Распределение железа в организме
Компонент
Гемоглобин
Ферритин
Гемосидерин
Миоглобин
Цитохромы, каталазы
Транспортное железо
Всего
мг
2300
500
500
130
10
3
3500 = 3,5 г
%
60-65
9-10
9-10
7,5-8,5
5-7
0,1-0,2
100
Обмен железа в организме
состоит из нескольких этапов:
1.всасывание в ЖКТ,
2.транспорт,
3.внутриклеточный метаболизм и депонирование,
4.утилизация и реутилизация,
5.экскреция из организма.
Наиболее простая схема метаболизма железа представлена на рис →
Основным местом всасывания железа является тонкий кишечник. Железо в пище содержится в основном в Форме Fе+3, но лучше всасывается в двухвалентной форме Fе+2. Под воздействием соляной кислоты желудочного сока железо высвобождается из пищи и превращается из Fе+3 в Fе+2. Этот процесс ускоряется аскорбиновой кислотой, ионами меди, которые способствуют всасыванию железа в организме. При нарушении нормальной функции желудка абсорбция железа в кишечнике ухудшается. До 90% железа всасывается в двенадцатиперстной кишке и начальных отделах тощей кишки. При дефиците железа зона всасывания расширяется дистально, захватывая слизистую верхнего отдела подвздошной кишки, что обеспечивает усиление его абсорбции.
Депонирование
железа
Основными формами депонированного железа являются ферритин и гемосидерин, которые связывают "избыточное« железо и откладываются, практически, во всех тканях организма, но особенно интенсивно в печени, селезенке, мышцах, костном мозге.
Апоферритин покрывает в виде оболочки ядро из гидроксифосфата железа и содержит 24 однотипных цилиндрических субъединицы, образующих сферическую структуру с внутренним пространством диаметром приблизительно 70 А, сфера имеет поры диаметром 10 А.
Ионы Fе+2 диффундируют через поры, окисляются до Fе+3, превращаются в FеООН и кристаллизируются.
Ферритин содержит примерно 15-20% общего железа в организме. Молекулы ферритина растворимы в воде, каждая из них может аккумулировать до 4500 атомов железа
Метаболизм
железа
- Железо поступает с пищей, транспортируется в крови в форме трансферина, запасается в виде ферритина и используется для синтеза цитохромов, железосодержащих ферментов, гемоглобина и миоглобина.
-Организм теряет железо с мочей, калом и при кровотечениях.
-Гемосидерин является комплексом гликопротеина и Fe 3+, который кумулирует избыток железа.
Нарушения обмена железа
•Синдром перегрузки Fe – гемосидероз
•Первичный идеопатический – гемохроматоз
•Железодефицитная анемия – сидеропатия
Механизм повреждения клеток при перегрузке и отравлении железом:
1.Прямое токсическое действие свободных ионов Fe на ферменты окислительно – восстановительной системы клетки
2.Перегрузка, повреждение и разрушение лизосом
3.Образование свободных радикалов и индуцирование ПОЛ
4.Стимулирование ионами железа синтеза коллагена с последующим фиброзом
СИНТЕЗ ГЕМА и его регуляция
1.Гем – протопорфириновое кольцо с железом.
субстратами синтеза гема являются глицин, сукцинил КоА и Fe2+.
Является простетической группой гемоглобина, цитохромов, |
каталазы и пероксидазы. |
2.Гем синтезируется во всех клетках, но наиболее активно в клетках печени и костном мозге.
3.Ключевой реакцией синтеза протопорфиринов является реакция образования аминолевулиной кислоты. Эту реакцию катализирует пиридоксальфасфат-зависимый фермент митохондрий эритробластов аминолевулинатсинтетаза. Гем и гемоглобин являютcя аллостерическими иигибиторами и репрессорами синтеза этого фермента.
4.Стероидные гормоны и некоторые лекарства (барбитураты, диклофенак, сульфанил- амиды, эстрогены, прогестины) являются индукторами синтеза аминолевулиновулинат- синтетазы.
5.Нарушения синтеза гема.
Наследственные и приобретенные нарушения сопровождающиеся повышенным
содержанием промежуточных продуктов синтеза гема – порфириногенов, а также продуктов их окисления в тканях называют порфириями. При этих заболеваниях накапливаются промежуточные метаболиты синтеза гема, которые оказывают токсическое действие на нервную систему и вызывают нервно-психические расстройства .
Порфироиногены на свету превращаются в порфирины, которые при взаимодействии c кислородом образуют активные радикалы, повреждающие клетки кожи. Эти вещества поступают в кровь затем в мочу окрашивая её при стоянии в красный цвет (цвет портвейна). Прием перечисленных выше лекарств вызывают обострение болезни
БИОСИНТЕЗ ГЕМА
1-я реакция
БИОСИНТЕЗ ГЕМА
2-я реакция