Нарушение обмена железа железодефицитная анемия гемохроматоз реферат

В
орг-ме 3-4г Fe,
из них2,5г находится в составе гем-на
эритроцитов,20%-в мышцах, 15% в печени и
селезенке. Ф-ии:1.
Транспорт и депонирование О2
кровью и тканями (гемоглобин, миоглобин).
2 участвует в тканевом дыхании и
энергетическом обмене, являясь составной
частью цитохромов в ЦПЭ.3. входит в
структуру цитохрома Р-450, участвуя в
р-ях микросомального ок-ия. 4. Явл-ся
компонентом каталаз и пероксидаз-
ферментов антиоксидантной защиты.
Стабильна форма железа-Fe3+.Транспорт
и депонирование
Fe
в тканях осущ-ют белки ферритин,
гемоидерин, в плазме- трансферрин.
Трансферрин—
гликопротеин плазмы крови, содержится
в печени, немного в лимф. ткани, яичках,
молочных железах. Белковая часть-
β-глобулин, имеет 2 центра связывания
3-ех валентного Fе.
Обеспечивает создание нетоксического
пула Fe.
Каждая молекула трансферрина 10 раз
взаимодействует с поверхностью
эритробласта, передавая Fe.
Ферритин-
является депо Fe
в ткани, содержится в печени, селезенке,
костном мозге. Быстро мобилизирует Fe,
в зависимости от потребности. У здорового
чел-ка концентрация ферритина соотв.
кол-ву депонированного Fe
в орг-ме. Гемосидерин-
двойная молекула ферритина. Депонирует
Fe
при избытке Fe
сверх уровня, кот.может депонироваться
ферритином. Откладывается в печени,
селезенке, костном мозге. Обмен.
Железо, освобождающееся из гема, при
распаде эритр-ов, используется повторно.
Однако часть Fe
теряется орг-ом с желчью. Это компенсируется
поступлением Fe
с пищей. Суточное потребление Fe
-10-20мг, в кишечнике всасывается небольшая
часть(1мг в сутки), это про исходит с
участием белка сходного с ферритином.
Затем Fe
поступает на трансферрин крови, кот.
передает его трансферрину разных
органов. В соединении с белками Fe
находится в 3-ех валентном состоянии,
но при переходе с одного белка на
др.валентность меняется Fe3+,
Fe2+,
Fe3+.

Железодефицитная
анемия—
связана либо с дефицитом Fe
в орг-ме, либо с недостаточностью
фермента, включающего Fe
в структуру предшественника гема (при
беременности, кровопотери, ухудшение
всасывания и т.д.). Сопровождается
трофическими расстройствами из-за
ухудшения ф-ий железосодержащих тканевых
дыхательных ферментов, нарушением
образования гем-на, развитием гипохромной
анемии. Гемосидероз—
синдром перегрузки Fe-ом,
отложение его в виде гемосидерина в
пренхиматозных органах, сопровождающееся
их функц-ыми расстройствами. Гемохроматоз-
генетически детерминированное
заболевание, сопровождающееся накоплением
гемосидерина в паренх. органах. Встречается
чаще у мужчин 45-60 лет. Последствия- цирроз
печени, сахарный диабет.

102. Белки и ферменты крови. Белки «острой фазы». Физиологически активные пептиды (кининовая система). Определение белков и ферментов крови с целью диагностики.

Общий
белок
плазмы крови- 60-80г/л. Выделяют
5 фракций:
1.альбумины(52-65%)
синт-ся в печени. Ф-ии-транспортная,
определяют онкотич. давление, используются
как источник аминокислот для глюконеогенеза.
Пример-транскортин, ретинолсвязывающий
белок. 2. α
1-глобулины(2,5-5,6%).
3. α
2-глобулины(7-13%).
4.β-глобулины(9-13%).
5.γ-глобулины(15-22%)-иммуноглобулины.

Белки-переносчики-
трансферрин, трансп-ий железо,
церулоплазмин, трансп-ий медь.

Белки
острой фазы-группа
белков сыворотки крови, активность
кот.повышается при повреждении
ткани(воспалении). Индукция синтеза
этих белков включает продукцию лимфокинов
(интерлейкинов), кот.в печени дают начало
синтезу спецефич. белков , поступающих
в очаг воспаления. Ф-ии:1.остановка
кровотечения. 2. Ингибирование
протеинкиназ.3. предотвращение
аутоиммуноагрессии.4. отчистка очагов
повреждения.5. участие в регенерации.
Белки острой фазы:1.α1антитрипсин-
ингибирует протеолитические ферменты,
ограничивая деструкцию ткани.
2.гаптоглобин- белок-компенсатор,
связывает белки, метаболиты, токсины в
очаге повреждения, отчищая его.
3.С-реактивный белок- активатор сист-мы
комплемента, обнаруживается при
патологическом состоянии. 4.интерферон-
противовирусный белок, блокирует синтез
белков в вирусе. 5.фибриноген-активирует
свертывающую систему и способствует
регенерации ткани.

Ферменты
крови- секреторные(
секрет-ся в печени и поступают в кровь-
свертыв. и антисвертыв. сист.крови),
экскреорные- показатель холестаза-щелочная
фосфотаза, индикаторные- маркеры цитолиза
(инфаркт миокарда-АСТ, креатинфосфокиназа
КФК, ЛДГ-1; гепатит- АЛТ>АСТ; панкреатит-
амилаза, липаза).

Кининовая
сист-ма –
опред-ое соотн. низкомолек-ых
пептидов(брадикинин, каллидн) и ферментов
их синтеза и расщепления(калликреин,
уропепсин, кининазы). Ф-ии: 1. Регуляция
местного и общего кровообращ., т.к.обладает
мощным гипотензивным действием на
уровне капилляров. 2.регуляция тонуса
гладкой мускулатуры (бронхов). 3.регуляция
проницаемости сосуд.стенки. Кининовая
сист-ма: α2-глобулин→кининогены→брадикинин-9аминок-т(коллекреин
плазмы), коллидин-11аминок-т(коллекреин
печени).

Николаев
стр. 491-493

Гемосидероз
— избыточное отложение гемосидерина
в тканях организма. Возникает при
усиленном распаде эритроцитов, нарушении
утилизации этого пигмента в процессе
эритроцитопоэза, усиленном всасывании
его в кишечнике, при нарушении обмена
железосодержащих пигментов.В организме
взрослого человека содержится 4—5 г
железа,
в основном в составе гемопротеидов и
соединений резервного железа —
ферритина и гемосидерина, являющихся
белковыми комплексами. Основной
представитель гемопротеидов —
гемоглобин клеток эритроидного ряда.
При избытке железа в организме гемосидерин
накапливается в тканях, что сопровождается
повреждением лизосом.

Гемохроматоз
(пигментный цирроз, бронзовый диабет)
— HLA-ассоциированное
полисистемное заболевание, наследуемое
по аутосомно-рецессивному типу,
обусловленное генетическим дефектом,
который приводит к повышенному всасыванию
железа в желудочно-кишечном тракте и с
избыточным накоплением железа в
организме, что проявляется поражением
печени, поджелудочной железы, сердца,
кожи, суставов, гипофиза.

Транспорт
железа в плазме крови и его поступление
в клетки

В
плазме крови железо транспортирует
белок трансферрин. Трансферрин —
гликопротеин, который синтезируется в
печени и связывает только окисленное
железо (Fe3+). Поступающее в кровь железо
окисляет фермент ферроксидаза, известный
как медьсодержащий белок плазмы крови
церулоплазмин. Одна молекула трансферрина
может связать один или два иона Fe3+, но
одновременно с анионом СО32- с
образованием комплекса трансферрин-2
(Fe3+-CO32-). В норме трансферрин крови насыщен
железом приблизительно на 33%.

Трансферрин
взаимодействует со специфическими
мембранными рецепторами клеток. В
результате этого взаимодействия в
цитозоле клетки образуется комплекс
Са2+-кальмодулин-ПКС, который фосфорилирует
рецептор трансферри-на и вызывает
образование эндосомы. АТФ-зависимый
протонный насос, находящийся в мембране
эндосомы, создаёт кислую среду внутри
эндосомы. В кислой среде эндосомы железо
освобождается из трансферрина. После
этого комплекс рецептор — апотрансферрин
возвращается на поверхность плазматической
мембраны клетки. При нейтральном значении
рН внеклеточной жидкости апотрансферрин
изменяет свою конформацию, отделяется
от рецептора, выходит в плазму крови и
становится способным вновь связывать
ионы железа и включаться в новый цикл
его транспорта в клетку. Железо в клетке
используется для синтеза железосодержащих
белков или депонируется в белке ферригине.

Рис.
13-7. Поступление экзогенного железа в
ткани. В
полости кишечника железо освобождается
из белков и солей органических кислот
пищи. Усвоению железа способствует
аскорбиновая кислота, восстанавливающая
железо. В клетках слизистой оболочки
кишечника избыток поступившего железа
соединяется с белком апоферритином с
образованием ферритина, при этом ферритин
окисляет Fe2+ в Fe3+. Поступление железа
из клеток слизистой оболочки кишечника
в кровь сопровождается окислением
железа ферментом сыворотки крови
ферроксидазой. В крови Fe3+ транспортирует
белок сыворотки крови трансферрин. В
тканях Fe2+ используется для синтеза
железосодержащих белков или депонируется
в ферритине.

Ферритин
— олигомерный белок с молекулярной
массой 500 кД. Он состоит из тяжёлых (21
кД) и лёгких (19 кД) полипептидных цепей,
составляющих 24 протомера. Разный набор
прогомеров в олигомере ферритина
определяет образование нескольких
изоформ этого белка в разных тканях.
Ферритин представляет собой полую
сферу, внутри которой может содержаться
цо 4500 ионов трёхвалентного железа, но
обычно содержится менее 3000. Тяжёлые
цепи ферритина окисляют Fe2+ в Fe3+,
Железо в виде гидроксидфосфата находится
в центре сферы, оболочка которой
образована белковой частью молекулы.
Оно поступает внутрь и освобождается
наружу через каналы, пронизывающие
белковую оболочку апоферритина, но
железо может откладываться и в белковой
части молекулы ферритина. Ферритин
содержится почти во всех тканях, но в
наибольшем количестве в печени, селезёнке
и костном мозге. Незначительная часть
ферритинаэкскретируется из тканей з
плазму крови. Поскольку поступление
ферэитина в кровь пропорционально его
содержанию в тканях, то концентрация
ферритина в крови — важный диагностический
показатель запасов железа в организме
при железодефидитной анемии. Метаболизм
железа в организме представлен на рис.
13-8.

В.
Регуляция поступления железа в клетки

Содержание
железа в клетках определяется соотношением
скоростей его поступления, использования
и депонирования и контролируется двумя
молекулярными механизмами. Скорость
поступления железа в неэритроидные
слетки зависит от количества
белков-рецепторов трансферрина в их
мембране. Избыток железа в клетках
депонирует ферритин. Синтез шоферритина
и рецепторов трансферринарегулируется
а уровне трансляции этих белков и зависит
от содержания железа в клетке.

На
нетранслируемом 3′-конце мРНК рецептора
трансферрина и на нетранслируемом
5′-конце мРНКапоферритина имеются
шпилечные петли — железочувствительные
элементы IRE (рис. 13-9 и 13-10). Причём мРНК
рецептора трансферрина имеет 5 петель,
а мРНКапоферритина — только 1.

Эти
участки мРНК могут взаимодействовать
с регуляторным IRE-связывающим белком.
При низких концентрациях железа в клетке
IRE-связывающий белок соединяется с IRE
мРНКапоферритина и препятствует
присоединению белковых факторов
инициации трансляции (рис. 13-9, А). В
результате этого снижаются скорость
трансляции апоферритина и его содержание
в клетке. Вместе с тем при низких
концентрациях железа в клетке
IRE-связывающий белок связывается с
железочувствительным элементом мРНК
рецептора трансферрина и предотвращает
её разрушение ферментом РНК-азой (рис.
13-10, А). Это вызывает увеличение количества
рецепторов трансферрина и ускорение
поступления железа в клетки.

При
повышении содержания железа в клетке
в результате его взаимодействия с
IRE-связывающим белком происходит
окисление SH-групп активного центра
этого белка и снижение сродства к
железочувствительным элементам мРНК.
Это приводит к двум последствиям:

• во-первых,
  ускоряется трансляция апоферритина
  (рис. 13-9, Б);

• во-вторых,
  IRE-связывающий белок освобождает
  шпилечные петли мРНК рецептора
  трансферрина, и она разрушается ферментом
  РНК-азой, в результате снижается скорость
  синтеза рецепторов трансферрина (рис.
  13-10, Б). Ускорение синтеза апоферритина
  и торможение синтеза рецепторов
  трансферрина вызывают снижение
  содержания железа в клетке.

В
целом эти механизмы регулируют содержание
железа в клетках и его использование
для синтеза железосодержащих белков.

ОБМЕН
ЖЕЛЕЗА

В
гемсодержащих белках железо находится
в составе гема. В негемовых железосодержащих
белках железо непосредственно связывается
с белком. К таким белкам относят
трансферрин, ферритин, окислительные
ферменты рибонук-леотидредуктазу и
ксантиноксидазу, железофлавопротеины
NADH-дегидрогеназа и сукцинат-дегидрогеназа.

В
организме взрослого человека содержится
3 — 4 г железа, из которых только около
3,5 мг находится в плазме крови. Гемоглобин
имеет примерно 68% железа всего организма,
ферритин — 27%, миоглобин — 4%, трансферрин
— 0,1%, На долю всех содержащих железо
ферментов приходится всего 0,6% железа,
имеющегося в организме. Источниками
железа при биосинтезе железосодержащих
белков служат железо пищи и железо,
освобождающееся при постоянном распаде
эритроцитов в клетках печени и селезёнки.

В
нейтральной или щелочной среде железо
находится в окисленном состоянии — Fe3+,
образуя крупные, легко агрегирующие
комплексы с ОН-, другими анионами и
водой. При низких значениях рН железо
восстанавливается и легко диссоциирует.
Процесс восстановления и окисления
железа обеспечивает его перераспределение
между макромолекулами в организме. Ионы
железа обладают высоким сродством ко
многим соединениям и образуют с ними
хелатные комплексы, изменяя свойства
и функции этих соединений, поэтому
транспорт и депонирование железа в
организме осуществляют особые белки.
В клетках железо депонирует белок
ферритин, в крови его транспортирует
белок трансферрин.

А.
Всасывание железа в кишечнике

В
пище железо в основном находится в
окисленном состоянии (Fe3+) и входит в
состав белков или солей органических
кислот. Освобождению железа из солей
органических кислот способствует кислая
среда желудочного сока. Наибольшее
количество железа всасывается в
двенадцатиперстной кишке. Аскорбиновая
кислота, содержащаяся в пище, восстанавливает
железо и улучшает его всасывание, так
как в клетки слизистой оболочки кишечника
поступает только Fe2+. В суточном количестве
пищи обычно содержится 15 — 20 мг железа,
а всасывается только около 10% этого
количества. Организм взрослого человека
теряет около 1 мг железа в сутки.

Количество
железа, которое всасывается в клетки
слизистой оболочки кишечника, как
правило, превышает потребности организма.
Поступление железа из энтероцитов в
кровь зависит от скорости синтеза в них
белка апоферритина. Апоферритин
«улавливает» железо в энтероцитах
и превращается в ферритин, который
остаётся в энтероцитах. Таким способом
снижается поступление железа в капилляры
крови из клеток кишечника. Когда
потребность в железе невелика, скорость
синтеза апоферритина повышается (см.
ниже «Регуляция поступления железа
в клетки»). Постоянное слущивание
клеток слизистой оболочки в просвет
кишечника освобождает организм от
излишков железа. При недостатке железа
в организме апоферритин в энтероцитах
почти не синтезируется.елезо, поступающее
из энтероцитов в кровь, транспортирует
белок плазмы крови трансферрин (рис.
13-7).

Нарушения
метаболизма железа

Железодефицитная
анемия может наблюдаться при повторяющихся
кровотечениях, беременности, частых
родах, язвах и опухолях ЖКТ, после
операций на ЖКТ. При железодефицитной
анемии уменьшается размер эритроцитов
и их пигментация (гипохромные эритроциты
малых размеров). В эритроцитах уменьшается
содержание гемоглобина, понижается
насыщение железом трансферрина, а в
тканях и плазме крови снижается
концентрация ферритина. Причина этих
изменений — недостаток железа в организме,
вследствие чего снижается синтез гема
и ферритина в неэритроидных тканях и
гемоглобина в эритроидных клетках.

Рис.
13-8. Метаболизм железа в организме.