Роль железа в жизни человека

Железо является одним из самых распространённых металлов в природе, а также одним элементов таблицы Менделеева (Fe). Это необходимый элемент для функционирование роста и деления клеток. На протяжении существования жизни на земле железо играет большую роль в биологическом функционировании белков. Данный элемент является частью ферментов, участвующих в окислительном процессе, а также других сложных биохимических процессах в жизнедеятельности живых организмов.

Актуальность

Во все времена железо являлось одном из основных элементов жизнедеятельности человека. Железо содержится, как и в человека, так и в окружающем его мире.

Железо – биологически необходимый микроэлемент для человека, без него нормальное функционирование кровеносной системы просто невозможно. Железо входит в состав гемоглобина, белка красных кровяных клеток – эритроцитов, транспортирующих кислород к тканям и углекислый газ к лёгким. А значит, энергетический этап метаболизма без данного элемента также не осуществим.

В настоящее время основной проблемой, связанной с нехваткой

ионов железа в организме человека является учащение заболевания анемией.

Наша работа направлена на изучение химических процессов, происходящих с железом в организме человека. Данную тему важно разрабатывать с целью снижения риска заболеваний, связанных с недостатком и избытком железа в организме.

Актуальность рассматриваемых вопросов не вызывает сомнений,

так как сбережение здоровья в условиях нарастающих экологических проблем - важнейшая задача человечества.

На данный момент в исследовательском поле существует огромное количество исследований, затрагивающих, как и пользу так и вред железа на организм человека, но стоит принять во внимание факт, что недостаточное количество взрослых и детей уделяет этому внимание, а соответственно незнание процессов, связанных с железодефицитом или же наоборот с избытком влияет на состояние здоровья людей в нашей стране. В связи с этим проблемой исследования может считаться незнание влияния дефицита железа на организм человека.

Дизайн исследования:

Данное исследование базируется на научной литературе, которая позволяет сочетать индуктивные и дедуктивные методы исследования. Соответственно, дизайн исследования будет содержат качественные методы, а именно лабораторный эксперимент : содержание железа в продуктах питания.

Цель - выявить влияние железа на организм человека.

Задачи:

изучить литературу о значении влияния железа на организм человека
определить содержание железа в некоторых продуктах питания
проанализировать литературу на тему нехватки железа и побочных заболеваниях
провести эксперимент по содержанию железа в разных продуктах питания

разработать рекомендации для населения.

Объект исследования: железо

Предмет исследования: продукты питания, содержащие железо

Основная часть:

Глава 1: Роль железа в организме человека

История происхождения железо. Железо, как важнейший элемент

Желе́зо (химический символ — Fe, от лат. Ferrum) — химический элемент 8-й группы (по устаревшей классификации — побочной подгруппы восьмой группы, VIIIB) четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26.

Ещё в 1707г. французский химик Луи Лемери (младший) обнаружил

железо в золе сожжённых трав. Впоследствии выяснилось, что этот элемент

входит в состав всех растений, так как он совершенно необходим для

образования хлорофилла. Железо содержится в дыхательных ферментах и в

значительной степени влияет на интенсивность дыхания растений.

1. 2 Распределения железа в живых организмах:

В организме железо распределяется следующим образом:

Железо гемоглобина 1,5 - 3,0 г (1500-3000 мг)
Резервное железо (депо) 0,5 - 1,5 г (500-1500 мг)
Железо миоглобина, ферментов 0,5 г (500 мг)
Транспортное железо 0,003 - 0,004 г (3-4 мг)

В нормальных условиях запасы железа составляют в

среднем 1г (1000 мг) и представляют собой соединения железа с белками,

которые откладываются в основном в печени, селезенке и костном мозге:

1. Ферритин - комплекс из трехвалентного железа и протеина

апоферритина.

2. Гемосидерин - также комплекс железа и апоферритина, но с большим

содержанием железа и меньшим белка, в результате чего соединение

становится нерастворимым.

Функциональное назначение резервного железа заключается в

поддержании на постоянном уровне концентрации сывороточного железа.

необходимости оно в виде ферритина быстро высвобождается из депо,

связывается с трансферрином и поступает в костный мозг.

Трансферрин: относится к b-глобулинам сыворотки и единственный

обладает способностью транспортировать железо.

1.3 Проблемы дефицита железа

Даже в богатых и развитых странах дефицит железа выявляется у 20% населения, в развивающихся странах, и странах с низкой уровнем жизни и низким уровнем медицины реальный уровень дефицита железа намного больше. По данным различных исследований в регионах РФ распространенность дефицита железа достигает 80% популяции.

К сожалению, в нашей стране не уделяется достаточного внимания данной проблеме. Симптомы, вызываемые дефицитом железа, достаточно выражены и мучительны, но, в то же время, недостаточно специфичны, и пациенты с железодефицитом часто получают лечение препаратами с недоказанной эффективностью, например, различного рода биодобавками с содержанием железа, в которых уровень дозы элементарного железа недостаточен ни для лечения, ни для профилактики заболевания.

В продуктах животного происхождения находится т.н. гемовое железо, которое усваивается лучше, чем не гемовое железо из продуктов растительного происхождения (15-35% против 2-20%).

При этом всасываемость не гемового железа очень зависит от сопутствующих факторов, например, танин, содержащийся в чае и кофе ухудшают всасываемость железа, как ухудшает его фитиновая кислота содержащаяся в бобовых, орехах, семенах, зерновых.

Соевый белок может создавать нерастворимое соединение с железом. Следует знать, что молоко и яйца не являются достаточным источником железа. Именно поэтому, лактовегетарианцы так же подвержены железодефициту как и вегетарианцы и веганы.

Причины дефицита железа

Причины железодефицита можно разделить на четыре группы:

потеря железа (кровопотеря)
недостаточное всасывание железа из желудочно-кишечного тракта
недостаточное поступление железа с пищей

другие причины

Безусловно, возможна комбинация всех перечисленных причин дефицита железа

Причины кровопотери:

Явные кровотечения, связанная с травмами, оперативными вмешательствами

Кровопотери, связанные с заболеваниями (язвенная болезнь желудка, двенадцатиперстной кишки, геморроидальные кровотечения)

Донорство

Причины недостаточного всасывания железа:

Атрофический гастрит

Инфицированность хеликобактер

Целиакия

Причины недостаточного поступления железа:

Вегетарианство, веганство

Иные несбалансированные диеты

Плохие социально-экономические условия

Другие причины железодефицита:

Внутрисосудистый гемолиз с потерей железа через мочевыводящие пути

Гемолиз, связанный с имплантацией искусственных клапанов сердца

Ночная пароксизмальная гемоглобинурия

Оперативные вмешательства по поводу ожирения (шунтирование желудка)

Симптомы дефицита железа

Слабость, головокружения, плохая переносимость физической нагрузки, головная боль, учащенное сердцебиение, боль в языке, сухость во рту, атрофия сосочков языка, синеватые белки глаз, алопеция.

Железодефицит может усугублять течение сердечной недостаточности, ишемической болезни сердца, деменции. Соответственно, наличие этих заболеваний может потребовать изучения уровня обмена железа без дополнительных показаний.

Глава 2

Эмпирическая часть исследования

2.1 Определение содержания железа в продуктах питания

Железо находится в пище в виде ионов Fe2+и Fe3+ .

Метод, положенный в основу данного исследования, основан на реакции взаимодействия ионов железа (III) с ионом SCN- , приводящей к появлению ярко- красной окраски: Fe3+(водн.) + SCN- (водн.) → Fe (SCN) 2+ (водн.)

Порядок работы

1. Положили в отдельные фарфоровые тигли по 2,5 г исследуемого образца. 2. Поставили тигель на штатив и, не закрывая его, начнем прокаливание тигля на горелке. Прокаливание продолжаем до превращения образца в золу серовато- белого цвета. 3. Даем тиглю остыть. Переносим всю золу в стакан ёмкостью 50 мл. Добавляем в стакан 10 мл. 2MHCl и интенсивно перемешаем в течение 1 мин. Затем добавляем 5 мл дистиллированной воды. 4. Отфильтровали смесь и собрали 5 мл фильтрата в пробирку. 5. Добавили к фильтрату 5 мл 0,1М раствора KSCN и интенсивно перемешали.

Я исследовала образцы следующих пищевых продуктов: печень говяжья (сырая), мука гречневая, мука рисовая, морская капуста, курага, яичный желток .

Образец Результат (наличие окрашивания): 1 Печень говяжья (сырая) Окрашивание есть 2 Мука гречневая Окрашивание есть 3 Мука рисовая Окрашивания нет 4 Морская капуста Окрашивание есть 5 Курага Окрашивание есть 6 Яичный желток Окрашивание есть

Вывод: железо содержится в продуктах питания (печень, гречневая мука, курага, морская капуста, яичный желток). Отсутствие положительной реакции при обнаружении железа в муке рисовой можно объяснить маленьким % содержанием железа в данном образце.

Глава 3

Заключение и выводы

Таким образом, благодаря проанализированной литературе и нашему исследованию на тему роли железа в жизни человека, мы можем с уверенностью утверждать, что железо играет одну из ключевых ролей в жизнедеятельности людей. Проанализировав разную научную литературу и интернет источники мы выявили проблематику сильнейшего влияния железа на функционирования живых организмов и угрозу в виде большого количество заболеваний. Железо отвечает за выработку гемоглобина в крови, который поддерживает питание органов, тканей и систем. Без железа эритроциты не смогут правильно функционировать, что приведет к кислородному голоданию. Эти процессы отрицательным образом влияют на организм, больше всего от нехватки кислорода страдают сердце и головной мозг.

Следует помнить о том, что железо можно получать в виде продуктов питания и дополнительных витаминов(по рекомендации врача).

Список литературы:

Аликберова Л. Занимательная химия: книга для учащихся, учителей, родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999.
Биологическое значение железа / С. Р. Гаджиева, Т. И. Алиева, Р. А. Абдуллаев [и др.].
Венецкий, С.И. В мире металлов [Текст] /С.И. Венецкий. – Москва: Металлургия, 1983.

Книга для чтения по неорганической химии. В.А Крицман Часть 2 «Просвещение», 1994.
Эмануэль Эмануэль Н. М., Заикова Г. Е. Химия и пища. М.: Знание, 1986.

Анатолий Кузнецов. Как мы с Сашкой закалялись

Мост из бумаги для Киры и Вики

Спасибо тебе, дедушка!

Золотая хохлома

Два Мороза