Метаболизм и обмен железа

У взрослого здорового человека в среднем содержится около 3-4 г железа (40-50 мг Fe/кг массы тела). Около 60 % (2,4 г) всего железа находится в гемоглобине, а примерно 30 % железа входит в состав ферритина - депо железа. Депо железа - величина непостоянная, определяемая разницей между поступившим и выделенным из организма железом. Около 9 % железа находится в миоглобине, белке, переносящем кислород в мышцах. Приблизительно 1 % железа входит в состав ферментов, таких как цитохромы, каталазы, пероксидазы и др. Железо всасывается как в виде гема (10 % поглощаемого железа), так и в негемовой (90 %) форме с помощью ворсинок верхней части тонкого кишечника. Сбалансированная ежедневная диета содержит около 5-10 мг железа (гемового и негемового), но всасывается лишь 1-2 мг. Гемовое железо содержится лишь в небольшой части пищевого рациона (мясные продукты). Оно очень хорошо всасывается (на 20-30 %) и на его усвоение не влияют другие компоненты пищи. Большая часть пищевого железа – негемовое. В клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, во время процесса всасывания, закисное железо (Fe(II)) превращается в окисное железо (Fe(III)) для того, чтобы быть включенным в состав трансферрина и транспортироваться по всему организму. Трансферрин синтезируется печенью. Он отвечает за транспортировку не только всосавшегося в кишечнике железа, но и железа, поступающего из разрушенных эритроцитов для повторного использования. В физиологических условиях заняты не более, чем 30 % железосвязывающих рецепторов трансферрина плазмы. Несвязанное с белками железо токсично, так как ион Fe+++ запускает реакции свободно-радикального окисления, повреждающие клеточные структуры. Основной источник железа для кроветворения - это распадающийся в РЭС гемоглобин старых эритроцитов (гем идет на реутилизацию, а глобин распадается), а железо пищи является лишь дополнительным источником.Железо хранится в организме в виде ферритина и гемосидерина. Из этих двух белков, на долю ферритина приходится большая часть хранимого железа, которое представлено в виде гидроокиси/окиси железа, заключенной в белковую оболочку, апоферритин. Существует 5 изоформ ферритина: щелочные изоформы печени и селезенки отвечают за депонирование железа, а кислые изоформы миокарда, плаценты, опухолевых клеток являются посредниками в процессах синтеза и участвуют в регуляции Т-клеточного иммунного ответа. Поэтому ферритин является еще и индикатором острого воспаления и опухолевого роста. Снижение ферритина ниже 15 мкг/л является достоверным показателем истинного дефицита железа. Наиболее богаты ферритином предшественники эритроцитов в костном мозге, макрофаги и ретикулоэндотелиальные клетки печени. Гемосидерин рассматривают как уменьшенную форму ферритина, в которой молекулы потеряли часть их белковой оболочки и сгруппировались вместе. При избытке железа, часть его, хранимая в печени в виде гемосидерина, увеличивается. Запасы железа расходуются и возмещаются медленно и, поэтому, недоступны для экстренного синтеза гемоглобина при компенсации последствий острого кровотечения или других видов кровопотерь. Гемосидерин – это нерастворимое производное ферритина, форма депонирования избыточного железа, откладывающегося в тканях в виде зерен. Гемосидерин медленно мобилизуется из тканей, может приводить к повреждению клеток паренхиматозных органов (гемосидерозу). Выведение железа в норме в количестве 1 мг/сутки происходит с калом, слущенным эпителием кожи и слизистых; у женщин во время месячных в количестве до 15 мг в сутки. При распаде старых эритроцитов в селезенке железо гема не теряется, а в виде комплекса с трансферрином направляется в органы кроветворения на реутилизацию. В случае внутрисосудистого гемолиза свободный гемоглобин сберегается от потерь через почки путем связывания с гаптоглобином плазмы в крупномолекулярный комплекс. При массивном гемолизе запасы гаптоглобина быстро истощаются, и свободный гемоглобин теряется с мочой.

Витамин В₁₂ – это комплексное металлоорганическое соединение, в котором атом кобальта соединен с циклом коррина. Витамин В₁₂ не синтезируется в организме и должен поступать с пищей.

В желудке витамин В₁₂, содержащейся в пище, высвобождается и образует стойкое соединение желудочным с R-протеином, и поступает в двенадцатиперстную кишку, где и расщепляется; В₁₂ освободившись от протеина, соединяется с внутренним фактором Кастла. Внутренний фактор Кастла представляет собой гликопротеид с молекулярной массой 50 000. Его секретируют обкладочные клетки желудка вместе с соляной кислотой. Комплекс витамин В₁₂ с внутренним фактором Кастла доходит до дистального отдела подвздошной кишки, где связывается с рецепторами на щеточной каёмке и поглащается энтероцитами. Здесь внутренний фактор Кастла разрушается, а витамин В₁₂ связывается с белком транскоболамином II, поступает в кровь и поглащается печенью, костным мозгом и другими тканями