Клеточный лабильный пул железа является пересечением метаболических путей железосодержащих соединений и находится между клеточной потребностью в железе, его усвоением и хранением4.
Железо, поглощаемое энтероцитами, может использоваться непосредственно для внтриклеточных метаболических процессов, храниться или экспортироваться в системный кровоток для транспортировки.
В энтероцитах, как и в других клетках, железо может храниться в , если немедленный экспорт не требуется или не возможен. Это позволяет хранить железо в инертной форме. Хранение ферритина обеспечивает более контролируемую доставку железа базолатеральным экспортерам железа и способность ограничивать попадание свободного железа в системный кровоток при десквамации кишечных клеток, которая происходит каждые 1-2 дня.
У здоровых людей уровень ферритина коррелирует с уровнем запасов железа в организме. 1 мкг/л сывороточного ферритина соответствует 8–10 мг железа в организме или 140 мкг железа для хранения на кг массы тела. У взрослых здоровых людей без дефицита железа уровень ферритина варьирует от 30 до 300 мкг/л.
Экспорт железа из энтероцита в кровообращение является решающим этапом для поступления железа в организм. Двухвалентное железо, Fe (II), поступает в циркуляцию через . Экспортируемое железо в форме Fe (II) окисляется до трехвалентного железа Fe (III) при помощи белков ферроксидазы (), а затем загружается в .
Механизмы, регулирующие системный гомеостаз железа, включают две молекулы, и ферропортин, которые работают вместе, чтобы регулировать поступление железа из клеток в системный кровоток.
Образование гепсидина повышается за счет высокого уровня запасов железа, высокого уровня сывороточного железа, а также инфекций и воспалений. Гепсидин действует, связывая и блокируя ферропортин на энтероцитах, макрофагах и гепатоцитах, тем самым ингибируя выброс железа в кровоток5,6.
В составе трансферрина железо поступает через систему воротной вены в печень, где часть железа остается в гепатоцитах и хранится в виде запасного фонда, преимущественно внутриклеточно в составе ферритина. Печень располагает наиболее значительными запасами железа, которое при необходимости может быстро освобождаться для метаболических процессов.
Большая часть железа транспортируется в костный мозг — к местам синтеза гемоглобина. Меньшая часть железа доставляется другим клеткам-потребителям, имеющим рецепторы для трансферрина. В неэритроидных клетках железо используется для синтеза ДНК, РНК и железосодержащих ферментов.
Связанный с железом трансферрин связывается с рецептором трансферрина, и образовавшийся комплекс переходит внутрь клетки посредством эндоцитоза. Внутри клетки железо отсоединяется от трансферрина, и восстановается до двухвалентного железа, Fe (II) при помощи Steap3. Поле чего оно транспортируется в плазму клетки при помощи Fe (II) белка транспортера DMT-1 (переносчика двухвалентного металла 1).
Железо может утилизироваться в митохондриях или храниться в ферритине. После выхода железа в плазму рецептор трансферрина возвращается на внешнюю поверхность клетки, а апо-трансферрин подвергается рециркуляции7.
- Barragan-Ibanez G. et al. Rev Med Hosp Gen Mex. 2016; 79: 88-97.
- Aisen, 1992.
- Национальные клинические рекомендации перегрузка железом: диагностика и лечение. 2018; https://npngo.ru/uploads/media_document/289/d4dc2f81-4968-4ab0-883a-0d26027f8e46.pdf
- Kruszewski M. Mutat. Res. 2003; 531(1-2): 81-92.
- Dev S. and Babitt J.L. Hemodialysis International. 2017; 21:S6–S20.
- Silva B. and Faustino P. Biochimica et Biophysica Acta. 2015; 1852: 1347–1359.
- Hentze M.W. et al. Cell. 2010; 142: 24-38.
- Zhang C. Protein Cell. 2014; 5:750–760.
- Muckenthaler M.U. et al. Cell. 2017; 168: 344-361.
- Lasserre J.P. et al. Dis Model Mech. 2015; 8: 509-26.
- Musallam K.M. and Taher A.T. Curr Med Res Opin. 2018; 34: 81-93.
- Manikandan P. and Nagini S. Curr Drug Targets. 2018; 19: 38-54.
- Radlowski E.C. and Johnson R.W. Front Hum Neurosci. 2013; 7: 585.
- Balucan F.S. et al. J Thyroid Res. 2013; 2013: 182472.
- Besarab A. et al. Oncologist. 2009; 14(Suppl 1): 22–33.
- Jankowska E.A. et al. Eur Heart J. 2013; 34: 816–826.
- Pittman R.N. Regulation of Tissue Oxygenation. 2011. San Rafael (CA): Morgan & Claypool Life Sciences.
- Kalantar-Zadeh K. et al. Adv Chronic Kidney Dis. 2009; 16(2): 143-15.
- MRC Mitochondrial Biology Unit. http://www.mrc-mbu.cam.ac.uk/what-are-mitochondria.
- Cooper G.M. The Cell: A Molecular Approach. 2nd ed. Sunderland (MA): Sinauer Associates; 2000.
- Stugiewicz M. et al. European Journal of Heart Failure. 2016; 18: 762–773.
- Knutson M. and Wessling-Resnick M. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 2003; 38: 61–88.
- Wallace D.F. Clin Biochem Rev. 2016; 37: 51-62.