Explorarea matabolismului fierului

Deoarece fierul este insolubil şi potenţial toxic, au apărut în cursul evoluţiei molecule specializate pentru aportul, transportul şi depozitarea fierului într-o formă solubilă, netoxică, care poate satisface nevoile organismului.

În mod fiziologic, majoritatea celulelor organismului primesc fierul prin intermediul unei glicoproteine plasmatice, transferina. Preluarea fierului de pe transferină este un mecanism elucidat în prezent, care presupune legarea transferinei de un receptor specific, internalizarea complexului astfel format printr-un proces de endocitoza mediată de receptor şi eliberarea fierului în vezicula endozomală consecutiv scăderii ph în interiorul acesteia.

Receptorul şi transferina sunt reciclabile. Fierul eliberat de pe transferină în endozomi trece prin membrana endozomală în aşa - numitul pool de fier labil intracelular. Majoritatea fierului transportat de transferină este folosit pentru sinteza hemoglobinei în precursorii hematiilor. Studii cu dublu marcaj Fe 55 şi Fe 59 au aratat că fierul exogen este utilizat preferenţial înaintea fierului de depozit.

Fierul din pool-ul labil care depăşeste necesarul pentru sinteza hemului şi a celorlalte proteine ce conţin fier este stocat sub formă de feritină şi hemosiderină. Fierul rezultat din descompunerea hemoglobinei în urma internalizării hematiilor îmbătrânite de către macrofage, daca nu este imediat utilizat pentru sinteză , este de asemenea depozitat. Se pare că macrofagele eliberează o parte din fierul heminic către transferina plasmatică, şi anume într-o cantitate corespunzătoare cantităţii de fier transportate de transferină pentru eritropoieză. Fierul este eliberat din macrofage prin "canalul" de feroportină. Expresia şi activitatea feroportinei sunt reglate prin intermediul hepcidinei, o proteină sintetizată de ficat.

Formele de stocare a fierului

• molecule libere de feritină în citoplasmă

• agregate de feritină în lizozomi

• hemosiderina în siderozomi

Aceste forme de stocare ale fierului se găsesc în special în sistemul reticulo-endotelial din ficat, splină şi măduva osoasă, unde fierul a fost eliberat prin degradarea hemoglobinei, dar şi în celulele parenchimatoase. Astfel, celulele parenchimatoase din ficat pot conţine în mod fiziologic fier de depozit.

De asemenea, muşchii conţin fier de depozit, atât în fibrele musculare, cât şi în celulele sistemului reticulo-endotelial dintre fibrele musculare. Aceste forme de depozit reprezintă o rezervă de fier care poate fi mobilizată atunci când necesarul, inclusiv în alte regiuni ale organismului, o cere.

Reglarea preluării fierului de către celule şi a depozitării lui se face printr-un mecanism de feed-back la nivel post-transcriptional, prin intermediul unor proteine citoplasmatice, iron-regulatory factor 1 şi 2 (IRF). Aceste proteine suferă procese de oxido-reducere dependente de nivelulu Fe2+ din pool-ul labil citoplasmatic, ceea ce modifică afinitatea lor pentru o secvenţă non-codantă de pe mARN numită iron responsive element (IRE), aflată la capătul 5 al secvenţei de mARN ce codează sinteza feritinei şi a delta-aminolevulinic sintetazei şi la capătul 3 al secvenţei pentru receptorii pentru transferină.

Scăderea fierului din pool-ul labil creşte afinitatea IRF pentru IRE şi această legare inhibă translaţia mARN-ului feritinei şi delta-ALA sintetazei şi stabilizează mARN-ul receptorilor pentru transferină.

În consecinţă va scădea producţia de apoferitină şi delta-ALA-sintetază, prima enzima din lanţul de sinteză a hemului, şi va creşte producţia şi exprimarea la suprafaţă membranei a receptorilor pentru transferină. Situaţia inversă se produce atunci când fierul din pool-ul labil este în exces. Astfel, acest mecanism previne creşterea intracelulară a fierului catalitic activ, menţine concentraţia optimă de fier pentru necesităţile metabolice şi stocheaza excesul în depozite.

Explorarea metabolismului fierului dispune la ora actuală de următoarele posibilităţi:

-de rutină

• sideremia

• capacitatea totală de saturare a transferinei

• feritina circulantă

-de ultimă oră, care nu au intrat încă în uzul clinic în mod curent

• feritina circulantă glicozilată

• feritina intraeritrocitară

• receptorii solubili ai transferinei

-cu indicaţii speciale

• sideruria pe 24 de ore după injectarea unui chelator

• hemosiderina urinară

• fierul fecal

• protoporfirinele libere eritrocitare

• cinetica incorporării fierului radioactiv

• studii de imagistică (tomodensitometrie şi RMI pe ficat)

• puncţia biopsie a ficatului

• puncţia biopsie a măduvei osoase

Aceste metode permit studierea tuturor compartimentelor metabolismului fierului din organism: fierul eritrocitar, fierul circulant, fierul de depozit, cât şi un bilant aproximativ al aportului, absorbţiei, utilizării şi pierderilor.

Toate metodele de dozări biochimice din sânge pentru aprecierea rezervelor de fier permit diagnosticul depleţiei de fier doar după instalarea anemiei şi sunt sensibile pentru gradul deficitului doar în anemiile feriprive simple care nu au asociate boli inflamatorii, infecţii sau afectiuni hepatice.