Metabolizm żelaza.pdf

Metabolizm żelaza

Metabolizm żżelaza

elaza

• absorpcja Fe w przewodzie pokarmowym

• tranportdowytkichkomórek

organizmu

• przejcie żelaza przez błonkomórkową

• włącenietegopierwiatkadolaków

metabolicznych

• odzyskiwanie Fe z degradacji erytrocytów

Joanna Gdula-Argasi

Argasioska

ska

Żelazo

• Żelazo wystpuje w diecie w postaci:

– Hemowej (20-30% ulega absorpcji)

– Niehemowej (5% ulega absorpcji)

Z około1mgFe,któredotaniei wraz z

dietą do przewodu pokarmowego około 5-

10% ulega absorpcji.

Czynniki wpływające na wchłanianie Fe

Wzrost poziomu Fe

• Dieta bogata w Fe

• Fe 2+ w diecie, żelazo hemowe

• Obecnodw diecie białek,aminokwaów,kwakorbinowegoi

bursztynowego

• Leki: atropina, rezerpina

• NiedobórFeworganimie(ciąża, karmienie, wzrost)

• Zwikszona erytropoeza (po niedokrwistoci hemolitycznej, po

utracie krwi, po niedotlenienieniu)

• Zaburzenia syntezy białek (marskodwątroby,

atransferrynemie)

• Hemochromatoza samoistna

Czynniki wpływające na wchłanianie Fe

Spadek poziomu Fe

• Dieta uboga w żelazo, bezbiałkowa

• Fe 3+ w diecie

• Fosforany, szczawiany, teina, związki fitynowe, Co, Mn, Ni,

desferioksyamina, EDTA

• Achlorhydria, pankreatyna

• Biegunka, czerwonka, sprue

• Resekcja żołądka, gastroenterostomia

• Nadmiar Fe w organizmie

• Utratamayciała

• Anemia aplastyczna

• zakażenia

Metabolizm

Joanna Gdula

Metabolizm żelaza

• Mżczyni: 50 mg / 1kg m.c.

• Kobiety: 35mg / 1kg m.c.

– 67% Fe związanego z hemoglobiną

– 30% w postaci zmagazynowanej (ferrytyna,

hemosyderyna)

– 3% Fe wystpującewmioglobinie,tranerrynie,

cytochromie C, P 450 i katalazach.

• Ilodżelaza w organizmie człowieka pozostaje

w stałej,dynamicnejrównowade

• Dzienna utrata Fe waha si 0,6-1,6 mg

• Żelazo nie jest czynnie wydalane z organizmu,

utrata Fe związana głównieełuszczaniem si

komórekprewodupokarmowegooraw

znacznie mniejszym stopniu układu

moczowego (ok. 0,05 mg/dz.), u kobiet w

czasie menstruacji – 0,006 mg/dz.

• Żelazo wchłania si główniewpocątkowym i rodkowym

odcinku jelita cienkiego

• Absorpcja regulowana jest przez enterocyty

• Istotne znaczenie dla procesu wchłaniania Fe ma sok

żołądkowy –pryredukcjijonówFe 3+ do Fe 2+

• Na proces wchłaniania mają wpływ:

– Zapasy żelaza (gdy małe wchłanianie Fe ulega zwikszeniu)

– Aktywnoderytropoetyczna szpiku kostnego – gdy jest

wysoka (po krwotoku), wchłanianie Fe jest wiksze (w

niedokrwistoci hemolitycznej, mimo wysokiej aktywnoci

erytropoetycznej nie dochodzi do zwikszenia wchłaniania

Fe)

• ZenterocytówFejettranportowaneprebiałko -

transferyn,którałączy si z receptorem błonowym

erytroblastu.

• Kompleks taki ulega internalizacji i po uwolnieniu Fe powraca na

powierzchnierytroblasta i jest ponownie wykorzystywany.

• W surowicy krwi można oznaczydstżeniewolnychreceptorów

dla transferryny –powalaróżnicowadniedokrwistodchorób

przewlekłych (niskie stżenie) od niedokrwistoci z niedoboru

żelaza (stżenie wysokie)

• Nadmiar żelaza jest magazynowany wewnątrkomórkowo,w

postaci związanej z ferrytynąi może byd wykorzystany w

momencie niedoboru Fe

Wchłanianiejonówżelaza

• Scególnącechąprzemiany Fe w organizmie ludzkim jest to,

że przebiega właciwie w układzie zamknitym.

• Maksymalnie ferrytyna może zmagazynowadnawet 4500

atomówFe

• W warunkach fizjologicznych tylko czdżelaza jest wchłaniana

z przewodu pokarmowego, a wydalane iloci znikome.

• Czdferrytyny jest przekształcana do hemosyderyny, związku

nieropwwodie,którymoże zmagazynowadwikszą ilod

atomówFe,kotemograniconejdotpnoci tego metalu.

• Każdego dnia 20-25 mg Fe jest zużywane do syntezy Hb i

wiksza jego czdjetpoykiwanakomórekukładu

makroagówjednojądrzastych ledziony i wątroby,które

przekazujążelazo do krwiobiegu z uszkodzonych lub

starzejących sierytrocytów

• W organizmie Fe jest zmagazynowane główniewwątrobie

(hepatocyty, makrofagi) oraz w szpiku kostnym, ledzionie i

miniach.

• Pozostała, nieznaczna czdFe potrzebnego do erytropoezy

pochodzi z absorpcji w przewodzie pokarmowym.

Wchłanianiejonówżelaza

• Tylko 5-10% z przecitnej dziennej iloci żelaza zawartego w

typowej diecie wchłaniaiwjelicie (12-18 mg); tu żelazo

zostaje utlenione i albo jest magazynowane w ferrytynie, albo

przechodzi do krążenia, gdzie zostaje zwiąanenienayconą

transferyną.

Wchłanianiejonówżelaa

• W jelicie cienkim jony żelaza Fe 2+ są transportowane

doenterocytówpoprebiałko przezbłonowe –D-

(transporter metalu), a w cytoplazmie jest wiązane

przez ferrytyn i dalej przekazywane do krwi, gdzie

wiąże si z transferyną.

• Wymiana pomidzy żelazem funkcjonalnym, a zapasowym w

osoczu.

• Żelazo Fe 3+ ulega na błonieenterocytówredukcjiijuż

jako Fe 2+ dostaje si do cytoplazmy.

• Fe funkcjonalne – związane z Hb, Mb, z hemowymi lub

niehemowymi enzymami oraz Fe związane z transferyną.

• Czd puli Fe-errytynakomórekjelita,pryich

rozpadzie dostaje si do wiatła jelita i jest wydalana.

• Zapasy żelaza w ustroju to ferrytyny i hemosyderyny głównie

hapatocytów,komórekledziony i szpiku kostnego.

Wchłanianie żelaza

• Wchłanianie żelaza nastpujebardoróżnicowaną

wydajnocią.

• Żelazo tzw. hemowe jest przyswajane z wydajnocią5-35%, a

niehemowe 2-20%.

• Etapy wchłaniania:

– pobranie z pokarmem,

– tranportdoenterocytów,

– magazynowanie w połączeniu z apoferrytyną,któreto

białko zmienia si w ferrytyn,

– przekazanie do transferryny,dokrwiidalejdokomórek

krwiotwórcychidowątroby, do syntezy hemu,

mioglobiny,enymów

KomórkowymetabolimFe

• Komórkowahomeotaamoże byd zdefiniowana jako

wewnątrkomórkowetżeniejonówżelaa,któreutrymuje

poiomjonówmetaluapokajającpotrebykomórkibe

wywoływania działao toksycznych.

– białkacytoplamatycnego,którełużyarówno

domagaynowaniaFewkomórce,jakijej

ochronie przed właciwociami utleniającymi tego

pierwiastka – ferrytyna (Ferr)

– protein odpowiedzialnych za zmiany

biodostpnoci żelaa,któreamewobiebdąc

polipeptydami żelazowo-siarkowymi kontrolują

ekspresjgenówFerriTRpryłączając si do

promotorów,naywanychbiałkami

przyłączającymi elementy reagujące na żelazo ( iron

responsive element-binding protein , IRE-BP).

• Regulacjstżenia żelaza można okrelidza pomocą:

– białka przenoszącego żelazo w krwiobiegu oraz w płynie

midykomórkowymdotarcającego ten pierwiastek na

błonkomórkową–transferyna (Tf)

– białka receptorowego błonykomórkowej,któremaduże

powinowactwo do wysyconej żelazem transferyny i dziki

temu ten pierwiastek ulega endocytozie – jest to receptor

transferyny (TfR)

Transferyna

• Transferyna w organizmie ludzkim jest jednym z kluczowych

białek biorących udziałw metabolizmie żelaza.

• PolipeptydTma679aminokwaów,awagowoawiera6%

wglowodanówtanowiących odgałieniapołączone

wiązaniami glikozydowymi z asparaginąw miejscach 415 i 608.

• Ludzka transferyna jest pojedynczym łaocuchem

glikoproteinowym o masie cząsteczkowej 70 do 80 kDa.

•

• Białkotoma19motkówdiiarckowych

• Tak duża cząsteczka nie ulega filtracji w kłbuszkach nerkowych i

jettojedenmechanimówabepiecających organizm przed

„ucieczką”Fe z ustroju.

• Żelazo początkowo jest przyłączane w okolicach tyrozyny 185 i

188,anatpniewchodiwinterakcje z histydynami 207 i 249.

• Białko to ma dwa miejsca wiąania żelaa,arównowokolicy

peptydówaminoterminalnych,jakikarbokyloterminalnych,

któreączciowohomologicnewekwencjiaminokwaów

• Powinowactwo Tf do Fe 3+ jest wiksze niż do Fe 2+ .

Transferyna

• Transferyna jest syntetyzowana w wątrobie.

Transferyna

• Limocyty,komórkiSertolego,komórkinerwowemógu,mini

i gruczołu sutkowego także mają zdolnodsyntezy tej proteiny,

nie wiadomo jednak jakie jest znaczenie w metabolizmie żelaza

ustrojowego.

• Stżenie transferyny we krwi ok. 3 g/l, co

pozwala wiązad ok. 3 mg żelaza/litr osocza.

• Zazwyczaj wysycenie transferyny jest w 1/3

możliwoci.

• Białko nie wysycone żelaemmapółokres trwania od 7 do 10

dni, natomiast czas ten dla transferyny z przyłączonym żelazem

to 2 godziny.

• Wskazywałoby to, że białko transferyny może byd używane do

transportu żelaza ok. 100 razy.

• Około200miliardówerytrocytówdiennie

uwalnia zawarte w Hb żelazo co daje 25 mg

żelaza.

• Degradacja i usuwanie Tf z krwiobiegu zachodzi w

hepatocytach, proces ten jest nie do kooca poznany.

Receptor transferyny

• Polipeptyd,którybudujereceptordlatraneryny(TR)jet760-

aminokwasowąglikoproteinąo masie ok. 90 kDa.

Receptor transferyny

• Przyłączony kowalencyjnie kwas tłuszczowy

prawdopodobnie dodatkowo integruje TfR z błoną

komórkową.

• Receptory transferyny są zespolone z konkretnymi

fragmentami błony,wktórychnajdujei białko

zwane klatryną.

• Stwierdzono, że wzrost ekspresji receptorów

transferyny jest związany z nasileniem proliferacji i

różnicowania sikomórek

• Zauważono, że dużo wicejreceptorównajdujei

napowierchnikomórekwaieScyklu

komórkowegoniż w fazie G1.

• Wglowodany stanowiąok. 5% i są zgrupowane w trzech

łaocuchach oligosacharydowych związanych z

aminoterminalnymi aminokwasami białka.

• Funkcjonalna czdTRjetbudowanadwóchidentycnych

polipeptydówpołączonych wiązaniami disiarczkowymi.

• W receptorze Tf możnawyróżnidczdródplamatycną

złożoną61aminokwaów,ródbłonową, zbudowanąz 28

aminokwaówumiejcowionychmidzy 62 a 89 aminokwasem,

któraunkcjonujejakowewntrzny peptyd sygnałowy i

zewnątrkomórkową, bdącą671 aminokwasowym

fragmentem.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: