Нормальные значения содержания железа в сыворотке (плазме) крови: 8,9-31,2 мкмоль/л.

Лекция №15.

Содержание темы:

1. Роль железа в организме.

2. Всасывание железа, транспорт, фонды железа. Трансферрин.

3. Сывороточное железо, ОЖСС, НЖСС.

4. Дефицит железа в организме.

Железо входит в состав гемоглобина (включено в состав молекулы гема), где выполняет важнейшую функцию связывания и доставки кислорода клеткам организма человека. Поэтому железо необходимо для синтеза и функционирования гемоглобина. Общее содержание железа в организме «стандартного» человека составляет около 4,2 г. Примерно 75-80% его общего количества входит в состав гемоглобина, 20-25% железа является резервным, 5-10% входит в сосав миоглобина, около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях. Уровень железа в сыворотке имеет выраженные суточные колебания: в послеобеденный период он ниже, чем утром, приблизительно на 7 мкмоль/л. Резервное железо запасается, главным образом, в печени, селезенке и костном мозге, где хранится в белках ферритине и гемосидерине. Часть ферритина присутствует в плазме, а его концентрация служит надежным индикатором состояния запасов железа в организме.

Железо осуществляет свою биологическую функцию, главным образом, в составе других биологически активных соединений (гемоглобин, миоглобин, железосодержащие ферменты), которые выполняют четыре основные функции:

· транспортирование электронов (цитохромы, железосеропротеиды);

· транспортирование и депонирование кислорода (гемоглобин, миоглобин);

· участие в формировании активных центров окислительно-восстановительных ферментов (оксидазы, гидроксилазы и др.);

· транспортирование и депонирование железа (трансферрин, гемосидерин, ферритин).

Гомеостаз железа в организме обеспечивается в первую очередь регуляцией его всасывания в желудочно-кишечном тракте в связи с ограниченной способностью организма к выделению этого элемента. Существует выраженная обратная зависимость между обеспеченностью организма человека железом и его всасыванием в пищеварительном тракте.

Всасывание железа зависит от:

· возраста и обеспеченности организма железом;

· состояния желудочно-кишечного тракта;

· количества и химических форм железа поступающего, с пищей;

· количества и форм прочих компонентов пищи.

Для оптимального всасывания железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Аскорбиновая кислота, восстанавливающая железо и образующая с ним хелатные комплексы, повышает доступность этого элемента, так же как и прочие органические кислоты. Другим компонентом пищи, улучшающим всасывание железа,  является «фактор животного белка». Улучшают всасывание железа простые углеводы: лактоза, фруктоза, сорбит, а также такие аминокислоты, как гистидин, лизин.цистеин, образующие с железом легко всасываемые хелаты.

Всасывание железа снижают  такие напитки, как кофе и чай, полифенольные соединения, которых прочно связывают этот элемент.

Поэтому чай применяется для профилактики повышенного усвоения железа у больных талассемией. Большое влияние на усвоение железа оказывают различные заболевания. Оно усиливается при недостаточности железа, при анемиях (гемолитической, апластической, мегалобластной), гиповитаминозе В₆ и гемохроматозе, что объясняется усилением эритропоэза, истощением запасов железа и гипоксией.

Организм человека хорошо сохраняет железо.после того как эритроциты прожив, 120 суток, погибают, железо возвращается в резерв костного мозга для образования новых эритроцитов. За счет распада гемоглобина в сутки высвобождается около 21-24 мг железа, что во много раз превышает поступление железа из пищеварительного тракта (1-1,5 мг/сутки). Гемоглобин, поступающий в плазму крови при распаде эритроцитов, специфически связывается с гаптоглобином, что предупреждает его фильтрацию через почки.

Железо выделяется из организма в основном путем слущивания слизистой оболочки кишечника и с желчью. Оно теряется также с волосами, ногтями, мочой и потом.общее количество выделяемого таким образом железа составляет у здорового мужчины 0,6-1 мг в сутки, а у женщин репродуктивного возраста – более 1, 5 мг.

нормальная сбалансированная диета обеспечивает поступление в желудочно-кишечный тракт около 10-15 мг железа ежедневно. Основными источниками железа служат мясо, рыба, овощи и крупы. Железо из животной пищи усваивается в несколько раз лучше, чем из растительной. В норме из пищи всасывается около 10% содержащейся в ней железа (1-1,5 мг в день), что вполне достаточно для возмещения дневных потерь.

Таким образом,концентрация железа в сыворотке зависит от:

· резорбции в желудочно-кишечном тракте;

· накопления в кишечнике, селезенке и костном мозге,

· от синтеза и распада гемоглобина и его потери организмом.

Оценка содержания железа в сыворотке крови может потребоваться тогда, когда подозревается наличие дефицита или избытка железа в организме пациента.

Железодефицитные состояния (железодефицитная анемия) – одно из наиболее распространенных заболеваний человека. Избыток железа в организме встречается значительно реже. Для подтверждения дефицита или избытка железа необходимо проведение комплекса биохимических тестов, характеризующих метаболизм железа.

К таким тестам относятся:

· определение концентрации железа в сыворотке,

· общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС),

· трансферрина и ферритина в сыворотке крови.

Каждый из этих тестов имеет свою цель. Выполнение каждый в отдельности, они не всегда являются надежными показателями метаболизма железа в организме. При комплексном исследовании этих показателей их ценность существенно возрастает.

Определение содержания сывороточного железа, а также общей и ненасыщенной железосвязывающей способности сыворотки крови обычно основывается на формировании окрашенных комплексов, образующихся при взаимодействии железа с определенными химическими реагентами.

Общая железосвязывающая способность сыворотки (ОЖСС) является показателем концентрации в сыворотке трансферрина.

ТРАНСФЕРРИН

Трансферринотносится к b-глобулинам. Главная функция трансферрина – это транспортирование всосавшегося в кишечнике железа в его депо (печень, селезенка), ретикулоциты и их предшественники в костном мозге. Трансферрин способен также связывать ионы других металлов (цинка, кобальта и др.). Из общего количества трансферрина в организме человека только 25-40% содержит железо. Основное место синтеза трансферрина – печень. В сопоставлении с содержанием железа в сыворотке крови уровень трасферрина является более стабильной величиной с менее выраженными различиями по полу и возрасту. Определение концентрации трансферрина в сыворотке является наиболее достоверным тестом оценки железодефицитных состояний.

Референтные величины трансферрина составляют от 2 до 3,5 г/л. При дефиците железа в организме и снижении уровня железа в сыворотке крови содержание трансферрина повышается. Такое разнонаправленное изменение этих показателей является одним из наиболее важных признаков железодефицитной анемии. Подобные же изменения могут наблюдаться при беременности и в детском возрасте, однако они не менее выражены. Увеличение содержания трансферрина в этих случаях связано с усилением его синтеза для обеспечения повышенных потребностей организма в железе при беременности и росте организма у детей. В то же время необходимо отметить, что трансферрин является одним из «отрицательных» белков «острой фазы», и при различных воспалительных заболеваниях его концентрация снижается, что может привести к ошибкам и диагностике дефицита железа. Основными причинами сниженного содержания трансферрина в хроническом гепатите,, циррозе печени, хронической нефропатии, голодании, неопластических процессах, а также значительная потеря белка при нефротическом синдроме или заболеваниях тонкой кишки.

Снижение содержания трансферрина и повышение концентрации желлеза в сыворотке обнаруживают при состояниях, характеризующих накоплением железа в организме (идиопатический гемохроматоз), или в случаях гипопластических, гемолитических и мегалобластических анемий, что является следствием угнетения синтеза белка под влиянием высоких концентрация железа.

Определение уровня сывороточного железа, показателей общей железосвязывающей способности сыворотки крови (ОЖСС) помогает оценить особенности обмена железа при отдельных формах патологии. В норме содержание сывороточного железа составляет у женщин 7,16-26,85 мкмоль/л, у мужчин – 8,95-28,64 мкмоль/л, НЖСС = 26,8-41,2 мкмоль/л (ненасыщенное железосвязывающая способность сыворотки), ОЖСС = 53,2-71,6 мкмоль/л. Коэффициент насыщения железом трансферрина равен около 30%.

Трансферрин – железотранспартирующий белок, играет функцию буфера для защиты тканей от токсического действия свободных ионов железа, уменьшает выведение железа с мочой.

Дефицит железа в организме может быть вызван следующими состояниями:

1) недостаточным поступлением с пищей, например при длительном молочно-растительном питании;

2) плохом усвоении в ЖКТ: при анацидных и гипацидных гастритах, резекции желудка и кишечника, при глистных инвазиях, профузных поносах у детей;

3) усиленной утилизации органами и тканями: при беременности, быстром росте организма, повышенной физической активности (при этом уровень железа в плазме крови снижается);

4) потерей железа: при кровотечениях, дисфункциональных метроррагиях, фибромиомах (даже некровоточащих) и вследствие активации клеточных элементов системы фагоцитирующих мононуклеаров;

5) временным перераспределением железа в организме: при системных заболеваниях соединительной ткани (коллагенозах, ревматизме, ревматоидном полиартрите), злокачественных новообразованиях (карциноматозе, лимфогранулематозе, остром и хроническом лейкозах), хроническом гепатите, циррозе печени, острых и хронических нагноительных заболеваниях лёгких, септических состояниях, уремии, инфаркте миокарда.

Дефицит железа может быть следующих видов:

- скрытый, характеризующийся уменьшением содержания или отсутствием резервного железа, нормальным уровнем гемоглобина и железа в какой-то промежуток времени (уровень ферритина снижен, сывороточного железа – в норме); Ферритин – депо железа; имеется в клетках печёночной паренхимы, в клетках РЭС косного мозга, селезенке, печени. Это белок апоферритин. Количество ферритина в крови находится в прямой зависимости с имеющимся запасом железа. Поэтому определение плазменного феритина является наилучшим индикатором для оценки баланса железа в организме. Однако эта корреляция нарушается при повреждениях печени, хронических воспалениях и инфекциях, росте злокачественных ново образований.

- относительный, обусловленным временным перераспределением железа при воспалительных процессах, инфекционных заболеваниях, некрозах и опухолях (содержание сывороточного железа снижено, резервного – не изменено);

- абсолютный, характеризующийся отсутствием резервного железа, снижением уровня сывороточного железа, гипогемоглобинемией.

Концентрация железа в плазме (сыворотке) крови снижается при анемиях, связанных с воспалением, гнойной септической инфекцией, ревматизмом, остеомиелитом. Уровень сывороточного железа уменьшён при ахилической анемии, раке, квашиоркоре, нефротическом синдроме, инфаркте миокарда.

Высокое содержание железа может быть при недостаточном его использовании в кроветворных органах, либо при повышенном поступлении в организм. При заболеваниях печени (хроническом гепатите, всех формах желтух) увеличено содержание сывороточного железа.

Повышенное поступление железа в организм характерно для гемохроматоза, при котором из-за наследственного нарушения механизма, ограничивающего всасывание железа в ЖКТ, нерегулируемо утилизируется большое количество железа.         Гемохроматоз –увеличение накопления железа, связанное с повреждением ткани.

Гемосидерин – нерастворимый комплекс, который может накапливать до 35% (от своей массы) гидроксида Fe, образуя в клетках видимые в микроскоп гранулы. В состав гемосидерина входят также нуклеотиды, липиды и углеводы.

Гемосидероз –увеличение накопления железа без повреждения ткани. Излишки железа откладываются в паренхиматозных органах в виде гемосидерина: отложение железа в печени приводит к её циррозу, в поджелудочной железе – к сахарному диабету, в коже – к пигментации. Увеличение содержания железа наблюдается при гемолитической анемии, повторных трансфузиях, талассемиях, дефиците витамина B₁₂, избыточной терапии препаратами железа и др.

ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНЫЕ АНЕМИИ

Основным патогенетическим механизмом развития ЖДА является недостаток в организме железа – основного строительного материала для построения молекул гемоглобина, в частности его железосодержащей части – гема.

Основными критериями ЖДА являются следующие:

Ø низкий цветовой показатель;

Ø гипохромия эритроцитов, микроцитоз;

Ø снижение уровня сывороточного железа;

Ø повышение общей железосвязывающей способности сыворотки; снижение содержания ферритина в сыворотке.

Нормальные значения содержания железа в сыворотке (плазме) крови: 8,9-31,2 мкмоль/л.