elemento quimico ( hierro)
El
hierro
El hierro o fierro es un elemento químico de número atómico 26 situado en el grupo 8, periodo 4 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Fe (del latín fĕrrum)[1] y tiene una masa atómica de 55,6 u.
Este metal de transición es
el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre,
representando un 5 % y, entre los metales,
solo el aluminio es más abundante; y es el primero más
abundante en masa planetaria, debido a que el planeta en su núcleo, se
concentra la mayor masa de hierro nativo equivalente a un 70 %. El núcleo
de la Tierra está formado principalmente por hierro
y níquel en forma metálica, generando al moverse
un campo magnético. Ha
sido históricamente muy importante, y un período de la historia recibe el
nombre de Edad de Hierro.
En cosmología, es un metal muy especial, pues es el metal
más pesado que puede producir la fusión en el núcleo
de estrellas masivas; los
elementos más pesados que el hierro solo pueden crearse en supernovas.
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Información
general
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Hierro, Fe, 26
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4,0
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2, 8, 14, 2
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Hierro Puro
Es un metal maleable, de color gris plateado y presenta
propiedades magnéticas; es ferromagnético a temperatura ambiente y presión
atmosférica. Es extremadamente duro y denso.
Se encuentra en la naturaleza formando parte
de numerosos minerales, entre ellos muchos óxidos, y raramente se encuentra
libre. Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen con carbono y
luego es sometido a un proceso de refinado para
eliminar las impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce
exotérmicamente por fusión, y el más ligero que se produce a través de una
fisión, debido a que su núcleo tiene la más alta energía de enlace por nucleón (energía
necesaria para separar del núcleo un neutrón o un protón); por lo tanto, el
núcleo más estable es el del hierro-56 (con 30 neutrones).
Presenta
diferentes formas estructurales dependiendo de la temperatura y presión. A
presión atmosférica:
§ Hierro-α:
estable hasta los 911 °C. El sistema cristalino es una red cúbica centrada
en el cuerpo (bcc).
§ Hierro-γ:
911 °C - 1392 °C; presenta una red cúbica centrada en las caras
(fcc).
§ Hierro-δ:
1392 °C - 1539 °C; vuelve a presentar una red cúbica centrada en el
cuerpo.
§ Hierro-ε:
Puede estabilizarse a altas presiones, presenta estructura hexagonal compacta
(hcp).
El hierro es el metal duro más usado, con el
95 % en peso de la producción mundial de metal. El hierro puro (pureza a
partir de 99,5 %) no tiene demasiadas aplicaciones, salvo excepciones para
utilizar su potencial magnético. El hierro tiene su gran aplicación para formar
los productos siderúrgicos, utilizando éste como elemento matriz para
alojar otros elementos aleantes tanto metálicos como no metálicos, que
confieren distintas propiedades al material. Se considera que una aleación de
hierro es acero si contiene menos de un 2,1 %
de carbono; si
el porcentaje es mayor, recibe el nombre de fundición.
El
acero: es indispensable debido a su bajo precio y tenacidad, especialmente en
automóviles, barcos y componentes estructurales de edificios.
Las
aleaciones férreas presentan una gran variedad de propiedades mecánicas
dependiendo de su composición o el tratamiento que se haya llevado a cabo.
Son aleaciones férreas con un contenido
máximo de carbono del 2 %, el cual
puede
estar como aleante de inserción en la ferrita y austenita y
formando carburo de hierro. Algunas aleaciones no
son ferromagnéticas. Éste puede tener otros aleantes e impurezas.
Dependiendo
de su contenido en carbono se clasifican en los siguientes tipos:
§ Acero bajo en carbono:
menos del 0,25 % de C en peso. Son blandos pero dúctiles. Se utilizan
en vehículos, tuberías, elementos estructurales,
etcétera. También existen los aceros de alta resistencia y baja aleación, que
contienen otros elementos aleados hasta un 10 % en peso; tienen una mayor resistencia mecánica y
pueden ser trabajados fácilmente.
§ Acero medio en carbono:
entre 0,25 % y 0,6 % de C en peso. Para mejorar sus propiedades son
tratados térmicamente. Son más resistentes que los aceros bajos en carbono,
pero menos dúctiles;
se emplean en piezas de ingeniería que requieren una alta resistencia mecánica
y al desgaste.
§ Acero alto en carbono:
entre 0,60 % y 1,4 % de C en peso. Son aún más resistentes, pero
también menos dúctiles. Se añaden otros elementos para que formen carburos, por
ejemplo, con wolframio se forma el carburo de wolframio, WC;
estos carburos son muy duros. Estos aceros se emplean principalmente en herramientas.
§ Aceros aleados:
Con los aceros no aleados, o al carbono, es imposible satisfacer las demandas
de la industria actual. Para conseguir determinadas características de resiliencia, resistencia al desgaste,
dureza y resistencia a determinadas temperaturas deberemos recurrir a estos.
Mediante la acción de uno o varios elementos de aleación en porcentajes
adecuados se introducen modificaciones químicas y estructurales que afectan a
la templabilidad, características mecánicas, resistencia a oxidación y
otras propiedades.
La
clasificación más técnica y correcta para los aceros al carbono (sin alear)
según su contenido en carbono:
§ Los
aceros hipoeutectoides, cuyo contenido en carbono oscila entre 0.02 % y
0,8 %.
§ Los
aceros hipereutectoides con contenidos en carbono de 0,8 % a 2 %.
Aceros inoxidables: uno de los inconvenientes del hierro es que
se oxida con facilidad. Añadiendo un 12 % de cromo se
considera acero inoxidable,
debido a que este aleante crea una capa de óxido de cromo superficial que
protege al acero de la corrosión o
formación de óxidos de hierro. También puede tener otro tipo de aleantes como
el níquel para impedir la formación de carburos
de cromo, los cuales aportan fragilidad y
potencian la oxidación intergranular.
El uso más extenso del hierro es para la
obtención de aceros estructurales; también se producen grandes cantidades
de hierro fundido y
de hierro forjado.
Entre otros usos del hierro y de sus compuestos se tienen la fabricación de
imanes, tintes (tintas, papel para heliográficas,
pigmentos pulidores) y abrasivos (colcótar).
Fundiciones
El hierro es obtenido en el alto
horno mediante la conversión de los minerales en hierro líquido, a
través de su reducción con coque; se
separan con piedra caliza, los componentes indeseables como fósforo, azufre,
y manganeso.
Los gases de los altos hornos son fuentes
importantes de partículas y contienen óxido de carbono.
La escoria del alto horno es
formada al reaccionar la piedra caliza con los otros componentes y los silicatos que
contienen los minerales.
Se enfría la escoria en agua, y esto puede
producir monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los
desechos líquidos de la producción de hierro se originan en el lavado de gases
de escape y enfriamiento de la escoria. A menudo, estas aguas servidas poseen
altas concentraciones de sólidos suspendidos y pueden contener
una amplia gama de compuestos orgánicos (fenoles y cresoles), amoníaco,
compuestos de arsénico y sulfuros.
Cuando el contenido en carbono es superior a
un 1.73 % en peso, la aleación se denomina fundición. Este carbono puede
encontrarse disuelto, formando cementita o en forma libre. Son muy duras y
frágiles. Hay distintos tipos de fundiciones:
§ Blanca
§ Atruchada
§ Maleable
americana
§ Maleable
europea
§ Esferoidal
o dúctil
§ Vermicular
Sus características varían de un tipo a otra;
según el tipo se utilizan para distintas aplicaciones: en motores, válvulas, engranajes,
etc.
Por otra parte, los óxidos de hierro tienen
variadas aplicaciones: en pinturas, obtención de hierro, la magnetita (Fe3O4) y el óxido de hierro (III) (Fe2O3) en aplicaciones
magnéticas, etc. El hidróxido de hierro (III) (Fe(OH)3) se utiliza en radioquímica para concentrar los
actínidos mediante co-precipitación.
Historia
Se
tienen indicios de uso del hierro, cuatro milenios antes de Cristo, por parte
de los sumerios y egipcios.
En el segundo y tercer milenio antes de
Cristo, van apareciendo cada vez más objetos de hierro (que se distingue del
hierro procedente de meteoritos por la ausencia de níquel) en Mesopotamia, Anatolia y Egipto. Sin
embargo, su uso parece ser ceremonial, siendo un metal muy caro, más que el
oro. Algunas fuentes sugieren que tal vez se obtuviera como subproducto de la
obtención de cobre.
Entre 1600 a. C. y
1200 a. C. va aumentando su uso en Oriente
Medio, pero no sustituye al predominante uso del bronce.
Entre los siglos XII a. C. y
X a. C. se produce una rápida transición en Oriente Medio desde las
armas de bronce a las de hierro. Esta rápida transición tal vez fuera debida a
la falta de estaño, antes que a una mejora en la tecnología en
el trabajo del hierro. A este periodo, que se produjo en diferentes fechas
según el lugar, se le denomina Edad
de Hierro, sustituyendo a la Edad
de Bronce. En Grecia comenzó
a emplearse en torno al año 1000 a. C. y no llegó a Europa occidental
hasta el siglo VII a. C. La sustitución del bronce por el hierro fue
paulatina, pues era difícil fabricar piezas de hierro: localizar el mineral,
luego fundirlo a temperaturas altas para finalmente forjarlo.
En Europa Central, surgió en el siglo
IX a. C. la cultura de Hallstatt (sustituyendo
a la cultura de los campos de urnas, que
se denomina «primera Edad de Hierro», pues coincide con la introducción de este
metal).
Hacia el 450 a. C. se desarrolló
la cultura de La Tène,
también denominada «segunda Edad de Hierro». El hierro se usa en herramientas,
armas y joyería, aunque siguen encontrándose objetos de bronce.
Junto con esta transición del bronce al
hierro se descubrió el proceso de «carburización», consistente en añadir carbono al
hierro. El hierro se obtenía como una mezcla de hierro y escoria, con algo de
carbono o carburos, y era forjado,
quitando la escoria y oxidando el carbono, creando así el producto ya con una
forma. Este hierro forjado tenía
un contenido en carbono muy bajo y no se podía endurecer fácilmente al
enfriarlo en agua. Se observó que se podía obtener un producto mucho más duro
calentando la pieza de hierro forjado en un lecho de carbón vegetal,
para entonces sumergirlo en agua o aceite. El producto resultante, que tenía
una superficie de acero, era más duro y menos frágil que el bronce, al que
comenzó a reemplazar.
En China el
primer hierro que se utilizó también procedía de meteoritos, habiéndose
encontrado objetos de hierro forjado en el noroeste, cerca de Xinjiang, del
siglo VIII a. C. El procedimiento era el mismo que el utilizado en
Oriente Medio y Europa. En los últimos años de la Dinastía
Zhou (550 a. C.) se consigue obtener hierro
colado (producto de la fusión del arrabio). El
mineral encontrado allí presenta un alto contenido en fósforo, con lo que funde
a temperaturas menores que en Europa y otros sitios. Sin embargo durante
bastante tiempo, hasta la Dinastía
Qing (hacia 221 a. C.), no tuvo una gran
repercusión.
El
hierro colado tardó más en Europa, pues no se conseguía la
temperatura suficiente. Algunas de las primeras muestras de hierro colado se
han encontrado en Suecia, en Lapphyttan y Vinarhyttan, del 1150 a
1350.
En la Edad
Media, y hasta finales del siglo XIX, muchos países europeos
empleaban como método siderúrgico la farga
catalana. Se obtenía hierro y acero bajo en carbono empleando
carbón vegetal y el mineral de hierro. Este sistema estaba ya implantado en el
siglo XV, y se conseguían alcanzar hasta unos 1200 °C. Este procedimiento
fue sustituido por el empleado en los altos hornos.
En un principio se usaba carbón vegetal para
la obtención de hierro como fuente de calor y como agente reductor. En el siglo
XVIII, en Inglaterra, comenzó a escasear y hacerse más caro el
carbón vegetal, y esto hizo que comenzara a utilizarse coque, un
combustible fósil, como alternativa. Fue utilizado por primera vez por Abraham Darby,
a principios del siglo XVIII, que construyó en Coalbrookdale un «alto
horno». Asimismo, el coque se empleó como fuente de energía en
la Revolución industrial. En
este periodo la demanda de hierro fue cada vez mayor, por ejemplo para su
aplicación en ferrocarriles.
El alto
horno fue evolucionando a lo largo de los años. Henry
Cort, en 1784, aplicó nuevas técnicas que mejoraron la
producción. En 1826 el alemán Friedrich Harkot construye
un alto horno sin mampostería para humos.
Hacia finales del siglo XVIII y comienzos del
XIX se comenzó a emplear ampliamente el hierro como elemento estructural(en puentes, edificios,
etc). Entre 1776 a 1779 se construye el primer puente de fundición de hierro,
construido por John Wilkinson y Abraham Darby. En Inglaterra se emplea por
primera vez en la construcción de edificios, por Mathew Boulton y James Watt, a
principios del siglo XIX. También son conocidas otras obras de ese siglo, por
ejemplo el Palacio de Cristalconstruido
para la Exposición Universal de
1851 en Londres, del arquitecto Joseph Paxton, que tiene un armazón de hierro,
o la Torre Eiffel, en París, construida en 1889 para la
Exposición Universal, en donde se utilizaron miles de toneladas de hierro..
Abundancia
y obtenciónEditar
El
hierro es el metal de transición más abundante en la corteza
terrestre, y cuarto de todos los elementos. También existe en el Universo,
habiéndose encontrado meteoritos que
lo contienen. Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta
con un 70 %. Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los
que destacan la hematites(Fe2O3), la magnetita (Fe3O4), la limonita (FeO
(OH)), la siderita (FeCO3), la pirita (FeS2), la ilmenita (FeTiO3), etcétera.
Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos
impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no, se
pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.
La reducción de los óxidos para obtener
hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto
horno. En él se añaden los minerales de hierro en presencia
de coque y carbonato de calcio,
CaCO3, que actúa como escorificante.
Los
gases sufren una serie de reacciones; el carbono puede reaccionar con el
oxígeno para formar dióxido de carbono:
C + O2 → CO2
A su
vez el dióxido de carbono puede reducirse para dar monóxido de carbono:
CO2 + C → 2CO
Aunque
también se puede dar el proceso contrario al oxidarse el monóxido con oxígeno
para volver a dar dióxido de carbono:
2CO + O2 → 2CO2
El
proceso de oxidación de coque con oxígeno libera energía y se utiliza para
calentar (llegándose hasta unos 1900 °C en la parte inferior del horno).
En
primer lugar los óxidos de hierro pueden reducirse, parcial o totalmente, con
el monóxido de carbono, CO; por ejemplo:
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Después, conforme se baja en el horno y la
temperatura aumenta, reaccionan con el coque (carbono en
su mayor parte), reduciéndose los óxidos. Por ejemplo:
Fe3O4 + C → 3FeO + CO
CaCO3 → CaO + CO2
Y el
dióxido de carbono es reducido con el coque a monóxido de carbono como se ha
visto antes.
Más
abajo se producen procesos de carburación:
3Fe + 2CO → Fe3C + CO2
Finalmente se produce la combustión y
desulfuración (eliminación de azufre)
mediante la entrada de aire. Y por último se separan dos fracciones: la escoria y el arrabio:
hierro fundido, que es la materia prima que luego se emplea en la industria.
Compuestos
§ Los estados de oxidación más
comunes son +2 y +3. Los óxidos de hierro más
conocidos son el óxido de hierro (II)(FeO),
el óxido de hierro (III),
Fe2O3, y el óxido
mixto Fe3O4. Forma asimismo numerosas sales y complejos en
estos estados de oxidación. El hexacianoferrato
(II) de hierro (III), usado en pinturas, se ha denominado azul de Prusia o azul de Turnbull; se
pensaba que eran sustancias diferentes.
§ Se
conocen compuestos en el estado de oxidación +4, +5 y +6, pero son poco comunes,
y en el caso del +5, no está bien caracterizado. El ferrato de potasio (K2FeO4), en el que el
hierro está en estado de oxidación +6, se emplea como oxidante. El estado de
oxidación +4 se encuentra en unos pocos compuestos y también en algunos procesos
enzimáticos.
§ Varios
compuestos de hierro exhiben estados de oxidación extraños, como el
tetracarbonilferrato disódico.,[6]
Na2[Fe(CO)4], que atendiendo
a su fórmula empírica el hierro posee estado de oxidación -2 (el monóxido de
carbono que aparece como ligando no posee carga), que surge de la reacción del
pentacarbonilhierro con sodio.
§ El
Fe3C se conoce como cementita,
que contiene un 6,67 % en carbono, al hierro α se le conoce como ferrita, y
a la mezcla de ferrita y cementita, perlita o ledeburita dependiendo
del contenido en carbono. La austenita es
una solución sólida intersticial de carbono en hierro γ (Gamma).
Metabolismo del hierro
Aunque solo existe en pequeñas cantidades en
los seres vivos, el hierro ha asumido un papel vital en el crecimiento y en la
supervivencia de los mismos y es necesario no solo para lograr una adecuada
oxigenación tisular sino también para el metabolismo de
la mayor parte de las células.
En la actualidad con un incremento en
el oxígeno atmosférico el hierro se encuentra en
el medio ambiente casi exclusivamente en forma oxidada (ó ferrica Fe3+) y en esta forma es poco utilizable.
En
los adultos sanos el hierro corporal total es de unos 2 a 4 gramos (2,5 gramos
en 71 kg de peso en la mujer ó 35 mg/kg) (a 4 gramos en 80 kg o
50 mg/kg en los varones). Se encuentra distribuido en dos formas:
70 %
como hierro funcional (2,8 de 4 gramos):
§ Tisular:
mioglobinas (4 %).
Estas son enzimas esenciales para la función
de las mitocondrias y que controlan la oxidación
intracelular (citocromos, oxidasas del citrocromo, catalasas, peroxidasas).
Transferrina (0,1 %),
la cual se encuentra normalmente saturada en 1/3 con hierro.
La
mayor atención con relación a este tipo de hierro se ha enfocado hacia el
eritrón, ya que su estatus de hierro puede ser fácilmente medible y constituye
la principal fracción del hierro corporal.
30 %
como hierro de depósito (1 g):
Estudios recientes de disponibilidad del
hierro de los alimentos han demostrado que el hierro del hem es bien absorbido,
pero el hierro no hem se absorbe en general muy pobremente y este último, es el
hierro que predomina en la dieta de gran cantidad de gente en el mundo.[cita requerida]
Hem:
Como hemoglobina y mioglobina, presente principalmente en la carne y derivados.
La
absorción del hierro hem no es afectada por ningún factor; ni dietético, ni de
secreción gastrointestinal. Se absorbe tal cual dentro del anillo porfirínico.
El hierro es liberado dentro de las células de la mucosa por la HEM oxigenasa,
enzima que abunda en las células intestinales del duodeno.
La absorción del hierro
se encuentra afectada por una gran cantidad de
factores dietéticos y de secreción gastrointestinal que se analizarán
posteriormente.
El
hierro procedente de la dieta, especialmente el "no hem", es hierro
férrico y debe ser convertido en hierro ferroso a nivel gástrico antes que
ocurra su absorción en esta forma (hierro ferroso) a nivel duodenal
principalmente.
Otros
factores, independientes de la dieta que pueden influir en la absorción del
hierro son:
§ El
tamaño del depósito de hierro que indica el estado de reserva de hierro de un
individuo. Este es el principal mecanismo de control. Se encuentra influenciado
por los depósitos de hierro y por lo tanto, por las necesidades corporales.
Así, reservas aumentadas de hierro disminuyen su absorción. En este punto el
factor más importante que influye en la absorción del hierro es el contenido de
hierro en las células de la mucosa intestinal (ferritina local). Es el llamado
“Bloqueo mucoso de Granick”.
§ La eritropoyesis en
la médula ósea: que es un estado dinámico de consumo o no de hierro corporal.
Así, decae la absorción del hierro cuando disminuye la eritropoyesis.
La absorción del hierro en forma ferrosa
tiene lugar en el duodeno y en el yeyuno superior,
y requiere de un mecanismo activo que necesita energía. El hierro se une
a glucoproteínas de superficie (o receptores específicos
de la mucosa intestinal para el hierro), situadas en el borde en cepillo de las
células intestinales. Luego se dirige al retículo endoplasmático rugoso y a los
ribosomas libres (donde forma ferritina) y posteriormente a los vasos de la
lámina propia.
Como
puede deducirse, la absorción del hierro es regulada por la mucosa intestinal,
lo que impide que reservas excesivas de hierro se acumulen. La absorción del
hierro depende también de la cantidad de esta proteína.
El
hierro se encuentra en prácticamente todos los seres vivos y cumple numerosas y
variadas funciones.
§ Hay
distintas proteínas que
contienen el grupo hemo, que consiste en el ligando porfirina con
un átomo de hierro. Algunos ejemplos:
·
Los citocromos;
los citocromos c catalizan la reducción de oxígeno a agua. Los citocromos P450
catalizan la oxidación de compuestos hidrofóbicos, como fármacos o drogas, para
que puedan ser excretados, y participan en la síntesis de distintas moléculas.
§
Las
proteínas de hierro/azufre (Fe/S) participan en procesos de transferencia de
electrones.
§ También
se puede encontrar proteínas en donde átomos de hierro se enlazan entre sí a
través de enlaces puente de oxígeno. Se denominan proteínas Fe-O-Fe. Algunos
ejemplos:
·
Las bacterias metanotróficas,
que emplean el metano, CH4, como fuente de
energía y de carbono, usan proteínas de este tipo, llamadas monooxigenasas,
para catalizar la oxidación de este metano.
Los animales para transportar el hierro
dentro del cuerpo emplean unas proteínas llamadas transferrinas.
Para almacenarlo, emplean la ferritina y
la hemosiderina. El hierro entra en el organismo al ser
absorbido en el intestino delgado y es transportado o almacenado por esas
proteínas. La mayor parte del hierro se reutiliza y muy poco se excreta.
Tanto el exceso como el defecto de hierro,
pueden provocar problemas en el organismo. El envenamiento por hierro ocurre
debido a la ingesta exagerada de esté (como suplemento en el tratamiento
de anemias).
La hemocromatosis corresponde
a una enfermedad de origen genético, en la cual ocurre una excesiva absorción
del hierro, el cual se deposita en el hígado,
causando disfunción de éste y eventualmente llegando a la cirrosis hepática.
En
las transfusiones de sangre, se emplean ligandos que forman con el hierro
complejos de una alta estabilidad para evitar que quede demasiado hierro libre.
Isótopos
El hierro tiene cuatro isótopos estables naturales: 54Fe, 56Fe, 57Fe y 58Fe, Las
abundancias relativas en las que se encuentran en la naturaleza son de
aproximadamente: 54Fe
(5,8 %), 56Fe (91,7 %), 57Fe (2,2 %) y 58Fe
(0,3 %).
Precauciones
La siderosis es el depósito de hierro en los
tejidos. El hierro en exceso es tóxico. El hierro reacciona con peróxido y
produce radicales libres; la reacción más importante es:
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH•
Cuando
el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales, los mecanismos
antioxidantes del organismo pueden controlar este proceso.
La
dosis letal de hierro en un niño de 2 años es de unos 3.1 g puede provocar un
envenenamiento importante. El hierro en exceso se acumula en el hígado y
provoca daños en este órgano.
Metabolismo humano del hierro
El hierro es un oligoelemento esencial
para asegurar la supervivencia de casi todos los organismos vivientes. Su
participación en los grupos
hemo y las proteínas hierro-azufre lo
involucra en funciones muy diversas al tiempo que fundamentales: transporte
de oxígeno, replicación de ADN, metabolismo energético
y respiración celular.[1]
El hierro es un bioelemento necesario,
pero potencialmente tóxico, dada su facilidad para intercambiar electrones con
diversos sustratos originando especies reactivas de oxígeno según
la reacción de Fenton.
Esto genera estrés oxidativo, peroxidacion lipídica y
daño del ADN lo que finalmente puede concluir en una muerte celular anticipada.[1]
Por lo indicado en los párrafos precedentes
se comprende que el metabolismo del hierro requiere de una regulación adecuada
y muy fina para el mantenimiento de la salud humana. En hematología se
estudia el metabolismo sistémico del hierro porque es esencial para los glóbulos rojos,
donde se contiene la mayor parte del hierro del cuerpo humano. La comprensión
del metabolismo del hierro también es importante para el estudio de las
enfermedades relacionadas con su exceso (por ejemplo, la hemocromatosis hereditaria) o
su deficiencia (anemia por deficiencia de hierro).
Almacenamiento
El
hierro es el elemento traza más abundante en el organismo animal e igualmente
en el ser humano.
El contenido de hierro corporal total en un
individuo sano se mantiene entre 40 a 50 miligramos por kilo de peso corporal,
o bien entre 3 y 5 gramos totales, gracias a un estricto control en su
absorción, movilización, almacenamiento y reciclaje.[1][2][3][4][5][6]
El
hierro presente en los distintos compartimientos corporales se puede agrupar en
dos categorías:
§ El
hierro asociado al grupo hemo que
se encuentra en la hemoglobina de
los eritrocitos (60 a 70%, es decir, entre dos y tres
gramos); en la mioglobina de los músculos (10%,
o alrededor de 300 microgramos); y en diversas enzimas, como catalasas, peroxidasas y citocromos.[2][3][4][5]
§ El
hierro no asociado al grupo hemo que se encuentra en macrófagos ubicados en
el bazo,
el hígado y
la médula ósea(alrededor de 600 microgramos)
Hierro inorgánico
En el estómago parte de las sales
férricas se reducen a ferrosas debido al bajo pH gástrico y a la acción de la vitamina C que favorece
esta reacción. Del estómago el hierro ingerido pasa al duodeno donde las sales
férricas restantes son transformadas en sales ferrosas por las enzimas DcytB, que son ferrorreductasas. Todo el hierro inorgánico ha de
ser convertido en Fe (II) porque el intestino delgado es capaz de absorber las
sales ferrosas pero no las férricas. El Fe (II) ingresa en el enterocito
mediante la proteína transportadora DMT1, encargada también del transporte de
otros metales como zinc, cobre y cobalto. De todo el hierro
inorgánico ingerido en la dieta solo cerca del 2% se absorbe.
Hierro orgánico
Los grupos hemo son
incorporados al interior celular mediante una proteína transportadora. Dentro
del enterocito el grupo hemo se destruye y el Fe (II) contenido en éste se
libera.
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