KIM LOẠI PHÂN NHểM B
8.5.2. Vai trũ và ứng dụng trong Y Dược, độc tớnh * S ắt
+ Sắt là nguyờn tốvi lượng thiết yếu, đúng vai trũ tối quan trọng trong vận chuyển oxy ở tất cả cỏc động vật cú xương sống. Protein cú chức năng vận chuyển oxy là Hemoglobin.
+ Hemoglobin (huyết cầu tố) chiếm 34% khối lượng tế bào hồng cầu, tồn tại ở
hai dạng tuỳ thuộc vào bản chất của phối tử thứ 6 là O2 hay H2Ọ Trong mạch mỏu ở
phổi, nơi cú nồng độ O2 cao, heml gắn với O2 tạo thành oxihemoglobin (ký hiệu Hb - O2) được vận chuyển trong động mạch đến mụ ớt O2. Ở mụ O2được giải phúng và được thay thế bởi phõn tử H2O tạo ra deoxyhemoglobin (ký hiệu Hb - O2) được vận chuyển
trong tĩnh mạch về phổị Do nước là phối tửgõy trường yếu, thụng số tỏch nhỏ, nờn ion d6- Fe2+ trong Hb - H2O tạo phức spin cao và hấp thụ ỏnh sỏng tận cựng đỏ (năng lượng thấp) của phổ, do đú trụng cú màu xanh đỏ tớạ Điều này giải thớch vỡ sao mỏu
tĩnh mạch cú màu đỏ tốị Ngược lại, O2 là phối tửgõy trường mạnh ( lớn) nờn Hb - O2
hấp thụ ỏnh sỏng ở tận cựng xanh (năng lượng cao) của phổ. Điều này giải thớch cho
màu đỏtươi của mỏu động mạch. Vị trớ tương đối của Fe2+ so với mặt phẳng của vũng
porphin cũng phụ thuộc vào phối tử thứ 6 là O2 hay H2Ọ Nếu được gắn với O2, Fe2+ sẽ
nằm trong mặt phẳng của vũng; cũn nếu gắn với H2O, nú hơi lệch khỏi mặt phẳng vũng. Sắt cú trong cơ thểdưới dạng phức chất của protein cú 3 chức năng quyết định sự sống:
- Vận chuyển oxỵ - Dự trữ oxy
Vận chuyển electron (trong quỏ trỡnh sản xuất năng lượng của tế bào)
Cơ thểngười trưởng thành chứa 3-4g Fẹ2/3 sốđú cú mặt trong hemoglobin, phần lớn cũn lại nằm trong cỏc protein dự trữ Fe nội bàọ
- Nhu cầu về sắt hàng ngày từ 1-3mg (nhưng thức ăn phải cú 10-30 mg sắt vỡ ruột chỉ hấp thụđược 10% sốđú). Lượng sắt cần được cung cấp phụ thuộc vào đặc điểm và tỡnh trạng cơ thể: nam hay nữ, người già hay trẻ đang lớn, phụ nữ trong thời kỳ kinh nguyệt, cú thai hay đang cho con bỳ; người cú một loại bệnh ...
- Thiếu sắt dẫn đến bệnh thiếu mỏu nhược sắt (là sự giảm sỳt về sốlượng và chất
lượng của Hemoglobin trong hồng cầu, chứ khụng hẳn là thiếu sốlượng hồng cầu). Sự
thiếu hụt sắt ở trẻem đang lớn cú thể làm giảm phỏt triển trớ tuệ. Những triệu chứng của bệnh thiếu sắt cú thể suy ra từ 3 chức năng của sắt trong cơ thể.
- Thức ăn chứa nhiều sắt là thịt nạc, gan, tim, tiết, lũng đỏ trứng, đậu, cần tõy, nấm hương, quảmơ, quả lờ ... trong thức ăn hầu hết sắt vụ cơ tồn tại ở trạng thỏi oxy húa ổn định nhất của nú là Fe3+, trong khi ở tỏ tràng chỉ cú Fe2+được hấp thu nhờ một protein vận chuyển. Sự khử Fe3+ cề Fe2+ xảy ra ở pH thấp trong dạ dày với sự cú mặt cỏc chất khử mà chủ yếu là vitaminC. Vỡ vậy, sự hấp thu sắt tăng khi thức ăn giàu
vitaminC, và giảm xuống ở những người bệnh thiếu acid dịch vị (HCl) hoặc sau cắt bỏ
dạ dàỵ Sự hấp thu sắt cũng giảm bởi cỏc tanin, oxalat, inositol, hexaphosphat, một lượng lớn phosphat vụ cơ và một vài antacid, vỡ chỳng tạo thành những phức sắt khụng tan hoặc khụng thể hấp thụ Những điều nờu trờn giải thớch vỡ sao chỉ 5% sắt khụng heme
Sắt cú heme trong thực phẩm được hấp thu nhiều hơn theo một cơ chế khỏc, nhờ
enzim oxygenase biến đổi, do đú khụng bịảnh hưởng bởi cỏc tỏc nhõn liờn kết sắt trong thức ăn như ởtrường hợp sắt vụ cơ.
- Sắt cũng như đồng, vừa thiết yếu lại vừa nguy hiểm khi chỳng quỏ tảị Quỏ tải sắt xảy ra khi trong cơ thể xuất hiện một lượng sắt thừa tự do khụng trong kiờn kết phức bền vững với protein hoặc khụng gắn với hemẹ Quỏ tải sắt gặp trong cỏc trường hợp: uống nhiều “viờn sắt” (chứa muối sắt) hoặc dinh dưỡng quỏ thừa sắt trong khi cơ thểđó đủ, dẫn đến transfrrin khụng cũn khảnăng dung nạp/bệnh di truyền hay do biến đổi gen, gõy ra hấp thu sắt dư thừa vào hồng cầu và quỏ nhiều qua đường ruột/hậu quảdo điều trị cỏc bệnh khỏc, như điều trị ung thư bằng hoỏ trị liệu, hoặc truyền mỏu nhiều lần.
Sắt và đồng dư thừa rất nguy hại vỡ chỳng xỳc tỏc vận chuyển electron trong hệ
phản ứng Fenton sinh ta cỏc dạng oxy hoạt động và gốc tự do - những phần tử vật chất cú tớnh oxy húa mónh liệt nờn huỷ hoại tếbào và làm hư hỏng cỏ phõn tử sinh học.
Quỏ tải sắt dẫn đến nhiều bệnh tật: xơ gan (vỡ cựng với lỏch, gan là nơi dự trữ
một lượng sắt lớn), nguy cơ gõy ung thư gan cao/đỏi thỏo đường (vỡ tế bào của tuyến tụy bị phỏ hủy)/suy giảm chức năng tim/ tỡnh trạng viờm món tớnh (thường gặp như viờm
khớp dạng thấp)/Parkinson/hemochromatosis tự phỏt (bệnh nhiễm sắt gõy biến đổi
gen)/suy nhược cơ thể/lóo húa sớm.
Thuốc điều trị ngộ độc sắt và dư thừa sắt mạn tớnh là Deferoxamin monomethansulfnat, C25H18N6ỌCH3SO3H = 656,79, tỏc dụng theo cơ chế tạo phức chelat với F3+ dễ dàng bài xuất qua thận, dựng dạng tiờm. Tuy nhiờn cỏch điều trị này trờn thực tế lõm sàng cần rất thận trọng.
* Trước đõy, nhiều hợp chất đơn giản (cỏc muối) hoặc phức chất của F2+, Fe3+
được sử dụng làm thuốc bổ mỏu do thiếu sắt. Tuy nhiờn, nay ớt dựng do tớnh chất dễ kớch
ứng dạ dày - ruột của chỳng, đặc biệt là do những cảnh bỏo độc hại khi sắt dư thừa (vỡ chỳng quỏ liều hay khụng đỳng bệnh). Sắt khử (Fe2+) cần cho điều trị thiếu mỏu nhược sắt, nay được đưa vào thức ăn cho người, giống như bổsung Fluor vi lượng vào nước núng.
Một số hợp chất hiện vẫn ghi trong cỏc Dược điển dựng làm thuốc bổ mỏu do thiếu sắt, gồm:
- Sắt (II) sulfat, FeSO4.7H2O = 278,01; tinh thể nhỏ màu xanh nhạt, dễ tan, trong khụng khớ ẩm bị oxy húa thành sắt (III) sulfat base màu vàng nõu, dựng uống dạng viờn nộn bao phim, viờn nang.
-Sắt (II) fumarat, C4H2FeO4 = 169,90; bột đỏ màu cam; dạng bào chếnhư sắt (II) sulfat, hoặc làm viờn giải phúng chậm (kết hợp với Natri docusat).
- Sắt (II) gluconat, C12H22FeO14 . 2H2O = 482,17; bột hoặc hạt nhỏ mịn, màu vàng xanh, dễ tan, dựng uống dạng viờn nộn, viờn nang hay cồn thuốc.
- Sắt (III) dextran, là Fe(OH)3 dạng keo và dextran thuỷ põhn một phần dung dịch keo, nhớt, màu nõu tối, dựng dạng tiờm bắp hay tĩnh mạch cho người kộn hoặc khụng hấp thu được sắt qua đường ruột.
LƯỢNG GIÁ
1. Hóy trỡnh bày vịtrớ, đặc điểm, tớnh chất của đơn chất cỏc nguyờn tố nhúm IB, IIB, VIB, VIIB, VIIIB ?
2. Hóy trỡnh bày tớnh chất của hợp chất cỏc nguyờn tố nhúm IB, IIB, VIB, VIIB, VIIIB ?
3. Hóy trỡnh bày vai trũ và ứng dụng trong Y - Dược, độc tớnh của cỏc nguyờn tố