लौह अवशोषण की जैव रसायन

जीवकोषीय स्तर

अधिकांश आहार लौह अवशोषण ग्रहणी और समीपस्थ जेजुनम ​​​​में होता है और काफी हद तक लौह परमाणुओं की भौतिक स्थिति पर निर्भर करता है। शारीरिक pH पर, लोहा ऑक्सीकृत फेरिक (Fe3+) अवस्था में मौजूद होता है। अवशोषित होने के लिए, लौह लौह (Fe2+) अवस्था में होना चाहिए या हीम जैसे प्रोटीन से बंधा होना चाहिए। समीपस्थ ग्रहणी में गैस्ट्रिक एसिड का कम पीएच फेरिक रिडक्टेस ग्रहणी साइटोक्रोम बी (Dcytb) को एंटरोसाइट्स की ब्रश सीमा पर अघुलनशील लौह (Fe3+) को अवशोषित लौह (Fe2+) आयनों में परिवर्तित करने की अनुमति देता है। गैस्ट्रिक एसिड उत्पादन प्लाज्मा आयरन होमियोस्टैसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। जब ओमेप्राज़ोल जैसे प्रोटॉन पंप अवरोधकों का उपयोग किया जाता है तो आयरन का अवशोषण बहुत कम हो जाता है। एक बार जब फेरिक आयरन आंतों के लुमेन में फेरस आयरन में बदल जाता है, तो एंटरोसाइट की एपिकल झिल्ली पर एक प्रोटीन जिसे डाइवैलेंट मेटल कटियन ट्रांसपोर्टर 1 (डीएमटी1) कहा जाता है, आयरन को एपिकल झिल्ली से कोशिका में पहुंचाता है। हाइपोक्सिया-इंड्यूसिबल फैक्टर 2 (HIF-2α) आंतों के म्यूकोसा के हाइपोक्सिक वातावरण में DMT1 और Dcytb स्तर को बढ़ाता है।

कुछ आहार यौगिक ग्रहणी पीएच-निर्भर लौह अवशोषण प्रक्रिया को रोकते या बढ़ाते हैं।

• लौह अवशोषण के अवरोधकों में फाइटेट शामिल है, जो पौधे-आधारित आहार में पाया जाने वाला एक यौगिक है जो लौह अवशोषण पर खुराक-निर्भर प्रभाव प्रदर्शित करता है। पॉलीफेनोल्स काली और हर्बल चाय, कॉफी, वाइन, फलियां, अनाज, फलों और सब्जियों में पाए जाते हैं और आयरन के अवशोषण को रोकते हैं। पॉलीफेनोल्स और फाइटेट्स जैसे अन्य अवरोधकों के विपरीत, जो केवल गैर-हीम आयरन अवशोषण को रोकते हैं, कैल्शियम शुरू में एंटरोसाइट्स द्वारा अवशोषित होने पर हीम और गैर-हीम आयरन दोनों को रोकता है। कैसिइन, मट्ठा, अंडे की सफेदी और पौधों के प्रोटीन जैसे पशु प्रोटीन शरीर में आयरन के अवशोषण को रोकते हैं। पालक, चुकंदर, फलियां और नट्स में पाया जाने वाला ऑक्सालिक एसिड आयरन के अवशोषण को बांधता है और रोकता है।
• आयरन के अवशोषण को बढ़ाने वाला मुख्य रूप से विटामिन सी का प्रभाव होता है, जो गैर-हीम आयरन (आमतौर पर सब्जियों में उच्च आहार) में उच्च आहार में शामिल होने पर सभी आहार अवरोधकों के प्रभाव को दूर कर सकता है। एस्कॉर्बिक एसिड पेट के निम्न पीएच में फेरिक आयरन (Fe3+) के साथ एक केलेट बनाता है, जो ग्रहणी के क्षारीय वातावरण में बना रहता है और घुलनशील रहता है।

सूक्ष्म स्तर

एक बार एंटरोसाइट्स के अंदर, लोहे को फेरिटिन के रूप में संग्रहित किया जा सकता है या बेसोलेटरल झिल्ली के पार फेरोपोर्टिन से जुड़े परिसंचरण में ले जाया जा सकता है।

फेरिटिन 24 उपइकाइयों से बना एक खोखला, गोलाकार प्रोटीन है जो शरीर में लौह स्तर के भंडारण और विनियमन को बढ़ाता है। लोहे को फेरिहाइड्राइट [FeO(OH)]8[FeO(H2PO4)] नामक ठोस क्रिस्टलीय खनिज में शामिल करके Fe3+ अवस्था में फेरिटिन ग्लोब्यूल्स के आंतरिक भाग में संग्रहित किया जाता है।

फेरिटिन अणु के मोनोमर में फेरोक्सिडेज़ गतिविधि (Fe3+ ↔ Fe2+) होती है, जो Fe2+ आयनों को फेरिहाइड्राइट जाली संरचना से बाहर स्थानांतरित करने का कारण बनती है, जिससे उन्हें बाद में फेरोपोर्टिन के माध्यम से आंतों के उपकला कोशिकाओं से बाहर निकलने और आंतों के बेसोलेटरल झिल्ली को पार करने की अनुमति मिलती है। उपकला कोशिकाएं। लूप दर्ज करें। ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन फेरोपोर्टिन सेलुलर आयरन के लिए एकमात्र प्रवाह मार्ग है और लगभग पूरी तरह से हेक्सिडिन स्तर द्वारा नियंत्रित होता है। आयरन, सूजन संबंधी साइटोकिन्स और ऑक्सीजन के उच्च स्तर से पेप्टाइड हार्मोन हेक्सिडिन का स्तर बढ़ जाता है। हेपसीडिन फेरोपोर्टिन से बंध जाता है, जिससे इसका आंतरिककरण और क्षरण होता है, और सेलुलर आयरन को प्रभावी ढंग से फेरिटिन भंडार में भेज देता है और रक्त में इसके अवशोषण को रोकता है। जिसके चलते,

यदि हेक्सिडिन का स्तर कम है और फेरोपोर्टिन को डाउनरेगुलेट नहीं किया गया है, तो फेरस आयरन (Fe2+) को एंटरोसाइट से छोड़ा जा सकता है, जहां यह ट्रांसफ़रिन से बंधने के लिए फिर से फेरिक आयरन (Fe3+) में ऑक्सीकृत हो जाता है, जो प्लाज्मा में कैरियर प्रोटीन में मौजूद होता है। दो तांबा युक्त एंजाइम, प्लाज्मा में सेरुलोप्लास्मिन और एंटरोसाइट्स के बेसोलेटरल झिल्ली पर हेफेस्टिन, लौह लौह के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करते हैं और बाद में प्लाज्मा में ट्रांसफ़रिन से बंध जाते हैं। ट्रांसफ़रिन का मुख्य कार्य लोहे को घुलनशील बनाना, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के गठन को रोकना और कोशिका में इसके परिवहन को सुविधाजनक बनाना है।

नैदानिक ​​महत्व

आयरन की कमी वाले एनीमिया की स्थिति में एंटरोसाइट DMT1 और Dcytb के स्तर को अपग्रेड किया जाता है, और DMT1 में उत्परिवर्तन से माइक्रोसाइटिक एनीमिया और हेपेटिक आयरन अधिभार का कारण दिखाया गया है।

ऐसी स्थितियाँ जो ग्रहणी म्यूकोसा को ख़राब करती हैं जो लौह अवशोषण को कम करती हैं उनमें शामिल हैं:

• सीलिएक रोग
• उष्णकटिबंधीय स्प्रू
• क्रोहन रोग
• ग्रहणी कैंसर
• ग्रहणी फोड़ा
• पारिवारिक एडिनोमेटस पॉलीपोसिस

पुरानी बीमारी का एनीमिया एक नॉरमोसाइटिक, नॉरमोसाइटिक एनीमिया है जो ऊंचे फ़ेरिटिन भंडार द्वारा विशेषता है लेकिन प्रणालीगत लौह स्तर कम हो जाता है। सूजन की स्थिति साइटोकिन रिलीज (आईएल-6) को बढ़ाती है, जो यकृत में हेक्सिडिन अभिव्यक्ति को उत्तेजित करती है। फेरोपोर्टिन के माध्यम से हेपसीडिन के क्षरण से आयरन का अवशोषण कम हो जाता है और मैक्रोफेज से आयरन का निकलना कम हो जाता है। क्रोनिक बीमारी के एनीमिया की कोशिकाओं में जमा हुआ आयरन फेरिटिन के रूप में संग्रहित होता है।

आयरन की कमी से होने वाला एनीमिया एक हाइपोक्रोमिक माइक्रोसाइटिक एनीमिया है जो रक्तस्राव, आहार में आयरन की कमी या आयरन के अवशोषण में कमी के कारण होता है। प्रसव उम्र की मासिक धर्म वाली महिलाओं को उसी उम्र के पुरुषों की तुलना में दोगुनी मात्रा में आयरन की आवश्यकता होती है। गर्भावस्था और स्तनपान से भी महिला की आयरन की जरूरतें काफी बढ़ जाती हैं, जिससे आयरन की कमी दुनिया में सबसे आम आहार संबंधी कमी बन जाती है।