鉄が酸素を運ぶしくみ

鉄のもっとも重要な働きは、全身の細胞へ酸素を運ぶことです。

血液の赤血球の中にある赤色のタンパク質がヘモグロビンで、鉄はこのヘモグロビンの成分です。

ヘモグロビンは骨髄の赤血球細胞でつくられます。新しくつくられたヘモグロビンは約120日間、体内で酸素を運搬したあと寿命を迎え、肺臓で分解されます。分解されたヘモグロビンの鉄は再利用されます。

ヘモグロビンは4つのヘムタンパク質からなり、それぞれに1つずつ鉄原子が結合した構造になっています。そして1つの鉄原子に1つの酸素分子が結合し、全身へ運ばれていきます。

酸素は酸素濃度の高い肺でヘモグロビンと結びつき、酸素濃度の低い組織で離れます。さらにヘモグロビンと結びついた酸素は酸性の環境下で離れやすい性質があるため、二酸化炭素濃度が高く酸性になっている組織で離れるというわけです。一方、２酸化炭素は血液中に溶けて肺へ運ばれ排出されます。

体内でも特にたくさんの酸素を消費する筋肉の中には、ミオグロビンというヘモグロビンと同じような鉄タンパク質があります、ヘモグロビンで運ばれてきた酸素は筋肉でミオグロビンに受け渡され貯蔵されます。そして必要に応じて利用されます。

ちなみに不完全燃焼のときなどに発生する一酸化炭素は、酸素の200倍もヘモグロビンと結合しやすい性質があります。そのため一酸化炭素濃度の高い場所では、一酸化炭素が優先的にヘモグロビンと結びついてしまい酸素不足になってしまうのです。