Rauta on siirtymämetallien ryhmään kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Fe (lat. ferrum).
| |||||
| Yleistä | |||||
| Nimi | Rauta | ||||
| Tunnus | Fe | ||||
| Järjestysluku | 26 | ||||
| Luokka | siirtymämetalli | ||||
| Lohko | d-lohko | ||||
| Ryhmä | 8 | ||||
| Jakso | 4 | ||||
| Tiheys | 7,87 · 103 kg/m3 | ||||
| Kovuus | 5,5[1] (Mohsin asteikko) | ||||
| Väri | kiiltävä metallinen, harmaa vivahde | ||||
| Löytövuosi | esihistoria | ||||
| Atomiominaisuudet | |||||
| Atomipaino (Ar) | 55,845[2] | ||||
| Atomisäde, mitattu (laskennallinen) | 156 pm | ||||
| Kovalenttisäde | 125 pm | ||||
| Orbitaalirakenne | [Ar] 3d6 4s2 | ||||
| Elektroneja elektronikuorilla | 2, 8, 14, 2 | ||||
| Hapetusluvut | II, III, IV, VI | ||||
| Kiderakenne | tilakeskinen kuutiollinen (body centered cubic) | ||||
| Fysikaaliset ominaisuudet | |||||
| Olomuoto | kiinteä | ||||
| Sulamispiste | 1 811 K (1 538 °C) | ||||
| Kiehumispiste | 3 134 K (2 861 °C) | ||||
| Moolitilavuus | - · 10−3 m3/mol | ||||
| Höyrystymislämpö | 340 kJ/mol | ||||
| Sulamislämpö | 13,81 kJ/mol | ||||
| Äänen nopeus | 5 120 m/s 293 K:ssa | ||||
| Muuta | |||||
| Elektronegatiivisuus | 1,83 (Paulingin asteikko) | ||||
| Ominaislämpökapasiteetti | 0,449 kJ/(kg K) | ||||
| Lämmönjohtavuus | (300 K) 80,4 W/(m·K) | ||||
| CAS-numero | 7439-89-6 | ||||
| Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa | |||||
Rauta on painavin tähdissä nukleosynteesin kautta syntyvä alkuaine. Jaksollisessa järjestelmässä rauta on 26. alkuaine. Se on hopeanvärinen, kiiltävä ja ferromagneettinen metalli. Rauta on nisäkkäille välttämätön hivenaine, jonka puute on erään arvion mukaan maailman suurin ravitsemusongelma.[3]
Puhdas rauta on jokseenkin pehmeää, mutta monet sitä pääaineksenaan sisältävät metalliseokset ovat erittäin kovia. Niistä valmistetaan muun muassa ruoanvalmistusvälineitä, työkaluja, rakennustarvikkeita, koneita ja ajoneuvoja. Tärkeimpiä rautaseoksia ovat teräkset ja valuraudat.
Rauta reagoi helposti hapen kanssa varsinkin joutuessaan samalla tekemisiin veden kanssa. Tätä hapettumisreaktiota sanotaan ruostumiseksi. Siinä syntyvä aine, ruoste, on etupäässä rautaoksidien ja rautahydroksidien seosta. Se on huokoista, joten rautaesineet voivat ruostua vähitellen kokonaan, toisin kuin useat muut metallit, jotka hapettuvat vain pinnalta. Epäjalona metallina rauta reagoi myös happojen kanssa vapauttaen samalla niistä vetyä.
Suomen kielen sana rauta tulee muinaisruotsin sanasta raud, nykyruotsiksi röd, joka tarkoittaa alun perin järvimalmin punaista väriä.
Rauta on neljänneksi yleisin alkuaine ja toiseksi yleisin metalli maankuoressa, jossa sitä on noin 5 prosenttia. Sitä esiintyy luonnossa jonkin verran vapaanakin, meteoriittirautana. Maankuoressa sitä on kuitenkin paljon enemmän erilaisina yhdisteinä. Tärkeitä mineraaleina esiintyviä rautayhdisteitä ovat rautaoksidit kuten magnetiitti (Fe3O4) ja hematiitti (Fe2O3) sekä rautasulfidi, rikkikiisu eli pyriitti (FeS2). Myös rautasälpää eli sideriittiä, joka on rautakarbonaattia (FeCO3), louhitaan rautamalmina. Luonnossa rautaa on runsaasti myös silikaattimineraaleina, jotka yleensä ovat väriltään tummia, mutta niillä ei ole merkitystä malmina.[4]
Nykyisten geologisten teorioiden mukaan maapallon sisin osa sisältää etupäässä rautaa ja nikkeliä. Jos teoria pitää paikkansa, maapallolla on rautaa enemmän kuin mitään muuta alkuainetta, noin 35 prosenttia Maan massasta.
Rautaoksidia on runsaasti myös Marsin pintakerroksissa, jotka saavat niistä punertavan värinsä.[5]
Rauta tunnettiin jo esihistoriallisena aikana. Vanhimmat todisteet sen käytöstä ovat Sumerista ja Egyptistä noin 4000 ennen ajanlaskun alkua. Silloin raudasta tehtiin pääasiassa keihään kärkiä tai muita suhteellisen pieniä esineitä, koska rautaa kerättiin meteoriittien jäännöksistä, jotka ovat varsin harvinaisia. Yleiseksi sen käyttö tuli kuitenkin sen jälkeen, kun sitä ensin Lähi-idässä noin 1400 eaa. ja myöhemmin muuallakin opittiin valmistamaan pelkistämällä oksidimalmeista. Tällöin pronssikausi päättyi ja alkoi rautakausi.
Ennen masuunin keksimistä rautaa valmistettiin suorapelkistämällä malmia puuhiilen avulla. Suorapelkistyksessä uunin lämpötila ei kohonnut raudan sulamispisteeseen saakka, vaan pelkistyminen tapahtui kiinteässä tilassa.[6] Tällöin vain pieni osa hiilestä sitoutui rautaan, ja tuloksena oli pehmeää kanki- eli takorautaa.[7] Jo vanhalla ajalla takoraudasta osattiin valmistaa myös terästä hehkuttamalla sitä hiilikerrosten välissä ilmalta suojassa.[8] Teräksen etuna takorautaan verrattuna oli, että se voitiin karkaista.[8] Teräs oli kuitenkin paljon kalliimpaa kuin takorauta, minkä vuoksi sen käyttö oli varsin rajallista.lähde?
Nykyisin lähes yksinomaisesti käytetyt teräksen ja valuraudan valmistusmenetelmät on keksitty vasta 1800-luvulla tai myöhemmin.[7]
Allotrooppiset muodot
.png)
Rauta voi pääasiassa lämpötilasta riippuen esiintyä useissa allotrooppisissa muodoissa. Varmuudella tunnetaan neljä allotrooppista muotoa, joita merkitään kreikkalaisilla aakkosilla α, γ, δ ja ε, jota paitsi teoreettisesti on päätelty, että hyvin korkeassa paineessa saattaa esiintyä viideskin muoto, β-rauta.[9] Kun puhdas sula rauta jäähtyy, se kiteytyy 1 538 °C:ssa δ-raudaksi, jolla on tilakeskeinen kuutiollinen (bcc) kiderakenne. Kun se edelleen jäähtyy 1 394 °C:seen, se muuttuu allotrooppiseksi muodoksi γ, jossa sillä on pintakeskeinen kuutiollinen (fcc) kiderakenne ja joka tunnetaan myös nimellä austeniitti. Jäähtyessään edelleen 912 °C:n alapuolelle kiderakenne muuttuu jälleen tilakeskeiseksi kuutiolliseksi, ja tällöin on kyseessä allotrooppinen muoto α, joka tunnetaan myös nimellä ferriitti. Kun sen lämpötila edelleen alenee raudan Curie-pisteeseen, 770 °C, siitä tulee ferromagneettista. Kun rauta sivuuttaa Curie-pisteen, sen kiderakenne ei muutu, mutta vain tämän lämpötilan alapuolella siinä esiintyy Weissin alkeisalueita, joissa atomien magneettiset momentit ovat saman suuntaiset. Nämä Weissin alkeisalueet ovat läpimitaltaan vain noin 10 mikrometriä, mutta niistäkin jokaisessa on miljardeja atomeja.[10]
Noin 10 GPa:n paineessa ja useiden satojen celsiusasteiden lämpötilassa α-rauta muuttuu ε-raudaksi, jolla on heksagonaalinen tiivispakkauksellinen (hcp) kiderakenne. Samoin käy myös γ-raudalle, mutta se edellyttää vielä korkeampaa painetta. Mikäli hypoteettinen β-rauta on olemassa, se edellyttää ainakin 50 GPa:n painetta ja 1 500 kelvinin lämpötilaa. On oletettu, että sen kiderakenne on joko ortorombinen tai kaksinkertainen heksagonaalinen tiivispakkaus.[9]
Käytännössä rautaa ei juuri käytetä puhtaana vaan seostettuna hiilen, usein myös muiden metallien kanssa. Teräslaatuja on hyvin monia, ja seosaineet vaikuttavat siihen, missä allotrooppisessa muodossa rauta niissä esiintyy. Mikäli lämpötila on muuttunut tarpeeksi nopeasti, puhdaskin rauta saattaa esiintyä muussa allotrooppisessa muodossa kuin mikä vallitsevassa lämpötilassa on pysyvin.
Tavallisissa lämpötiloissa α-rauta eli ferriitti on pysyvin. Se on jokseenkin pehmeä metalli, johon voi liueta vain pieni määrä hiiltä, 912 °C:n lämpötilassa enintään 0,021 massaprosenttia.[11]
Kuumennettuna 912 °C:n ja 1 400 °C:n välille α-raudassa alkaa tapahtua faasimuutos, jossa sen kiderakenne muuttuu ja siitä tulee γ-rautaa eli austeniittia. Sekin on pehmeä metalli mutta siihen voi liueta enemmän hiiltä, 1 146 °C:ssa jopa 2,04 %. Jotkin rautaseokset kuten nikkeli- ja kromipitoinen ruostumaton teräs esiintyvät huoneenlämmössäkin austeniittisessa muodossa. Yleensä austeniitti kuitenkin muuttuu hitaasti jäähdytettäessä takaisin α-raudaksi eli ferriitiksi. Jos se kuitenkin jäähdytetään hyvin nopeasti ja se sisältää enemmän hiiltä kuin ferriittiin voi liueta, syntyy metastabiili muoto, martensiitti, jolla on tetragoninen kiderakenne. Tähän perustuu teräksen karkaisu.[12]
Vain korkeissa paineissa esiintyvillä allotrooppimuodoilla kuten ε- ja β-raudalla ei ole käytännön merkitystä metallurgiassa, mutta niitä oletetaan esiintyvän planeettojen sisuksissa. Maan ytimen oletetaan koostuvan pääasiassa raudan ja nikkelin seoksesta, jolla on ε- tai mahdollisesti β-raudan rakenne.
Raudan sulamispisteen riippuvuus lämpötilasta on kokeellisesti varsin tarkoin selvitetty noin 50 gigapascaliin saakka. Suurempien paineiden osalta kokeet, joilla on yritetty selvittää γ- ja ε-muotojen sekä sulan raudan kolmoispiste, eivät ole johtaneet yhtäpitäviin tuloksiin, vaan eri tutkijoiden saamat arvot eroavat toisistaan kymmenien gigapascalien ja yli 1 000 kelvinin verran. Yleisesti ottaen molekyylidynaamiset raudan sulamisen ja shokkiaaltojen tietokonemallinnukset viittaavat korkeampiin sulamispisteisiin ja sulamispisteen huomattavasti suurempaan riippuvuuteen paineesta kuin timanttialasinkammioissa tehdyt kokeet.[13]
Isotoopit
Luonnon rauta on neljän pysyvän isotoopin seos: 54Fe, 56Fe, 57Fe ja 58Fe. Näistä yleisin on 56Fe (91,66 %) ja sitä seuraavat 54Fe (5,82 %), 57Fe (2,19 %) ja 58Fe (0,33 %).[14] Isotooppi 54Fe voi teoreettisten ennusteiden mukaan hajota kaksois-elektronisieppauksella kromin isotoopiksi 54Cr, mutta tätä ei ole koskaan havaittu, ja tällaisen hajoamisen puoliintumisajaksi on arvioitu vähintään 3,1·1022 vuotta, joten isotooppia pidetään pysyvänä.[15]
Raudan isotooppien tutkimuksessa voidaan käyttää hyväksi Mössbauerin ilmiötä (rekyylitön gammakvantin absorptio ja uudelleen emittoituminen atomiytimestä). Isotoopin 57Fe rauta-atomit voidaan saada siirtymään korkeammalle energiatasolle gammasäteilyn taajuudella, joka on hyvin tarkka ja joka lisäksi määräytyy tutkittavan aineen hapettumisasteen, elektronikonfiguraation ja kemiallisen ympäristön perusteella. Tätä raudan huomattavaa Mössbauerin ilmiötä on käytetty tutkittaessa hemoglobiinin johdannaisia sekä erittäin tarkoissa atomikelloissa.[14]
Raudalle tunnetaan lähes 30 keinotekoista radioisotooppia, joiden massaluvut ovat välillä 45–74. Niistä pitkäikäisin on vuonna 1957 löydetty 60Fe, jonka puoliintumisaika on noin 2,62 miljoonaa vuotta.[15] Se hajoaa β--hajoamisella 60Co:ksi ja edelleen pysyväksi 60Ni-nuklidiksi. 60Fe ei enää nykyään löydy maapallolta, mutta tietoa sen puoliintumisajasta on käytetty hyväksi arvioitaessa aurinkokunnan ikää.[16]
Vaikka rautaa on lähes kaikissa kivilajeissa, sen valmistamiseksi kannattaa yleensä louhia vain sellaisia malmeja, joissa sitä on vähintään 30 prosenttia. Magnetiitti on perinteinen rautaa sisältävä mineraali, jota on louhittu esimerkiksi Ruotsin Kiirunassa ja Pohjois-Amerikassa. Nykyisin suuri osa raudasta saadaan hematiittiesiintymistä, joissa louheen rautapitoisuus on noin 60 %. Raakarautaa valmistetaan rautaoksidimalmista hiilellä pelkistämällä masuuneissa.[17] Tällöin osa hiilestä liukenee sulaan rautaan, ja tuloksena saadaan raaka- eli harkkorautaa, jossa on noin 4 % hiiltä.[12] Terästä, jonka hiilipitoisuus on alhaisempi, valmistetaan puhaltamalla sulaan raakarautaan ilmaa, jolloin siinä oleva happi polttaa osan hiilestä.[7] Nykyaikanakin on kehitetty myös uusia suorapelkistysmenetelmiä, mutta niiden käytännöllinen merkitys on vähäisempi.[6]
Rauta on ihmiskunnan tärkein metalli. Sitä käytetään monta kertaa enemmän kuin kaikkia muita metalleja yhteensä – on jopa arvioitu, että 95 % ihmiskunnan käyttämästä metallista on rautaa.[17] Rauta on pääainesosa erityyppisissä teräksissä lukemattomiin eri käyttötarkoituksiin käytettynä. Valurautojen tärkein ainesosa on raudan ohella hiili, joka esiintyy puhtaana joko suomugrafiittina tai pallografiittina rautamatriisissa, joka muodostuu hiiliteräksissäkin esiintyvistä faaseista: ferriitti, perliitti, martensiitti, jäännösausteniitti ja seostuksen avulla aikaansaadut erilaiset metallikarbidit. Hiilipitoisuuden mukaan rautaseokset jaotellaan seuraavasti[18]:
- yli 4,5 % takkirauta
- yli 1,7 % valurauta
- alle 1,7 % teräs
- alle 0,05 % meltorauta
Rautaa käytetään sen ferromagneettisuuden vuoksi myös erilaisiin magneetteihin muun muassa elektroniikassa ja sähkömoottoreissa. Eräisiin sähköteknisiin tarkoituksiin käytetään myös elektrolyysin avulla valmistettua puhdasta rautaa, elektrolyyttirautaa, jossa ei ole lainkaan hiiltä.[19]
Rautaa käytetään myös katalyyttinä ammoniakin valmistukseen.
Kemiallisissa yhdisteissä raudan hapetusluku on useimmiten +2 tai +3. Myös joitain +4 ja +6 hapetuslukujen yhdisteitä tunnetaan, vaikkakin ne ovat harvinaisia.[14] Esimerkiksi kaliumferraatissa rauta on +6 arvoisena. Rauta muodostaa kahden- ja kolmenarvoisia positiivisia ioneja Fe3+ ja Fe2+. Fe2+-ioni tunnetaan myös nimellä ferro-ioni, ja sen sisältäviä yhdisteitä sanotaan ferroyhdisteiksi, esimerkiksi ferrosulfaatti eli rauta(II)sulfaatti (FeSO4).[20] Vastaavasti ioni Fe3+ tunnetaan nimellä ferri-ioni, ja se esiintyy esimerkiksi ferrikloridissa eli rauta(III)kloridissa (FeCl3). Nykyisen IUPAC:n standardin mukaan ioneista tulisi kuitenkin käyttää nimityksiä rauta(III) ja rauta(II).
Raudalla on kolme oksidia: rauta(II)oksidi eli ferro-oksidi (FeO), rauta(III)oksidi eli ferrioksidi (Fe2O3), sekä rauta(II,III)oksidi (Fe3O4), jossa rauta esiintyy molemmilla +2 ja +3 hapetusluvuilla. Ferro-oksidi on vihertävää tai mustaa jauhetta jota esiintyy mineraali wüstiitissa, ja ferrioksidi on punertavan ruskeaa tai mustaa ainetta, jota löytyy luonnosta hematiitista. Molempia on käytetty väriaineina, rauta(II)oksidia lähinnä lasin värjäämiseen. Rauta(II,III)oksidia on mineraali magnetiitissa ja sitä käytetään elektroniikan ferriittikomponenteissa sekä väri- ja kiillotusaineena.[14]
Ferrosulfaatin (FeSO4) lisäksi raudalle tunnetaan toinen sulfaatti, rauta(III)sulfaatti eli ferrisulfaatti (Fe2(SO4)3). Sitä käytetään pelkistävänä aineena ja toisten rautayhdisteiden valmistamiseen. Sillä on myös käyttöä musteiden, lannoitteiden ja hyönteismyrkkyjen valmistuksessa.[14]
Rauta muodostaa halideja. Kloorin kanssa se muodostaa kaksi kloridia, rauta(II)kloridi eli ferrokloridin (FeCl2 ja rauta(III)kloridin eli ferrikloridin (FeCl3). Molemmat ovat teollisesti tärkeitä kemikaaleja.[14] Muita raudan yhdisteitä halogeenien kanssa ovat muun muassa rauta(II)bromidi ja rauta(II)fluoridi.lähde?
Myös pitkään tunnettu väriaine preussinsininen on raudan yhdiste. Sitä saadaan kun Fe3+-ioneja sisältävään liuokseen lisätään heksasyanoferraattikompleksi [Fe(CN6)]4−.[14]
Rautaa on myös joissakin orgaanisissa yhdisteissä kuten hemoglobiinissa.[14] Rauta muodostaa myös kompleksiyhdisteitä, joissa se on keskusatomina. Ligandina voi olla joko epäorgaaninen tai orgaaninen ryhmä kuten hemoglobiinissa.lähde?
Italialainen lääkäri Vincenzo Menghini havaitsi veren sisältävän rautaa vuonna 1745 polttaessaan verta.lähde? Rauta on veren punasoluissa esiintyvässä hemoglobiinissa hapen sitoja. Punasolut kuljettavat happea kudoksiin. Rauta on tämän vuoksi ihmiselle välttämätön hivenaine. Aikuisen ihmisen kehossa on rautaa yhteensä 4–5 g.
Saantisuositukset
Valtion ravitsemusneuvottelukunnan suositusten mukaan hedelmällisyysikäisten naisten tulisi saada rautaa ravinnosta noin 15 mg/vrk ja muiden aikuisten noin 9 mg. Osa hedelmällisessä iässä olevista naisista tarvitsee kuitenkin rautatäydennystä ravintoainevalmisteista, koska naisen yksilöllinen raudantarve riippuu muun muassa kuukautisten aiheuttamasta raudan menetyksestä. Lasten ja nuorten saantisuositus vaihtelee iän mukaan. Suurimmaksi hyväksyttäväksi päiväsaanniksi on määritelty aikuiselle 25 mg/vrk ja siitä saisi tulla enintään 10 mg/vrk ravintoainevalmisteesta.[21]
Yhdysvaltojen kansanterveysinstituutti suosittelee hedelmällisyysikäisten naisten raudansaanniksi enemmän kuin Suomen valtion ravitsemusneuvottelukunta. Sen suosituksena on 18 mg/vrk lihaa tai kalaa syöville ja muille 32,4 mg/vrk. Raudan päiväsaannin ylärajaksi suositellaan 45 milligrammaa.[22]
Saanti ja imeytyminen
Raudan saanti on keskimääräistä tarvetta pienempää noin puolella suomalaisista naisista. Finravinto 2007 -tutkimuksen mukaan suomalaiset saavat rautaa keskimäärin: naiset 10,3 mg/vrk (1,6 mg/MJ/vrk) ja miehet 13,6 mg/vrk (1,5 mg/MJ/vrk).[23]
Ravinnon rauta esiintyy yleensä nonhemirautana (Fe3+). Poikkeuksen muodostavat ainoastaan liha, kala, äyriäiset ja veri, joiden sisältämästä raudasta 40–45 prosenttia on hemirautaa (Fe2+).[24][25] Hemirauta imeytyy noin 2,5–25 kertaa paremmin kuin nonhemirauta. Imeytymistehon erot riippuvat ennen kaikkea siitä, kuinka paljon nonhemirautaa sisältävässä ruoka-aineessa on raudan imeytymistä heikentäviä aineita kuten fytaattia, polyfenoleita ja kalsiumia.[26]
Porsaanmaksa sisältää äärimmäisen paljon hemi- ja nonhemirautaa. Myös porsaankieli, naudanmaksa sekä naudan-, poron- ja lampaanliha ovat hyviä raudanlähteitä.[27][28] Yhdysvalloissa on havaittu, että raudanpuuteanemia on lisääntynyt samalla kun naudanlihaa on korvattu broilerilla, sillä siipikarjassa on huomattavasti vähemmän rautaa.[29]
Kasvikunnan tuotteista esimerkiksi pavuissa, kaurahiutaleissa ja ruisleivässä on paljon rautaa, mutta se on heikommin imeytyvässä nonhemiraudan muodossa. Esimerkiksi papujen sisältämästä raudasta vain 2 promillea imeytyy ihmisen ruoansulatuksessa.[30] Aiemmin hyvänä raudanlähteenä pidetyn pinaatin rauta ei imeydy hyvin kasvin sisältämän oksaalihapon takia.[31][32][33]
Lihan tai kalan nauttiminen lisää kuitenkin aterialla nautitun nonhemiraudan imeytymistä.[34] C-vitamiini voi parantaa raudan imeytymisen jopa nelinkertaiseksi,[35] mutta sillä on väestötasolla lihan ja kalan nauttimista vähemmän merkitystä.[22]
Kalsium heikentää sekä hemi- että nonhemiraudan imeytymistä,[36] minkä vuoksi esimerkiksi runsas maitovalmisteiden käyttö lisää raudanpuutteen riskiä[35]. Myös kahvin ja teen sisältämät polyfenolit heikentävät sitä. Esimerkiksi 1,5 desilitraa kahvia estää 60-prosenttisesti aterialla nautitun raudan imeytymisen ja tee jopa 70–90 prosenttisesti.[37] Kaakao sekä täysjyväviljatuotteiden, soijaproteiinin ja siementen runsaasti sisältämät fytaatit vaikuttavat samoin.[38][39][40][41]
Jos tarkastellaan sekä hemi- ja nonhemiraudan yhteenlaskettua kokonaissaantia, havaitaan, että suomalaiset saavat rautaa eniten viljasta ja perunasta (miehet 37 %, naiset 33 %). Seuraavaksi tärkein lähde oli liha (22/15 %). Muista eläinkunnan tuotteista saatiin yhteensä 10 %. Marjoista ja hedelmistä tuli 7/11 %, vihanneksista 7/8 %, palkokasveista, pähkinöistä ja siemenistä 6/8 %.[42]
Ravintolisät sisältävät nonhemirautaa.[22]
Puutos
Raudanpuute on maailman suurin ravitsemukseen liittyvä ongelma,[3] joka saattaa johtaa anemiaan. Vaikka raudanpuute ei olisi vielä johtanut anemiaan, veren alhainen ferritiinipitoisuus aiheuttaa silti usein kognitiivisten toimintojen heikkenemistä, väsymyksen tunnetta ja henkisen hyvinvoinnin laskua.[43] Raudanpuute lisää myös elimistölle haitallisen lyijyn ja kadmiumin imeytymistä ruoasta[44]. Raudanpuute häiritsee lisäksi sikiön hermosolujen kehitystä ja myelinisaatiota sekä aivojen välittäjäaineiden muodostumista ja voi aiheuttaa neurologisen kehityksen häiriöitä ja ongelmia esimerkiksi muistissa, oppimisessa ja matemaattisissa tai kielellisissä taidoissa.[45] Tutkimuskirjallisuudessa on myös esitetty, että raudanpuutosanemialla saattaisi olla yhteys ADHD-ylivilkkausoireistoon.[46]
Kolmekymmentä prosenttia maailman hedelmällisessä iässä olevista naisista sekä 40 prosenttia alle viisivuotiaista lapsista kärsii raudanpuuteesta johtuvasta anemiasta.[47] Länsimaissa 1990-luvulla tehdyissä tutkimuksissa havaittiin lisäksi, että noin 40 prosenttia teini-ikäisistä tytöistä kärsii raudanpuutteesta. Raudanpuutteen yleisyys koko väestössä vaihteli 2000-luvun alkupuolella eri Euroopan maissa välillä 12–40 prosenttia. Yhdysvalloissa sen yleisyys oli 1990-luvun puolivälissä naisilla vain 9–11 % prosenttia ja miehillä 1–4 prosenttia.[48] Raudanpuuteanemia lisääntyi Yhdysvalloissa kuitenkin vuosina 1999–2018, jolloin naisten raudansaanti väheni lähes kymmenen prosenttia ja miesten lähes seitsemän. Vähenemisen syyksi arvellaan muun muassa sitä, että paljon rautaa sisältävää naudanlihaa on korvattu broilerilla. Raudansaannin väheneminen on johtanut siihen, että raudanpuuteanemian esiintyvyys on lisääntynyt ikäryhmästä ja sukupuolesta riippuen 10–100 prosenttia ja siitä johtuva kuolleisuus kaksinkertaistunut.[49]
Raudanpuute johtuu vuonna 2007 julkaistun kiinalaistutkimuksen mukaan usein ravinnon suuresta fytaattipitoisuudesta.[50]
Raudanpuute diagnosoidaan ensisijaisesti ferritiinin eli raudan imeytymis- ja varastoitumismuodon pitoisuutta mittaavalla laboratoriotestillä.[51]
Liikasaanti
Pitkäaikaisessa raudan yliannostuksessa voi syntyä hemosideroosi, jossa rautayhdisteitä kertyy moniin kudoksiin runsaasti ilman kudosvaurioita. Kudosvaurioiden ilmaantumisen jälkeen tilasta käytetään nimitystä hemokromatoosi.lähde?
Liikaimeytyminen
Esimerkiksi ikääntyminen, estrogeenivaje, perinnöllinen hemokromatoosi ja hemofilia voivat aiheuttaa raudan liian tehokasta imeytymistä.[52] Elimistöön saattaa imeytyä suuria määriä rautaa imeytymistä säätelevä mekanismin pettäessä. Akuutin rautamyrkytyksen oireita ovat muun muassa oksentelu ja verinen ripuli.[53] Myrkytyksen hoitoon käytetään vatsahuuhtelua ja sen yhteydessä natriumvetykarbonaattia suun kautta ruoansulatuskanavassa olevan raudan sitomiseksi. Jo imeytyneen raudan eliminaation nopeuttamiseksi annetaan lisäksi deferoksamiinia parenteraalisesti.[54] Muita rautaa kelatoivia lääkeaineita ovat deferiproni ja deferasiroksi.lähde?
On olemassa näyttöä siitä, että elimistön liian suuri rautapitoisuus saattaa aiheuttaa esimerkiksi nivelrikkoa.[52]
Terveysvaikutukset
Raudanpuuteanemia lisää kuolleisuutta.[49] Pitkään jatkunut raudanpuute voi häiritä lisäksi lasten aivojen kehitystä, mikä voi aiheuttaa aikuisuuteen asti ulottuvia muistivaikeuksia sekä matemaattisen ja kielellisen kykyjen heikkenemistä.[55] Raudanpuute saattaa aiheuttaa myös hiustenlähtöä.[56]
Runsaasti hemirautaa saavilla esiintyy vuonna 2021 julkaistun tieteellisen tutkimusyhteenvedon mukaan tavallista enemmän paksusuolen syöpää, diabetesta ja sydän- ja verisuoniperäisiä kuolemia. Runsaasti rautaa saavilla esiintyy kuitenkin tavallista vähemmän esofaagista syöpää, sydänsairauksia ja masennusta. Rautalisää nauttivilla esiintyy lisäksi tavallista vähemmän yhdeksää eri sairautta. Suurin osa raudansaannin terveysvaikutuksista saadusta tutkimusnäytöstä on todistusarvoltaan heikkoa eli siitä ei voida tehdä syy-seuraussuhteita koskevia päätelmiä.[57]
Vuonna 2022 julkaistussa 45–79-vuotiailla polven nivelrikkoa sairastavilla tehdyssä kiinalaistutkimuksessa havaittiin, että niiden potilaiden sairaus kehittyi selvästi huonoimpaan suuntaan, joiden raudansaanti oli alle 11 tai yli 23 milligrammaa päivässä.[58]
Suuret lisääntymisiän jälkeiset rautavarannot saattavat edistää vuonna 2010 julkaistun tutkimuksen mukaan valtimonkovettumataudin ja diabeteksen sekä Alzheimerin taudin kaltaisten hermostonrappeutumissairauksien kehittymistä.[59] Kuitenkin vuonna 2023 julkaistussa ruotsalaistutkimuksessa havaittiin, että sadan vuoden ikään saavuttaneiden veren rautapitoisuus oli ollut 65-99-vuoden iässä tavallista korkeampi.[60]
Runsaan raudansaannin ja paksusuolen syövän välisen yhteyden[61] on ajateltu johtuvan ehkä siitä, että rauta edesauttaa vapaiden radikaalien muodostumista paksusuolessa.[3][62]
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
