ВНЕКЛЕТОЧНОЕ ЖЕЛЕЗО

Во внеклеточных жидкостях железо находится в

связанном состоянии - в виде железо - белковых комплексов.

Концентрация его в плазме широко варьирует у здорового человека,

составляет 10,8 - 28,8 мкмоль/л. с достаточно большими суточными

колебаниями, достигающими 7,2 мкмоль/л. Общее содержание

железа во всем объеме циркулирующей плазмы у взрослого человека

составляет 3 - 4 мг. Уровень железа в плазме крови зависит от ряда

факторов: взаимоотношения процессов разрушения и образования

эритроцитов, состояния запасного фонда железа в желудочно-

кишечном тракте. Однако наиболее важной причиной,

определяющей уровень плазменного железа, является

взаимодействие процессов синтеза и распада эритроцитов.

Железо-связывающий белок трансферрин, открытый шведскими учеными, содержится в

небольшом количестве в плазме крови. Общая железо-связывающая способность

плазмы, характеризуящаясяпрактически концентрацией трансферрина,

колеблется от 44,7 до 71,6 мкмоль/л, а свободная железо-связывающая способность

- резервная емкость трансферрина - составляет 28.8 - 50.4 мкмоль/л у здорового

человека. .

В плазме здорового человека трансферрин может

находиться в 4 молекулярных формах:

1) апотрансферрина;

2) моножелезистого трансферрина А - железо занимает только

А - пространство;

3) моножелезистого трансферрина В - железо

занимает только В-пространство;

4) дижелезистого транферрина - заняты А и В пространства.

Молекулярный вес трансферрина 76000 - 80000,

он состоит из единственной полипептидной цепочки с

расположенными на ней двумя значительно схожими, если не идентичными,

металлсвязывающими пространствами. Эти пространства (А и В) наиболее прочно

связывают железо по сравнению с ионами других металлов. Около 6% железо-

связывающего белка составляют углеводные остатки, находящиеся в 2

ответвляющихся цепочках и заканчивающихся сиаловой кислотой. Углеводы,

вероятно, не участвуют в механизме захвата железа. Синтезируется трансферрин

преимущественно в паренхиматозных клетках печени.

Функции трансферрина в организме представляют значительный интерес. Он

не только переносит железо в различные ткани и органы, но и «узнает»

синтезирующие гемоглобин ретикулоциты и, возможно другие

нуждающиеся в железе клетки. Трансферрин отдает железо им только в

том случае, если клетки имеют специфические рецепторы, связывающие

железо. Таким образом, этот железо-связывающий белок функционирует

как транспортное средство для железа, обмен которого в организме

человека зависит как от общего поступления железа в плазму крови,

так и от его количества, захваченного различными тканями

соответственно количеству в них специфических рецепторов для

железа. Кроме того трансферрин обладает защитной функцией -

предохраняет ткани организма от токсического действия железа.

Анализируя биологическую роль трансферрина в

организме, следует упомянуть о результатах экспериментальных

исследований, свидетельствующих о способности этого белка

регулировать транспорт железа из лабильных его запасов в эпителии

клеток желудочно-кишечного тракта в плазму крови.

Из плазмы железо захватывается преимущественно костным мозгом

для синтеза гемоглобина и эритроцитов, в меньшей степени - клетками

ретикулоэндотелиальной системы и откладывается в виде запасного

железа, некоторое количество его поступает в неэритропоэтические

ткани и используется для образования миоглобина и ферментов

тканевого дыхания (цитохромы, каталаза и т.д.). Все эти процессы

являются сложными и до конца не изученными.

Однако некоторые этапы наиболее важного процесса передачи железа

трансферрином клеткам костного мозга можно представить следующим образом:

1) адсорбция трансферрина рецепторными участками на

поверхности ретикулоцитов;

2) образование прочного соединения между трансферрином и

клеткой, возможно проникновение белка в клетку;

3) перенос железа от железо-связывающего белка к синтезирующему

гемоглобин - аппарату клетки;

4) освобождение трансферрина в кровь.

Известно, что количество связывающих трансферрин

пространств максимально в ранних эритроидных предшественниках и

уменьшается по мере созревания этих клеток.

Железо-связывающий белок лактоферрин обнаружен

во многих биологических жидкостях: молоке, слезах, желчи,

синовиальной жидкости, панкреатическом соке и секрете тонкого

кишечника. Кроме того, он находится в специфических вторичных

гранулах нейтрофильных лейкоцитов, образуясь в клетках

миелоидного ряда со стадии промиелоцита. Подобно трансферрину,

лактоферрин способен связывать 2 атома железа специфическими

пространствами. Он состоит из одной полипептидной цепочки,

молекулярный вес приблизительно равен 80000. В физиологических

условиях этот железо-связывающий белок насыщен железом до 20%

в ничтожных количествах он содержится в плазме крови,

освобождаясь в нее из нейтрофильных лейкоцитов. Несмотря на

схожесть лактоферрина и трансферрина, эти железо-связывающие

белки отличаются друг от друга по антигенным свойствам, составу

аминокислот, белков и углеводов.

В настоящее время известны следующие функции

этого белка: бактериостатическая, участие в иммунных процессах и

абсорбции железа в желудочно-кишечном тракте. Свободный от

железа лактоферрин - аполактоферрин обладает бактериостатическими

свойствами, которые теряются при насыщении его железом.

Аполактоферрин тормозит in vitro рост бактерий и грибов, и возможно,

играет роль во внутриклеточной гибели микроорганизмов. При низкой

концентрации лактоферрина в нейтрофильных лейкоцитах может

уменьшаться их бактерицидная активность.

Железосерные ферменты - это еще один важный

класс железосодержащих ферментов, участвующих в переносе

электронов в клетках животных, растений и бактерий. Железосерные

ферменты не содержат гемогрупп, они характеризуются тем, что в их

молекулах присутствует равное число атомов железа и серы, которые

находятся в особой лабильной форме, расщепляющейся под

действием кислот. К железо - серным ферментам относится,

например, ферредоксин хлоропластов, осуществляющий перенос

электронов от возбужденного светом хлорофилла на разнообразные

акцепторы электронов.