Обмен железа

Основное количество железа в организме входит в состав гема (Hb, миоглобин, цитохромы). Часть железа запасается в виде ферритина (в гепатоцитах) и гемосидерина (в клетках фон Купффера, макрофагах костного мозга и селезёнки). Некоторое количество находится в лабильном состоянии в плазме в связи с трансферрином. Большая часть железа, необходимого для синтеза гема, извлекается из разрушенных эритроцитов. Только 5% железа для эритропоэза поставляется извне с пищей. Железо, поступающее с пищей, накапливается в эпителиальных клетках (энтероцитах) слизистой оболочки тонкого кишечника. В высвобождении железа из энтероцита и поступлении в кровь участвуют белок апикальной мембраны энтероцита транспортёр бивалентных металлов DCT2 (DivalentCation Transporter, ген SLC11A2), трансмембранный белок базолатеральной мембраны энтероцита ферропортин (FPN1, ген SLC40A1) и феррооксидаза. Железо в комплексе с белком плазмы трансферрином транспортируется в красный костный мозг и в печень, где комплекс «железо–трансферрин» взаимодействует с рецепторомтрансферрина RTf1 клеток эритроидного ряда и гепатоцитов, соответственно, и путём эндоцитоза поступает в клетку. Эндосомальное окисление ведёт к отделению железа, которое транспортируется из эндосом при участии транспортёра бивалентных металлов 1 DMT1, трансмембранного переносчика Fe, функционирующего только при низких pH. Свободный трансферрин возвращается в плазму, а Trfr1 — на клеточную поверхность. При разрушении эритроцитов в селезёнке, печени и костном мозге высвобождаемое из гема железо транспортируется трансферрином в костный мозг, а часть железа включается в состав ферритина и гемосидерина.

Железодефицитная анемия развивается при недостаточном поступлении железа извне. Гемохроматоз, обусловленный мутацией гена HFE, — избыточное накопление железа (в составе ферритина и гемосидерина) в макрофагах, гепатоцитах, кардиомиоцитах, поджелудочной железе, что может вызвать повреждение клеток с последующим развитием цирроза печени, бронзовой пигментации кожи, бронзового диабета.