Sắt chuyển hóa thế nào trong cơ thể?

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. Bên cạnh đó, sắt còn là thành phần của một số enzyme oxy hóa khử trong tế bào và có trong myoglobin là sắc tố hô hấp của cơ. Vì vậy, chuyển hóa sắt là quá trình quan trọng vì nó ảnh hưởng đến mô và cơ quan của cơ thể người.

Khoảng hai phần ba lượng sắt trong cơ thể chúng ta có mặt trong hemoglobin hay còn gọi là huyết sắc tố.

Khoảng 30% sắt được dự trữ ở ferritin và hemosiderin trong hệ liên võng nội mô ở gan, lách và tủy xương:

• Ferritin đóng vai trò chính trong dự trữ sắt, nó có ở gan, lách, tủy xương và một số tế bào khác. Cấu tạo của ferritin bao gồm vỏ protein là apoferritin và lõi sắt. Hàm lượng sắt được dự trữ dưới dạng ferritin khoảng 800mg. Sắt dự trữ ở ferritin được sử dụng cho việc tổng hợp hemoglobin và heme protein khác. Ngoài ra, ferritin có có mặt trong huyết tương với một lượng rất nhỏ và dự trữ cũng rất ít sắt.
• Hemosiderin là phần còn lại của ferritin sau khi bị loại bởi protein và được tạo ra trong quá trình phân hủy ferritin ở lysosome. Khác với ferritin, hemosiderin không hòa tan trong dịch cơ thể và sắt được giải phóng rất chậm khỏi hemosiderin.

Một lượng sắt nhỏ có trong thành phần của một số enzyme chứa sắt như cytochrome, catalase, peroxidase. Những enzym chứa sắt này được gọi chung là ferredoxin với sắt được gắn cùng lưu huỳnh. Hầu hết những enzym này đều liên quan đến quá trình oxy hóa khử của cơ thể.

Còn lại một lượng nhỏ sắt có chứa trong myoglobin là một loại protein nắm vai trò mang oxy của tổ chức cơ. Đây là loại protein mà phân tử có cấu trúc bậc III, bao gồm 1 Heme và 1 chuỗi Globin

Sắt còn được gắn với protein vận chuyển sắt gọi là transferrin. Transferrin giúp vận chuyển sắt từ cơ quan này đến cơ quan khác trong cơ thể. Đối với người bình thường, khoảng 1/3 vị trí gắn sắt của transferrin có chứa sắt và đối với những tình trạng bất thường như người bị bệnh thalassemia, một lượng nhỏ sắt sẽ không gắn vào transferrin mà di chuyển trong huyết thanh.

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.

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. 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

Transferrin là chất vận chuyển sắt, được tổng hợp tại gan và có nửa chu kỳ sống là từ 8- 10 ngày. Cấu tạo của transferrin có thể gắn với 2 nguyên tử sắt và 1/3 vị trí gắn sắt của transferrin sẽ gắn được với sắt. Transferrin lấy sắt và vận chuyển sắt từ những đại thực bào của hệ liên võng nội mô và từ việc hấp thu sắt qua đường tiêu hóa. Sau đó, những nguyên hồng cầu cũng lấy sắt để tham gia tổng hợp hemoglobin từ transferrin. Ngoài ra, một lượng sắt cũng được đưa đến những tế bào không phải hồng cầu, đó là một số enzym chứa sắt. Khi quá tải sắt, lượng sắt có trong huyết tương tăng lên và transferrin bão hòa, do đó sắt được vận chuyển đến những nhu mô gan, tim, tuyến nội tiết làm xuất hiện dấu hiệu ứ đọng sắt.

Chuyển hóa sắt hằng ngày diễn ra như sau: khi hồng cầu chết đi, sắt từ hemoglobin sẽ chuyển sang đại thực bào với lượng sắt là 20mg/ngày. Transferrin sau đó lấy sắt ở đây để vận chuyển đến tủy xương nhằm mục đích cung cấp cho những nguyên hồng cầu để tổng hợp ra hemoglobin mới. Lượng sắt mất đi mỗi ngày được lượng sắt có trong thức ăn qua đường tiêu hóa bù lại. Ngoài ra, lượng sắt có trong thức ăn cũng được hấp thu và chuyển hóa sắt nguyên hồng cầu.

Với hàm lượng sắt trong cơ thể người được phân bố ở những cơ quan quan trọng như gan, lách và tủy xương, quá trình chuyển hóa sắt diễn ra mỗi ngày trong cơ thể rất quan trọng. Nếu có sự rối loạn chuyển hóa sắt sẽ gây ra những hậu quả bệnh lý nghiêm trọng.