Железо известно людям примерно 5 тысяч лет. Сначала его ценили дороже золота, так как использовали только метеоритное железо, которое встречалось слишком редко. Способ получение железа из руды открыли в разное время сразу в несколько странах.
В начале нашей эры железо широко использовалось в быту, для изготовления различных инструментов и оружия, так как по сравнению с другими известными в то время металлами и сплавами оно обладала наибольшей прочностью. В настоящее время большая часть железа используется для производства легированных и углеродистых сталей. Технически чистое железо- материал для сердечников электромагнитов, пластин аккумуляторов.
В земной коре содержится 4,65% (по массе) железа (второе место после алюминия) в виде гематита (Fe2 O3) , магнетита (Fe3O4) пирита ( Fe S2) и еще свыше 300 минералов, из которых состоят месторождения железных руд.
Многие составные части пищевых цепей интенсивно накапливают железо. Активно аккумулирует его водная флора: сине-зеленые водоросли, тростник, хвощ и др. Бактерии, являющиеся кормом малощетинковых червей, также концентрируют железо.
В таблице 1 приведено содержание железа в живых организмах.
Таблица 1.
Организм. |
Концентрация Fe mг / кг сухого вещества |
Морские водоросли Наземные растения Морские животные Наземные животные Бактерии |
70 14 40 16 25 |
Концентрация ионов железа как почвах, так и в природных водах значительно повышается за счет антропогенных источников поступления его в окружающею среду.
В биологических системах железо связано с органическими веществами. В миоглобине и гемоглобине встроены ионы Fe, в каталазах и оксидазах (ферментах) – Fe. В цитохромах железо поочередно переходит из одного валентного состояния в другое.
Гемоглобин – красный пигмент крови человека, позвоночных и некоторых беспозвоночных животных. Состоит из белка (глобина) и железопорфирина (гема) .
Общее содержание железа в теле взрослого человека колеблется от 4 до 7г. Большую часть его составляет железо, входящее в состав белков, обеспечивающих перенос кислорода тканям и ряд ферментативных реакций, а меньшую – тканевые резервы внутренних органов. С возрастом содержание железа в тканях увеличивается. Всосавшееся в желудочно-кишечном тракте железо транспортируется кровью к тканям с помощью белка трансферрина. Каждая молекула трансферрина связывает два иона Fe. В реакции участвует бикарбонат-ион, который упрочняет связь между ионами железа и белком трансферрина. Недостаток трансферрина приводит к нарушению обмена железа.
Содержание железа в цельной крови у женщин составляет 40-68мг%, у мужчин на 3-7мг% выше. В плазме содержание железа колеблется от 60 до 175мгк%, в форменных элементах (эритроциты) – от 39 до 67мг%. При остром отравлении содержание его в сыворотке крови может достигать 450мг%.
Период нахождения железа в организме человека превышает 10 лет, так как железо, содержащееся в гемоглобине, при разрушении эритроцитов практически не выводится из организма, а рециркулируется печенью. В печени железа содержится больше (500-700мг), чем в косном мозге (до 300мг) и селезенке (60-100мг) . Концентрация железа в женском молоке 0,1- 1,6мг\л.
Суточная потребность в железе взрослого человека составляет 5- 10мг, она увеличивается при интенсивной мышечной деятельности, кормление грудью. В организм железо поступает с пищей. Содержание железа в основных продуктах питания представлено во 2 таблице.
Таблица 2
Продукты |
Содержание Fe, мг\100г. |
Молоко Апельсиновый сок Яблочный сок Творог Гранатовый сок Редис Сельдь Сок шиповника Мясо курицы Тунец Яблоко Груша Яйцо Говядина Хлебные изделия Шоколад Гречиха Какао-порошок Соя Халва тахинная |
0,07 0,3 0,3 0,5 1,0 1,0 1,0 1,4 1,6 2,0 2,2 2,3 2,5 3,0 3,0 3,5 8,3 14,8 15,0 26,0 |
Организм усваивает только 10-20% железа от суточной потребности, этот процесс тормозится за счет образования труднорастворимых соединений железо с фосфатами, карбонатами, жирными кислотами. Зато сахар и аскорбиновая кислота повышают усвоение железа.
Недостаток железа в организме приводит к развитию анемии (малокровия), характеризующейся снижением содержания гемоглобина в крови. Кроме того, нарушается и функция пищеварительных желез, нервной системы, мышечного аппарата. Нехватку железа устраняют приемом специальных лекарственных препаратов, а также увеличением в пищевом рационе, например, гречихи и яблок.
В то же время железо является токсичным веществом, поэтому введение в организм избыточного количества железа с пищей или лекарственными препаратами может привести отравлению. При приеме внутрь дозы железа 200-250мг\кг у человек появляются рвота, боли в животе, ощущение жара, снижение артериального давления, цианоз, резкое снижение свертываемости крови, поражение печени.
При отравлениях соединениями железа необходимо выпить «яичное молоко» (белок 3-4 серых яиц взбить в 0,25л молока) и через несколько минут вызвать рвоту. Промыть желудок водой с добавлением активированного угля, соды, танина, крепкого чая. Далее лечение симптоматическое.