Fier - animal potrivit speciei
Conform definiției, fierul este unul dintre elementele în vrac, deoarece este conținut în corpul cailor, câinilor și, bineînțeles, al oamenilor cu mai mult de 50 g/kg greutate corporală uscată (vezi minerale). Cu toate acestea, datorită funcției sale (de a avea un efect în cantități minime) este considerat un oligoelement.
Fierul apare în alimente în mai multe stări de oxidare, prin care doar Fe 2+ (fier bivalent) și Fe 3+ (fier trivalent) sunt importante pentru organism.
Se face distincția între fierul funcțional și fierul de depozitare. Aproximativ. 75% din fier este prezent în organism sub formă de fier funcțional, din care aproximativ 65% este necesar pentru formarea hemoglobinei (pigment roșu din sânge), restul fierului funcțional este alcătuit din mioglobină (pigment muscular roșu) și enzime care conțin fier. Aproximativ 25% este disponibil ca fier de depozit.
Numărul total de eritrocite (celule roșii din sânge) la cai (500 kg) cu aproximativ 350 trilioane și un câine greu de 15 kg cu aproximativ 7 trilioane face ca proporția ridicată de fier să fie înțeleasă, care este necesară în special pentru formarea hemoglobinei. Prin urmare, fierul joacă un rol crucial în transportul oxigenului în organism prin sânge în celule.
Fierul liber este un ion foarte reactiv și, de asemenea, toxic (atom încărcat electric). Prin urmare, acest oligoelement se găsește în corp doar sub formă legată și este pus la dispoziția structurilor corpului respective, după cum este necesar.
Apariție
În alimente, fierul este prezent atât sub formă de fier hem Fe 2+ (complex fier-proteină), cât și fier non-hem (Fe ionizat liber Fe 2+ sau Fe 3+).
Alimentele de origine animală, în special carnea, conțin 40-60% fier sub formă de fier hem. Acest fier bivalent este semnificativ mai absorbabil (15-30%) decât fierul trivalent. Fierul trivalent non-hemic, care se găsește în principal în alimentele pe bază de plante, poate fi utilizat doar până la maximum 5%. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă neapărat un deficit de fier pentru ierbivore. Sursele alimentare care sunt deosebit de bogate în fier sunt carnea și măruntaiele (ficatul de porc), dar și cerealele precum ovăzul, meiul și orzul. Leguminoasele, nucile, floarea soarelui și semințele de dovleac și mai ales ierburile au un conținut relativ ridicat de fier.
Ingestie și recuperare
Organismul poate excreta fier doar într-o măsură limitată, astfel încât homeostazia fierului este reglată prin intestinul subțire și prin hepcidină - o proteină produsă în ficat, cunoscută și ca hormonul metabolismului fierului.
La om, de exemplu, doar aproximativ 0,02% din conținutul de fier se pierde zilnic prin exfoliere celulară în tractul gastro-intestinal și prin piele - aceasta corespunde unui timp de înjumătățire de aproximativ 10 ani. Din acest motiv, printre altele, ar trebui evitat un exces de fier din alimente sau suplimente alimentare.
Fierul este absorbit prin alimente ca fier bivalent sau trivalent. Fe 3+, care este prezent în cea mai mare parte în alimentele vegetale, trebuie redus la Fe 2+. Acest lucru are loc în celulele intestinului subțire cu ajutorul vitaminei C sau a unei enzime, așa-numitul citocrom C. După conversia în Fe 2+, acest oligoelement este absorbit în celulele intestinale. În funcție de starea de fier din organism, fierul este fie legat de transferină (proteină de transport), eliberat în sânge și transportat către celule și țesuturi sau, dacă există o cantitate suficientă de fier, depozitat în toate celulele sub formă de fier de stocare trivalent (feritină) și produsul său de degradare (hemosiderina). Ficatul, splina și măduva osoasă sunt depozite de fier deosebit de puternice. Dacă este necesar, aceste stocuri legate de stocare sunt mobilizate și distribuite țesuturilor. Mobilizarea la rândul său necesită reducerea fierului trivalent la fier divalent.
Hepcidina inhibă adsorbția fierului în intestinul subțire: dacă există o lipsă de fier, producția de hepcidină este redusă, dar dacă corpul este supraîncărcat cu fier, acesta este crescut.
Eritrocitele vechi sau deteriorate sunt descompuse de organitele celulare și distribuite în organism prin transferină, după cum este necesar, o „reciclare a fierului” perfectă!
Anumite substanțe ingerate cu alimente influențează și absorbabilitatea fierului. Biodisponibilitatea este puternic inhibată z. B. de calciu, carbonați, fitați (în cereale, porumb, orez etc.), fosfați, acid oxalic (în spanac, rubarbă) și antiacide (medicamente care leagă acidul gastric). Aceste substanțe care inhibă absorbția se combină cu fierul pentru a forma complexe slab solubile, astfel încât fierul nu poate fi absorbit de celulele intestinale.
Cu toate acestea, există suficiente substanțe nutritive în schimb care cresc disponibilitatea fierului:
- Vitamina C favorizează conversia Fe 3+ în Fe 2+ mai utilizabil și previne astfel formarea de compuși complexi slab solubili
- Se pare că acidul gastric „eliberează” fierul din compușii complecși și îl face astfel accesibil pentru absorbție
- Vitamina A previne efectul de blocare a absorbției de z. B. Fitații, prin legarea fierului în timpul procesului digestiv
Conform studiilor științifice, fierul este excretat la câini - din 1935! - în principal prin respingerea permanentă a celulei mucoasei colonului și prin secreția biliară. În schimb, doar o cantitate mică de fier este excretată în urină sau fecale.
efect
Sarcina principală a fierului este de a transporta oxigenul din plămâni către celule sau organe. Componenta principală a celulelor roșii din sânge este hemoglobina, pe atomul central (fier) din care este depus oxigenul. Pigmentul muscular roșu (mioglobina, o proteină musculară) - care conține și fier ca atom central - este responsabil pentru transportul oxigenului și stocarea acestuia în celulele musculare. Acesta preia oxigenul din hemoglobina din sânge și îl transportă în celule.
În literatură, atomul central conținut în clorofilă (pigmentul vegetal important pentru fotosinteză) este denumit în mod eronat fier - asta este greșit! Magneziul este atomul central aici!
Fierul joacă un rol central în generarea de energie în celule (respirația celulară). În așa-numitul lanț respirator din mitocondriile (centralele electrice) ale celulelor, citocromii (enzime care conțin fier) transferă electroni în oxigenul molecular până se formează apa. În timpul acestui proces, se generează energie.
În plus, fierul protejează împotriva proceselor de oxidare și, astfel, împotriva formării de radicali liberi care deteriorează celulele și materialul genetic.
Un studiu din Marburg și Los Angeles, publicat recent în revista științifică „Cell Metabolism”, indică noi descoperiri în reglarea metabolismului fierului uman: centrele speciale de fier-sulf, care acționează ca cofactori în multe proteine celulare, au o funcție importantă. Acești cofactori care conțin fier influențează materialul genetic, biosinteza proteinelor (producția de proteine) și producția de energie a celulelor (respirația celulară). În metabolismul fierului uman, pare să existe o „diviziune a muncii” între două molecule proteice specifice care reglează echilibrul fierului: În timp ce o moleculă controlează metabolismul fierului, cealaltă moleculă proteică acționează ca un suport în biosinteza numeroaselor proteine celulare fier-sulf.
Simptome de nevoie și deficiență
Furajele obișnuite pentru cai precum iarba de pajiște, fân și cereale sunt surse bune de fier, chiar dacă oligoelementul este conținut într-o formă trivalentă, mai puțin utilizabilă. Dar ce înseamnă mai rău utilizabil?
La om se știe că de ex. B. Veganii au un conținut de fier seric mai scăzut decât produsele lor consumatoare de carne și lactate, dar se pare că nu suferă de niciun simptom de deficit de fier. Organismul este în mod evident capabil să mărească rata de absorbție (până la 40%) atunci când există o necesitate crescută de fier și, prin urmare, optimizează metabolismul fierului. În plus, depozitele abundente de fier din corp pot fi folosite în perioade de nevoie crescută. Nu s-ar putea aplica acest lucru și la cai? Recuperarea fierului din eritrocitele supraaglomerate și moarte are, de asemenea, o importanță centrală pentru echilibrul fierului. Poate că recomandările pentru cai sunt, de asemenea, destul de mari?
Ierburile (păpădie, urzici, specii de pătlagină și multe altele), plantele de grădină (de exemplu pătrunjel, origan, maghiran) și fructele sunt surse excelente de fier.
De asemenea, câinii nu suferă, în mod normal, de un deficit de fier nutrițional (nutrițional): alimentele similare prăzii cu carne bogată în sânge, oase, legume predigestate și diverse plante acoperă complet cerințele de fier ale câinilor, mai ales că carnea conține de fapt un procent ridicat de fier bivalent ușor absorbibil. Deoarece carnea disponibilă la măcelar în zilele noastre este de obicei sângerată puternic, deficitul de fier poate apărea la câinii cu acest tip de hrănire. Suplimentarea cu preparate din sânge sau hemoglobină are sens în orice caz.
Hrănirea adesea obișnuită a câinilor cu hrană uscată ar putea duce, de asemenea, la lipsuri de aprovizionare cu fier: Ca carnivori, câinii, adaptați la o cantitate abundentă de fier bivalent ușor absorbabil, nu au trebuit să-și gestioneze resursele de fier în timpul evoluției. Dacă există o lipsă a acestui oligoelement - aceasta este situația în cazul alimentelor uscate cu fier adăugat artificial, care este mai dificil de utilizat - ar putea duce la simptome de deficiență?
La fel ca în cazul tuturor mineralelor și vitaminelor, există o necesitate fundamentală de fier în timpul sarcinii, alăptării și a fazei de creștere a animalelor. Un deficit de fier la cai și câini poate apărea, de asemenea, ca urmare a unei infestări severe de paraziți (pierderi cronice de sânge, proces consumator de energie) și pierderi extraordinare de sânge (operații majore, leziuni, naștere). Tulburările de resorbție ale tractului gastro-intestinal datorate dezechilibrelor din flora intestinală sau criptopiroluriei (KPU), în special la cai, pot duce la o situație de deficit de fier. În acest context, trebuie menționat suplimentul alimentar cu var de furaj, care este adesea utilizat la cai: Conținutul ridicat de calciu sau sare de calciu blochează utilizarea fierului!
Simptomele deficitului de fier apar ca anemie (anemie) cu oboseală, performanțe slabe și susceptibilitate la infecții.
Supraofertă
O cantitate excesivă de fier în organism nu există în condiții nutriționale naturale la cai și câini. Fierul ușor digerabil, care este furnizat din abundență prin carne și organe, pare a fi metabolizat în mod optim - evident, nu există studii actuale în acest sens.
Suplimentarea obișnuită cu furaje mineralizate gata preparate sau furaje minerale pentru cai atunci când există deja o cantitate suficientă de fier din iarbă sau fân trebuie evaluată cu atenție: aportul de fier posibil, atunci prea mare, poate afecta utilizarea altor oligoelemente importante, cum ar fi cuprul, fosforul, manganul și zincul.
Hrana uscată pentru câini conține de obicei o cantitate foarte mică de carne - în favoarea umpluturilor de legume. În acest sens, suplimentarea cu fier în alimentele uscate ar avea sens și probabil nu ar duce la o supradoză. Cu toate acestea, suplimentarea cu minerale artificiale trebuie respinsă din mai multe motive.
Intoxicația acută cu fier dăunează ficatului, pancreasului și mușchiului inimii. O cantitate excesivă de fier cronică cu hrănire zilnică cu hrană minerală artificială, în plus față de aportul suficient de fier prin iarbă și furaje, ar putea duce, de asemenea, la degenerare hepatică și leziuni cardiace la cai.
La om s-a demonstrat că diabetul se dezvoltă ca urmare a excesului de fier cronic. De ce nu ar trebui să se aplice acest lucru și la cai și câini?
Stresul oxidativ crescut cauzat de supraîncărcarea cu fier în organism poate provoca leziuni genetice și, prin urmare, cancer.
Dr. Frauke Garbers, biolog
Definitia termenilor
Cofactor: Termen generic pentru diverse molecule și grupuri de molecule care joacă un rol esențial în funcția enzimelor. Este întotdeauna vorba de substanțe neproteice.