鉄イオンについて

植物性食品に含まれる「鉄」は3価鉄で吸収が悪いと言われていますが、では①植物の中では「鉄」はどんな形で存在してるのでしょうか?3価のイオンで存在してるのでしょうか?
またネットで調べると植物は2価の鉄イオンを必要としていると書かれていますが、ということは植物中には3価鉄ではなく2価鉄で存在してるのではないかと思うのですが如何でしょうか?

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  • 13歳以上
  • 登録:2015/02/08 16:20:26
  • 終了:2015/02/12 14:54:24

ベストアンサー

id:NazeNani No.2

なぜなに回答回数1615ベストアンサー獲得回数2762015/02/09 04:00:29

ポイント100pt

植物は、細胞にとって危険な活性酸素が生じないように、
遊離の鉄イオンではなく、ファイトフェリチンなどに結合した形で
細胞内に鉄を蓄えています。詳細はこちらが参考になるでしょうか。:
http://jspp.org/hiroba/q_and_a/detail.html?id=2177

しかし、鉄イオン、とくに2価の鉄イオン、Fe(II)、が細胞内にあると、次の反応で過酸化水素(H2O2)から、活性酸素の内で最も反応性の高いヒドロキシル・ラジカル(OH)が生じます。H2O2と同時に発生するO2- (スーパーオキシド)がFe(III)からFe(II)を再生し、この反応によってH2O2からOHが連続的に生成するようになります。
H2O2 + Fe(II)  OH + OH- + Fe(III)
Fe(III) + O2-   Fe (II) + O2
OHは細胞内の成分を無差別に酸化し、細胞障害を引き起こすため、細胞内に遊離の鉄イオンが存在することは植物にとって非常に危険です。(動物にとっても同様で、ヒトでも鉄過剰症が知られています。)そのため、根から吸収した鉄イオンはファイトフェリチンとよばれるタンパク質(分子量;約44万)に結合した形で細胞内に蓄えられています。

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id:NazeNani

①土壌が乾燥したりして2価鉄が酸化されると3価鉄になってしまう為、
土壌に両方存在する様ですが、あまりアルカリ性に偏った土壌では
植物は育たなくなってしまいます。先のリンクでは、特に細胞を傷つける
2価鉄の方が問題なので、ファイトフェリチンと結合して無害化されて
植物の細胞内に蓄えられているという話でしたが、厳密には土壌から取り込んだ
2価鉄と3価鉄の両方が、蛋白質に結合した形で蓄えられているようです。
しかし一般的には植物内には3価鉄の形で存在することが多いと聞いています。
ヘム鉄と非ヘム鉄:http://www.hinketu.sakura.ne.jp/i-3.html

②肉や魚のミオグロビンやヘモグロビン由来のポルフィリンと結合した
ヘム鉄は比較すると2~3倍人間の体内での吸収率が高いですが、
植物に含まれる非ヘム鉄は、野菜などに一緒に含まれることの多い
ビタミンCと一緒に摂ると水溶性が高く吸収率の良い2価鉄に還元されますが、
玄米などの全粒穀物に含まれるフィチン酸、お茶や野菜類に含まれる
ポリフェノールなどが非ヘム鉄の吸収を阻害するそうです。:
http://ja.wikipedia.org/wiki/鉄#.E9.89.84.E5.88.86.E3.81.AE.E5.90.B8.E5.8F.8E

2015/02/09 09:37:55
id:koko24

どうもありがとうございました。
とても参考になりました。

2015/02/12 14:54:11

その他の回答(1件)

id:rafting No.1

ラフティング回答回数2652ベストアンサー獲得回数1762015/02/08 19:15:58

土壌中の難溶性の鉄を吸収して利用するために植物は大きく分けて2つの鉄獲得機構を進化的に発達させてきた。
       還元戦略 と
       キレート戦略 である。
 イネ科以外の植物は、3価の鉄を2価鉄イオンに還元して可溶化して吸収する還元戦略をとる。
 これに対して、イネ、ムギ、トウモロコシなど、主要な穀物が属するイネ科の植物は、キレート物質であるムギネ酸類を根から分泌して、土壌中の3価鉄を水に溶けやすいキレート化合物にして「3価鉄・ムギネ酸類」のままで吸収するキレート戦略をとっている。
http://nobukawa.exblog.jp/13137695より

id:koko24

折角ですが、そのHPを見て質問してるのですが、、、

2015/02/08 19:21:21
id:NazeNani No.2

なぜなに回答回数1615ベストアンサー獲得回数2762015/02/09 04:00:29ここでベストアンサー

ポイント100pt

植物は、細胞にとって危険な活性酸素が生じないように、
遊離の鉄イオンではなく、ファイトフェリチンなどに結合した形で
細胞内に鉄を蓄えています。詳細はこちらが参考になるでしょうか。:
http://jspp.org/hiroba/q_and_a/detail.html?id=2177

しかし、鉄イオン、とくに2価の鉄イオン、Fe(II)、が細胞内にあると、次の反応で過酸化水素(H2O2)から、活性酸素の内で最も反応性の高いヒドロキシル・ラジカル(OH)が生じます。H2O2と同時に発生するO2- (スーパーオキシド)がFe(III)からFe(II)を再生し、この反応によってH2O2からOHが連続的に生成するようになります。
H2O2 + Fe(II)  OH + OH- + Fe(III)
Fe(III) + O2-   Fe (II) + O2
OHは細胞内の成分を無差別に酸化し、細胞障害を引き起こすため、細胞内に遊離の鉄イオンが存在することは植物にとって非常に危険です。(動物にとっても同様で、ヒトでも鉄過剰症が知られています。)そのため、根から吸収した鉄イオンはファイトフェリチンとよばれるタンパク質(分子量;約44万)に結合した形で細胞内に蓄えられています。

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id:NazeNani

①土壌が乾燥したりして2価鉄が酸化されると3価鉄になってしまう為、
土壌に両方存在する様ですが、あまりアルカリ性に偏った土壌では
植物は育たなくなってしまいます。先のリンクでは、特に細胞を傷つける
2価鉄の方が問題なので、ファイトフェリチンと結合して無害化されて
植物の細胞内に蓄えられているという話でしたが、厳密には土壌から取り込んだ
2価鉄と3価鉄の両方が、蛋白質に結合した形で蓄えられているようです。
しかし一般的には植物内には3価鉄の形で存在することが多いと聞いています。
ヘム鉄と非ヘム鉄:http://www.hinketu.sakura.ne.jp/i-3.html

②肉や魚のミオグロビンやヘモグロビン由来のポルフィリンと結合した
ヘム鉄は比較すると2~3倍人間の体内での吸収率が高いですが、
植物に含まれる非ヘム鉄は、野菜などに一緒に含まれることの多い
ビタミンCと一緒に摂ると水溶性が高く吸収率の良い2価鉄に還元されますが、
玄米などの全粒穀物に含まれるフィチン酸、お茶や野菜類に含まれる
ポリフェノールなどが非ヘム鉄の吸収を阻害するそうです。:
http://ja.wikipedia.org/wiki/鉄#.E9.89.84.E5.88.86.E3.81.AE.E5.90.B8.E5.8F.8E

2015/02/09 09:37:55
id:koko24

どうもありがとうございました。
とても参考になりました。

2015/02/12 14:54:11
  • id:grape2

    ・植物は、二価鉄を使って生体中で触媒反応を行う。
    ・植物は、不要な鉄は貯蔵する。
     (植物に多く含まれると言われる三価鉄のもとは、
      この貯蔵された鉄でしょうか?)

    ということらしいですね。
    (正しいことは、私には分かりませんが)

    --------------
    http://www.nodai.ac.jp/journal/research/higuchi/060102.html

    鉄は地球上で4番目に多く存在する元素であり、また多様な酸化還元状態になりうる遷移金属で、生体中で触媒反応を行うのに好都合であるため、地球上の生物が鉄に依存するようになったのは当然であったのだろう。

    しかし、鉄は豊富に存在するにもかかわらず、生物が必要量の鉄を確保するのはそれほど容易ではない。酸素の多い条件では三価鉄として存在するが、これは速やかに難溶性のいわゆる鉄錆になり、生物は吸収・利用することができなくなる。

    鉄は、細胞にとって望ましくない反応も触媒してしまう。細胞にとって生理的に活性な二価鉄は過酸化水素と反応してラジカルを発生させ、細胞に酸化ストレスを引き起こす。
    そのため鉄欠乏症の反対の鉄過剰症も問題になる。

    酸素の少ない水田土壌では二価鉄が過剰になるとイネの葉に酸化ストレスによる褐色斑が現れる。つまり生物は鉄を積極的に吸収する機構と同時に体内の鉄の濃度やその化学形態を調節する機構も持っていなければならない。

    植物の鉄代謝は、①土壌中の鉄を根で吸収する、②維管束を通じて鉄を根から地上部へ移行させる、③細胞内で鉄を分配し余った分は貯蔵する、と大きく分けて考えることが出来る。

    先に、酸素の多い条件では鉄は速やかに難溶性になり生物は利用できなくなると書いたが、これは生体内でも常に起こっている。実際、鉄欠乏症状を示している植物の鉄含量を測定してみると、鉄含量はそれほど低くない、という結果がしばしば得られる。つまり植物体内で一度貯蔵された鉄はあまりリサイクルされることなく、植物は常に新たに根から吸収した鉄を必要としているということになる。
  • id:miharaseihyou
    Feの電荷はエネルギー準位や温度などで微妙に変化するからね。
    純粋なFeOを作るのはかなり難しいそうだ。

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