Метаболизм
железа в организме человека
14
о состоянии запасов железа в них. При истощении запасов железа в тканях
включаются механизмы, усиливающие процесс абсорбции железа; в случае из-
бытка микроэлемента в организме процесс всасывания железа через кишечный
эпителий уменьшается (механизм обратной связи)
[12]
.
Другой механизм регуляции процесса всасывания железа в организме осу-
ществляется посредством сигнальной системы: костный мозг (эритроидный ро-
сток) <–> энтероциты двенадцатиперстной кишки. Данная связь осуществляется
с помощью белков-регуляторов эритропоэза, находящихся в плазме крови. Сиг-
налы в эритроидный росток костного мозга поступают от тканей, находящих-
ся в
условиях гипоксии, или непосредственно от самих эритроцитов (обратная
связь конечным продуктом), в результате чего абсорбция железа в кишечнике
усиливается. Роль молекулярного посредника между клетками — потребителями
кислорода — и клетками костного мозга — продуцентами содержащих Hb клеток
эритрона — играет эритропоэтин (ЭПО), вырабатывающийся в почках
[13]
.
Регуляторные механизмы, поддерживающие гомеостаз железа,
находятся
в каждой клетке. В настоящее время идентифицированы IRE (iron response
elements) — железоотвечающие элементы, которым отводится ведущая роль
в регуляции метаболизма железа как в норме, так и при патологии. Особое зна-
чение имеет открытие IRE-опосредованного механизма в понимании патогене-
за ряда ЖДС, при которых имеется адекватное или даже повышенное внекле-
точное содержание железа, но снижено внутриклеточное
его содержание
[12, 14]
.
Транспорт и депонирование железа в организме осуществляются группой бел-
ков — ТФ, трансферриновым рецептором (ТФР) и ферритином. Наиболее изу-
ченным из этой группы является ТФ, относящийся к
β
-глобулинам. Белок син-
тезируется в печени в соответствии с наличием железа в организме. В ответ
на недостаток микроэлемента повышается транскрипция трансферриновой
мРНК. Напротив, при исчезновении недостатка железа, синтез белка прекраща-
ется. Главная функция ТФ — транспорт всосавшегося железа в костный мозг или
тканевые депо (печень, селезенка). ТФ получает большую часть железа от Hb,
разрушающегося в макрофагах, при этом в обычных условиях белок насыщен
железом лишь на 1/3. ТФ связывается специфическими рецепторами на мембра-
нах ретикулоцитов, отдает клетке железо и возвращается в циркуляцию в виде
лишенного железа апотрансферрина. Другим важным свойством ТФ являет-
ся способность к хелатированию железа.
Связывая железо, ТФ предохраняет
клетки от токсического действия перекисей, супероксидных и гидроксильных
радикалов, а также инфекции, лишая некоторые микроорганизмы возможности
использовать железо для метаболических целей
[6]
.
Имеются данные о том, что ТФ может быть аутокринным активатором лимфоци-
тов. Синтез ТФ лимфоцитами происходит под влиянием цитокинов. Установле-
но, что избыточное количество IL-2 в сыворотке крови при хронических воспа-
лительных заболеваниях, опухолевых процессах ингибирует синтез ферритина
в макрофагах, но стимулирует синтез ТФ, что увеличивает содержание железа
в крови, но не в тканях (тканевой ДЖ).
Метаболизм железа в организме человека
15
Поступление комплекса железо–ТФ в клетку происходит при участии особого
трансмембранного белка — ТФР, экспрессия которого зависит непосредствен-
но от потребности клетки в поглощении железа. В отличие от других белковых
транспортных систем ТФР не деградирует во
время утилизации железа, хотя
вся молекула погружается внутрь клетки перед тем, как освобождается железо.
Как ТФ, так и его рецептор не подвергается разрушению в лизосомах. Комплекс
ТФ–ТФР подвергается эндоцитозу, и железо освобождается от ТФ при низком
значении рН. Железо затем транспортируется через эндосомальную мембрану
во внутриклеточный лабильный пул железа, а комплекс апотрансферрин–ре-
цептор во внутриклеточных везикулах впоследствии возвращается на наруж-
ную поверхность клетки. Рециклированный ТФР остается включенным в клеточ-
ную мембрану, а апотрансферрин освобождается в окружающую среду.
Подобно другим мембранным белкам ТФР определяется в сыворотке крови
в виде фрагмента рецептора, при этом существует прямая зависимость между
количеством мембранных рецепторов и количеством рецепторов в циркулиру-
ющей
плазме
[6]
.
«Запасной пул» железа представлен белками — ферритином и его агрегирован-
ной формой гемосидерином, содержащими до 25% железа, присутствующего
в организме
[2]
. Большая часть резерва железа локализуется в клетках макро-
фагально-моноцитарной системы, особенно в печени, селезенке, костном моз-
ге и скелетных мышцах. Железо, депонированное в этих органах, может быть
мобилизовано и распределено с
помощью плазменного ТФ повсюду, где это
необходимо. Имеется прямая корреляция между небольшим количеством фер-
ритина, находящегося в циркуляции, и общим резервом железа в организме
[6]
.
Однако не следует забывать, что СФ является белком острой фазы воспаления,
его концентрация повышается при инфекционных и неопластических процес-
сах, заболеваниях печени, что ограничивает его диагностическое значение
в выявлении ДЖ в этих случаях.
Достарыңызбен бөлісу: