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: ↓: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 ↓ (deplece Fe, ↑ (stáří, v organismu růst, gravidita) hmotnostní úbytek, sideróza) * erytropoeza ↑ (hemolýza, ↓ (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 • ↓: hemolytická anémie, hemochromatóza, cirhóza • ↑: anémie z nedostatku železa TRANSFERIN • Výpočet transferinu vázajícího železo → saturace transferinu: • saturace [%] = x 4,41 • fyziologicky 15 – 45% • ↓: deficit Fe • ↑: nadbytek Fe ↓ 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 ↓ • 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 • ↓: 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: ♂ 30 - 220 mg/l ♀ 24 - 160 mg/l • ↓: 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 • ↓ ery, ↓ Hb, ↓ MCV, ↓ MCH, ↓ MCHC • ↓ Fe • ↓ feritin – časný a citlivý ukazatel • ↑ transferin, ↑ vazebná kapacita transferinu - pozdní, ↓ 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