ŽELEZO MUDr. Michaela Králíková Biochemický ústav LF MU E-mail: mkralik@med.muni.cz ŽELEZO (Ferrum) Fe * Z = 26 * Ar = 55,847 * skupina VIII. B * (Ar)3d^64s^2 * ox. č. I až VI * stříbřitě šedý kov * známé již ve starověku Fe^2+, Fe^3+ * v organismu: muži 4 g, ženy 2,5 g * denní příjem potravou 10 - 30 mg, vstřebá se asi 10% * denní ztráty okolo 1 mg * potřeba je dána ztrátami, -^ v těhotenství, při růstu apod. Koncentrace železa /S v průběhu života novorozenci 9 - 36 mmol/l kojenci 4 - 28 mmol/l děti 9 - 22 mmol/l Ovlivnění intestinální resorpce železa * Faktory intraluminální * slizniční * organismu jako celku * speciální Ovlivnění intestinální resorpce železa * Faktory intraluminální * slizniční * organismu jako celku * speciální Ovlivnění intestinální resorpce železa -- faktory intraluminální Ovlivnění intestinální resorpce železa * Faktory intraluminální * slizniční * organismu jako celku * speciální Ovlivnění intestinální resorpce železa -- faktory slizniční * morfologické: -v:gastrektomie, chronická atrofická gastritida, enteritida, střevní resekce, celiakální sy * obsah Fe v mukóze: nízký -- resorpce -^ Ovlivnění intestinální resorpce železa * Faktory intraluminální * slizniční * organismu jako celku * speciální Ovlivnění intestinální resorpce železa -- faktory organismu jako celku vstřebávání Fe zvýšeno sníženo * celkový obsah Fe -v (deplece Fe, -^ (stáří, v organismu růst, gravidita) hmotnostní úbytek, sideróza) * erytropoeza -^ (hemolýza, -v (transfuze, krevní ztráty, aplastická hypoxie, anémie, polycytemie) karence bílkovin) * metabolismus Fe -^ (cirhóza, sideroblastická anémie) Ovlivnění intestinální resorpce železa * Faktory intraluminální * slizniční * organismu jako celku * speciální Ovlivnění intestinální resorpce železa -- faktory speciální -^ při: atransferinémii, idiopatické familiární hemochromatóze, hypoxii s aplázií kostní dřeně Železo v organismu * Funkční: v hemoglobinu, myoglobinu, cytochromech a enzymech (kataláza, peroxidáza, hydrolázy Pro, Lys, Phe a Try aj.) * Transportní: v transferinu -- 0,15% * Zásobní: ve feritinu a hemosiderinu HEMOGLOBIN TRANSFERIN * transportní protein pro Fe^3+, 1 molekula váže maximálně 2 Fe^3+ (1,41 mg Fe^3+ / 1 mg transferinu) * b[1]-globulin, syntetizován v játrech * známo přes 20 izoforem * 1/2 v séru/plazmě, 1/2 extravaskulárně * fyziologická koncentrace /S = 2 - 4 g/l = 23 -- 45 mmol/l * Mr = 79 570 TRANSFERIN * Za fyziologických podmínek je celková vazebná kapacita transferinu (total iron-binding capacity -- TIBC) nasycena železem asi z 1/3. * Zbytek nazýváme volná vazebná kapacita (latent iron-binding capacity -- LIBC). * TIBC ~= LIBC + Fe/S * TIBC (mmol/l) = transferin/S (mmol/l) x 2 = 46 - 90 mmol/l * TIBC (mg/l) = transferin/S (g/l) x 2 x = 2,8 - 5,6 mg/l * Změny v hladině vazebné kapacity transferinu * -v: hemolytická anémie, hemochromatóza, cirhóza * -^: anémie z nedostatku železa TRANSFERIN * Výpočet transferinu vázajícího železo -> saturace transferinu: * saturace [%] = x 4,41 * fyziologicky 15 -- 45% * -v: deficit Fe * -^: nadbytek Fe -v TRANSFERINU * atransferinémie - hereditární porucha syntézy transferinu * hypotransferinémie - doprovází exsudativní enteropatii, nefrotický sy * těžká proteinová malnutrice * chronické hepatopatie - pokles syntézy v játrech * zánět - transferin se chová jako negativní RAF * anémie -^ TRANSFERINU * Fe/S současně -^ * akutní hepatitida, aktivní cirhóza * hemolytická anémie aj. stavy spojené s -^ rozpadem ery * excesivní přívod Fe * Fe/S současně -v * anémie z nedostatku Fe * gravidita sTR solubilní transferinové receptory * nejcitlivější ukazatel stavu Fe v buňkách * koncentrace /S = 0,85 -- 2,29 mg/l * míra exprese na membráně ovlivňuje množství komplexů transferin-Fe^3+ přijatých buňkou * -^: IC deficit Fe * -v: IC nadbytek Fe Pozn.: Laktoferin * je protein podobný transferinu * váže Fe v mléce * také 2 vazebná místa pro Fe * usnadňuje střevní absorpci Fe u malých dětí FERRITIN ^* zásobní protein obsahující Fe^3+ * izoferitiny s tkáňovou specifitou (nejvíce v játrech, slezině, kostní dřeni; střevní sliznici) * Mr >= 440 (závisí na množství Fe) * koncentrace feritinu /S odráží tkáňové zásoby železa, fyziologické hodnoty: m. 30 - 220 mg/l f. 24 - 160 mg/l * -v: anémie z nedostatku železa krvácení (cave falešně "normální" hodnoty v důsledku maskování zánětem nebo nádorovým onemocněním) * -^: malignity (nespecifický nádorový marker) akutní hepatitida, nekróza jaterních buněk, cholestáza záněty (pozitivní RAF) hemochromatóza hemolytická a megaloblastická anémie Hemosiderin * označení pro mikroskopický obraz depozit železa * tvořen agregáty feritinu při nadbytku Fe v organismu Železo v organismu * ! negativní význam -- prooxidační účinky: * Fentonova reakce: ^* H[2]O[2] + Fe^2+ -> OH^- + ˙OH + Fe^3+ ^* Fe z vysokomolekulární vazby uvolňují O[2].*^-, NO, vanad IV a hliník Příjem potravou * Hlavní zdroje v potravě * maso * vnitřnosti * luštěniny * vejce * salát * špenát * celozrnné výrobky * natě * DDD: ženy 15-18 mg muži 12-16 mg Deficit -> hyposiderémie * anémie z nedostatku železa * infekce * nádorová onemocnění (vyšší obrat ery při normálním příjmu) * nefrotický sy (ztráty transferinu močí) * hemodialýza * hypotyreóza * léčba ACTH a kortikoidy * po operacích a při jiných stavech spojených s regenerací organismu (krevní ztráty + zvýšená spotřeba) Deficit -> hyposiderémie * ANEMIE Z NEDOSTATKU ŽELEZA -> hypochromní mikrocytární -> nejčastější hematologické onemocnění ANEMIE Z NEDOSTATKU ŽELEZA Příčiny * snížený přívod železa - absolutní - relativní (atrofická gastritida, resekce) * zvýšené ztráty železa - krvácení (GIT, gynekologické, močové cesty, opakované masivní epistaxe) * zvýšené nároky organismu na přísun železa - gravidita, laktace, růst, dárci krve * maligní onemocnění ANEMIE Z NEDOSTATKU ŽELEZA Klinicky * slabost * pokles fyzické výkonnosti * bledost * palpitace * únava * křeče DK * zhoršená termoregulace * dyspnoe * koilonychie * angulární stomatitida * glositida ANEMIE Z NEDOSTATKU ŽELEZA Laboratorní nález * -v ery, -v Hb, -v MCV, -v MCH, -v MCHC * -v Fe * -v feritin -- časný a citlivý ukazatel * -^ transferin, -^ vazebná kapacita transferinu - pozdní, -v saturace transferinu, -^ solubilní transferinové rec. - nejcitlivější Toxicita -> hypersiderémie * excesivní příjem (parenterální léčba Fe, opakované transfuze) * hemochromatóza * hemolytická anémie * hepatitida (z poškozených jater se uvolňuje feritin) * hepatální porfyrie * hypertyreóza * nefritida Toxicita -> hypersiderémie * HEMOCHROMATÓZA * dědičné onemocnění způsobené chyběním regulace absorpce železa v tenkém střevě * následkem je nadměrné ukládání železa v játrech (vývoj cirhózy), myokardu (kardiomyopatie), slinivce a kůži (tzv. bronzový diabetes) * Podobné příznaky nacházíme při déletrvajícím nadměrném parenterálním přívodu železa; onemocnění se nazývá HEMOSIDERÓZA. Toxicita -> hypersiderémie * Další příčiny: * hemolytická anémie * osteomyelofibróza * nekróza hepatocytů * mobilizace tkáňového Fe po podávání deferoxaminu