食物中の Fe3+ が胃酸によって Fe2+ になって、腸管から吸収されるとのことですが、これはどういった化学反応によるものなのでしょうか?
具体的な化学反応式をご教授いただけたら幸いです。
よろしくお願いいたします。

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A 回答 (4件)

胃酸はかなり強力な酸ですが (本体は塩酸),酸化力はありません.というか,酸と酸化は無関係です.


「胃酸によって Fe2+ になる」というのは,その部分だけ見ればまったく意味不明です.上述のように胃酸の酸としての本体は塩酸ですが,塩酸によって Fe3+ が Fe2+ に還元されることも,逆に Fe2+ が Fe3+ に酸化されることもありません.
胃酸の関与が考えられるとすれば,こんな形でしょうか?
Fe3+ は中性環境下ではイオンとして溶存できません.不溶性の水酸化物等になってしまいます.強酸性下でまず Fe3+ の状態で胃液中に溶け出し,それが他の食物中のアスコルビン酸 (ビタミンC) 等によって Fe2+ に還元される,と.Fe2+ になってしまえば強酸性でなくても溶存できるので,この状態で鉄タンパクに取り込まれるというのはありそうです.
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この回答へのお礼

胃酸がないとFe3+が溶存できないのですね.
逆に,最初からFe2+の鉄剤であれば,胃酸の関与がなくても吸収できるという理屈も成立します.
本当に参考になりました.ありがとうございました.

お礼日時:2008/02/02 00:07

ANo.2であります。


>胃切除後に鉄欠乏性貧血
この症状3~5年後に起こり、原因のひとつは胃から分泌されるB12吸収に欠かせない内因子が不足し、その結果赤血球が作られなくなってしまいます。もちろん、肝臓などに大量に貯蔵されている鉄が供給無しに消費されるだけですから鉄欠乏症となるのは仰るとおりです。

ANo.3の繰り返しになりますが、塩酸には酸化還元能力がありませんから、Fe3+にしろFe2+にしろイオンの形にしてあげるのが重要な役目だと思います。胃液が分解を助けるのは教科書に書いてあるとおりですが、胃酸、胃粘膜、ペプシノーゲン、ペプシンにも還元能力がありませんので「胃酸がなくなるために、Fe3+をFe2+にできなくなり」の記述は、いつからそう書かれていたのか、十二指腸上皮からの吸収メカニズムがいつからわかったのか、このあたりを調べると「昔はそう理解されていたけれど、近年違うことがわかった」と言えるかも知れません。鉄の代謝自身もまだまだ不明な点があるようですし。

また、鉄の吸収を助けるためにビタミンCを一緒に飲むことや、鉄製剤は最初からFe2+の形であることからも胃液に還元力が無い傍証になるのではないかと思います。

今でも「鉄製剤はお茶と飲むといけない」と書いてあるものを目にしますが、『鉄欠乏症の方は』お茶と飲もうがお水で飲もうが吸収に差異がないと分かっています。もしかしたら、この話のように昔はそう言われていただけのことなのかも知れませんね。
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この回答へのお礼

なるほど,胃酸自体には還元能力はないのですね.
ただ,教科書には「胃酸がなくなるために、Fe3+をFe2+にできなくなり」という記載がなされていて,矛盾を感じていました.
ありがとうございました.

お礼日時:2008/02/02 00:06

「Fe3+は鉄還元酵素Dcytbにより還元され2価金属輸送タンパク質DMT1を通り上皮細胞内に取り込まれる。

DMT1はFe2+のみを透過し、Fe3+は透過しない」

質問とは関係ないのですが、「鉄代謝の大きな特徴は積極的に鉄を排出する経路が存在しない点にある」「鉄は欠乏と過剰負荷の両方が細胞死を招き個体レベルでの障害の誘因」だそうです。

日本臨床免疫学会会誌 Vol. 28 (2005) , No. 6 pp.372-380
菱川 恭子, 岩井 一宏 大阪市立大学・大学院医学研究科分子制御分野

なんでも摂りすぎは良くないのは常識ですが、鉄が尿から積極的に排出されないとは知らなかった。

鉄還元酵素自身は、ANo.1にある通り、回り回ってビタミンC、E(EはCで元に戻せる)やらの還元物質で元に戻るんでしょうね、きっと。

参考URL:http://www.jstage.jst.go.jp/article/jsci/28/6/28 …

この回答への補足

よく、胃切除後に鉄欠乏性貧血をきたすと言いますが、それは胃酸がなくなるために、Fe3+をFe2+にできなくなり腸から吸収されない、のが理由だと、教科書に書かれています。
そうすると、鉄還元反応には胃酸が関与していると言うことになりますが、胃酸ってその名の通り、強力な酸化剤ではないのでしょうか?
そこの矛盾がよくわからなくて、この質問をしました。
よろしくお願いいたします。

補足日時:2008/01/05 22:34
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http://1st-vitamins.seesaa.net/archives/200611-1 …

2価鉄のほうがやや吸収がいいです。鉄分と同時にビタミンCや乳酸をとり、酸化を防ぎながら食べましょう。

だそうです。
ですので、何にもしないで鉄が還元されるのではないそうです。
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例えば、水素イオンだったらH+しかありませんよね。電子を一つ外に出した方が安定だから。

でも、鉄イオンにFe2+とFe3+があるじゃないですか!!

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仮に安定状態にかかわらずイオンになれるんだとすれば、Fe+~Fe10+とかいくらでもありそうな気がするのです。でも、鉄の場合はFe2+とFe3+くらいしか聞かないですし、水素の場合のH2+も聞きません。どうしてでしょう(-_-;

Aベストアンサー

イオン化エネルギー(単位はkJ/mol)

H  1312

Na 495  4562  6911
Mg 737  1476  7732

K  419  3051  4410
Ca 589  1145  4910

He  2373  5259
Ne  2080  3952
Ar  1520  2665 

1.不活性元素(希ガス)の電子配置から先に行くのは難しいのが分かります。
  Na^2+は存在しないだろうというのはエネルギー的な判断として可能です。

2.Ca^2+を実現するために必要なエネルギーはNa^+を実現するために必要なエネルギーよりも2倍以上大きいです。でもCa^2+は安定に存在します。これはイオン化エネルギーの大きさだけでは判断できない事です。
CaOとNaClは結晶構造が同じです。融点を比べると結合の強さの違いが分かります。
NaCl 801℃   CaO  2572℃

CaOの方が格段に結合が強いことが分かります。
結合が強いというのを安定な構造ができていると考えてもいいはずです。
NaClは(+)、(-)の間の引力です。CaOは(2+)、(2-)の間の引力です。これで4倍の違いが出てきます。イオン間距離も問題になります。Ca^+には最外殻のs軌道に電子が1つ残っていますからCa^2+よりも大きいです。荷電数が大きくてサイズの小さいイオンができる方が静電エネルギーでの安定化には有利なのです。
Fe(OH)2よりもFe(OH)3の方が溶解度が格段に小さいというのも2+、3+という電荷の大きさの違いが効いてきています。サイズも小さくなっています。

イオンは単独では存在しません。必ず対のイオンと共に存在しています。
水和されていると書いておられる回答もありますが対のイオンの存在によって安定化されるというのが先です。
水溶液の中であっても正イオンだけとか負イオンだけとかでは存在できません。水和された正イオンと水和された陰イオンとが同数あります。水和された負イオンの周りは水和された正イオンが取り囲んでいます。液体の中にありますからかなり乱れた構造になっていますが正負のイオンが同数あって互いに反対符号のイオンの周りに分布しているという特徴は維持されています。

3.d軌道に電子が不完全に入っている元素を遷移元素と呼んでいます。
  「遷移」というのは性質がダラダラと変わるということから来た言葉です。普通は族番号が変われば性質が大きく変わります。周期表で横にある元素とは性質が異なるが縦に並んでいる元素とは性質が似ているというのが元素を「周期表の形にまとめてみよう」という考えの出発点でした。だから3属から11族を1つにまとめて考えるという事も出てくるのです。
 性質が似ているというのは電子の配置に理由があるはずです。電子は最外殻のsに先に入って後からdに入ります。エネルギーの逆転が起こっていますが違いは小さいものです。まず外の枠組み(s軌道)が決まっている、違いは内部(d軌道)の電子の入り方だけだというところからダラダラ性質が変わるというのが出てきます。M^2+のイオンがすべて存在するというのもここから出てきます。11族の元素に1+が出てくるのは内部のd軌道を満杯にしてs軌道電子が1つになるというからのことでしょう。これは#7に書かれています。でもそれがなぜ言えるのかはさらに別の理由が必要でしょう。
 s軌道の電子が飛び出してイオンができたとすると残るのはd軌道の電子です。イオンのサイズがあまり変わらないというのはここから出てきます。
 イオンの価数の種類が1つではないというのも遷移元素の特徴です。エネルギーにあまり大きな違いのないところでの電子の出入りだという捉え方でもかまわないと思います。イオン単独で考えているのではなくてイオンが置かれている環境の中で考えています。イオン化エネルギーの大小だけではありません。
 色が付いている化合物が多いというのもエネルギー的にあまり大きな違いのない電子配置がいくつか存在する、そのエネルギー状態は周囲の環境によって割合と簡単に変化するという事を表しています。普通なら電子遷移は紫外線の領域です。可視光の領域に吸収が出るのですから差の小さいエネルギー準位があるという事です。この色が周りに何があるかによって変化するというのも、変動しやすいエネルギー順位があるという証拠になるのではないでしょうか。酸化銅、硫酸銅、塩化銅、硝酸銅、結晶の色は異なります。水和された銅イオン、アンモニアが配意した銅イオンもはっきりとした色の違いがあります。

4.今考えているイオンの電荷は実電荷です。酸化数は実電荷に対応しているとは限りません。
 単原子イオンの酸化数はイオンの価数そのままですが、単原子イオンではない、分子中の原子、または多原子イオンの中の原子の酸化数は形式的に電荷を割り振ったものです。イオンでないものであってもイオンであるかのように見なしているのです。「Cr^(6+)」が存在するなんて書かれると「????」となってしまいます。Cr2O3の融点が2436℃、CrO3の融点が196℃であるという数字から考えるとCrO3はイオン性ではありません。無水クロム酸とも言われていますがCrO4^2-の中の結合と同じであろうと考えられます。
 CO2はC^(4+)1つとO^(2-)2つが結合したものと教えている中学校があるように聞いていますが困ったことです。「硫酸の中の硫黄の原子価は6+である」と書いてある危険物のテキストもあります。酸化数と原子価の混同はかなり広く見られることのようです。Cr^6+ という表現はそれと同列のことですから堂々と回答に書かれては困ることです。

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物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

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 もうひとつ言っておくと、L体の糖やD体のアミノ酸もちゃんと存在します。血液型を決める多糖の構成成分にはL-フコースがあり、哺乳動物の脳にはD-セリンとD-アスパラギン酸が存在し、脳の高次機能に関係しているのではないかと考えられています。

Qなぜ、肝硬変でグロブリンの値があがるのですか。

肝硬変では、アルブミンというたんぱく質は低下しますが、グロブリンというたんぱく質は増えると聞きました。
それがどうしてなのか、知りたいのですが、どなたかご存知の方教えてくださいませんか。 

Aベストアンサー

まず、グロブリンについてですが。
4種あるグロブリンのうち、肝硬変で増加するのはγグロブリンといい、免疫グロブリンともいいます。
これはリンパ球などで作られます。

肝硬変というのは、元は肝臓の炎症(=ウイルスや菌に侵されている)です。
グロブリンは「免疫」ですから、肝臓内のウイルスを破壊しようとしてどんどん生産され、つまり増加するわけです。

次に、アルブミンの方についてですが。
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Qヘモグロビン中の鉄イオンについて

大学の授業で、
ヘモグロビン中の鉄IIイオンは酸素とゆるく結合して
酸化されることはないと習いました。
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あまり頭が良くないので誰かわかりやすく教えて下さい。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

鉄を酸化するということは一方で酸素を還元しなければなりません。つまり酸素を還元するためのプロトン源が必要になります。
鉄の塩では、水中にたくさんのプロトンがありますから酸素は常に活性化されており容易に酸化還元が進行します。

さてここから説明をするには少し高度な知識が必要になってしまいますが、
まず多くのヘム系酵素の金属中心の周りには4配位のポルフィリンという平面配位子がついています。
またそのポルフィリン平面の軸方向にはヒスチジン(又はシステイン)というアミノ酸のイミダゾールが配位しています。

このためヘモグロビン、(ミオグロビン)のイミダゾールのNが鉄に対して電子を供与しているため、その反対側のO2が配位すべき空軌道の広がりが小さく、これが「ヘモグロビン中の鉄IIイオンは酸素とゆるく結合している」原因です。
わざわざなぜこんなことしているかというと、反応終了後の酵素上にいつまでも酸素の残存物が残っていても困るからです。

一方で酸素が配位する側の空間の近くには、遠位のヒスチジンがあります。この遠位のヒスチジンは鉄に配位こそしていないものの、酸素が鉄に配位した際にその酸素にプロトンを供給し酸素を活性化すると言う大事な役目を担っています。
これはミオグロビンの他ペルオキシダーゼやP450などの一般的なヘム系酵素にも通用する酸化還元活性機構なのですが、問題はミオグロビンではこの遠位のヒスチジンが、酸化還元活性の高いにペルオキシダーゼやP450に比べ、配位後の酸素分子に近づきすぎるのです。
このため酸化還元活性をあげるのではなく、鉄と酸素分子がいつまでもただ配位している状態を安定化させる方向に働いてしまい(この理由は双極子モーメントなどを考える必要がありここでは割愛します。)、十分な活性を得られないのです。

同じような構造を持った酵素でありながら、このようなたった少しの構造の違いによって巧みに働きを変えているのですから、すごいものですよね。

近年はミオグロビンタイプのヘム鉄ミュータントで酸化還元をする試みもあり、その第一人者のページの研究リンクをつけ加えときます。
内容が少々高度ですが。
ttp://bioinorg.chem.nagoya-u.ac.jp/jp/myoglobin.pdf

長々とごめんなさい。

鉄を酸化するということは一方で酸素を還元しなければなりません。つまり酸素を還元するためのプロトン源が必要になります。
鉄の塩では、水中にたくさんのプロトンがありますから酸素は常に活性化されており容易に酸化還元が進行します。

さてここから説明をするには少し高度な知識が必要になってしまいますが、
まず多くのヘム系酵素の金属中心の周りには4配位のポルフィリンという平面配位子がついています。
またそのポルフィリン平面の軸方向にはヒスチジン(又はシステイン)というアミノ酸のイミダゾー...続きを読む

Q塩酸に鉄を入れて溶けていくと液の色が緑色になるのは?

小学校で「水溶液の性質」という単元の学習があります。塩酸がアルミニウムや鉄を溶かすことは理解させることができたのですが、鉄を溶かすことを理解させるために前日から鉄をつけておくと塩酸の液の色が緑色に変色しますよね。子どもから「なぜ緑色になるのですか?」という質問があり、答えに窮してしまいました。どなたかその理由を教えていただけないでしょうか?お願いします。

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鉄は水に溶けている時はイオンとして存在します。
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QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

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w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
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Q鉄の溶解時のFe2+ /Fe3+ の発生について

鉄が溶け出した時の化学式をよく見るのですが、Fe2+ だったりFe3+だったり、その関係が分かりません。安定性という事で調べてみましたが相対的なものらしく、仮に下記の反応の場合はFe2+ or Fe3+の
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(3)鉄の正リン酸への溶解

抽象的な質問かもしれませんが、お詳しい方いましたらご回答をお願い致します。

Aベストアンサー

酸素の存在下と水素の存在下で結果が異なると思います。
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存在すればFe2+になることが多いと思います。

(1)では、鉄は非常にゆっくりと溶解します。
 ここで、水中の酸素により酸化されるので、生成物の大半は
 Fe(OH)3となるでしょう。

(2)では以下の反応式になります。
 Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
水素が同時に発生しているので還元されてFe2+が生成します。
このとき、空気中のO2により酸化されるFe2+も生じますが、
早い反応なので無視できる量になります。

(3)たぶん、以下の式になるのではないでしょうか?
 3Fe + 2H3PO4 → Fe3(PO4)2 + 3H2
これも水素を発生すると思うのですが、反応がゆるやかなため、
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Qフィッシャー比の意味、使い方を教えてください!

点滴時に使うアミノ酸輸液なんですが、添付文章に
「フィッシャー比」
が書いてあります。これってどんな意味があるのですか?


フィッシャー比=分岐鎖アミノ酸/芳香族アミノ酸 のモル比
↑これはわかるのですが、だから??という感じです。


医療関係者の方、どなたか教えてください。

また、このような疑問を調べるのにおすすめの本がありましたら教えてください。

Aベストアンサー

バリン、ロイシン、イソロイシンといった分枝鎖アミノ酸(BCAA)は、
肝傷害の時に合成阻害と、アンモニアの解毒のために筋肉で利用され
低下していきます。
しかし、フェニルアラニン、チロシンといった芳香族アミノ酸(AAA)は、
主として肝で代謝されるのですが、肝疾患の時には肝細胞傷害や門脈
大循環短絡(食道静脈瘤など)により肝では代謝なくなり血中濃度は
上昇します。
つまり肝傷害が進むほど両者のモル比(Fischer比=BCAA/AAA)は低下
していく訳です。

参考URL:http://www.mbcl.co.jp/database/main.asp?strField=01&strFieldCode=0755


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