Ferro – posizioni tossicologiche e nutritive nell’organismo

Sažetak Željezo je najzastupljeniji prijelazni metal na Zemlji bitan za mnoge oblike života. S druge strane željezo i spojevi prisutni kao onečišćivaći u atmosferi mogu uzrokovati štetne učinke u ljudi i životinja te na materijale. Živi organizmi su prisiljeni usvojiti djelotvoran način transporta željeza i njegov mehanizam skladištenja da bi održali ravnotežu između štetnih i korisnih učinaka željeza. Raspored željeza u ljudskom tijelu reguliran je kompleksnim mehanizmom kojim se održava homeostaza. Tijekom djetinjstva, trudnoće ili gubitka krvi povečava se potreba za željezom, a ujedno i adsorpcija. Željezo se apsorbira u cijelom probavnom sustavu te se najbolje asimilira iz hema (80 % topivog željeza u mesu) i fiziološki veže za specifične proteine stvarajući reverzibilne, spojeve željeza i proteina odnosno proteinske komplekse. Željezo sudjeluje u raznim metabolitičkim procesima u organizmu, uključujući prijenos kisika, sintezu DNA i prijenos elektrona. Poremećaji metabolizma željeza spadaju u najčešća oboljenja kod ljudi te obuhvaćaju široki spektar bolesti s različitim kliničkim manifestacijama od anemije do neurodegenerativnih bolesti. Akutno trovanje željezom uglavnom uvijek je posljedica ingestije lijekova obogaćenih željezom i dešava se najčešće kod djece. Kronično trovanje željezom je česti problem kod odraslih. Željezo je katalizator u reakciji nastajanja hidroksilnih radikala iz vodikovog peroksida te povećava oksidacijski stres koji u konačnici povećava koncentraciju slobodnog željeza. Ovaj proces može dovesti do oštećenja lipidnih membrana i u konačnici do oštećenja organa jetre, bubrega i slezene. Nedovoljna prisutnost željeza u hrani povećava mehanizam crijevne apsorpcije željeza iz tjelesnih skladišta te se zalihe brže troše nego što se željezo apsorbira iz hrane, što može dovesti do njegova nedostatka u organizmu. Nedostatak željeza je još uvijek endemski prisutan u nekim područjima Zemlje. Suvremeni postupci oplemenjivanja ili pojačavanja prehrane željezom danas razmatraju i potencijalni rizik interakcije između mikronutrienata koji može utjecati na apsorpciju i biodostupnost željeza.Iron is the most common transitional metal on Earth and it is essential for many life forms. On the other hand, iron and its compounds are present as atmospheric pollution, which can cause harmful effects in humans, animals and materials. Living organisms have been forced to adopt an efficient system for iron transport and a mechanism for its storage in order to maintain the balance between the harmful and beneficial effects of iron. The distribution of iron in the human body is regulated by a complex mechanism that maintains homeostasis. During childhood, pregnancy or blood loss, the need for iron increases, as does its adsorption. Iron is absorbed throughout the entire digestive system and is best assimilated from heme (80% soluble iron in meat) and physiologically binds with specific proteins, forming reversible compounds of iron and protein, i.e. protein complexes. Iron participates in various metabolic processes in the body, including oxygen transport, DNA synthesis and electron transport. Iron metabolic disorders are among the most common illnesses in people, and include a broad spectrum of diseases with various clinical manifestations, from anaemia to neurodegenerative diseases. Acute iron poisoning is almost always the result of ingestion of iron enriched medicines, and occurs most commonly in children. Chronic iron poisoning is a more frequent problem among adults. Iron is a catalyser in the reaction that creates hydroxyl radicals from hydrogen peroxide and increases oxidation stress, which ultimately increases the concentration of free iron. This process can lead to damage to the lipid membranes and ultimately to the liver, kidney and spleen. Iron deficiency in the diet increases the mechanism of intestinal iron absorption from the body’s stores, and reserves are spent faster than iron is absorbed from food, which can lead to its deficiency in the body. Iron deficiency is still an endemic issue in certain areas around the world. Contemporary procedures to enrich food with iron today also consider the potential risk of interaction between micronutrients that can influence the absorption and bioavailability of iron.Zusammenfassung Eisen ist das meist vertretene Übergangsmetall auf der Erde, grundlegend für viele Lebensformen. Andererseits kann das Eisen und dessen Zusammensetzungen als Verschmutzer der Atmosphäre verschiedene Schaden an Menschen, Tieren und Materialen verursachen. Lebende Organismen sind gezwungen, sich eine wirkungsvolle Transportweise von Eisen und dessen Lagerung anzueignen, um das Gleichgewicht zwischen den schädlichen und nützlichen Wirkungen von Eisen zu erzielen. Die Verteilung von Eisen im Menschenkörper ist durch einen komplexen Mechanismus reguliert, wodurch die Homeostase aufrecht erhalten wird. Während der Kindheit, der Schwangerschaft oder des Blutverlustes wird der Bedarf an Eisen größer, gleichzeitig auch die Adsorption. Das Eisen wird im gesamten Verdauungssystem absorbiert. Es wird am besten aus „hem“ (heme iron) (80 % auflösbares Eisen im Fleisch) absorbiert, physiologisch an spezifische Proteine gebunden, dabei reversibile Verbindungen von Eisen und Proteinen, bzw. Proteinkomplexe bildend. Das Eisen nimmt an verschiedenen metabolischen Prozessen im Organismus teil, einschließend die Übertragung von Sauerstoff, DNA Synthese und die Übertragung von Elektronen. Die Störungen des Eisenmetabolismus gehören zu den häufigsten Erkrankungen bei Menschen, sie umfassen ein breites Spektrum von Krankheiten mit verschiedenen klinischen Manifestationen, von Anämie bis zu den neurodegenerativen Krankheiten. Akute Eisenvergiftungen sind immer die Folgen der Ingestion von Arzeneien angereichert mit Eisen, besonders häufig bei Kindern. Die chronische Eisenvergiftung ist ein häufiges Problem bei Erwachsenen. Das Eisen ist der Katalysator bei Reaktion der Entstehung von Hydroxilradikalen aus Wasserstoffperoxid, vergrößert der Oxidationsstress, der endlich die Konzentration von freiem Eisen vergrößert. Dieser Prozess kann zur Beschädigung der Lipidomembranen führen, dann endlich zur Beschädigung der Organe: Leber, Nieren und Milz. Die ungenügende Anwesenheit von Eisen in Nahrung vergrößert den Mechanismus der Darmabsorbtion von Eisen aus körperlicher Lagerung, so werden die Reserven schneller verbraucht, als das Eisen aus der Nahrung absorbiert wird, was zu Mangel von Eisen im ganzen Organismus führen kann. Mangel an Eisen ist immer noch in einigen Erdgebieten endemisch anwesend. Zeitgenössische Verfahren der Anreicherung und Verstärkung der Nahrung mit Eisen stellen heutzutage das potentielle Risiko der Interaktion zwischen Mikronutrienten dar, was die Absorption und Biozugänglichkeit von Eisen beeinflussen kann.Sommario Il ferro è il più abbondante metallo all’interno della Terra, ed è mportante per molte forme di vita. Dall’altra parte, il ferro e i suoi composti sono presenti come contaminanti nell’atmosfera e possono causare gli effetti dannosi sull’uomo, gli animali e gli materiali in generale. Gli organismi viventi sono costretti di addottare il modo efficace di trasporto del ferro e il suo meccanismo di immagazinamento per mantenere l’equilibrio tra gli effetti utili e quelli dannosi del ferro. La distribuzione del ferro nel corpo umano è regolata dal meccanismo complessivo con il quale si mantiene l’omeostasi. Durante l’infanzia, gravidanza o perdita del sangue cresce la necessità del ferro, e al contempo il suo assorbimento. Il ferro viene assorbito per tutto il sistema metabolico e si assimila ottimamente dall’emo (l’80% del ferro solubile nella carne) e si connette fisiologicamente con le proteine specifiche creando quelle reversibili, i composti di ferro e e proteine, cioè i complessi proteici. Il ferro fa parte di vari processi metabolici nell’organismo, trasporto di ossigeno, sintesi del DNA e trasporto di elettroni inclusi. Le disordini metabolici del ferro appartengono alle più frequenti malattie umane e fanno una vasta gamma di malattie con varie manifestazioni cliniche, dall’anemia alle malattie neurodegenerative. L’intossicazione acuta col ferro di solito è la conseguenza d’ingestione di farmaci e succede spesso ai bambini. L’intossicazione cronica col ferro è un problema che succede spesso agli adulti. Il ferro è catalizzatore nella reazione di formazione di radicali idrossili dal perossido di idrogeno e fa aumentare lo stress ossidativo che alla fin fine fa aumentare la concentrazione del ferro libero. Questo processo può danneggiare le membrane lipidiche e nella fase successiva fare un danno serio sugli organi seguenti: fegato, reni e milza. La carenza del ferro negli alimentari fa crescere il meccanismo di assorbimento intestinale del ferro dagli depositi del corpo e questi depositi si consumano più velocemente che il ferro viene assorbito dagli alimenti, e perciò è possibile la sua mancanza nell’organismo. La mancanza del ferro nell’organismo è ancora presente nel modo endemicamente presente in alcune parti della Terra. I procedimenti moderni che aggiungono l’alimentazione col ferro oggi osservano il probabile rischio di interazione tra i micronutrienti stessi che può avere influsso sull’assorbimento e la biodisponibilità del ferro

Diff erenze nelle concentrazioni di rame nei prodotti di carne, nel pesce e nei molluschi bivalvi

Koncentracije bakra (Cu) određene su u 65 uzoraka uzorkovanih odnosno kupljenih u Hrvatskoj u ljeto 2012.: meso (goveda, svinja, ovaca), mesne prerađevine (kobasice, pašteta), riba i riblji proizvodi i školjke (dagnje, kamenice). Srednje koncentracije Cu su (mg/kg): svi uzorci mesa 0,77, kobasice 0,69, pašteta 2,24, riba 0,23, riblje prerađevine 1,20, školjke 0,81, kamenice 30,0. Utvrđene su statistički značajne razlike između skupina namirnica. Procijenjene srednje dnevne količine unosa (EDI) Cu u ispitanoj hrani koje doprinose preporučenom unosu hranom (RDA) su (%): 1,54 meso; 1,38 kobasice, 4,48 pašteta, te <1 za ribe, proizvodi od riba i školjke, 10,0 kamenice. Prosječni dnevni unosi Cu izraženi kao % od privremenog maksimalnog dopuštenog dnevnog unosa (PMTDI) su < 0,9 % za meso i mesne proizvode, < 0,085 % za ribu, riblje proizvode i dagnje te 2 % za kamenice. Najviša koncentracija Cu određena je u kamenicama, što ukazuje da ova vrsta može biti uključena u prehranu kao dobar izvor Cu. U zaključku, dobiveni analitički rezultati pokazuju da ne postoje zdravstveni rizici od konzumiranja ispitanih namirnica. Kako bi procijenili onečišćenje mora u Hrvatskoj, treba ispitati sadržaj Cu u kamenicama sa farmi kamenica s različitih lokacija.Copper concentrations were measured in a 65 samples marketed and collected in Croatia in summer 2012: meat samples (bovine, pig, sheep), meat products (sausages, pâté), fi sh and fi sh products and shellfi sh (mussels, oysters). Mean Cu levels were (mg/kg): all meat 0.77, sausages 0.69, pâté 2.24, fi sh 0.23, fi sh products 1.20, mussels 0.81, oysters 30.0. Signifi cant diff erences were found between the foods groups. The estimated mean daily intake (EDI) of Cu in selected food contributing to the recommended dietary allowance (RDA) were (%): meat 1.54; sausages 1.38, pâté 4.48, fi sh, fi sh products and mussels < 1, oysters 10.0. The average daily intake of Cu represented % of the provisional maximum tolerable daily intakes (PMTDI) value were less than 0.9% in meat and meat products, less than 0.085% in fi sh, fi sh products and mussels and 2% for oysters. The highest Cu contents measured in oysters, suggesting that this species may be included in a diet as a good source of Cu. In conclusion, the analytical data obtained indicate there are no health risks from the consumption of the tested food items. In order to estimate sea contamination in Croatia, Cu levels in oyster samples should be investigated for diff erent oyster farm locations.Es wurden Kupferkonzentrationen (Cu) in 65 Mustern in Musterproben bzw. gekauft in Kroatien im Sommer 2012, bestimmt: Fleisch (Rinder, Schweine, Schafe), Fleischerzeugnisse (Würste, Pasteten), Fische und Fischerzeugnisse und Muscheln (Miesmuscheln, Austern). Mittlere Konzentrationen Cu (mg/kg) sind: alle Fleischmuster 0,77, Würste 0,69, Pastete 2,24, Fisch 0,23, Fischerzeugnisse 1,20, Muscheln 0,81, Austern 30,0. Es wurden statistisch bedeutende Unterschiede unter Nahrungsmittelgruppen festgestellt. Bewertete mittlere Tagesmengen der Einnahme (EDI) von Cu in der geprüften Nahrung, die der empfohlenen Einnahmemenge durch die Nahrung (RDA) beitragen, sind (%): 1,54 Fleisch, 1,38 Würste, 4,48 Pasteten, sowie < 1 Fisch, Fischerzeugnisse und Muscheln, 10,0 Austern. Durchschnittliche Tageseinnahmen von Cu ausgedrückt als % von vorläufi g maximaler genehmigter Tageseinnahme (PMTDI) sind < 0,9 % für Fleisch und Fleischerzeugnisse, < 0,085 % für Fisch, Fischerzeugnisse und Miesmuscheln und 2 % für Austern. Die höchste Konzentration von Cu wurde in Austern bestimmt, was darauf hinweist, dass diese Sorte in die Nahrung als gute Quelle von Cu eingeschlossen werden kann. In der Schlussfolgerung zeigen die analytisch erzielten Resultate, dass keine wissenschaftlichen Risiken bestehen, die geprüften Nahrungsmittel zu konsumieren. Um Verunreinigungen des Meeres in Kroatien zu bewerten, soll der Inhalt von Cu in Austern aus verschiedenen Lokalitäten der Austerfarmen geprüft werden.Le concentrazioni di rame (Cu) sono state rilevate in 65 campioni campionati, o meglio acquistati, in Croazia nell\u27estate 2012: carne (bovina, suina, ovina), prodotti a base di carne trasformata (salsicce, pâté), pesce e prodotti a base di pesce trasformato e molluschi bivalvi (cozze, ostriche). Ecco le concentrazioni medie di Cu (mg/kg) rilevate: in tutti i campioni di carne 0,77, nelle salsicce 0,69, nel pâté di carne 2,24, nel pesce 0,23, nei prodotti a base di pesce trasformato 1,20, nei molluschi bivalvi (cozze) 0,81, nelle ostriche 30,0. Sono state accertate diff erenze statisticamente signifi cative tra gruppi di alimenti. L\u27assunzione giornaliera stimata (EDI) di Cu negli alimenti esaminati che contribuiscono alla dose giornaliera consigliata (RDA) sono: 1,54 di carne; 1,38 di salsicce, 4,48 di pâté di carne e <1 per il pesce, i prodotti a base di pesce trasformato e i molluschi bivalvi (cozze), 10,0 di ostriche. I valori di assunzione media giornaliera di Cu, espressi come % della dose giornaliera massima tollerabile provvisoria (PMTDI), sono < 0,9% per la carne e i prodotti a base di carne trasformata, < 0,085 % per il pesce, i prodotti a base di pesce trasformato e le cozze, e il 2% per le ostriche. Nelle ostriche è stata riscontrata la maggior concentrazione di Cu, il che signifi ca che quest\u27alimento potrebbe essere incluso nella dieta equilibrata come una buona fonte di Cu. In conclusione, i risultati analitici ottenuti mostrano che non sussistono rischi per la salute a seguito del consumo degli alimenti campionati e analizzati. Per esaminare il tasso d\u27inquinamento del mare in Croazia, è necessario, quindi, esaminare il contenuto di Cu nelle ostriche provenienti da impianti di acquacoltura ubicati in aree diff erenti