Fakta o železe

Železo je základním stavebním prvkem oceli, vyživuje rostliny a pomáhá přenášet kyslík v krvi.

Železo je křehká a tvrdá látka, která je v periodické tabulce prvků zařazena do 8. skupiny kovů. Je nejrozšířenějším ze všech kovů, jeho čistá forma však vystavením vlhkému vzduchu a vysokým teplotám rychle koroduje. Železo je také čtvrtým hmotnostně nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře a předpokládá se, že velká část zemského jádra je tvořena železem. Kromě toho, že se běžně vyskytuje na Zemi, je podle Národní laboratoře Los Alamos hojně zastoupeno i ve Slunci a ve hvězdách. Podle Jeffersonovy laboratoře má železo zásadní význam pro přežití živých organismů. V rostlinách hraje roli při tvorbě chlorofylu. U živočichů je součástí hemoglobinu – bílkoviny v krvi, která přenáší kyslík z plic do tkání v těle.

Podle Královské chemické společnosti tvoří železo devadesát procent všech kovů, které se v dnešní době rafinují. Většina z něj se používá k výrobě oceli – slitiny železa a uhlíku – která se zase používá ve výrobě a stavebnictví, například k výrobě železobetonu. Nerezová ocel, která obsahuje nejméně 10,5 % chromu, je vysoce odolná proti korozi. Používá se v kuchyňských příborech, spotřebičích a nádobí, jako jsou nerezové pánve a rendlíky. Přidáním dalších prvků může ocel získat další užitečné vlastnosti. Například nikl zvyšuje její trvanlivost a činí ji odolnější vůči teplu a kyselinám; mangan ji činí odolnější, zatímco wolfram jí podle Jeffersonovy laboratoře pomáhá udržet tvrdost při vysokých teplotách.

Jen fakta

• Atomové číslo (počet protonů v jádře): 26
• Atomová značka (v periodické tabulce prvků): Fe
• Atomová hmotnost (průměrná hmotnost atomu): 55,845
• Hustota: 7,874 gramů na centimetr krychlový
• Fáze při pokojové teplotě:
• Teplota tání: 2 800,4 stupňů Fahrenheita (1 538 stupňů Celsia)
• Teplota varu: 5 181,8 F (2 861 C)
• Počet izotopů (atomy téhož prvku s různým počtem neutronů): (Stabilní izotopy: 4
• Nejčastější izotopy: (přirozený výskyt: 91,754 %)

Historie a vlastnosti železa

Archeologové odhadují, že lidé používají železo již více než 5 000 let, podle Jeffersonovy laboratoře. Ve skutečnosti se ukazuje, že některé z nejstarších lidem známých druhů železa doslova spadly z nebe. Ve studii publikované v roce 2013 v časopise Journal of Archeological Science vědci zkoumali staroegyptské železné korálky, které pocházejí z doby kolem roku 3200 př. n. l., a zjistili, že byly vyrobeny ze železných meteoritů. Podle Los Alamos National Laboratory se o železe několikrát zmiňuje i Starý zákon v Bibli.

Železo se většinou získává z minerálů hematitu a magnetitu. V menší míře ho lze získat také z minerálů taconitu, limonitu a sideritu, uvádí Jeffersonova laboratoř. Podle Los Alamos National Laboratory má železo čtyři různé alotropické formy, což znamená, že má čtyři různé strukturní formy, v nichž se atomy vážou různými způsoby. Tyto formy se nazývají ferity, známé jako alfa (která je magnetická), beta, gama a omega.

Železo je důležitou živinou v naší stravě. Nedostatek železa, který je nejčastějším nedostatkem živin, může způsobit anémii a únavu, která ovlivňuje schopnost vykonávat fyzickou práci u dospělých. Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí může také zhoršovat paměť a další duševní funkce u dospívajících. Ženy, které mají nedostatek železa v těhotenství, jsou vystaveny zvýšenému riziku, že se jim narodí malé a předčasně narozené děti, varuje CDC.

Existují dva druhy železa v potravě: hemové a nehemové železo. Hemové železo – což je lépe vstřebatelný typ železa – se nachází v mase, rybách a drůbeži, zatímco nehemové železo – které se také vstřebává, ale v menší míře než hemové železo – se podle Amerického červeného kříže nachází jak v rostlinných potravinách (jako je špenát, kapusta a brokolice), tak v mase. Lidé vstřebávají až 30 procent hemového železa ve srovnání s 2 až 10 procenty nehemového železa, uvádí ARC a dodává, že potraviny bohaté na vitamin C, jako jsou rajčata nebo citrusové plody, mohou lidem pomoci vstřebat nehemové železo.

Kdo by to byl řekl?

• Krev je červená díky interakci mezi železem a kyslíkem, uvádí Kalifornská univerzita v Santa Barbaře. Krev vypadá červeně díky způsobu, jakým chemické vazby mezi těmito dvěma prvky odrážejí světlo.
• Čisté železo je podle Univerzity v Denveru ve skutečnosti měkké a kujné.
• V roce 2007 vědci objevili obrovský chochol vody bohaté na železo vycházející z hydrotermálních průduchů v jižní části Atlantického oceánu.
• Železo je nezbytné pro růst fytoplanktonu – drobných mořských bakterií, které využívají oxid uhličitý z atmosféry k fotosyntéze. Někteří vědci proto tvrdí, že hnojení oceánů dalším železem by mohlo pomoci vysát přebytečný oxid uhličitý. Studie publikovaná online v listopadu 2010 v Proceedings of the National Academy of Sciences však zjistila, že to nemusí být tak dobrý nápad, protože všechno to železo navíc by ve skutečnosti mohlo vyvolat růst řas produkujících toxiny, které přispívají ke kontaminaci mořské fauny a flóry.
• Podle Královské chemické společnosti tvoří železo asi 90 procent všech kovů, které se dnes rafinují.
• Železo je podle Los Alamos National Laboratory klíčovou složkou třídy meteoritů známé jako siderity.
• Podle Los Alamos National Laboratory stojí dodnes v indickém Dillí železný sloup z doby kolem roku 400 našeho letopočtu. Sloup je vysoký asi 7,25 metru (23,75 stopy) a jeho průměr činí 40 centimetrů (15,75 palce). Přestože byl pilíř vystaven povětrnostním podmínkám, díky jedinečnému složení kovů příliš nezkorodoval.
• Příkladem potravin bohatých na železo je maso, například hovězí, krůtí, kuřecí a vepřové; mořské plody, například krevety, škeble, ústřice a tuňák; zelenina, například špenát, hrášek, brokolice, sladké brambory a fazole; chléb a obiloviny, například obilné otruby, celozrnný chléb a obohacená rýže; další potraviny, například fazole, čočka, rajčatový protlak, tofu a melasa, uvádí Americký červený kříž.
• Povrch Marsu je červený díky velkému množství oxidu železa (rzi) na jeho povrchu, uvádí Nature. Mars má ve své kůře více než dvakrát více oxidu železa než Země.
• Pevné vnitřní a kapalné vnější jádro Země je složeno především ze železa (přibližně 85 %, resp. 80 % hmotnosti). Elektrický proud generovaný tekutým železem vytváří podle NASA magnetické pole chránící Zemi. Železo se nachází také v jádrech všech planet Sluneční soustavy.
• Železo je podle JPL nejtěžším prvkem vznikajícím v jádrech hvězd. Prvky těžší než železo mohou vznikat pouze při explozích hvězd s vysokou hmotností (supernovy).
• Latinský název pro železo je ferrum, což je zdrojem jeho atomové značky Fe.
• Slovo železo pochází z anglosaského slova iren. Slovo železo je pravděpodobně odvozeno od dřívějších slov znamenajících „svatý kov“, protože se z něj vyráběly meče používané v křížových výpravách, uvádí WebElements.

Současný výzkum

Železo bylo předmětem mnoha lékařských studií, z nichž některé ukazují, že vysoká hladina železa v krvi může skutečně souviset se zvýšeným rizikem kardiovaskulárních problémů. „Některé výzkumy naznačují, že lidé, kteří mají v krevním systému více feritinu a markerů vyššího obsahu železa v těle, mohou být více ohroženi, pokud jde o některá kardiovaskulární onemocnění,“ uvedla Judith Wylie-Rosettová, profesorka na katedře epidemiologie a zdraví obyvatelstva a na katedře medicíny na Albert Einstein College of Medicine při Yeshiva University v New Yorku. „A zda to způsobuje riziko, nebo je to biomarker pro něco jiného, co se děje, není jasné,“ řekla Wylie-Rosettová pro Live Science. (Ferritin je druh bílkoviny, která ukládá železo, zatímco test ferritinu měří množství železa v krvi.)

Vědci ve studii více než 1900 finských mužů ve věku 42 až 60 let, publikované v roce 1992 v časopise Circulation, zjistili souvislost mezi vysokou hladinou železa a zvýšeným rizikem infarktu. V novější studii, publikované online v lednu 2014 v časopise Journal of Nutrition, vědci zjistili, že hemové železo, které se nachází v mase, zvyšuje riziko ischemické choroby srdeční o 57 %, ale mezi nehemovým železem a rizikem ischemické choroby srdeční taková souvislost zjištěna nebyla.

Zajímavé je, že nedávný výzkum také spojil hromadění železa v mozku s Alzheimerovou chorobou. Ve studii publikované v srpnu 2013 v časopise Journal of Alzheimer’s Disease vědci zjistili, že množství železa v hipokampu – oblasti mozku spojené s tvorbou vzpomínek – bylo zvýšené a souviselo s poškozením tkáně v oblasti hipokampu u lidí s Alzheimerovou chorobou, ale ne u zdravých starších lidí.

„Hromadění železa v mozku může být ovlivněno modifikujícími faktory prostředí, například tím, kolik červeného masa a doplňků stravy se železem konzumujeme, a u žen tím, že před menopauzou podstoupily hysterektomii,“ uvedl autor studie dr. George Bartzokis, profesor psychiatrie na Semelově institutu pro neurovědy a lidské chování na Kalifornské univerzitě v Los Angeles.

Podle studie publikované v roce 2017 v časopise Journal of Psychiatric Research skupinou australských vědců, kteří se snažili najít souvislost mezi genetikou, hladinou železa a depresí, zejména u dospívajících, je nedostatek železa spojen také s depresí. Vědci zjistili, že ačkoli existuje souvislost mezi hladinou železa v krvi a mírou deprese, neexistuje žádný důkaz o genetickém vztahu mezi nimi. Vědci použili dostupné údaje ze studií dvojčat a při porovnávání dvojčat dospívajících s dvojčaty dospělých se zaměřili na celou řadu faktorů. Souvislost mezi hladinou železa a depresí se s největší pravděpodobností projevuje v obdobích, kdy tělo vyžaduje vyšší množství železa, například v období růstového spurtu.

Článek výzkumné skupiny z Íránu publikovaný v roce 2017 v časopise European Journal of Nutrition popisuje studii, v níž byly novopečeným matkám bez anémie podávány doplňky železa s poporodní depresí (PPD). Skupina 70 žen zahájila dvojitě zaslepenou studii týden po porodu a příznaky PPD byly porovnávány o šest týdnů později. U skupiny užívající doplňky železa došlo k výrazně většímu zlepšení příznaků PPD než u skupiny užívající placebo.

Doplňující zpravodajství Rachel Ross, spolupracovnice Live Science

.