2.4.4. Этапы образования гемоглобина
Синтез гемоглобина, как любого другого белка, требует наличия матрицы (иРНК), которая продуцируется в ядре. Эритроцит, как известно, не имеет никаких органоидов; следовательно, формирование гемовых протеинов возможно лишь в клетках-предшественниках (эритробластах, заканчиваясь в ретикулоцитах). Этот процесс у эмбрионов осуществляется в печени, селезёнке, а у взрослых – в костном мозге плоских костей, в которых кроветворные стволовые клетки непрерывно размножаются и генерируют предшественников всех типов клеток крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов). Формирование первых регулируется эритропоэтином почек. Параллельно с генезом глобина происходит образование гема, облигатным компонентом которого служат катионы железа.
2.4.4.1. Обмен железа
Общее содержание железа в организме не превышает 4-5 г, локализуясь в основном в гемопротеидах, в первую очередь в гемоглобине. Поэтому необходимо кратко остановиться на судьбе ионов этого металла в организме (Рис. 2.3).
Пищевое железо может иметь различные формы: восстановленную и окисленную. Наиболее хорошо всасывается первая в составе гемина из животных продуктов, которая получается в кишечнике после встречи с витамином С и другими восстановителями. Отсюда диеты, богатые мясом, сводят вероятность экзогенного железодефицита к минимуму. В растительных, особенно зерновых продуктах, до 60% ионов переходного металла находится в трудно усвояемой форме, связанной с фитиновой кислотой.
Рис. 2.3. Метаболизм железа в организме
Следует заметить, что биодоступность железа невелика: абсорбируется в тонком кишечнике не более 10% содержащегося в пище, в основном животного происхождения. Особую роль при этом играют нормальная секреция соляной кислоты, протеаз, характер питания (способствуют его усвоению сукцинат, лактат, аскорбат), биогенные эффекторы (эритропоэтин из почек стимулирует абсорбцию железа).
В энтероцитах ферроионы связываются с апоферритином с образованием ферритина (Fe2+). Попавшие по venaporta в печень ионы металла включаются в гликопротеид трансферрин, с помощью которого транспортируются и путём эндоцитоза проникают в цитозоль клеток-мишеней. В эритроидных клетках железо распределяется между митохондриями, где включается в гем, и белком ферритином, а в миелоидных – его существенная часть попадает в защитный белок – лактоферрин. Если происходит внутрисосудистый гемолиз, то высвободившийся при этом гем, попадая в плазму, связывается с гемопексином (это необходимо вследствие прооксидантных свойств данного порфина) и в таком виде транспортируется в печень, где распадается. После чего ионы железа или вновь используются, или запасаются (Рис. 2.3). Основным депо этого металла служит ферритин, который накапливается в печени, селезёнке, костном мозге, в меньшей степени – в мышечной ткани. Избыток железа может аккумулироваться в выше перечисленных органах также в составе гранул гемосидерина – нерастворимого производного ферритина; железо в нём менее доступно для использования в гемопоэзе. Катаболическая фаза обмена ионов железа заключается в их выведении, в основном в составе желчи через желудочно-кишечный тракт (за сутки в среднем организм теряет до 1,5 мг). Нормой для здорового взрослого человека считается содержание железа в крови 12-30 мкмоль/л.