Залізо; Обмін речовин; Фармакорама

У стані рівноваги у дорослих входи та виходи компенсують один одного.

Травне всмоктування

Залізо міститься в більшості продуктів, зелених овочах, м’ясі, ракоподібних, але молочних продуктів його не вистачає. Дієта забезпечує в середньому від 10 до 20 мг заліза на день. Його всмоктування відбувається в початковій частині травного тракту, в дванадцятипалій кишці та тонкій кишці.

Біодоступність заліза залежить від форм, у яких воно знаходиться:

Гемове залізо, тобто зв’язане з ядром протопорфірину, як і м’ясо, складає лише 6% споживання їжі, але має високу біодоступність, близько 40%, мало впливає на інші продукти, рН та травні секрети.
Наприклад, негемове залізо, наприклад, у рослинах, становить понад 90% споживання їжі. Його біодоступність, від 2 до 10%, набагато менше, ніж у гемового заліза. Для засвоєння він спочатку вивільняється з їжі соляною кислотою шлунка, що відновлює його до заліза Fe 2+ із заліза, яке набагато краще засвоюється, ніж заліза Fe 3+. Аскорбінова кислота сприяє цьому зменшенню.

Всмоктування заліза травленням принаймні частково регулюється, оскільки його біодоступність зростає, коли запаси організму знижуються, тоді всмоктування може зменшитися з 2% до 20%. Транспортер, який називається DCT 1 (транспортер двовалентного катіону) або DMT (транспортер двовалентного металу), поєднаний з котранспортом протона, відіграє важливу роль, зокрема, в дванадцятипалій кишці в поглинанні заліза, а також цинку, марганцю, кобальту, свинцю. Його синтез збільшується у разі дефіциту заліза.

Для підтримання рівноваги дорослий чоловік повинен всмоктувати приблизно 1 мг/добу, жінка 1,5 мг/добу за відсутності вагітності та від 5 до 6 мг/добу під час вагітності. Через неповну біодоступність заліза рекомендований прийом становить від 10 до 20 мг на добу. Потреби дитини, враховуючи ріст, пропорційно більші.

Деякі речовини модифікують засвоєння заліза: аскорбінова кислота, лимонна кислота та різні білки сприяють цьому, інші, такі як дубильні речовини в чаї, фосфати, гальмують його.

Механізм регуляції травного всмоктування заліза був невідомий до відкриття гепсидину в 2000 році. Гепсидин - це 25 амінокислотний білок, який синтезується та секретується переважно печінкою. Це зменшує всмоктування заліза в кишечнику та зменшує виділення заліза, що зберігається в макрофагах ретикулоендотеліальної системи. Таким чином, він має тенденцію до зменшення кількості циркулюючого заліза та заліза, необхідного для синтезу гемоглобіну, еритропоезу в кістковому мозку. Надлишок гепсидину, спричинений IL6, спостерігається при деяких інфекціях та запальних станах і призводить до анемії. Дефіцит гепсидину спостерігається у деяких гемохроматозах і супроводжується збільшенням всмоктування заліза з кишечника та збільшенням вивільнення його з макрофагів, що призводить до надлишку заліза, доступного в кишечнику. Тіло та залізо аномально накопичуються в певних органах . Гепсидин також має антибактеріальну дію, подібну до дефензинів. Ці нові знання ще не призвели до фармакологічних застосувань.

Поширення

Кров, плазма, виділення

Концентрація заліза в крові дуже висока, становить близько 300-500 мг/л, з яких понад 90% знаходиться в гемоглобіні еритроцитів. Плазма містить приблизно 1 мг/л заліза (стандарт: від 0,75 до 1,5 мг/л у людини), зв’язаного з трансферином; немає вільного циркулюючого заліза.

Трансферин - це 679 амінокислот глікопротеїну, β-глобуліну, що синтезується печінкою. Кожна молекула трансферину пов'язує два атоми заліза у формі заліза, Fe 3+, у присутності таких аніонів, як бікарбонат. Він має надзвичайно сильний спорідненість до заліза, але він також може зв’язувати інші елементи, такі як алюміній та галій. Його здатність зв’язувати залізо становить від 2,5 до 4,5 мг/л. Синтез трансферину збільшується при дефіциті заліза. 80% сироваткового трансферину міститься в ізоформі тетрасіалотрансферрину (трансферин, заміщений чотирма молекулами сіалової кислоти); у разі високого споживання алкоголю частка ізоформ без сиалової кислоти збільшується і вимірювання їх концентрації використовується як маркер споживання алкоголю.

Гемопексин і гаптоглобін також містяться в плазмі, глікопротеїни, що виробляються печінкою, які очищають гем і гемоглобін, які, як вважають, знаходяться в плазмі в результаті лізису еритроцитів. Гемопексин поєднується з гемом, утворюючи гемопексин-гемовий комплекс, який засвоюється і метаболізується печінкою. Гаптоглобін утворює комплекс із вільним гемоглобіном, який поглинається і метаболізується ретикулоендотеліальною системою.

У молоці та різних виділеннях, слині, сльозах, бронхіальних, кишкових та генітальних секретах ми знаходимо лактоферин, глікопротеїн, який також присутній на рівні інфекційних місць, де його секретують нейтрофіли. У плазмі його мало. Лактоферрин має високу спорідненість до заліза, яке він фіксує, особливо при рН нижче 4, що робить його менш доступним для мікроорганізмів. Він має протиінфекційний ефект і пригнічує ріст великої кількості бактерій.

Тканини

Залізо надходить у тканини за допомогою трансферину, який зв’язується зі специфічними рецепторами клітинної мембрани, перш ніж вбудовуватися в клітину шляхом ендоцитозу. Ці рецептори особливо щільні на незрілих клітинах еритробластів, тобто ядерних (ядро зникає зі стадії ретикулоцитів) на плацентарних клітинах і на гепатоцитах. Щільність рецепторів трансферину на клітинних мембранах збільшується із дефіцитом заліза. Ця регуляція включає два білки: IRP (регулюючий залізо білок), який насправді є аконітазою, та IRE (чутливий до заліза елемент), який модулює трансляцію мРНК, відповідальну за синтез рецепторів трансферину. Щільність рецепторів трансферину на поверхні новоутворених клітин дуже висока, і протипухлинні препарати поєднуються з трансферином, щоб сприяти їх доставці до клітин пухлини.

Після включення в цитоплазму з кислим рН комплекс залізо-трансферину дисоціює, виділяючи залізо і трансферин. Вільний трансферин повертається до цитоплазматичної мембрани, яка його виводить. Внутрішньоклітинне залізо використовується для синтезу гемоглобіну, міоглобіну та цитохромів або зберігається як феритин.

Феритин, залізозв’язуючий білок всередині клітини, складається з апопротеїнової оболонки з 24 субодиниць, яка може містити до 4500 атомів заліза; в середньому він містить 2500. Феритин переважно локалізується в селезінці, печінці, кістковому мозку, слизовій оболонці кишечника, нирках, плаценті (що містить рецептори, подібні до рецепторів ретикулоцитів). У разі перевантаження заліза комбінація декількох молекул феритину утворює гемосидерин.

Однак феритин, присутній у плазмі, є апоферритином, тобто беззалізним білком, він не виконує роль транспортера. Нормальна концентрація феритину в плазмі становить від 30 до 300 м г/л. Існує кілька форм феритину, які називаються ізоферритинами, які відрізняються залежно від тканин, які їх синтезували.

Кістковий мозок щодня переробляє близько 25 мг заліза для підтримки кровотворення. Коли застарілі еритроцити руйнуються макрофагами, гем відкривається, виділяючи залізо, яке переробляється, тоді як гемоглобін перетворюється на білірубін. Залізо повертається в кровообіг, включаючись в гемоглобін нових еритроцитів.

Відбувається обмін залізом між плазмовим трансферином і тканинним феритином.

Ліквідація

Щоденні фізіологічні втрати заліза складають близько 1,5 мг, переважно через травлення через стілець. Виведення сечі, а також десквамація шкіри та слизових оболонок дуже низькі.

Гендерна різниця

Метаболізм заліза має деякі особливості у жінок порівняно з чоловіками.