Показатели метаболизма железа

Общее содержание железа в организме человека составляет приблизительно 4,2 г. Примерно 75−80% общего количества железа входит в состав Hb, 20-25% железа являются резервными, 5−10% входят в состав миоглобина, 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях. Референтные величины концентрации железа в сыворотке крови приведены в табл. 4-44 [Тиц У., 1997]. Железо осуществляет свою биологическую функцию, главным образом, в составе других биологически активных соединений, преимущественно ферментов. Железосодержащие ферменты выполняют четыре основные функции:

■ транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды);

■ транспорт и депонирование кислорода (Hb, миоглобин);

■ участие в формировании активных центров окислительно-восстанови-

тельных ферментов (оксидазы, гидроксилазы, СОД и др.);

■ транспорт и депонирование железа (трансферрин, гемосидерин, ферритин).

Гомеостаз железа в организме обеспечивается, в первую очередь, регуляцией его всасывания в связи с ограниченной способностью организма к выделению этого элемента. Существует выраженная обратная зависимость между обеспеченностью организма человека железом и его всасыванием в пищеварительном тракте.

■ возраста, обеспеченности организма железом;

■ количества и химических форм поступающего железа;

■ количества и форм прочих компонентов пищи.

Таблица 4-44. Референтные величины концентрации железа в сыворотке крови

Возраст Концентрация железа в сыворотке крови

Для оптимального всасывания железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Приём соляной кислоты способствует усвоению железа при ахлоргидрии. Аскорбиновая кислота, восстанавливающая железо

и образующая с ним хелатные комплексы, повышает доступность этого элемента, так же как и другие органические кислоты. Другим компонентом пищи, улучшающим всасывание железа, является «фактор животного белка». Улучшают всасывание железа простые углеводы: лактоза, фруктоза, сорбит, а также такие аминокислоты, как гистидин, лизин, цистеин, образующие с железом легко всасываемые хелаты. Всасывание железа снижают такие напитки, как кофе и чай, полифенольные соединения которых прочно связывают этот элемент. Поэтому чай применяют для профилактики повышенного усвоения железа у больных талассемией. Большое влияние на усвоение железа оказывают различные заболевания. Оно усиливается

при недостаточности железа, при анемиях (гемолитической, апластической, пернициозной), гиповитаминозе В6 и гемохроматозе, что объясняется усилением эритропоэза, истощением запасов железа и гипоксией.

Современные представления о всасывании железа в кишечнике отводят центральную роль двум видам трансферрина — мукозному и плазменному. Мукозный апотрансферрин секретируется энтероцитами в просвет кишечника, где он соединяется с железом, после чего проникает в энтероцит. В последнем он освобождается от железа, после чего вступает в новый

цикл. Мукозный трансферрин образуется не в энтероцитах, а в печени, из которой этот белок поступает в кишечник с жёлчью. На базальной стороне энтероцита мукозный трансферрин отдаёт железо своему плазменному аналогу. В цитозоле энтероцита некоторое количество железа включается в ферритин, большая часть его теряется при слущивании клеток слизистой оболочки, происходящем каждые 3−4 дня, и лишь небольшая часть переходит в плазму крови. Перед включением в ферритин или трансферрин двухвалентное железо превращается в трёхвалентное. Наиболее интенсивное всасывание железа происходит в проксимальных отделах тонкой кишки (в двенадцатиперстной и тощей). Плазменный трансферрин доставляет железо к тканям, имеющим специфические рецепторы. Включению железа в клетку предшествует связывание трансферрина специфическими мембранными рецепторами, при утрате которых, например у зрелых эритроцитов, клетка теряет способность поглощать этот элемент. Количество железа, поступающего в клетку, прямо пропорционально количеству мембранных рецепторов. В клетке происходит высвобождение железа из трансферрина. Затем плазменный апотрансферрин возвращается в циркуляцию. Повышение потребности клеток в железе при их быстром росте или синтезе Hb ведёт к индукции биосинтеза рецепторов трансферрина, и напротив, при повышении запасов железа в клетке количество рецепторов на её поверхности снижается. Железо, высвободившееся из трансферрина внутри клетки, связывается с ферритином, который доставляет железо в митохондрии, где оно включается в состав гема и других соединений. В организме человека происходит постоянное перераспределение железа. В количественном отношении наибольшее значение имеет метаболический цикл: плазма → красный костный мозг → эритроциты → плазма. Кроме того, функционируют циклы: плазма → ферритин, гемосидерин → плазма и плазма → миоглобин, железосодержащие ферменты → плазма. Все эти три цикла связаны между собой через железо плазмы (трансферрин), которое регулирует распределение этого элемента в организме. Обычно 70% плазменного железа поступает в красный костный мозг. За счёт распада Hb в сутки высвобождается приблизительно 21−24 мг железа, что во много раз превышает поступление железа из пищеварительного тракта (1−2 мг/сут). Более 95% железа поступает в плазму из системы мононуклеарных фагоцитов, которые поглощают путём фагоцитоза более 1011 старых эритроцитов в сутки. Железо, поступившее в клетки мононуклеарных фагоцитов, либо быстро возвращается в циркуляцию в виде ферритина, либо откладывается про запас. Промежуточный обмен железа, в первую очередь, связан с процессами синтеза и распада Hb, в которых центральную роль играет система мононуклеарных фагоцитов. У взрослого человека в костном мозге железо трансферрина с помощью специфических рецепторов включается в нормоциты и ретикулоциты, использующие его для синтеза Hb. Hb, поступающий в плазму крови при распаде эритроцитов, специфически связывается с гаптоглобином, что предупреждает его фильтрацию через почки. Железо, освободившееся после распада Hb в системе мононуклеарных фагоцитов, снова связывается с трансферрином и вступает в новый цикл синтеза Hb.

В прочие ткани трансферрин доставляет в 4 раза меньшее количество железа, чем в красный костный мозг. Общее содержание железа в составе Hb составляет 3000 мг, в составе миоглобина — 125 мг железа, в печени — 700 мг (преимущественно в форме ферритина). Железо выделяется из организма в основном путём слущивания слизистой оболочки кишечника и с жёлчью. Также оно теряется с волосами, ногтями, мочой и потом. Общее количество выделяемого таким образом железа составляет у здорового мужчины 0,6−1 мг/сут, а у женщин репродуктивного возраста — более 1,5 мг. Такое же количество железа усваивается из пищи (5−10% его общего содержания в рационе). Железо из животной пищи усваивается в несколько раз лучше, чем из растительной. Концентрация железа имеет суточный ритм, а у женщин существует связь с менструальным циклом. При беременности содержание железа в организме уменьшается, особенно во второй половине. Таким образом, концентрация железа в сыворотке зависит от резорбции в ЖКТ, накопления в кишечнике, селезёнке и красном костном мозге, от синтеза и распада Hb и его потерь организмом. При некоторых патологических состояниях и заболеваниях содержание железа в сыворотке крови изменяется. В табл. 4-45 представлены основные признаки дефицита и избытка железа в организме человека.

Таблица 4-45. Важнейшие заболевания, синдромы, признаки дефицита и избытка железа в организме человека

ОЖСС — показатель концентрации трансферрина. Следует учитывать, что при оценке содержания трансферрина по результатам определения ОЖСС оно оказывается завышенным на 16−20%, поскольку при более чем половинном насыщении трансферрина железо связывается с другими белками. Под ОЖСС понимают не абсолютное количество трансферрина, а количество железа, которое может связаться с трансферрином. Вычитая количество железа сыворотки из ОЖСС, определяют ненасыщенную, или латентную железосвязывающую способность: ненасыщенная железосвязывающая способность = ОЖСС - железо сыворотки крови. В норме ненасыщенная железосвязывающая способность сыворотки крови составляет в среднем 50,2 ммоль/л (279 мкг/дл). Пределы колебаний референтных значений ОЖСС представлены в табл. 4-47, основные заболевания и состояния, при которых может изменяться ОЖСС, приведены в табл. 4-48.

На основании определения железа в сыворотке крови и ОЖСС рассчитывают коэффициент насыщения (отношение железа сыворотки крови к ОЖСС, выраженное в процентах). В норме этот коэффициент колеблется от 16 до 54, составляя в среднем 31,2. Формула расчёта: коэффициент насыщения = (железо сыворотки/ОЖСС).100.

Таблица 4-48. Основные причины изменения ОЖСС

Основными причинами снижения концентрации трансферрина в сыворотке крови включают торможение синтетических процессов в гепатоцитах при хроническом гепатите, циррозе, хронической нефропатии, голодании, неопластических процессах, а также значительная потеря белка при нефротическом синдроме или заболеваниях тонкой кишки. Концентрация

трансферрина может быть повышенной при железодефицитной анемии, у женщин при беременности в последнем триместре и приёме пероральных контрацептивов. Выделяют 4 типа нарушений содержания трансферрина в сочетании с изменениями концентрации железа и ОЖСС.

■ Повышение содержания трансферрина с понижением концентрации железа в сыворотке крови. Характерный признак железодефицитных анемий. Подобные же изменения наблюдают при беременности и в детском возрасте, однако они менее выражены. Увеличение содержания трансферрина в этих случаях связано с усилением его синтеза.

-Повышение концентраций трансферрина и железа в сыворотке крови. Отмечают при приёме пероральных контрацептивов, что связанос действием содержащихся в них эстрогенов.

■ Снижение содержания трансферрина и повышение концентрации железа в сыворотке крови. Такие изменения обнаруживаются при условиях, ведущих к увеличению количества железа в депо (идиопатический гемохроматоз, гипопластические, гемолитические и мегалобластные анемий), возникают они вследствие угнетения синтеза белка под влия-

■ Снижение концентрации трансферрина и железа в сыворотке крови. Наблюдают при многих патологических состояниях: белковом голодании, острых и хронических инфекциях, циррозе печени, хирургических вмешательствах, опухолях и др.

Ферритин — растворимый в воде комплекс гидроксида железа с белком апоферритином. Он находится в клетках печени, селёзенки, красного костного мозга и ретикулоцитах. В небольших количествах ферритин присутствует в сыворотке крови, где он выполняет функцию транспорта железа от ретикулоэндотелиальных к паренхиматозным клеткам печени. Ферритин — основной белок человека, депонирующий железо. Ферритин и гемосидерин содержат 15-20% общего количества железа в организме. Хотя в сыворотке крови ферритин присутствует в небольших количествах, его концентрация отражает запасы железа. Референтные величины содержания ферритина в сыворотке крови представлены в табл. 4-50. Низкие значения ферритина — первый показатель уменьшения запасов железа в организме. Определение ферритина в сыворотке крови используют для диагностики и мониторинга дефицита или избытка железа, дифференциальной диагностики анемий.

Референтные величины концентрации ферритина в сыворотке крови:

Результаты анализа на ферритин могут быть ложноположительными или ложноотрицательными при воспалениях (ферритин относится к белкам острой фазы), опухолях, патологии печени, когда содержание ферритина может быть увеличено. В ряде случаев у пациентов, находящихся на гемодиализе, отмечают парадоксально повышенный уровень ферритина при аккумуляции железа в клетках ретикуло-эндотелиальной системы. При этом в костном мозге может быть одновременный дефицит железа. Поэтому при оценке обмена железа следует проводить комплексные исследования (табл. 4-51).

Таблица 4-51. Критерии диагностики дефицита железа

■ транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды);

■ транспорт и депонирование кислорода (Hb, миоглобин);

■ участие в формировании активных центров окислительно-восстанови-

тельных ферментов (оксидазы, гидроксилазы, СОД и др.);

■ транспорт и депонирование железа (трансферрин, гемосидерин, ферритин).

■ возраста, обеспеченности организма железом;

■ количества и химических форм поступающего железа;

■ количества и форм прочих компонентов пищи.

Таблица 4-44. Референтные величины концентрации железа в сыворотке крови

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: