Chuyển hoá sắt trong cơ thể diễn ra như thế nào?

Sắt là chất đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp huyết sắc tố là hemoglobin nhằm vận chuyển oxy cho các mô và cơ quan trong cơ thể người. Vì vậy, chuyển hóa sắt là quá trình quan trọng vì nó ảnh hưởng đến mô và cơ quan của cơ thể người.

1. Phân bố sắt trong cơ thể

Khoảng hai phần ba lượng sắt trong cơ thể chứa trong hemoglobin. Khoảng 30% sắt được dự trữ ở trong ierritin và hemosiderin trong hệ liên võng nội mô tại gan, lách, tủy xương. Còn lại một lượng sắt nhỏ có trong thành phần các men có chứa sắt (cytochrom, catalase, peroxydase), trong myoglobin của cơ và gắn với protein vận chuyển sắt là transferrin.

Hai phần ba lượng sắt trong cơ thể chứa trong hemoglobin

Do tỷ lệ khác nhau này mà khi cơ thể thiếu sắt trước tiên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp hemoglobin và lượng sắt dự trữ còn sắt có trong các men của tế bào thường chỉ giảm trong các trường hợp thiếu sắt nặng.

Phân bố sắt trong cơ thể người

2. Hấp thu và vận chuyển sắt

2.1. Hấp thu sắt

Sắt trong thức ăn ở dạng ferric (Fe3+), có thể là sắt vô cơ hoặc hữu cơ. Sắt cũng có thể ở dạng hydroxyd hoặc liên hợp với protein. Sắt có nhiều trong thức ăn có nguồn gốc từ thực vật, trứng và sữa.

Trong khẩu phần ăn trung bình mỗi ngày có chứa khoảng 10-15 mg sắt. Nhưng chỉ khoảng 5- 10% sắt trong lượng kể trên được hấp thu vào cơ thể đối với người bình thường. Còn đối với những người bị thiếu sắt, phụ nữ có thai hay những trường hợp tăng nhu cầu sắt, sẽ có khoảng 20- 30% lượng sắt kể trên được hấp thu.

Sắt dạng ferric 

Những yếu tố làm tăng khả năng hấp thu sắt là:

• Sắt dưới dạng ferrous (Fe2+).
• Sắt vô cơ.
• Môi trường acid như HCl, vitamin C.
• Các yếu tố hòa tan như acid amin.
• Thiếu sắt trong cơ thể.
• Tăng tổng hợp hồng cầu.
• Tăng nhu cầu sử dụng sắt như phụ nữ có thai.
• Hemochromatose.

Những yếu tố làm giảm khả năng hấp thụ sắt là:

• Sắt dưới dạng ferric (Fe3+).
• Sắt hữu cơ.
• Môi trường kiềm.
• Các yếu tố gây kết tủa như phitat, phosphat.
• Thừa sắt.
• Giảm tổng hợp hồng cầu.
• Nhiễm khuẩn, viêm mạn tính.
• Sử dụng những thuốc thải sắt.

Sự hấp thu sắt bắt đầu ở dạ dày nhưng diễn ra nhiều nhất ở hoành tá tràng và ít hơn ở đoạn đầu ruột non. Sắt chuyển từ dạng ferric Fe3+ sang dạng ferrous Fe2+ để được hấp thu vào cơ thể người. Pepsin đã tách sắt ra khỏi những hợp chất hữu cơ và gắn với acid amin, đường. Acid clohydric đã khử Fe3+ thành Fe2+ để hấp thu một cách dễ dàng trong cơ thể.

Ngoài ra, vitamin C cũng đóng vai trò trong tương tự trong hấp thu sắt. Để kiểm soát quá trình hấp thu sắt và lượng sắt được hấp thu vào máu tĩnh mạch cửa, cần phụ thuộc vào hai yếu tố là nhu cầu sắt của cơ thể và sắt dự trữ trong cơ thể.

Vitamin C giúp cơ thể hấp thụ sắt tốt hơn

Nếu thiếu sắt thì một lượng lớn sắt sẽ được hấp thu vào tế bào niêm mạc ruột và vào máu, cuối cùng là về tĩnh mạch cửa. Nếu quá tải sắt thì lượng sắt được hấp thu vào niêm mạc ruột cũng giảm đi. Ngoài ra, sắt trong trường hợp hấp thụ thừa sẽ kết hợp với apoferritin để tạo ra ferritin trong bào tương tế bào niêm mạc ruột. Sau đó, ferritin sẽ được thải vào lòng ruột khi biểu mô ruột bong ra.

2.2. Vận chuyển sắt

Sắt được vận chuyển bởi transferrin. Transferrin là một protein có trọng lượng phân tử 80000. Transferrin được tổng hợp tại gan và có nửa đời sống khoảng 8-10 ngày. 1 phân tử transíerrin có thế gắn với 2 phân tử sắt. Sau khi sắt tách ra transferrin tiếp tục gắn vói những nguyên tử sắt mới. Bình thường có khoảng 1/3 transferrin bão hòa sắt. Tỷ lệ này có thế thay đổi trong các bệnh lý thiếu hoặc quá tải sắt.

Sắt được vận chuyển bởi transferrin

Transierrin chủ yếu lấy sắt từ các đại thực bào của hệ liên võng nội mô. Chỉ có một lượng nhỏ sắt được lấy từ sắt hấp thu qua đường tiêu hóa hàng ngày. Người ta thấy rằng các đại thực bào giải phóng sắt theo chu kỳ trong ngày với lượng sắt giải phóng cao nhất vào buổi sáng và thấp nhất vào buổi chiều. Do đó nồng độ sắt trong huyết tương cũng được thấy cao nhất vào buổi sáng và thấp nhất vào buổi chiều.

Các nguyên hồng cầu lấy sắt cần thiết cho quá trình tổng hợp hemoglobin từ transierrin. Các nguyên hồng cầu rất giàu các receptor với transferrin.

Ngoài ra một lượng nhỏ săt cũng được chuyển đến các tế bào không phải hồng cầu (ví dụ để tổng hợp các men chứa sắt). Trong trường hợp quá tải sắt, lượng sat trong huyết tương tăng lên và transíerrin bị bão hòa hết. Khi đó sắt được chuyển đến các tế bào ở nhu mô các cơ quan khác nhau như gan, tim, các tuyến nội tiết gây các biểu hiện bệnh lý do ứ đọng sắt.

3. Chuyển hoá sắt