Demirin Yaşamsal Önemi

Vücudumuzdaki demirin en büyük kısmı damarlardaki kanda bulunan eritrosit (alyuvar) denilen hücrelerin içinde, hemoglobin isimli maddeye bağlı olarak bulunuyor. Hemoglobine bağlı demir kanın kırmızı rengini veriyor ve dokulara oksijen taşıyor. Yeterli demir olmadığında ise dokular oksijensiz kaldığından yaşamsal tehlike doğabiliyor ya da kişi sağlıksız bir şekilde demir eksikliği anemisiyle yaşıyor.

Demirin daha az bir kısmı çizgili kasların yapısındaki miyoglobin isimli maddeye bağlı ve demir eksikliğinde bu kaslar son derece güçsüzleşiyor. Demirin en küçük bölümü (vücuttaki demirin yaklaşık %1’i) de enzim isimli, çeşitli yaşamsal işlevlerin yerine getirilmesini sağlayan maddelerde bulunuyor. Vücudumuz bu maddeler sayesinde mikroplara karşı koyabiliyor. Demir eksikliğinde ise bağışıklık sistemi normal olarak çalışamadığı gibi sindirim sisteminde aksamalar, deri ve mukozalarda bozulmalar ve en önemlisi de bu enzimler beyinde de bulunduğu için bazı beyin fonksiyonlarında aksamalar görülüyor.

İşte tüm bunlar göz önüne alındığında, vücutta olması gerekenden az demir bulunması vücudumuzdaki çeşitli sistemleri ve fonksiyonları olumsuz etkileyen çok önemli bir sağlık sorunu olarak karşımıza çıkıyor.

DEMİR’İN İNSAN ORGANİZMASI İÇİN ÖNEMİ

Kimyasal olarak Fe simgesiyle gösterilen demir yeryüzünde çok bulunan bir elementtir. Kimyasal olarak 2 değerlikli olan demir,okside olmaya çok meyillidir. Demirin bu özelliği, vücutta oksijentutmasına yol açmaktadır.

Demir, kaya ve toprakta ferrik formda bulunur ve bu formu, çoğu biyolojik sistemler için kullanışlı değildir. Besinlerle alınan demirin büyük bir bölümü üç değerli ferri demir bileşiklerişeklindedir. Fakat bu üç değerli demir bileşikleri kolayca emilmez, ancak iki değerli ferro demir bileşiklerine dönüşünce kolayca emilir.

Hemen hemen tüm canlılar, demire ihtiyaç duyarlar. Bu özelliği suyun, canlılar için önemiyle paralellik göstermektedir. Şu bir gerçektir ki oksijensiz yaşayan canlılar olmasına rağmen, susuz yaşayan canlı mevcudiyetinin olup olmadı kesinlik kazanmamıştır.

ORGANİZMADA DEMİR

Organizmada demir, başlıca hemoglobin, miyoglobin, sitokromlar olmak üzere çeşitli dokulara dağılmış halde bulunur.Hemoglobin, kan globulini manasına gelip, kana kırmızı rengini veren ve oksijen taşımada görevli alyuvarların yapısında bulunan porfirin türevlerinden bir proteindir. Miyoglobin, ise kırmızı kaslarda yoğun olarak bulunan ve kaslarda oksijen tutulumunu sağlayan bir proteindir.
Vücuttaki bütün demir miktarı 4-5 g kadardır. Bunun %65’i hemoglobine, %4’ü miyoglobine, %1’i çeşitli hem bileşiklerine, %1’i de plazmada transferrine bağlıdır. Transferrin, ise plazmada ilgili dokulara  demir taşınmasında görevli bir proteindir. Geri kalan %15-30 kadarı da ferritin halinde retiküloendoteliyal sistem ve karaciğer parankim hücrelerinde (Hepatosit) depo edilir.

DEMİR KAYNAKLARI VE DEMİR İHTİYACI

En önemli demir kaynakları önem sırasına göre, et, karaciğer, yumurta, böbrek, pekmez, kuru meyveler, yeşil yapraklısebzelerdir. En iyi demir kaynağı karaciğerdir. 150g karaciğer 12mg demir içerir. Bu miktar demiri karşılamak için 8 yumurta veya 500g et yemek gerekir. Ayrıca tahılların mayalandırılarak kullanılması, fitatları azaltıp, demirin kullanımını arttırır. Buna karşın yemekle içilen çay, demirin emilimini azalttır. Demir bakımından zengin olan diğer besinler arasında, kuru fasulye, mercimek ve bezelye gibi baklagillerde sayılabilir. Süt ise demir bakımından çok fakirdir. Bu nedenle bebek ve yavru doğarken, büyük bir demir deposu ile birlikte dünyaya gelir. Bu demir, doğumdan sonra büyük oranda yıkıma uğrayanalyuvarların yerine, yeni oluşan alyuvarların gereksinimini karşılar. Hayvansal organizma, büyük oranda alyuvarlarda bulunan  demiri tekrar tekrar kullandığından, demir gereksimi oldukça azdır. Kadınların demir gereksinimi, erkeklerden fazladır.
Yetişkin bir insanın günlük demir ihtiyacı, vücuttan kaybolan demir kadardır. Bu miktar ortalama 1-2mg demir/gün olarak hesaplanmıştır. Normal diyetteki demirin 1/10’unun emildiği düşünülürse, günlük alınması gerekli demir miktarı 10-15mg’dır. Süt çocuklarında günlük demir gereksinimi 1-2mg, yetişkin erkeklerde 10, kadınlarda 20, gebelikte 30-35mg demir önerilir.

DEMİR METABOLİZMASI

Midede demir emilimi çok az düzeydedir. Mide salgısının düşük pH’sı, C vitamini, sülfidril grupları ve diğer indirgeyici maddeler besinlerdeki 3 değerli demiri 2 değerli demire indirger. Nitekim, insanlarda midenin bir bölümünün çıkarılması sonucunda gelişen demir yetersizliği anemisine (kansızlık) oldukça sık rastlanmaktadır. Demirin büyük bir bölümü ince bağırsağın üst kısımlarında emilir. Pankreastan salınan NaHCO3 (sodyum bikarbonat) duodenumda asit pH’yı nötrleştirerek 2 değerli demiri 3 değerli demire dönüştürür. Bu üç değerli demir bağırsak epitel hücrelerinde 2 değerli demire indirgenir. Bağırsak epitel hücrelerinde, bir hücre içi demir taşıyıcı bulunur. Demirin bir bölümü, taşıyıcıdan mitokondrilere gider. Geri kalan bölümü de bağırsak epitel hücrelerindeki apoferritin ile kanda demir taşıyan bir polipeptit olan transferrine (siderofilin) gider. Fakat plazmadaki iki değerli demirin, üç değerli demire oksitlenmesi, başka bir deyişle demirin transferrin ile birleşebilmesi için ferrokinaz ve seruloplazmin gereklidir. Apoferritin demirle birleşerek ferritini yapar.

Bağırsak epitel hücrelerinde, ferritin artışı, demir emilimini yavaşlatır, depolarda yeterli demirin bulunduğunu açıklar ve vücuda aşırı demir alınmasını engeller, hücreleri toksik etkiden korur. Bu olay, mukozal blokaj olarakda bilinir. 
Bağırsak mukozasından başka karaciğer, dalak ve kemik iliğinde bulunan ferritin, suda çözünen bir proteindir. Ferritin, bağırsak ve bu dokulardan başka plazmada da bulunur.

Demir emilimi oldukça yavaştır ve ancak günde birkaç mg kadar demir emilir. Demir emilimini, organizmanın demir gereksinimi belirler.

Tahıllarda bulunan fitik asit, demir ile reaksiyona girerek ince bağırsakta suda kolay çözünmeyen bileşiklerin oluşumuna neden olur. Fosfat ve oksalatlar da aynı şekilde demirle birleşip suda kolay çözünmeyen bileşikler oluşturarak emilimi engeller.

Buna karşın vücutta demir depoları boşaldığında, alyuvar oluşumu arttığında ve anemi durumunda, demir emilimi artar ve birkaç katına çıkabilir.

Demir, ince bağırsaktan emildikten sonra hızla kana geçer. Burada apotransferrine bağlanarak transferini yapar ve kana geçer. Demir,plazmadaki transferrin ile, vücudun gereksinim duyulan bölgesine taşınır. Plazmada bulunan transferrinin taşıyabileceği en fazla demir miktarına ” demir bağlama kapasitesi” denir.

Transferrin molekülü, kemik iliğindeki eritroblastların (genç alyuvarlar) zarındaki reseptörlere, güçlü bir biçimde bağlanır ve bağlı demirle birlikte eritroblastların içine endositoz ile taşınır. Burada,transferrinin, demirini, hem oluşumunun gerçekleştiği mitokondrilere doğrudan bırakır hem de hemoglobin oluşur.

Alyuvarlar ömürlerini tamamlayıp yıkıldıktan sonra buradaki demir,kemik iliği, dalak ve karaciğerdeki monosit ve makrofajlarda tutulur. Burada serbest demir ayrılır ve başlıca ferritin havuzunda depolanır, ya da kemik iliğine giderek yeni alyuvarın oluşumunda kullanılır.

ORGANİZMADA DEMİR DEPO YERLERİ

Vücutta başlıca demir depo eilen yerler, karaciğer, dalak, bağırsak mukozası ve kemik iliğidir. Bunları, böbrek, kalp, iskelet kasları ve beyin izler. Depo moleküllerinin en önemli şekli ise ferritindir. Hemosiderin ise az olduğu için önemsizdir.

Kandaki fazla demir, vücudun tüm hücrelerinde, özellikle karaciğer hepatositlerinde, daha az olarakda kemik iliğinin retiküloendotelyal hücrelerinde birikir. Hücre sitoplazmasında demir, apoferritin ile bağlanarak ferritini yapar ve dokulardaki başlıca demiri oluşturur. Böylece demir, büyük oranda depolarda ferritin şeklinde depo edilir. Bu nedenle ferritin şeklinde depolanan demire “depo demir” adı verilir. Ferritin molekülü, 4500 kadar demir atomu içerebilir. Ferritinde iki demir bağlama bölgesi vardır. Normal koşullarda %35’i demirle doymuş haldedir.

Kandaki fazla demirin çok az bir kısmı ise, karaciğer, dalak ve kemik iliğinde hemosiderin şeklinde depo edilir. Hemosiderin, fizyolojik koşullarsa, kemik iliği, dalak ve karaciğerdeki retiküloendotelyal hücrelerde, patolojik olarak ise hemen bütün beden hücrelerinde bulunan, depolanmış demir molekülleridir. Fazla miktardaki hemosiderin, dokuları yıkıma uğratarakhemokromatoza neden olur.

DEMİRİN ORGANİZMADAN ATILIMI
Organizmada demir, çok ekonomik bir şekilde kullanılır. Dışarı atılması oldukça sınırlı olduğundan, demir yetersizliği yavaş yavaş gelişir. Besinlerle alınan, ince bağırsaktan emilen demir yetersiz olduğunda, ya da gebelik, süregen (Kronik) enfeksiyonlar ve kanama gibi durumlarda, demir yetersizliği oluşur ve demir gereksinimi artar.

Demir başlıca bağırsaklardan atılır ve insanda her gün dışkı ile çıkarılan demir miktarı 1 mg kadardır. İnce bağırsak hücrelerinde,  ferritine bağlı demir, bu hücrelerin yaşamları sona erdiğinde bağırsağa dökülmesi ile birlikte yitirilir ve dışkı ile atılır.

Kanama durumunda yitirilen demir miktarı artar. Kadınlarda ise menstruasyon, gebelik, doğum ve laktasyon (Süt verme) nedeni ile yitirilen demir miktarı artar.