Въпрос 30
Желязо. Норма 3-4 g.
В протеините, съдържащи хем, желязото присъства в хема. В протеините, съдържащи нехем желязо, желязото се свързва директно с протеина. Тези протеини включват трансферин, феритин, окислителните ензими рибонуклеотид редуктаза и ксантин оксидаза, железни флавопротеини NADH дехидрогеназа и сукцинат дехидрогеназа.
В неутрална или алкална среда желязото е в окислено състояние - Fe3 +, образувайки големи, лесно агрегиращи комплекси с OH-, други аниони и вода. При ниски стойности на pH желязото се редуцира и лесно се дисоциира. Процесът на редукция и окисление на желязото осигурява преразпределението му между макромолекулите в организма. Железните йони имат висок афинитет към много съединения и образуват хелатни комплекси с тях, променяйки свойствата и функциите на тези съединения, така че транспортирането и отлагането на желязо в тялото се извършва от специални протеини. В клетките желязотоотлагаферитиновия протеин, в кръвтапренасятрансфериновия протеин.
Чревна абсорбция на желязо
В храната желязото е главно в окислено състояние (Fe3 +) и е част от протеини или соли на органични киселини. Освобождаването на желязо от соли на органични киселини се улеснява от киселата среда на стомашния сок. Най-голямо количество желязо се абсорбира в дванадесетопръстника. Аскорбиновата киселина, съдържаща се в храната, възстановява желязото и подобрява усвояването му, тъй като само Fe2 + навлиза в клетките на чревната лигавица. Дневното количество храна обикновено съдържа 15 - 20 mg желязо, като само около 10% от това количество се усвоява. Тялото на възрастен губи около 1 мгжелязо на ден.
Количеството желязо, което се абсорбира в клетките на чревната лигавица, като правило надвишава нуждите на тялото. Потокът на желязо от ентероцитите в кръвта зависи от скоростта на синтез на протеина апоферитин в тях. Апоферитинът "улавя" желязото в ентероцитите и се превръща във феритин, който остава в ентероцитите. По този начин се намалява притока на желязо в кръвоносните капиляри от чревните клетки. Когато нуждата от желязо е ниска, скоростта на синтеза на апоферитин се увеличава. Постоянното отделяне на мукозни клетки в чревния лумен освобождава тялото от излишното желязо. При липса на желязо в организма апоферитинът почти не се синтезира в ентероцитите. Желязото, влизащо в кръвта от ентероцитите, транспортира протеина трансферин в кръвната плазма.
В плазмата желязото транспортира протеина трансферин. Трансферинът е гликопротеин, който се синтезира в черния дроб и свързва само окисленото желязо (Fe3+). Желязото, влизащо в кръвния поток, се окислява от ензима фероксидаза, известен като съдържащия мед плазмен протеин церулоплазмин. Една молекула трансферин може да свърже един или два Fe3+ йона, но едновременно с CO32- аниона, за да образува трансферин-2 комплекс (Fe3+-CO32-). Обикновено кръвният трансферин е наситен с желязо с приблизително 33%.
Трансферинът взаимодейства със специфични рецептори на клетъчната мембрана. В резултат на това взаимодействие в цитозола на клетката се образува Ca2+-calmodulin-PKC комплексът, който фосфорилира трансфериновия рецептор и предизвиква образуването на ендозома. ATP-зависима протонна помпа, разположена в мембраната на ендозомата, създава кисела среда в ендозомата. В киселата среда на ендозома желязото се освобождава от трансферина. След това комплексът рецептор-апотрансферин се връща на повърхносттаплазмената мембрана на клетката. При неутрално рН на екстрацелуларната течност апотрансферинът променя своята конформация, отделя се от рецептора, навлиза в кръвната плазма и отново става способен да свързва железни йони и да се включва в нов цикъл на транспорта си в клетката. Желязото в клетката се използва за синтеза на желязосъдържащи протеини или се отлага в протеина феритин.
Феритинът се състои от тежки (21 kD) и леки (19 kD) полипептидни вериги, които изграждат 24 протомера. Различен набор от прогомери във феритиновия олигомер определя образуването на няколко изоформи на този протеин в различни тъкани. Феритинът е куха сфера, която може да съдържа до 4500 фери железни йони, но обикновено съдържа по-малко от 3000. Тежките вериги на феритина окисляват Fe2+ до Fe3+.Желязото под формата на хидроксид фосфат се намира в центъра на сферата, чиято обвивка е образувана от протеиновата част на молекулата. Той навлиза и се освобождава през каналите, проникващи в протеиновата обвивка на апоферитина, но желязото може да се отложи и в протеиновата част на молекулата на феритина. Феритинът се намира в почти всички тъкани, но в най-голямо количество в черния дроб, далака и костния мозък. Незначителна част от феритина се екскретира от тъканите в кръвната плазма. Тъй като притокът на феретин в кръвта е пропорционален на съдържанието му в тъканите, концентрацията на феритин в кръвта е важен диагностичен показател за запасите от желязо в организма при желязодефицитна анемия.
1) Той е част от хемоглобина (пренос на кислород)
2) Той е част от миоглобина (създава кислороден резерв в тялото. Поради наличието на тези резерви, можете например да се гмурнете във водата и да не дишате известно време, като използвате собствените си кислородни резерви, натрупани поради миоглобиновото желязо.)
3) Желязое част от структурата на цитохромите, които участват в натрупването на енергия, освободена по време на крайните етапи на биологичното окисление
4) Желязото в същото време предпазва органите от вредното въздействие на токсичния водороден пероксид, произвеждан от белите кръвни клетки - левкоцитите. Каталазата съдържа желязо, в присъствието на което молекулите на водородния прекис се разделят на кислород и вода.