Адамның темір алмасуы - Human iron metabolism

Адамдағы жасушалық темір гомеостазының жалпыланған көрінісін көрсететін диаграмма. Темірдің импорты эндоцитоз арқылы жүруі мүмкін трансферрин рецепторы 1 немесе қара темір импорттаушылар арқылы жүзеге асырылады DMT1 және ZIP14 сияқты темір редуктазаларының белсенділігін қажет етеді ҚАДАМ2, СДР-2 және Dcytb. Жасуша ішіндегі темірді сақтауға болады ферритин және ақуыз биосинтезі үшін немесе генерациялау үшін қолданылады реактивті оттегі түрлері (ROS) арқылы транскрипцияны реттейді темірмен жауап беретін элементті байланыстыратын ақуыздар (IRP1 / 2). Экспорт арқылы жүзеге асырылады ферропортин, жиі көмектеседі гефестин (Hp) және / немесе церулоплазмин (Cp) және репрессияланған гепцидин.

Адамның темір алмасуы - ұстап тұратын химиялық реакциялар жиынтығы адамның гомеостазы туралы темір жүйелік және жасушалық деңгейде. Темір ағзаға қажет және улы болуы мүмкін. Денедегі темір деңгейін бақылау адам денсаулығы мен ауруларының көптеген аспектілерінің маңызды бөлігі болып табылады. Гематологтар жүйелік темірге ерекше қызығушылық танытты метаболизм өйткені темір өте қажет қызыл қан жасушалары, онда адам ағзасындағы темірдің көп бөлігі қамтылған. Темір метаболизмін түсіну ауруларды түсіну үшін де маңызды темірге артық жүктеме, сияқты тұқым қуалайтын гемохроматоз, және темір тапшылығы, сияқты темір тапшылығы анемиясы.

Темірді реттеудің маңызы

Құрылымы Хеме б; «Fe» - темірдің химиялық белгісі, «II» оның тотығу дәрежесін көрсетеді.

Темір - тіршіліктің көптеген формалары үшін маңызды биоэлемент бактериялар дейін сүтқоректілер. Оның маңыздылығы электронды тасымалдауға делдал болу қабілетінде. Темір күйде темір ан электронды донор, темір күйінде ол ан рөлін атқарады акцептор. Осылайша, темір маңызды рөл атқарады катализ электрондардың берілуін (тотықсыздану мен тотықсыздануды) қамтитын ферментативті реакциялар туралы, тотықсыздандырғыш ). Ақуыздар құрамында темірдің құрамына кіруі мүмкін кофакторлар, сияқты темір-күкірт кластері (Fe-S) және Хем екеуі де жинақталған топтар митохондрия.

Жасушалық тыныс алу

Қуат алу үшін адам жасушалары темірді қажет етеді ATP жасушалық тыныс алу деп аталатын көп сатылы процесстен, дәлірек айтсақ тотығу фосфорлануы митохондрияда кристалар. Темір күкірт кластерлерінде және гем топтарында болады электронды тасымалдау тізбегі түзетін белоктар протон градиенті бұл мүмкіндік береді ATP синтезі ATP синтездеу үшін (химиосмоз ).

Хем топтары құрамына кіреді гемоглобин, қызыл қан жасушаларында кездесетін ақуыз, оттегінің оттегін тасымалдауға қызмет етеді өкпе басқа тіндерге. Хем топтары да бар миоглобин бұлшықет жасушаларында оттегін сақтау және диффузиялау.

Оттегінің тасымалы

Адам ағзасына оттегін тасымалдау үшін темір қажет. Оттегі (O2) барлық дерлік жасуша типтерінің жұмыс істеуі және өмір сүруі үшін қажет. Оттегі өкпеден денеге байланысты бүкіл денеге жеткізіледі Хем тобы гемоглобин қызыл қан жасушаларында. Бұлшықет жасушаларында темір оттегімен байланысады миоглобин, оның шығарылуын реттейді.

Уыттылық

Темір сонымен бірге улы болуы мүмкін. Оның электрондарды беру және қабылдау қабілеті оның конверсияны катализдей алатынын білдіреді сутегі асқын тотығы ішіне бос радикалдар. Бос радикалдар әртүрлі жасушалық құрылымдарға зақым келтіруі мүмкін және ақыр соңында жасушаны өлтіреді.[1]

Ақуыздармен байланысқан темір немесе кофакторлар сияқты Хем қауіпсіз. Сонымен қатар, жасушада іс жүзінде бос темір иондары жоқ, өйткені олар оңай органикалық молекулалармен кешендер түзеді. Алайда, жасуша ішіндегі темірдің бір бөлігі аффинділігі төмен комплекстермен байланысқан және оларды лабильді темір немесе «бос» темір деп атайды. Мұндай кешендердегі темір жоғарыда сипатталғандай зақым келтіруі мүмкін.[2]

Мұндай зақымданудың алдын алу үшін темірді қолданатын барлық тіршілік түрлері темір атомдарын байланыстырады белоктар. Бұл байланыс жасушаларға темірдің пайдасын тигізеді, сонымен бірге оның зиян келтіру қабілетін шектейді.[1][3] Бактериялардағы жасушаішілік лабильді темірдің типтік концентрациясы 10-20 микромолярлы,[4] олар анаэробты ортада 10 есе жоғары болуы мүмкін,[5] мұнда бос радикалдар және реактивті оттегі түрлері сирек. Сүтқоректілердің жасушаларында жасуша ішіндегі лабильді темір концентрациясы әдетте 1 микромолярдан аз, жалпы жасушалық темірдің 5 пайызынан аз.[2]

Бактериялардың қорғанысы

Электронды микрографиясы E. coli. Адам ауруын тудыратын бактериялардың көпшілігі темірдің өмір сүруін және көбеюін қажет етеді.

Жүйелік бактериялық инфекцияға жауап ретінде иммундық жүйе деп аталатын процесті бастайды темірді ұстап қалу. Егер бактериялар тірі қалуы керек болса, онда олар қоршаған ортадан темір алуы керек. Ауру тудыратын бактериялар мұны көптеген жолдармен жасайды, соның ішінде темірмен байланысатын молекулаларды босатады сидерофорлар содан кейін оларды темірді қалпына келтіру үшін сіңіреді немесе гемоглобиннен темірді қопсытады трансферрин. Темірді алу үшін бактериялардың жұмысы қаншалықты қиын болса, соғұрлым а зат алмасу бағасы олар төлеуі керек. Демек, темірден айырылған бактериялар баяу көбейеді. Демек, темірдің деңгейін бақылау көптеген бактериялық инфекцияларға қарсы маңызды қорғаныс болып көрінеді. Кейбір бактериялар түрлері осы қорғанысты айналып өту стратегиясын жасады, Туберкулез бактериялар ішінде орналасуы мүмкін макрофагтар, олар темірге бай ортаны ұсынады және Borrelia burgdorferi қолданады марганец темір орнына. Темірдің көп мөлшері бар адамдар, мысалы, гемохроматоз кезінде, кейбір бактериялық инфекцияларға тез ұшырайды.[6]

Бұл механизм қысқа мерзімді бактериялық инфекцияға әсем жауап болғанымен, ол ұзаққа созылғанда денеде қызыл жасуша түзуге қажетті темірден айырылған кезде қиындықтар туындауы мүмкін. Қабыну цитокиндер темір метаболизмінің реттеушісі ақуызды өндіруге бауырды ынталандырады гепцидин, бұл қол жетімді темірді азайтады. Егер вирустық инфекция, қатерлі ісік, ауто-иммундық аурулар немесе басқа созылмалы аурулар сияқты бактериалды емес қабыну көздері есебінен гепцидин деңгейі жоғарыласа, онда созылмалы аурудың анемиясы әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда темірді ұстап қалу гемоглобині бар эритроциттердің жеткілікті мөлшерін өндіруге жол бермей, денсаулықты нашарлатады.[3]

Денеге арналған темір дүкендер

Қан жасушаларының пайда болуының иллюстрациясы сүйек кемігі. Жылы темір тапшылығы, сүйек кемігінде қан жасушалары азаяды, ал жетіспеушілік күшейген сайын жасушалар кішірейеді.

Өнеркәсібі дамыған елдердегі көп тамақтанатын адамдардың денесінде 4-тен 5 грамға дейін темір бар (әйелдер үшін ∼38 мг темір / кг, ал ерлер үшін ∼50 мг темір / кг дене).[7] Бұл туралы 2,5 г. қан арқылы оттегін өткізуге қажетті гемоглобиннің құрамында болады (бір мл қанға шамамен 0,5 мг темір),[8] және қалғандарының көп бөлігі (ересек ер адамдарда шамамен 2 грамм, ал бала туатын жастағы әйелдерде біршама аз) ферритин барлық жасушаларда болатын, бірақ көбінесе сүйек кемігінде кездесетін кешендер, бауыр, және көкбауыр. Ферритиннің бауыр қоймалары организмдегі темірдің негізгі физиологиялық көзі болып табылады. Өндірісі дамыған елдердегі темірдің қоры ерлер мен қарттарға қарағанда бала туатын жастағы балалар мен әйелдерде аз болады. Дүкендерін жоғалтқан темірдің орнын толтыру үшін пайдалануы керек әйелдер етеккір, жүктілік немесе лактация дененің гемоглобиндік емес төменгі қоймалары бар, олар болуы мүмкін 500 мг, немесе одан да аз.

Дененің жалпы құрамындағы темірдің шамамен 400 мг темірді оттегіні сақтау (миоглобин) немесе энергия өндіруші тотығу-тотықсыздану реакцияларын орындау сияқты маңызды жасушалық процестерге пайдаланатын жасушалық ақуыздарға арналған (цитохромдар ). Салыстырмалы түрде аз мөлшерде (3-4 мг) плазма, трансферринмен байланысты.[9] Еріген темір оның уыттылығына байланысты организмде төмен концентрацияда сақталады.

Темір жетіспеушілігі алдымен темірдің денеде сақталуына әсер етеді, ал бұл дүкендердің сарқылуы салыстырмалы түрде асимптоматикалық болып саналады, дегенмен кейбір түсініксіз және ерекше емес белгілер онымен байланысты болды. Темір бірінші кезекте гемоглобинге қажет болғандықтан, темір тапшылығы анемиясы темір тапшылығының алғашқы клиникалық көрінісі болып табылады. Темір жетіспейтін адамдар жасуша ішіндегі электрондар тасымалы сияқты жасушаішілік процестерге қажетті темірі таусылмай тұрып, органдардың зақымдануынан жақсы зардап шегеді немесе өледі.

Макрофагтар туралы ретикулоэндотелий жүйесі гемоглобинді қызыл қан жасушаларынан ыдырату және өңдеу процесінің бөлігі ретінде темірді сақтаңыз. Темір сонымен қатар пигмент ретінде сақталады гемосидерин, бұл ақуыздың және темірдің анықталмаған шоғыры, бұл макрофагтармен, жергілікті немесе жүйелі түрде артық темір бар жерлерде пайда болады, мысалы, қан жасушаларының жиі бұзылуына және қажетті құюға байланысты темірдің шамадан тыс жүктілігі бар адамдар арасында. Егер темірдің жүйелік жүктемесі түзетілсе, уақыт өте келе гемосидерин макрофагтармен баяу резорбцияланады.

Темірді реттеу механизмдері

Адамның темір гомеостазасы екі түрлі деңгейде реттеледі. Темірдің жүйелік деңгейлері тағамдық темірдің бақыланатын сіңірілуімен теңдестіріледі энтероциттер, интерьерін түзетін ұяшықтар ішектер және эпителийдің созылуынан, терден, жарақаттанудан және қан жоғалтудан темірдің бақылаусыз жоғалуы. Сонымен қатар, жүйелік темір үздіксіз қайта өңделеді. Темірдің жасушалық деңгейі темірдің реттеуші және тасымалдайтын ақуыздарының экспрессиясына байланысты әр түрлі жасуша түрлерімен әр түрлі басқарылады.

Темірді жүйелік реттеу

Адамдар пайдаланады 20 мг туралы темір күн сайын жаңа өндіріске арналған қызыл қан жасушалары, олардың көп бөлігі ескі эритроциттерден қайта өңделеді.

Диеталық темірді қабылдау

Диеталық темірді сіңіру - бұл өзгермелі және динамикалық процесс. Жұтылған темірмен салыстырғанда жұтылатын темір мөлшері аз, бірақ жағдайларға және темір түріне байланысты 5% -дан 35% -ға дейін болуы мүмкін. Темірді сіңіру тиімділігі қайнар көзіне байланысты өзгереді. Әдетте темірдің жақсы сіңетін түрлері жануарлардан алынатын өнімдерден болады. Темір тұзы түрінде диеталық темірді сіңіру (көптеген қоспалардағыдай) организмнің темірге деген қажеттілігіне байланысты әр түрлі болады және әдетте темірді қабылдаудың 10% -дан 20% -на дейін болады. Темірді жануарлардан алынатын өнімдерден және кейбір өсімдік өнімдерінен сіңіру гемир темір түрінде болады және тиімдірек, қабылдаудың 15% -дан 35% -на дейін сіңуіне мүмкіндік береді. Жануарлардағы гем темірі қандағы және құрамында гем бар белоктардағы және митохондриядағы, ал өсімдіктердегі гем темірі тыныс алу үшін оттегін қолданатын барлық жасушаларда митохондрияда болады.

Көптеген минералды қоректік заттар сияқты, қорытылған тағамнан немесе қоспалардан сіңірілген темірдің көп бөлігі он екі елі ішек арқылы энтероциттер он екі елі ішектің қабығының. Бұл жасушаларда темірді денеге жылжытуға мүмкіндік беретін арнайы молекулалар бар. Сіңіру үшін тағамдық темірді гем протеині немесе темір сияқты темірдің Fe құрамында болуы керек ақуыздың бөлігі ретінде сіңіруге болады.2+ форма. Энтероциттердегі темір редуктаза ферменті щетка жиегі, B он екі елі ішектің цитохромы (Dcytb ), темір Fe-ді азайтады3+ Fe дейін2+.[10] Екі валентті металды тасымалдаушы деп аталатын белок 1 (DMT1 ), ол бірнеше тасымалдауға болады екі валенталды плазмалық мембрана арқылы металдар, содан кейін темірді энтероциттер арқылы тасымалдайды жасуша қабығы ұяшыққа. Егер темір геммен байланысты болса, оны апикальды мембрана арқылы тасымалдайды гем тасымалдаушы ақуыз 1 (HCP1).[11]

Бұл ішек қабығының жасушалары темірді қалай сақтай алады ферритин, ол Fe арқылы жүзеге асырылады3+ апоферритинмен байланысуы (бұл жағдайда темір жасуша өліп, ішіне енгенде денеден шығады) нәжіс ) немесе жасуша оны организмге сүтқоректілердегі жалғыз белгілі темір экспорттаушы арқылы жібере алады, ферропортин. Гефестин, а ферроксидаза Fe-ді тотықтыра алады2+ Fe дейін3+ және негізінен ащы ішекте кездеседі, ферропортиннің темірді ішек жасушаларының базолальды ұшымен өткізуіне көмектеседі. Керісінше, ферропортинді трансляциядан кейін репрессиялайды гепцидин, 25 аминқышқыл пептидті гормон. Дене осы деңгейлердің әрқайсысын реттеу арқылы темір деңгейін реттейді. Мысалы, энтероциттер темір тапшылығы анемиясына жауап ретінде Dcytb, DMT1 және ферропортинді көбірек синтездейді.[12] Диетадан темірді сіңіру С дәрумені қатысында күшейеді және артық кальций, мырыш немесе марганецпен азаяды.[13][дәйексөз қажет ]

Адам ағзасындағы темірді сіңіру жылдамдығы әртүрлі тәуелді факторларға, соның ішінде жалпы темір қоймаларына, сүйек кемігінен қанның жаңа эритроциттерін шығаратын деңгейге, қандағы гемоглобин концентрациясы мен оттегінің құрамына жауап береді. қан. Дене сонымен қатар, темірді аз сіңіреді қабыну, бактерияларды темірден айыру үшін. Жақында ашылған жаңалықтар ферропортиннің гепцидиндік реттелуі созылмалы аурудың анемия синдромына жауап беретінін көрсетті.

Темірді қайта өңдеу және жоғалту

Денедегі темірдің көп бөлігі ретикулоэндотелий жүйесі арқылы жиналып, қайта өңделеді, ол қартайған қызыл қан жасушаларын ыдыратады. Темірді қабылдау мен қайта өңдеуден айырмашылығы, физиологиялық реттеуші механизм жоқ шығару темір. Адамдар асқазан-ішек жолындағы қан жоғалту, тершеңдік және терінің жасушаларын төгіп, аздап, бірақ тұрақты мөлшерін жоғалтады шырышты төсемі асқазан-ішек жолдары. Дамыған әлемдегі сау адамдар үшін шығындардың жалпы мөлшері орташа есеппен құрайды 1 мг еркектерге арналған күніне, ал тұрақты етеккірі бар әйелдерге күніне 1,5-2 мг.[дәйексөз қажет ] Дамушы елдерде жиі кездесетін асқазан-ішек паразиттік инфекцияларымен ауыратын адамдар көбінесе көп жоғалтады.[1] Сіңіруді жеткілікті дәрежеде реттей алмайтындар темірдің артық жүктемесімен ауырады. Бұл ауруларда темірдің уыттылығы дененің оны байлап, сақтай алу қабілетін бастайды.[14]

Темірдің жасушалық реттелуі

Темірді импорттау

Жасушалардың көп бөлігі темірді негізінен алады рецепторлы-эндоцитоз арқылы трансферрин рецепторы 1 (TFR1), трансферрин рецепторы 2 (TFR2) және GAPDH. TFR1 трансферринмен байланысқан темірге TFR2-ге қарағанда 30 есе жоғары аффиндіге ие және осылайша бұл процестің негізгі ойыншысы болып табылады.[15][16] Жоғары ретті көп функциялы гликолитикалық фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH) трансферрин рецепторы ретінде де қызмет етеді.[17][18] Трансферринмен байланысқан темір темір осы трансферринді рецепторлармен танылады, бұл эндоцитозды тудыратын конформациялық өзгерісті тудырады. Одан әрі темір цитоплазмаға STEAP отбасылық редуктазамен темір күйіне түскеннен кейін импорттаушы DMT1 арқылы эндосомадан енеді.[19]

Сонымен қатар, темір жасушаға тікелей плазмалық мембраналық екі валентті катионды импорттаушылар арқылы кіре алады, мысалы DMT1 және ZIP14 (Zrt-Irt тәрізді ақуыз 14).[20] Тағы да темір жасушадан тыс кеңістікте STEAP2, STEAP3 (қызыл қан жасушаларында), Dcytb (энтероциттерде) және SDR2 сияқты редуктазамен тотықсызданғаннан кейін темір күйінде цитоплазмаға енеді.[19]

Лабильді темір бассейн

Цитоплазмада қара темір еритін, шелатын күйде болады, ол лабильді темір бассейнін құрайды (~ 0,001 мМ).[21] Бұл бассейнде темір пептидтер, карбоксилаттар және фосфаттар сияқты аз массалы қосылыстармен байланысады деп саналады, бірақ олардың кейбіреулері бос, гидратталған түрінде болуы мүмкін (аква иондары ).[21] Сонымен қатар, темір иондары мамандандырылған ақуыздармен байланысуы мүмкін металлохаперондар.[22] Нақтырақ айтқанда, поли-r (С) байланыстыратын ақуыздар PCBP1 және PCBP2 бос темірді ферритинге (сақтау үшін) және гемдік емес темір ферменттеріне (катализде қолдану үшін) берудің делдалдығы көрінеді.[20][23] Лабильді темір бассейні темірдің реактивті оттегі түрлерін түзу қабілетіне байланысты улы болуы мүмкін. Осы бассейннен темірді митохондрия арқылы алуға болады митоферрин Fe-S кластері мен гем топтарын синтездеу.[19]

Темір бассейні

Темірді ферритинде темір темір ретінде сақтауға болады ферроксидаза ферритин ауыр тізбегінің белсенділігі.[24] Дисфункционалды ферритин қалай жиналуы мүмкін гемосидерин, бұл темірдің шамадан тыс жүктелуінде проблемалы болуы мүмкін.[25] Ферритинді сақтайтын темір бассейні лабильді темір бассейніне қарағанда едәуір үлкен, оның концентрациясы 0,7мм-ден 3,6мм-ге дейін.[21]

Темірді экспорттау

Темірдің экспорты жасушалардың әртүрлі түрлерінде, соның ішінде жүреді нейрондар, эритроциттер, макрофагтар және энтероциттер. Соңғы екеуі өте маңызды, өйткені темірдің жүйелік деңгейі оларға тәуелді. Тек белгілі бір темір экспорттаушы бар, ферропортин.[26] Ол темірді жасушадан шығарады церулоплазмин және / немесе гефестин (көбінесе энтероциттерде), олар темірді темір күйіне дейін тотықтырады, сондықтан ферритинді жасушадан тыс ортада байланыстыра алады.[19] Гепцидин темір экспортын төмендете отырып, ферропортиннің ішкі болуын тудырады. Сонымен қатар, гепцидин TFR1 мен DMT1-ді де белгісіз механизм арқылы төмендетеді.[27] Ферропортинге ұялы темір экспортын жүзеге асыруға көмектесетін тағы бір ойыншы - бұл GAPDH.[28] GAPDH-нің трансляцияланған модификацияланған изоформасы темірмен толтырылған жасушалардың бетіне қабылданады, ол экстудирленген темірді тез хелаттау үшін ферропортинге жақын жерде апо-трансферринді жинайды.[29]

Сияқты белгілі бір жасуша типтерінде кездесетін гепцидиннің өрнегі гепатоциттер, транскрипция деңгейінде қатаң бақыланады және гепцидиннің темірді энтероциттерден ағзаның қалған бөлігіне босатуының «қақпашысы» рөліне байланысты жасушалық және жүйелік темір гомеостазының арасындағы байланысты білдіреді.[19] Эритробласттар шығару эритроферрон, гепцидинді тежейтін гормон, сондықтан гемоглобин синтезіне қажетті темірдің болуын арттырады.[30]

Жасушалық темірдің трансляциялық бақылауы

Кейбір бақылау транскрипция деңгейінде болғанымен, жасушалық темір деңгейлерінің реттелуі, сайып келгенде, трансляциялық деңгейде бақыланады. темірмен жауап беретін элементті байланыстыратын ақуыздар IRP1 және әсіресе IRP2.[31] Темір деңгейі төмен болған кезде бұл ақуыздар байланысуға қабілетті темірге жауап беретін элементтер (IRE). IREs - бұл мРНҚ-ның аударылмаған аймақтарындағы (UTR) бағаналы құрылым.[19]

Ферритиннің де, ферропортиннің де 5 'UTR-де IRE бар, сондықтан темірдің жетіспеушілігі кезінде олардың аудармасы IRP2 арқылы басылып, ақуыздың қажетсіз синтезі мен темірдің зиянды экспортын болдырмайды. Керісінше, TFR1 және кейбір DMT1 нұсқаларында 3 'UTR IRE бар, олар темір жетіспеушілігімен IRP2 байланыстырады, мРНҚ-ны тұрақтандырады, бұл темір импорттаушыларының синтезіне кепілдік береді.[19]

Патология

Темір жетіспеушілігі

Темір - бұл маңызды тақырып пренатальды күтім өйткені әйелдер кейде жүктіліктің темірге деген қажеттілігінің жоғарылауынан темір тапшылығын сезінуі мүмкін.

Темірдің функционалды немесе нақты жетіспеушілігі әртүрлі себептерден туындауы мүмкін. Бұл себептерді бірнеше санатқа топтастыруға болады:

  • Диета сыйдыра алмайтын темірге деген сұраныстың артуы.
  • Темірдің жоғалуы жоғарылайды (әдетте қан жоғалту арқылы).
  • Тамақтану жетіспеушілігі. Бұл диеталық темірдің жетіспеуіне немесе темірдің сіңуін тежейтін тағамдарды тұтынуға байланысты болуы мүмкін. Сіңірілудің тежелуі туындағандығы байқалды фитаттар жылы кебек,[32] кальций қоспалардан немесе сүт өнімдерінен,[33] және таниндер шайдан,[34] бұл зерттеулердің үшеуінде де әсер аз болғанымен, кебек пен шайға сілтеме жасаған зерттеулердің авторлары бұл әсер тек темірдің көп бөлігі көкөніс көздерінен алынған кезде ғана айтарлықтай әсер ететіндігін атап өтті.
  • Қышқылды қалпына келтіретін дәрі-дәрмектер: Қышқылды қалпына келтіретін дәрілер тағамдық темірдің сіңуін төмендетеді. Бұл дәрі-дәрмектер әдетте гастрит, рефлюкс аурулары және жаралар үшін қолданылады. Протон сорғысының ингибиторлары (PPIs), Н2 антигистаминді дәрілер және антацидтер темір метаболизмін төмендетеді.[35]
  • Ішек қабығының зақымдануы. Мұндай зақымданудың себептерінің мысалына он екі елі ішектің хирургиясы немесе осыған ұқсас аурулар жатады Crohn's немесе целиак спрю бұл абсорбция үшін қол жетімді бетінің аумағын айтарлықтай төмендетеді. Хеликобактерия инфекциялар сонымен қатар темірдің болуын азайтады.[36]
  • Энтероциттерден темірді шығарудың гепцидинмен туындаған шектелуіне әкелетін қабыну (жоғарыдан қараңыз).
  • Бұл жүкті әйелдерде және өсіп келе жатқан жасөспірімдерде дұрыс тамақтанбау салдарынан жиі кездеседі.
  • Жедел қан жоғалту немесе өткір бауыр циррозы трансферриннің жетіспеушілігін тудырады, сондықтан темірдің денеден бөлінуіне әкеледі.

Темірдің шамадан тыс жүктелуі

Дене шырышты қабатқа сіңіретін темір мөлшерін едәуір азайтуға қабілетті. Темірді тасымалдау процесін толығымен тоқтата алмайтын сияқты. Сондай-ақ, темірдің артық мөлшері ішек қабатын зақымдаған жағдайда (мысалы, балалар ересектерге арналған темір таблеткаларын көп жегенде), одан да көп темір қанға түсіп, өлімге әкелетін темірге артық жүктеме синдромын тудыруы мүмкін. Айналымдағы көп мөлшерде бос темір бауырдағы, маңызды клеткаларға зиян келтіреді жүрек және басқа метаболикалық белсенді органдар.

Темірдің уыттылығы циркуляциядағы темірдің мөлшері оны байланыстыруға болатын трансферрин мөлшерінен асып кеткен кезде пайда болады, бірақ денесі темірді қабылдауды қарқынды түрде реттей алады. Осылайша, темірді ішке қабылдау уыттылығы темір таблеткасын шамадан тыс тұтыну сияқты ерекше жағдайлардың нәтижесі болып табылады[1][37] вариациясынан гөрі диета. Темірді қабылдаған кездегі жедел уыттану түрі басқа проблемалармен қатар асқазан-ішек жолында шырышты қабықтың қатты зақымдануын тудырады.

Темірдің артық мөлшері ауру мен өлімнің жоғарылауымен байланысты. Мысалы, сүт безі қатерлі ісігі аурулары төмен ферропортин экспрессия (жасуша ішіндегі темірдің жоғары концентрациясына әкеледі) орта есеппен қысқа уақыт аралығында өмір сүреді, ал жоғары ферропортин экспрессиясы сүт безі қатерлі ісігімен ауыратын науқастардың 90% 10 жылдық өмір сүруін болжайды.[38] Сол сияқты темірдегі қан сарысуының деңгейін жоғарылататыны белгілі темір тасымалдағыш гендерінің генетикалық өзгеруі де азаяды өмірдің ұзақтығы және денсаулық жағдайында өткізген орташа жылдар саны.[39] Темірдің сіңуін арттыратын мутациялар, мысалы, гемохроматозға жауап беретіндер (төменде қараңыз) таңдалды деп ұсынылды. Неолит олар берген уақыт таңдау артықшылығы темір тапшылығы анемиясына қарсы.[40] Қартайған кезде жүйелік темір деңгейінің жоғарылауы патологиялық сипатқа ие болады, бұл деген ұғымды қолдайды антагонистік плейотропия немесе «гиперфункция» адамның қартаюына әкеледі.[39]

Темірдің созылмалы уыттылығы әдетте генетикалық аурулармен, қайталама құюмен немесе басқа себептермен байланысты темірдің созылмалы артық жүктеме синдромдарының нәтижесі болып табылады. Мұндай жағдайларда ересек адамның темір қоймалары 50 граммға жетуі мүмкін (жалпы темірден 10 есе көп) немесе одан да көп. Темірді шамадан тыс жүктеудің ең көп тараған аурулары тұқым қуалайтын гемохроматоз Мутациясының әсерінен пайда болады HFE ген және одан да ауыр ауру ювенильді гемохроматоз (JH), екеуінің де мутациясының әсерінен болады гемодювелин (HJV)[41] немесе гепцидин (HAMP). Ересек гемохроматоздың генетикалық темірдің шамадан тыс жүктемесінің көп бөлігін құрайтын әртүрлі формаларының көпшілігінің нақты механизмдері шешілмеген күйде қалады. Сонымен, зерттеушілер гемохроматоздың бірнеше ересек нұсқаларын тудыратын генетикалық мутацияны анықтай алса да, енді олар назарын осы мутацияланған гендердің қалыпты қызметіне аударуы керек.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c Конрад ME, Umbreit JN (сәуір 2000). «Темір алмасуының бұзылуы». Жаңа Англия медицинасы журналы. 342 (17): 1293–4. дои:10.1056 / NEJM200004273421716. PMID  10787338.
  2. ^ а б Кахлон О, Кабанчик З.И. (2002). «Лабильді темір бассейн: сипаттама, өлшеу және ұялы процестерге қатысу». Тегін радикалды биология және медицина. 33 (8): 1037–1046. дои:10.1016 / s0891-5849 (02) 01006-7. PMID  12374615.
  3. ^ а б Эндрюс NC (желтоқсан 1999). «Темір алмасуының бұзылуы». Жаңа Англия медицинасы журналы. 341 (26): 1986–95. дои:10.1056 / NEJM199912233412607. PMID  10607817.
  4. ^ Ян Y, Waite-Cusic JG, Kuppusamy P, Yousef AE (қаңтар 2013). «Жасуша ішіндегі бос темір және оның ішек таяқшасын ультра жоғары қысыммен инактивациялаудағы потенциалды рөлі». Қолданбалы және қоршаған орта микробиологиясы. 79 (2): 722–724. дои:10.1128 / aem.02202-12. PMC  3553779. PMID  23124235.
  5. ^ Ямамото Ю, Фукуи К, Коуджин Н, Охя Х, Кимура К, Камио Ю (2004). «Dpr арқылы жасуша ішіндегі бос темір бассейнді реттеу Streptococcus mutans-ке оттегіге төзімділікті қамтамасыз етеді». Бактериология журналы. 186 (18): 5997–6002. дои:10.1128 / jb.186.18.5997-6002.2004. PMC  515136. PMID  15342568.
  6. ^ Ganz T (тамыз 2003). «Гепцидин, темір алмасуының негізгі реттеушісі және қабыну анемиясының медиаторы». Қан. 102 (3): 783–8. дои:10.1182 / қан-2003-03-0672. PMID  12663437.
  7. ^ Грэппер, Сарин С .; Смит, Джек Л. (2013). Жетілдірілген тамақтану және адамның метаболизмі (6-шы басылым). Белмонт, Калифорния: Уодсворт. б. 481. ISBN  978-1133104056.
  8. ^ Трусвелл, А.Стюарт (2010-07-15). ABC тамақтану. Джон Вили және ұлдары. б. 52. ISBN  9781444314229.
  9. ^ Camaschella C, Schrier SL (2011-11-07). «Темір балансын реттеу». Бүгінгі күнге дейін. Алынған 2012-03-11.
  10. ^ McKie AT, Barrow D, Latunde-Dada GO, Rolfs A, Sager G, Mudaly E, Mudaly M, Richardson C, Barlow D, Bomford A, Peters TJ, Raja KB, Shirali S, Hediger MA, Farzaneh F, Simpson RJ Наурыз 2001). «Темірмен реттелетін темір редуктазы диеталық темірді сіңіруге байланысты». Ғылым. 291 (5509): 1755–9. Бибкод:2001Sci ... 291.1755M. дои:10.1126 / ғылым.1057206. PMID  11230685. S2CID  44351106.
  11. ^ Руа, Трейси А. (2005-09-09). «Ішек гем тасымалдаушысы ашылды». Ұяшық. 122 (5): 649–651. дои:10.1016 / j.cell.2005.08.027. ISSN  0092-8674. PMID  16143096. S2CID  9180328.
  12. ^ Флеминг RE, Бекон BR (сәуір 2005). «Темір гомеостазын оркестрлеу». Жаңа Англия медицинасы журналы. 352 (17): 1741–4. дои:10.1056 / NEJMp048363. PMID  15858181.
  13. ^ «Темір». Огайо штатының Университетін кеңейту туралы ақпараттар. Огайо мемлекеттік университеті. Архивтелген түпнұсқа 2012 жылғы 16 маусымда. Алынған 25 маусым, 2012.
  14. ^ Schrier SL, Бекон BR (2011-11-07). «Тұқым қуалайтын гемохроматоздан басқа темірдің шамадан тыс жүктелу синдромдары». Бүгінгі күнге дейін. Алынған 2012-03-11.CS1 maint: авторлар параметрін қолданады (сілтеме)
  15. ^ Kawabata H, Germain RS, Vuong PT, Nakamaki T, Said JW, Koeffler HP (маусым 2000). «Трансферрин рецепторы 2-альфа темірмен шелделген өсірілген жасушаларда да, in vivo жағдайында да жасушалардың өсуін қолдайды». Биологиялық химия журналы. 275 (22): 16618–25. дои:10.1074 / jbc.M908846199. PMID  10748106.
  16. ^ West AP, Bennett MJ, Sellers VM, Andrews NC, Enns CA, Bjorkman PJ (желтоқсан 2000). «Трансферрин рецепторы мен трансферрин рецепторы 2-нің трансферринмен және HFE тұқым қуалайтын гемохроматоз протеинімен өзара әрекеттесуін салыстыру». Биологиялық химия журналы. 275 (49): 38135–8. дои:10.1074 / jbc.C000664200. PMID  11027676.
  17. ^ Kumar S, Sheokand N, Mhadeshwar MA, Raje CI, Raje M (қаңтар 2012). «Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназаның жаңа трансферрин рецепторы ретінде сипаттамасы». Халықаралық биохимия және жасуша биология журналы. 44 (1): 189–99. дои:10.1016 / j.biocel.2011.10.016. PMID  22062951.
  18. ^ Sheokand N, Kumar S, Malhotra H, Tillu V, Raje CI, Raje M (маусым 2013). «Бөлінетін глицеральдегия-3-фосфат [дегичрогидрогеназа - бұл ұялы темір алу үшін көпфункционалды автокринді трансферрин рецепторы». Biochimica et Biofhysica Acta. 1830 (6): 3816–27. дои:10.1016 / j.bbagen.2013.03.019. PMID  23541988.
  19. ^ а б c г. e f ж Hentze MW, Muckenthaler MU, Galy B, Camaschella C (шілде 2010). «Тангоға екі: сүтқоректілердің темір алмасуын реттеу». Ұяшық. 142 (1): 24–38. дои:10.1016 / j.cell.2010.06.028. PMID  20603012. S2CID  23971474.
  20. ^ а б Лейн, Д.Р.; Мерлот, А.М .; Хуанг, Л.Л.-Х .; Бэ, Д.-Х .; Джанссон, П.Ж .; Сахни, С .; Калиновский, Д.С .; Ричардсон, Д.Р. (Мамыр 2015). «Темірді жасушалық қабылдау, сату және метаболизм: негізгі молекулалар мен механизмдер және олардың аурудағы рөлі». Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - молекулалық жасушаларды зерттеу. 1853 (5): 1130–1144. дои:10.1016 / j.bbamcr.2015.01.021. PMID  25661197.
  21. ^ а б c Ехуда С, Мостофский Д.И., редакциялары. (2010). Темір жетіспеушілігі және шамадан тыс жүктеме негізгі биологиядан клиникалық медицинаға дейін. Тамақтану және денсаулық. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Humana Press. б. 230. ISBN  9781934115220.
  22. ^ Финни ЛА, О'Халлоран ТВ (мамыр 2003). «Жасушадағы металдың өтпелі спецификациясы: металл иондарының рецепторлары химиясынан түсініктер». Ғылым. 300 (5621): 931–6. Бибкод:2003Sci ... 300..931F. дои:10.1126 / ғылым.1085049. PMID  12738850. S2CID  14863354.
  23. ^ Филпотт, Каролайн С .; Рю, Мун-Сун (22 шілде 2014). «Арнайы жеткізу: темірді сүтқоректілер жасушаларының цитозолына бөлу». Фармакологиядағы шекаралар. 5: 173. дои:10.3389 / fphar.2014.00173. PMC  4106451. PMID  25101000.
  24. ^ Arosio P, Levi S (тамыз 2002). «Ферритин, темір гомеостазы және тотығу зақымдануы». Тегін радикалды биология және медицина. 33 (4): 457–63. дои:10.1016 / s0891-5849 (02) 00842-0. PMID  12160928.
  25. ^ Rouault TA, Cooperman S (қыркүйек 2006). «Мидың темір алмасуы». Педиатриялық неврология бойынша семинарлар. 13 (3): 142–8. дои:10.1016 / j.spen.2006.08.002. PMID  17101452.
  26. ^ Ganz T (наурыз 2005). «Ұялы темір: ферропортин - бұл шығудың жалғыз жолы». Жасушалардың метаболизмі. 1 (3): 155–7. дои:10.1016 / j.cmet.2005.02.005. PMID  16054057.
  27. ^ Du F, Qian C, Qian ZM, Wu XM, Xie H, Yung WH, Ke Y (маусым 2011). «Гепцидин трансферрин рецепторы 1-нің астроциттердегі экспрессиясын циклдік AMP-ақуызды киназа А жолы арқылы тежейді». Глия. 59 (6): 936–45. дои:10.1002 / glia.21166. PMID  21438013. S2CID  25678955.
  28. ^ Борадия, Вишант Махендра; Радже, Манодж; Радже, Чаая Ийенгар (1 желтоқсан 2014). «Темір метаболизміндегі ақуызды жарықтандыру: глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH)». Биохимиялық қоғаммен операциялар. 42 (6): 1796–1801. дои:10.1042 / BST20140220. PMID  25399609.
  29. ^ Sheokand N, Malhotra H, Kumar S, Tillu VA, Chauhan AS, Raje CI, Raje M (қазан 2014). «GAPDH ай сәулесімен жарықтандыратын жер сүтқоректілердің жасушаларынан темір шығуы үшін апотрансферринді қабылдайды». Cell Science журналы. 127 (Pt 19): 4279-91. дои:10.1242 / jcs.154005. PMID  25074810.
  30. ^ Kautz L, Jung G, Valore EV, Rivella S, Nemeth E, Ganz T (шілде 2014). «Эритроферронды темір метаболизмінің эритроидті реттеушісі ретінде анықтау». Табиғат генетикасы. 46 (7): 678–84. дои:10.1038 / нг.2996. PMC  4104984. PMID  24880340.
  31. ^ Muckenthaler MU, Galy B, Hentze MW (2008). «Жүйелік темір гомеостазы және темірге жауап беретін элемент / темірді реттейтін ақуыз (IRE / IRP) реттеуші желі». Жыл сайынғы тамақтануға шолу. 28: 197–213. дои:10.1146 / annurev.nutr.28.061807.155521. PMID  18489257.
  32. ^ Hallberg L (1987). «Бидай талшықтары, фитаттар және темірді сіңіру». Scand J Gastroenterol Suppl. 129: 73–9. дои:10.3109/00365528709095855. PMID  2820048.
  33. ^ Lynch SR (2000). «Кальцийдің темір сіңуіне әсері». Nutr Res Rev. 13 (2): 141–58. дои:10.1079/095442200108729043. PMID  19087437.
  34. ^ Disler PB, Lynch SR, Charlton RW, Torrance JD, Bothwell TH, Walker RB және т.б. (1975). «Шайдың темір сіңуіне әсері». Ішек. 16 (3): 193–200. дои:10.1136 / gut.16.3.193. PMC  1410962. PMID  1168162.
  35. ^ «Бүгінгі күнге дейін».
  36. ^ Аннибале, Бруно; Капурсо, Габриэле; Мартино, Джина; Гросси, Кристина; Delle Fave, Gianfranco (желтоқсан 2000). «Темір тапшылығының анемиясы және хеликобактерия инфекциясы». Микробқа қарсы агенттердің халықаралық журналы. 16 (4): 515–519. дои:10.1016 / s0924-8579 (00) 00288-0. PMID  11118871.
  37. ^ Рудольф CD (2003). Рудольфтің педиатриясы. Нью-Йорк: McGraw-Hill, Medical Pub. Бөлім. ISBN  978-0-07-112457-7.
  38. ^ Пинникс, Зандра К .; Миллер, Ланс Д .; Ван, Вэй; Д’Агостино, Ральф; Куте, Тим; Уиллингем, Марк С .; Хэтчер, Хизер; Тесфай, Лия; Суй, Гуанчао (2010-08-04). «Сүт безі қатерлі ісігінің прогрессиясы мен болжамындағы ферропортин мен темірді реттеу». Трансляциялық медицина. 2 (43): 43ra56. дои:10.1126 / scitranslmed.3001127. ISSN  1946-6234. PMC  3734848. PMID  20686179.
  39. ^ а б Тиммерс, Пол Р. Х. Дж .; Уилсон, Джеймс Ф .; Джоши, Питер К.; Дилин, Джорис (шілде 2020). «Көп өзгермелі геномдық сканерлеу адамның қартаюындағы локус пен қан метаболизміне әсер етеді». Табиғат байланысы. 11 (3570): 3570. Бибкод:2020NatCo..11.3570T. дои:10.1038 / s41467-020-17312-3. PMC  7366647. PMID  32678081.
  40. ^ Раметта, Рафаела; Мерони, Марика; Донгиованни, Паола (2020 ж. 15 мамыр). «Қоршаған ортадан геномға және кері қарай: HFE мутацияларынан сабақ». Халықаралық молекулалық ғылымдар журналы. 21 (10): 3505. дои:10.3390 / ijms21103505. PMC  7279025. PMID  32429125.
  41. ^ Severyn CJ, Shinde U, Ротвейн P (қыркүйек 2009). «Молекулалық биология, генетика және биохимия итермелейтін бағыттағы молекулалар отбасы». Биохимиялық журнал. 422 (3): 393–403. дои:10.1042 / BJ20090978. PMC  4242795. PMID  19698085.

Әрі қарай оқу

Сыртқы сілтемелер