Zat besi: Bagaimana cara menambahnya dan apa yang menguranginya + Makanan kaya zat besi

Apa yang kita ketahui tentang besi?

Besi adalah elemen kimia yang tersebar luas di lingkungan kita. Dengan kandungan 30,1%, besi merupakan elemen paling melimpah kedua di Bumi setelah oksigen.

Besi juga ditemukan di matahari, bintang, dan meteorit.

Besi telah dikenal manusia sejak zaman prasejarah, dan produksi industrinya yang penting dimulai sekitar abad ke-18.

Nama kimia untuk besi adalah Fe, yang berasal dari nama Latin ferrum, yang diterjemahkan sebagai kekuatan.

Besi adalah unsur golongan VIII dalam tabel periodik unsur kimia dan ditemukan pada periode 4.

Ia termasuk dalam kelompok elemen yang disebut elemen transisi atau logam transisi.

Nama ini berasal dari waktu ketika para ahli kimia mengaitkan unsur-unsur di tengah-tengah tabel periodik dengan sifat transisi antara logam alkali dan non-logam.

Dalam hal sifat, besi adalah logam padat dengan warna abu-abu muda hingga putih, keras, rapuh, mudah melebur dan memiliki ketahanan korosi yang rendah, serta mudah teroksidasi membentuk oksida terhidrasi (karat) saat terkena uap air di udara.

Dalam bentuk unsurnya, besi sangat tidak stabil dan reaktif, terutama jika ada kelembaban atmosfer atau pada suhu tinggi. Besi dapat larut jika terpapar asam mineral.

Ringkasan tabel informasi kimia dan fisika dasar tentang besi

Sebagian besar besi terjadi secara alami dalam bentuk mineral yang mengandung unsur ini, termasuk hematit (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), siderit (FeCO3), yang merupakan bijih besi utama, dan limonit (FeO(OH)-nH2O) atau taconite.

Besi digunakan untuk memproduksi paduan seperti baja, baja tahan karat, besi tuang, dll.

Selain dikenal sebagai salah satu zat industri yang paling penting, besi juga dapat dianggap sebagai salah satu elemen terpenting dalam tubuh manusia dalam hal aplikasinya yang luas dalam proses biokimia.

Orang-orang telah menyadari pentingnya besi dalam kaitannya dengan kesehatan dan penyakit sejak zaman kuno. Penggunaan besi pertama kali untuk tujuan medis dikaitkan dengan bangsa Mesir, Yunani, dan Romawi.

Pada abad ke-17, zat besi digunakan untuk mengobati klorosis, suatu kondisi yang disebabkan oleh kekurangan zat besi.

Namun, bukti yang meyakinkan bahwa zat besi anorganik diperlukan untuk sintesis hemoglobin baru muncul pada tahun 1932.

Apa fungsi biologis lain dari zat besi dan dalam proses kehidupan apa zat besi sangat diperlukan?

Apa pentingnya zat besi bagi manusia?

Zat besi merupakan elemen penting yang diperlukan oleh hampir semua organisme hidup, dan terlibat dalam banyak proses metabolisme, termasuk transfer oksigen dan elektron, serta pembentukan DNA.

Zat besi merupakan salah satu elemen yang disebut mikrobiogenik, yang biasanya membentuk kurang dari 0,005% dari berat tubuh.

Sekitar 3-4 gram zat besi ditemukan dalam tubuh manusia. Jumlah ini didistribusikan sebagai berikut:

• 65-70% dalam molekul hemoglobin, yang merupakan pigmen darah merah yang terkandung dalam sel darah merah.
• 3-4% dalam mioglobin, protein yang ditemukan dalam otot yang memungkinkannya mengikat oksigen
• 15-30% adalah zat besi simpanan, yang terikat pada protein - feritin atau hemosiderin
• Sekitar 1% dalam enzim seperti sitokrom, sitokrom oksidase atau peroksidase
• 0,1% adalah zat besi pengangkut, yang ditemukan dalam plasma darah yang berikatan dengan protein (terutama protein transferin)

Konsentrasi zat besi dalam tubuh diatur secara ketat. Ini karena zat besi mampu menghasilkan radikal bebas dan dapat menyebabkan kerusakan jaringan jika jumlahnya berlebihan.

Zat besi memiliki beberapa fungsi penting dalam tubuh manusia.

Pertama-tama, zat besi terlibat dalam pengangkutan gas yang ditemukan dalam darah - khususnya oksigen.

Hingga hampir 70% zat besi merupakan bagian dari hemoglobin, yang ditemukan dalam sel darah merah, khususnya salah satu bagian hemoglobin yang disebut hem.

Heme adalah senyawa non-protein kompleks yang atom pusatnya adalah zat besi. Heme, bersama dengan bagian protein globin, membentuk molekul hemoglobin.

Haemoglobin bertanggung jawab untuk membawa oksigen dalam darah, dari paru-paru ke jaringan dan sel. Oksigen berikatan dengan molekul haemoglobin di dalam ruang paru-paru, dan terbentuklah oksihemoglobin. Dengan demikian, oksigen dibawa ke sel.

Haemoglobin juga dapat mengikat dan membawa karbon dioksida dari sel ke paru-paru, di mana ia kemudian dihembuskan sebagai limbah. Tidak seperti oksigen, yang berikatan dengan hemoglobin, karbon dioksida berikatan dengan bagian protein - globin.

Selain hemoglobin, zat besi juga merupakan komponen mioglobin, yaitu protein yang ditemukan dalam otot, yang juga terlibat dalam pengangkutan oksigen, tetapi dalam sel otot, yang ditemukan dalam sel otot jantung dan otot rangka.

Secara struktural, mioglobin jauh lebih sederhana daripada hemoglobin.

Satu molekul hemoglobin mampu mengikat 4 molekul oksigen, sedangkan molekul mioglobin hanya mengikat satu molekul oksigen.

Selain hal di atas, kita mengetahui fungsi biologis lain dari zat besi dalam tubuh manusia.

• Zat besi memastikan fungsi normal otak, otot, tiroid, dan sistem kekebalan tubuh.
• Ini terlibat dalam produksi energi.
• Ini memiliki efek positif pada kulit, rambut dan kuku.
• Menekan kelelahan.
• Meningkatkan kesehatan mental, mengurangi risiko penyakit mental.
• Mendukung perkembangan janin.

Bagaimana tubuh memperlakukan zat besi?

Penyerapan

Zat besi masuk ke dalam tubuh melalui makanan. Zat besi diserap terutama di bagian awal saluran usus melalui protein pembawa tertentu, kemudian masuk ke dalam darah.

Bentuk zat besi yang diserap utama adalah bentuk divalen, yaitu Fe + 2. Bentuk trivalen Fe + 3 memiliki kapasitas penyerapan yang rendah.

Proporsi zat besi yang diserap dibandingkan dengan total zat besi dalam makanan relatif rendah, yaitu 5-35%. Proporsi ini tergantung pada keadaan dan terutama pada keadaan fisik zat besi yang dicerna.

Pada pH fisiologis, zat besi dengan kondisi oksidasi +2 teroksidasi secara signifikan menjadi bentuk zat besi yang tidak larut dengan kondisi oksidasi +3. pH menurun di bagian awal usus halus karena aksi asam lambung. Hal ini menyebabkan reduksi Fe+3 menjadi Fe+2 dan peningkatan yang signifikan pada tingkat penyerapan zat besi.

Dengan demikian, asam lambung memiliki efek yang signifikan terhadap penyerapan zat besi. Pada defisiensi, penyerapan zat besi berkurang.

Di dalam darah, zat besi terikat pada protein transferin, yang melaluinya zat besi diangkut ke sel atau sumsum tulang.

Pengaturan kadar zat besi

Jumlah zat besi dalam tubuh harus terus dikontrol karena kemungkinan toksisitasnya pada konsentrasi tinggi. Oleh karena itu, perlu untuk menjaga keseimbangan dalam asupan, transportasi, penyimpanan, dan penggunaan zat besi. Kita berbicara tentang menjaga homeostasis.

Karena tubuh manusia tidak memiliki mekanisme untuk ekskresi aktif zat besi dari tubuh, kadar zat besi harus dikontrol dan diatur secara ketat sejak penyerapan.

Fungsi pengatur tersebut dilakukan oleh hepcidin, hormon peptida yang diproduksi di dalam sel pecenum. Hormon ini menjaga homeostasis dengan mengkoordinasikan proses penyimpanan dan penggunaan zat besi dan menginstruksikan darah untuk mengurangi atau meningkatkan penyerapan sesuai kebutuhan.

Gangguan pada tingkat atau fungsi hepcidin menyebabkan kelebihan zat besi dalam tubuh atau, sebaliknya, kekurangan zat besi.

Penyimpanan

Zat besi disimpan di dalam tubuh dalam bentuk simpanan tubuh.

Yang dimaksud dengan simpanan zat besi dalam tubuh (simpanan zat besi) adalah zat besi yang terikat pada protein feritin dan hemosiderin. Konsentrasi kedua protein ini memberikan gambaran simpanan zat besi.

Sebagian besar zat besi terikat pada feritin. Zat besi lebih sulit dilepaskan dari hemosiderin.

Zat besi yang terikat dengan cara ini tidak dapat larut dan terkonsentrasi terutama di hati, limpa dan sumsum tulang.

Ekskresi

Tubuh manusia tidak memiliki mekanisme ekskresi zat besi secara aktif, oleh karena itu sebagian besar zat besi disimpan di dalam tubuh dan tidak dapat dengan mudah dikeluarkan.

Dalam beberapa situasi, seperti pendarahan, menstruasi atau kehamilan, zat besi dapat hilang dari tubuh dalam jumlah tertentu. Selama menstruasi, seorang wanita dewasa kehilangan sekitar 2 mg zat besi per hari.

Namun, beberapa kehilangan zat besi secara periodik juga terjadi melalui pemecahan fisiologis sel-sel di kulit, saluran pencernaan atau saluran kemih. Namun, kehilangan ini sangat rendah (sekitar 1 mg per hari).

Mengingat terbatasnya kemungkinan ekskresi zat besi, maka pengaturan kadar zat besi dianggap penting dan perlu.

Bagaimana dengan asupan zat besi dari makanan?

Zat besi dalam makanan dapat hadir dalam dua bentuk dasar - sebagai zat besi heme atau non-heme.

Sumber utama bentuk heme adalah hemoglobin dan mioglobin dari makanan seperti daging, unggas, ikan, dan makanan laut.

Tingkat penyerapan zat besi dalam hal ini tinggi (15-25% dari total kandungan zat besi), dan hanya dibatasi secara minimal oleh komposisi makanan yang dikonsumsi pada waktu yang sama.

Bentuk non-heme zat besi paling banyak terdapat pada sereal, kacang-kacangan, sayuran dan buah. Tingkat penyerapan zat besi sudah jauh lebih rendah (2-20% dari total zat besi) dan juga secara signifikan dipengaruhi oleh komponen makanan lainnya.

Namun dalam praktiknya, kandungan zat besi non-heme dalam makanan berkali-kali lipat lebih tinggi daripada kandungan zat besi heme. Oleh karena itu, meskipun tingkat penyerapannya lebih rendah, zat besi non-heme berkontribusi lebih banyak pada makanan.

Zat apa saja, baik makanan maupun obat-obatan, yang mempengaruhi (menurunkan atau meningkatkan) penyerapan zat besi?

Ikhtisar tabel makanan dan beberapa obat yang memengaruhi penyerapan zat besi dalam saluran pencernaan

Dalam penelitian pada hewan, penyerapan zat besi juga terbukti dipengaruhi oleh logam - mangan, kobalt, strontium, atau timbal. Logam-logam ini bersaing satu sama lain untuk berikatan dengan pengangkut zat besi agar dapat diserap.

Jangan lupakan vitamin C

Vitamin C memainkan peran yang sangat penting dalam penyerapan zat besi dalam saluran usus, yang telah ditunjukkan dalam beberapa penelitian ilmiah.

Kerjanya terdiri dari pengurangan bentuk Fe+3 yang tidak larut menjadi Fe+2 yang dapat larut dan juga dalam efek pengkelatnya yang ringan, yang membantu meningkatkan kelarutan zat besi.

Bahkan mampu secara signifikan mengurangi efek penghambatan fitat, polifenol, kalsium dan protein susu.

Oleh karena itu, suplemen zat besi harus dikonsumsi, misalnya dengan jus jeruk.

Memasak, pemrosesan industri atau penyimpanan makanan yang mengandung vitamin C menyebabkan kerusakan vitamin C. Hal ini menghilangkan efek menguntungkan pada penyerapan zat besi.

Vitamin C adalah salah satu dari sedikit zat yang meningkatkan penyerapan zat besi dalam pola makan vegetarian dan vegan. Oleh karena itu, penting untuk mengoptimalkan penyerapan dengan memasukkan sayuran dan buah-buahan dengan jumlah yang cukup vitamin ini.

Dalam konteks makanan yang mengandung zat besi, penting juga untuk menyebutkan berapa asupan zat besi harian yang ideal untuk seseorang, tergantung pada jenis kelamin atau usia mereka.

Berapa asupan zat besi harian yang direkomendasikan?

Menurut Otoritas Keamanan Pangan Eropa, rekomendasi asupan zat besi harian adalah sebagai berikut.

Tabel asupan zat besi harian menurut usia dan jenis kelamin

Kekurangan zat besi versus kelebihan zat besi

Seperti hampir semua zat yang penting bagi tubuh, penyimpangan dari kadar zat besi fisiologis memiliki dampak negatif pada kesehatan.

Ada dua kondisi yang dapat terjadi - kelebihan zat besi dalam tubuh atau kekurangan zat besi.

Ada kelompok risiko orang yang lebih mungkin kekurangan zat besi.

Kekurangan zat besi paling mungkin terjadi pada populasi yang tidak memiliki akses yang memadai terhadap makanan yang kaya akan zat besi dalam bentuk yang dapat diserap. Hal ini terutama terjadi selama fase perkembangan ketika kebutuhan zat besi tinggi.

Yang kami maksud adalah kelompok-kelompok seperti anak-anak, remaja, wanita usia subur, dan wanita dalam masa kehamilan.

Pada anak-anak dan remaja, peningkatan kebutuhan zat besi disebabkan oleh pertumbuhan mereka yang cepat, sedangkan pada wanita usia subur, hal ini disebabkan oleh kehilangan darah yang berlebihan saat menstruasi.

Selama kehamilan, tubuh wanita membutuhkan lebih banyak zat besi karena pertumbuhan plasenta dan janin yang cepat.

Pendonor darah rutin, penderita penyakit saluran pencernaan, masalah jantung atau kanker juga dapat berisiko mengalami penurunan cadangan zat besi dalam tubuh.

Kekurangan zat besi - bagaimana gejalanya dan apa penyebabnya?

Kekurangan zat besi didefinisikan sebagai suatu kondisi di mana cadangan zat besi tubuh tidak ada dan pasokan zat besi ke jaringan terganggu.

Kekurangan zat besi biasanya disebut sebagai anemia. Namun, kekurangan zat besi dapat terjadi tanpa disertai dengan anemia. Kondisi ini lebih jarang terjadi dan bermanifestasi dalam perubahan fungsional tertentu dalam tubuh.

Namun, sebagian besar kasus kekurangan zat besi berhubungan dengan anemia.

Anemia dalam arti sebenarnya adalah suatu kondisi yang ditandai dengan rendahnya jumlah sel darah merah atau rendahnya jumlah hemoglobin dalam sel darah.

Pembentukan dan jumlah sel darah merah tidak hanya bergantung pada ketersediaan zat besi, tetapi juga pada sejumlah faktor lain yang terkait, seperti produksi eritropoietin dalam ginjal (zat yang mengkoordinasikan produksi sel darah merah), sumsum tulang (tempat sel darah merah dibentuk), dan status gizi.

Bagaimana saya tahu jika saya menderita anemia?

Kekurangan zat besi jangka pendek biasanya tidak menunjukkan gejala yang nyata. Faktanya, tubuh menggunakan simpanannya sendiri untuk memenuhi kekurangan zat besi jangka pendek, terutama dari otot, hati, limpa dan sumsum tulang.

Kekurangan zat besi jangka panjang dapat menyebabkan kelemahan, kelelahan, kekurangan energi, masalah daya ingat dan konsentrasi, masalah pencernaan, dan peningkatan kerentanan terhadap infeksi.

Konsekuensi paling serius dari anemia jangka panjang adalah gangguan fungsional yang mempengaruhi terutama kemampuan dan perkembangan kognitif (kemampuan untuk memahami dan berpikir) atau fungsi kekebalan tubuh.

Pada wanita hamil, anemia dikaitkan dengan efek yang merugikan pada ibu dan janin - peningkatan risiko sepsis, berat badan lahir rendah pada janin atau risiko kematian ibu dan janin.

Anemia bukanlah suatu penyakit yang berdiri sendiri, melainkan merupakan gejala dari suatu penyakit atau proses penyakit yang sedang berlangsung di dalam tubuh.

Ada beberapa penyebab kekurangan zat besi - anemia, berikut ini adalah beberapa di antaranya:

• Asupan zat besi yang dapat diserap dalam makanan tidak mencukupi
• Asupan vitamin dan mineral yang tidak memadai yang juga terlibat dalam pembentukan sel darah merah (vitamin B12, vitamin A, riboflavin, tembaga)
• Gangguan penyerapan zat besi
• Peningkatan kebutuhan asupannya secara fisiologis (selama pertumbuhan, kehamilan, menstruasi, pasien yang menjalani dialisis)
• Kehilangan darah yang berlebihan
• Pendarahan dari saluran pencernaan atau genitourinari
• Penggunaan obat-obatan tertentu (kortikosteroid, obat untuk mengobati tuberkulosis)
• Penyakit tertentu (infeksi akut dan kronis, kondisi pasca operasi, penyakit tiroid atau ginjal)
• Penyakit darah seperti anemia sel sabit, talasemia, anemia aplastik, anemia hemolitik
• Obesitas
• Alkoholisme
• Diet vegetarian, kurang makan daging

Kekurangan zat besi yang disebabkan oleh asupan zat besi yang tidak memadai dapat dikompensasi dengan beberapa cara.

Langkah-langkah utamanya adalah memilih makanan yang kaya akan zat besi, membentengi makanan dengan zat besi, yaitu dengan sengaja menambahkan elemen ini ke dalam makanan untuk meningkatkan kandungannya.

Kemudian, meningkatkan penyerapan zat besi atau menambahkannya dalam bentuk suplemen makanan atau obat-obatan.

Suplemen zat besi makanan

Sebelum memulai suplemen zat besi, harus selalu dipertimbangkan bahwa anemia dapat disebabkan oleh suatu penyakit, dan penyakit ini harus menjadi pertimbangan pertama.

Saat ini, produk bahan tunggal atau gabungan produk multivitamin yang mengandung zat besi tersedia di pasaran.

Yang paling umum digunakan adalah garam besi seperti besi sulfat dan besi glukonat, karena harganya yang murah dan daya serapnya yang tinggi, serta dikonsumsi secara oral (melalui mulut).

Penyerapan zat besi paling tinggi ketika diberikan secara oral. Namun, metode pemberian ini dapat menyebabkan mual dan sakit perut. Dalam hal ini, dosis harus dikurangi atau dikonsumsi bersamaan dengan makanan.

Gejala penggunaan zat besi yang berlebihan dan indikator yang dapat diandalkan bahwa dosis Anda terlalu tinggi adalah mual, sembelit, sakit perut, muntah atau pusing.

Mari kita lihat juga apa saja yang merupakan konsekuensi dari kelebihan zat besi dalam tubuh.

Apa saja konsekuensi dari kelebihan zat besi?

Bahaya zat besi adalah dapat mempercepat produksi radikal oksigen beracun yang merusak sel dan jaringan.

Selain itu, pada pH fisiologis dan dengan adanya oksigen, zat besi dengan cepat mengoksidasi dan mengendap menjadi hidroksida besi yang tidak larut.

Kadar zat besi yang tinggi dalam tubuh manusia menyebabkan pengendapan di organ-organ seperti hati, jantung, pankreas, atau kulit, yang menyebabkan perubahan patologis dan perkembangan penyakit.

Penyebab kelebihan zat besi dalam tubuh bisa jadi:

• Asupan yang berlebihan dalam makanan
• Transfusi darah berulang
• Penyakit yang berhubungan dengan peningkatan kerusakan hemoglobin

Penyakit yang ditandai dengan penumpukan zat besi dalam organ disebut hemochromatosis atau hemosiderosis.

Hemokromatosis adalah penyakit keturunan yang disebabkan oleh penyerapan zat besi yang berlebihan dalam saluran pencernaan.

Hemosiderosis biasanya terjadi pada pasien dengan anemia yang didapat atau bawaan yang berulang kali menerima transfusi darah dan tubuh tidak dapat memanfaatkan zat besi yang diterima dengan baik.

Konsekuensi negatif dan komplikasi dari kelainan ini adalah kerusakan hati, jantung dan kelenjar, yang dapat menyebabkan sirosis, kanker hati, diabetes, penyakit tiroid, penyakit jantung dan saraf, serta penyakit radang sendi.

Manifestasi awal meliputi kelemahan, sakit perut, pigmentasi kulit yang berlebihan, detak jantung yang tidak teratur, serangan jantung, gagal jantung, kehilangan menstruasi, rambut rontok, nyeri pinggul dan radang, osteoporosis, dan pelunakan hati dan limpa.

Apa saja pilihan pengobatan untuk kadar zat besi yang tinggi?

Saat ini, terapi kelasi adalah satu-satunya metode pencegahan dan penyembuhan.

Terapi ini mengurangi jumlah zat besi jaringan dan mencegah penumpukannya, serta menetralisir bentuk-bentuk toksiknya.

Prinsip pengobatan ini adalah zat besi berikatan dengan agen pengkelat dan kemudian dibuang dari tubuh melalui air seni atau feses.

Agen pengkelat dapat diberikan secara intravena (ke dalam pembuluh darah) atau secara oral (melalui mulut).

Contoh agen pengkelat yang digunakan adalah deferoxamine (untuk pemberian intravena), deferiprone atau deferasirox (keduanya untuk pemberian oral).