Метаболизм железа
После всасывания железо либо откладывается в клетках кишечника в составе ферритина, либо сразу попадает в кровоток и в комплексе с трансферрином переносится в клетки печени, костного мозга или других тканей.
Пути поступления и использования ионов железа
Рецептор к трансферрину
Нагруженный железом трансферрин (холотрансферрин) взаимодействует со своим специфическим мембранным рецептором. Рецепторы трансферрина состоят из двух пептидных цепей, проходящих сквозь мембрану клетки.
Трансферриновый рецептор на низком уровне экспрессируется во всех типах клеток, особенно на поверхности макрофагов печени, селезёнки, на высоком уровне – в активно делящихся клетках. Примерно 80 % рецепторов находятся на поверхности клеток-предшественников эритроцитов. Количество рецепторов к трансферрину и внутриклеточная концентрация железа коррелируют в обратной зависимости.
Роль рецептора к трансферрину
Молекула холотрансферрина присоединяется к внешнему, экстрацеллюлярному домену рецептора, после чего тройной комплекс (железо+апотрансферрин+рецептор) перемещается в цитоплазму эндоцитозом и оказывается внутри эндосом. Таким образом обеспечивается перенос ионов железа внутрь клетки с её поверхности.
На мембране эндосомы присутствует H+-АТФаза, создающая кислый рН внутри эндосом. В результате железо диссоциирует из комплекса и составляет свободный пул.
Трансферриновый рецептор и перенос железа внутрь клетки
Эндосома, содержащая апотрансферрин-рецепторный комплекс, возвращается обратно к плазматической мембране. При обычных значениях рН апотрансферрин имеет низкое сродство к своему рецептору и высвобождается в кровоток, что позволяет другой молекуле холотрансферрина связаться с рецептором.
Вышедшие из эндосомы ионы железа доставляются мобилферрином к месту использования и, например, могут встраиваться в порфириновое кольцо гема, включаться в железопротеины или депонироваться с ферритином.
Запасы железа в организме находятся в основном в гепатоцитах и макрофагах. Большая часть железа, необходимого организму, непрерывно поступает из макрофагов при его рециркуляции после утилизации стареющих эритроцитов или других клеток.
Вне связи с белками железо очень токсично, так как запускает свободно-радикальные реакции с образованием активных форм кислорода (реакция Фентона).
Выведение железа
В сутки обычные потери железа составляют 1-2 мг и происходят несколькими путями:
- с желчью,
- вместе со слущивающимся эпителием ЖКТ,
- десквамация кожи,
- у женщин детородного возраста – с месячными кровотечениями от 14 до 140 мг/месяц,
- выпадение волос, срезание ногтей.