Zagadkowy pierwiastek - żelazo

Wszyscy wiedzą, że niedobór żelaza prowadzi do anemii, Jednak zapewnianie właściwego funkcjonowania czerwonym krwinkom to tylko jedna, choć najistotniejsza rola żelaza. Bez żelaza ciałka krwi nie mogłyby pobierać tlenu z powietrze, ani rozprowadzać po organizmie, by zapewniał ciepło i podtrzymywać życie.

Inne zadania żelazo wypełnia jako składnik enzymów uczestniczących w syntezie DNA, a inne tych enzymów, które umożliwiają komórką pozyskiwanie energii z glukozy, czy neutralizują rodniki. Żelazo potrzebne jest do właściwego funkcjonowania mózgu. W mózgu znajdują się obszary o dużym stężeniu tego pierwiastka, co może wyjaśnić przyczynę niedoboru żelaza u dzieci z opóźnienie rozwoju umysłowego.

Żelazo jest niezbędne niemal dla wszystkich organizmów żywych, od mikroorganizmów po ludzi. Musimy systematycznie uzupełniać zasoby żelaza, gdyż każdego dnia tracimy pewną ilość tego pierwiastka przez ściany żołądka i jelit. Mimo to rzadko zdarza się, aby zdrowy człowiek cierpiał na niedobór żelaza, nawet jeśli doświadczy dużego upływu krwi. Czasem jednak ludzie lubią przyjmować zbyt wiele żelaza, uzupełniając nim dietę, w błędnym przekonaniu, że pozwoli to zachować witalność i zdrowie.Przeciętny mężczyzna potrzebuje dzienni 10 mg żelaza, kobieta 18 mg. Taką ilość zapewnie codzienne pożywienie. Kobiety w ciąży potrzebują zwiększoną ilość żelaza, dlatego powinny spożywać produkty o jego dużej zawartości: wątrobę, wołowinę, wzbogacone żelazem płatki śniadaniowe, prażoną fasolę, masło orzechowe, rodzynki, chleb, jajka, czereśnie. Jeśli te zwykłe pokarmy nie zadowalają podniebienia, można je zastąpić kawiorem, czerwonym winem i dziczyzną.

Przyswajanie i ubytek żelaza z organizmu są precyzyjnie kontrolowane. Rzecz w tym, by przyjąć żelaza dokładnie tyle, ile straciliśmy. Przekroczenie limitu mogłoby być szkodliwe dla zdrowia. Przeciętna dieta zapewnia ok. 20 mg żelaza. Wydaje się, że to więcej niż trzeba. Problem w tym, że krwioobieg może absorbować tylko 2 mg. Większa część dostarczanego żelaza opuszcza organizm z różnych względów: albo jest to żelazo w formie nieprzydatnej, albo jest ona związane z niestawialnymi częściami jedzenia. Niedobór żelaza jest bardziej prawdopodobny niż nadmiar – na tę dolegliwość choruje ok. 500 milionów osób na świecie podejrzewanych o anemię. Sytuacja będzie się pogarszać, gdyż wysokoplenne rośliny wyhodowane dla zapewnienia światowej podaży żywności są ubogie w żelazo.

W organizmie żelazo silnie wiąże się z transferyną, białkiem znajdującym się w limfie i innych płynach fizjologicznych, przenoszącymi metal między komórkami. Transferyna wiąże żelazo bardzo mocno, przez co działa jak niezwykle skuteczny antybiotyk. Chroni przed dostaniem się metalu w „niepowołane” ręce, czyli przed zaabsorbowaniem go przez atakujące organizm bakterie. Potrzebują one żelaza dla procesu namnażania. Mleko matki również zawiera odmianę transferyny, laktotransferynę, białko jaja kurzego zawiera ovotransferynę. Obie odmiany służą wiązaniu żelaza i obie w efekcie służą jako ochrona przed bakteriami.

Niektórzy zatrzymują zbyt dużo żelaza i cierpią na jego nadmiar, co może mieć katastrofalne skutki. Nadmierny poziom żelaza w mózgu prowadzi do takich schorzeń degeneracyjnych, jak choroba Parkinsona. Osoby chorujące na genetycznie uwarunkowane schorzenie hemochromatozę gromadzą nadmierną ilość żelaza w trzustce, wątrobie, śledzionie oraz sercu, co zakłóca normalną pracę tych narządów. Chorzy przyjmujący wiele transfuzji ze względu na okoliczności swej choroby (anemia, a zwłaszcza talasemia) również kumulują za dużo żelaza. W przeszłości umierali ze względu na przedawkowanie żelaza. Dziś otrzymują leki chelatujące, ułatwiające odprowadzenie nadmiaru żelaza poza organizm.

Nadmiar żelaza w organizmie może prowadzić też do nowotworów. Badanie wykazują, że u osób poddawanych licznym transfuzją w przypadku talasemii oraz u pracowników kopalni żelaza i hut występuje większe prawdopodobieństwo zachorowania na raka. W Rosji przez wiele lat określano raka jako „rdzawą” chorobę, być może w ten sposób oddając związek między żelazem a zachorowalnością. Na razie trudno znaleźć inną przyczynę szkodliwości żelaza niż generowanie przez nie rodników. A wiadomo, że rodniki te mają właściwości rakotwórcze.

Mimo, że żelazo jest czwartym pod względem zawartości pierwiastkiem skorupy ziemskiej (po tlenie, krzemie i glinie), są na naszej planecie takie obszary, na których żelaza jest tak mało, że wpływa to na możliwość rozwoju życia. Dzieje się tak na olbrzymich wierzchnich połaciach oceanów, które są bardziej pozbawione życia, niż jakiekolwiek pustynie. Wydawać by się mogło, że morza kipią życiem, ale jest to prawda w odniesieniu do kilku tylko obszarów, które w efekcie są nadmiernie eksploatowane. Ponad 80% oceanów jest całkowicie pustych. W połowie lat 80. XX wieku John Martin z Moss Landing Marine Laboratories z Kalifornii postawił tezę, że na skutek braku żelaza w powierzchniowej warstwie oceanu nie mógł rozwijać się plankton. Bez niego zaś nie mogą rozwijać się inne formy życia morskiego.

W połowie lat 90. tezę Martina weryfikował wspólny, amerykańsko-brytyjski zespół badawczy. Badacze zastosowali siarczan żelaza do użyźnienia obszaru 60 km2 Pacyfiku, za zachód od wysp Galapagos. Wyniki były oszałamiające. W ciągu tygodnia pustynny fragment oceanu zakwitł i zabarwił się na zielono od planktonu. To był najlepszy dowód na to, że możemy nawozić ocean podobnie jak nawozi się ziemię. Na dodatek można to robić stosując siarczan żelaza, łatwy do uzyskania z każdego starego kawałka żelaza. Morza mogą zakwitać, stając się morskimi cudownymi krainami pełnymi życia.