background image

Trace Elements 


background image

Trace  elements 

TEs               

a

re  expressed  in  µg/dl  in  fluids  and 

mg/kg 

in 

tissues. 

The 

ultraTE  are  expressed 

in  ng/dl

 

in  fluids 

and  µg/kg 

in 

tissues.  They 

are  essentials

 

when 

the  sign and 

symptoms 

induced  by  an

 

element  deficiency 

are 

reversed  only  by  adequate  supply  of 

that element.  


background image

                                                                 

TEs

 

are  important 

or  essential  for 

many 

critical 

 

biochemical 

processes, 

deficiencies  are  often 

associated  with  decreased  activities 

of 

the 

Enzymes 

Es 

that  require  TEs  for  optimal  activity. 

Function 

can 

be 

restored    by    dietary    replacement,  

but    must    be    in    care 

from    toxicity.    A    chemical    element  

required  in  minute quantities by an organism 
to 

maintain 

proper 

physical 

functioning. 

 

 


background image

Dose-Effect relationships: 

In  low  intake  of  an  element  the  biological  function  of 
humans 

decreased (detrimental 

effects), 

with 

continues 

supply  

or 

intake of 

element 

the biological functions 

improved 

with 

approaching the plateau  region(constant  optimal  human 
function even with increased element concentrations), but 
with  increased  element  levels  the  biological  functions 
decline (Toxicity region, 

which  depend 

on 

element and  its 

chemical  structure  in 

the  

diet). 

 


background image

IRON 


background image

Importance of Iron 

1. Serve as both electron donor and acceptor in 

the Electron Transport Chain. 

 

2. Needed by peroxidase enzymes as catalysts 

to convert harmful peroxides into water. 

 

3.  Needed  in  oxidative  phosphorylation 

(oxidation of nutrients into ATP) by iron-sulfur 

proteins. 

 

4.  Main  Importance: 

Oxygen  Transport 

(incorporated in heme in hemoglobin) 


background image

Distribution of Iron 

3-5 g of iron is in the body (total) 

 

 2-2.5 g of which is in the hemoglobin. 

 

 Some (about 130 mg) are in myoglobin (oxygen 

carrier in tissues). 

 

  Little  (about  8  mg)  is  bound  to  enzymes  like 

peroxidases,  cytochromes  and  other  enzymes 

involved in the Krebs Cycle. 

 

 Some are stored in ferritin and hemosiderin. 

 

 Little (3-5 mg) is in plasma in transferrin. 


background image

Storage Iron and Transferrin 

2 forms of storage iron: 

 

 

Ferritin

  –  water-soluble  complex  of  ferric  salt 

(Fe

+3

) and the protein 

apoferritin

. Present in blood. 

 

 

-  a 

positive

  acute  phase  reactant/protein  – 

increases in inflammation. 

 

 

 

Hemosiderin

  –  water-insoluble.  Present  in 

tissues.

 


background image

Storage Iron and Transferrin 

Transferrin

 – main protein for iron transport. 

 

 

-  a  negative  acute  phase  reactant/protein  – 

decreases in inflammation. 

 

Transferrin + iron =

 serum iron 


background image

background image

Iron Metabolism 


background image

1.Iron (Ferric) from foods is ingested. 

2.To be absorbed by the intestinal cells, ferric ions 

(Fe

+3

) must be reduced to ferrous ions (Fe

+2

) by 

agents like Vitamin C (ascorbate). 


background image

3. Ferrous ions (Fe

+2

) are bound to apoferritin 

then  oxidized  to  ferric  ions  (Fe

+3

)  by 

ceruloplasmin to become bound as ferritin. 


background image

4.  Ferritin  is  carried  into  blood  (plasma)  and  releases 

its  ferric  ions  (Fe

+3

).  2  ferric  ions  (Fe

+3

)  are  then 

absorbed  by  the  protein  apotransferrin  to  become 

transferrin. 


background image

5. Ferric (Fe

+3

) ions are then incorporated into the bone 

marrow for hemoglobin production. 

 

* methemoglobin reductase – reduces (Fe

+3

) to (Fe

+2


background image

6.  RBC’s  are  degraded  by  the  spleen,  liver  and 

macrophages.  Iron  leftovers  from  RBC’s  are 

carried by transferrin and recycled. 


background image

  However, some iron is lost and excreted in the feces 

or  urine.  Women  lose  20-40  mg  of  iron  due  to 

menstruation... 


background image

Implication 

Diagnosis of conditions/diseases 

 

- sort out the diseases 

 

- most common: iron deficiency 

anemia 

 

Assess nutritional status of the patient. 


background image

Specimen and Patient Preparation 

Hemolyzed specimens must be 

rejected. 

 

Specimen must be collected as serum: 

  

Oxalate,  citrate  and  EDTA

  as  anticoagulant  is 

unacceptable – chelators that can bind to iron. 

 

Early  morning  samples  are  preferred  –  diurnal 

variation in iron concentration. 25% lower in the evening. 

 

Fasting specimen is required – diet may contain iron. 

 

Patient must not be in iron medication. 


background image

Condition 

Ferritin  Transferrin 

TIBC 

Serum Iron 

Iron Deficiency 

Anemia 

 

 

 

 

Thalassemia Major 

N /  

Hemochromatosis 

/ Iron Overload 

 

N or  

 


background image

Iron Deficiency Anemia 

- An impaired production disease. 

 

- Exists when there’s an increased need for iron or 

when excessive blood loss has reduced the body's 

iron reserves. 

 

- Insufficient  iron  is  available  for  normal 

hemoglobin production. 

 

- Most  common  cause  of  anemia  on  the  planet, 

affecting at least 1/3 of the world's population 


background image

Iron Deficiency Anemia 

The sequence of events in developing iron deficiency anemia: 
 

Stage  1:  Iron  Depletion 

–  when  blood  loss  exceeds 

absorption, iron is mobilized from stores, ferritin decreases, iron 
absorption  increases,  and  plasma  iron-binding  capacity 
(transferrin) increases.  
 

Stage 2: Iron-Deficient Erythropoiesis

 

– after iron stores are 

depleted, the plasma iron concentration falls, As a result of lack 
of  iron  for  heme  synthesis,  Hb  and  RBCs  will  be  decreased 
gradually. 

 
Stage  3:  Iron  Deficiency  Anemia 

  in  addition  to  the  above 

abnormalities, microcytic, hypochromic anemia is present. 


background image

Condition 

Iron 

Replete 

(normal) 

Stage 1 

(Iron 

Depletion) 

Stage 2 (Iron-

Deficient 

Erythropoiesis) 

Stage 3 

(IDA) 

Iron 

Overload 

Ferritin 

> 12 

< 12  

< 12  

< 12 

> 300 

TIBC 

300-360 

360 

390  

410  

< 300  

Serum Iron 

65-165 

115  

< 60  

< 40  

> 175  


background image

Iron Deficiency Anemia 

The mechanisms of Iron Deficiency include: 

 

 

Increased physiologic demand: 

 

 

Rapid growth of infants and children. 

 

 

Pregnancy, lactation. 

 

 

Inadequate intake: 

 

 

Iron-deficient diet  

 

 

Inadequate absorption (achlorhydria, decreased  

 

 

absorptive surface) 

 

 

Blood loss: 

 

 

Menstruation 

 

 

Gastrointestinal bleeding 

 

 

Hemorrhoids 

 

 

Regular blood donation 

 

 

Hemolysis 


background image

Iron Deficiency Anemia 

Clinical Presentation: 

 

 

Fatigue,  breathlessness  and  dizziness

  –  due  to 

reduced oxygen delivery. 

 

 

Pica

 – persistent compulsive desire of eating substances 

like ice, clay, plaster, dirt and even insects. 

 

 

Disturbances in the gastrointestinal system 

 

 

Koilonychia

 – spooning of nails  


background image

background image

Plummer-Vinson Syndrome 

 

Plummer-Vinson  syndrome  (US) 

or

  Paterson-Brown  Kelly 

syndrome  (UK)

  is  a  rare  disease  defined  by 

severe,  long-term

  iron 

deficiency  anemia,  which  causes  swallowing  difficulty  (dysphagia)  due 
to  web-like  membranes  of  tissue  growing  in  the  throat  (esophageal 
webs). 
 
 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 8 أعضاء و 118 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل