä ja luotettava osoitus siitä, että annos on liian suuri, ovat pahoinvointi, ummetus, vatsakipu, oksentelu tai huimaus.

Katsotaan myös, mikä puolestaan on seurausta ylimääräisestä raudasta elimistössä.

Mitä seurauksia liiallisesta raudasta on?

Raudan vaarana on, että se voi kiihdyttää myrkyllisten happiradikaalien tuotantoa, jotka vahingoittavat soluja ja kudoksia.

Lisäksi fysiologisessa pH:ssa ja hapen läsnä ollessa se hapettuu nopeasti ja saostuu liukenemattomiksi rautahydroksideiksi.

Korkeat rautapitoisuudet ihmiskehossa johtavat sen kertymiseen elimiin, kuten maksaan, sydämeen, haimaan tai ihoon. Tämä aiheuttaa niiden patologisia muutoksia ja sairauksien kehittymistä.

Syynä ylimääräiseen rautaan elimistössä voi olla:

• Sen liiallinen saanti ravinnosta
• toistuvat verensiirrot
• Sairaudet, jotka liittyvät lisääntyneeseen hemoglobiinin hajoamiseen

Sairauksia, joille on ominaista raudan kertyminen elimiin, kutsutaan hemokromatoosiksi tai hemosideroosiksi.

Hemokromatoosi on perinnöllinen sairaus, joka johtuu raudan liiallisesta imeytymisestä ruoansulatuskanavassa.

Hemosideroosia esiintyy yleensä potilailla, joilla on hankittu tai synnynnäinen anemia ja jotka saavat toistuvasti verensiirtoja, eikä elimistö pysty hyödyntämään saatua rautaa asianmukaisesti.

Näiden häiriöiden kielteisiä seurauksia ja komplikaatioita ovat maksa-, sydän- ja rauhasvauriot. Ne johtavat kirroosiin, maksasyöpään, diabetekseen, kilpirauhassairauksiin, sydän- ja hermosairauksiin sekä tulehduksellisiin nivelsairauksiin.

Alkuvaiheen ilmenemismuotoja ovat heikkous, vatsakipu, ihon liiallinen pigmentoituminen, epäsäännöllinen sydämen syke, sydänkohtaus, sydämen vajaatoiminta, kuukautisten poisjääminen, hiustenlähtö, lonkkakipu ja -tulehdus, osteoporoosi sekä maksan ja pernan pehmeneminen.

Mitä hoitovaihtoehtoja korkeisiin rautapitoisuuksiin on?

Tällä hetkellä kelaatiohoito on ainoa ennaltaehkäisevä ja parantava menetelmä.

Tämä hoito vähentää kudosraudan määrää ja estää sen kertymisen. Se myös neutraloi sen myrkylliset muodot.

Hoidon periaatteena on, että rauta sitoutuu kelatoivaan aineeseen ja poistuu sen jälkeen elimistöstä virtsan tai ulosteen kautta.

Kelaattoreita voidaan antaa suonensisäisesti (laskimoon) tai suun kautta.

Esimerkkejä käytetyistä kelatoivista aineista ovat deferoksamiini (suonensisäisesti annosteltavaksi), deferiproni tai deferasiroks (molemmat suun kautta annosteltavaksi).