2. 2.METABOLISMUL METABOLISMUL FIERULUI (date normale, fiziopatologie, metode de explorare in laboratorul clinic)
Date normale si fiziopatologice - continutul in Fe al organismului uman: = 50-55 mg/kgc la barbat = 35-40 mg/kgc la femeie - cantitatea totala a Fe in organism = 4-5 g - Fe nu exista liber in organism, ci este componentul unor substante care asigura transportul 02 si procesele oxidative; dintre acestea Hb conţine cea mai mare cantitate si este prima substanta care scade cand cantitatea de Fe din organism devine deficitara - in organism Fe este utilizat pentru sinteza Hb; eritropoeza normala necesita 20-25 mg Fe /zi.
Compartimentarea Fe in organism
Fe se afla in organism in 4 compartimente: I. Hb II. comp de transport III. comp de depozit IV. Fe tisular I. compartimentul utilizării Fe in MO, unde participa la formarea Hb (67% = 2g) II. compartimentul Fe circulant = Fe este transportat de transferina ~ 3% din Fe = O.1g III. compartimentul depozitelor de Fe, sub forma de feritina sau hemosiderina ~ 27% = 1g IV. mioglobina mai conţine o parte din Fe 4% - in organism Fe se gaseste sub 2 forme organice: A. compusi in care Fe este legat de un nucleu porfirinic = hem, care la randul lui se ataseaza de o proteina specifica = Fe heminic (Hb, mioglobina, enzimele cu Fe) B. compusi in care Fe este legat de o proteina (gruparea hem lipseste) = Fe neheminic (feritina, hemosiderina, trasferina). - deci compuşi heminici sunt implicaţi in procesele oxidative si respiratorii, iar cei neheminiei asigura transportul si depozitarea Fe.
1
Aportul exogen de Fe
- organismul conserva eficient Fe, astfel incat aproape toata cantitatea de Fe necesara producţiei de eritrocite este asigurata prin refolosirea Fe extras din eritrocitele degenerate; doar 5% din Fe = 1g este absorbit din tractul gastro-intestinal, compensând astfel pierderile prin urina, fecale, sudoare, descuamarea pielii si ciclul menstrual la femei.
Absorbtia Fe
- are loc in porţiunea proximala a intestinului subtire; fiziologic se absoarbe 1g/24h, compensand asfel pierderile tot de 1 g/24h; - absorbtia poate fi crescuta de: vitamina C, zaharuri, fructoza, sorbitol, cisteina, piruvat, succinat, alcool etilic, Ca, aminoacizi, deficienta de Fe, situatii cu necesar sporit; copii, sarcina, sangerari, hemoliza. - absorbtia scade: × administrarea de antacide, substante care formeaza cu Fe complexe insolubile (fitati, fosfati, oxalati, citrati, acid acetic) × excesul de Fe (gastroferina poate lega Fe in exces si previne o rata crescuta a absorbtiei Fe) × situatii cu utilizare scazuta a Fe (inflamatii si infectii) × gastrectomie, aclorhidrie, anomalii ale mucoasei intestinale (sucul gastric impiedica precipitarea Fe in Fe(OH)2 insolubil). - un factor reglator important este nivelul rezervelor din organism, asfel cand rezerva de Fe este mare celulele mucoasei intestinului subtire actioneaza in 2 direcţii: 1. scad absorbtia Fe prin menţinerea unei concentratii mari de Fe in citoplasma celulelor, care actioneaza ca o bariera 2. cresc excreţia de Fe prin regenerare continua a mucoasei cu indepartatrea enterocitelor o data cu depozitele de Fe - atunci cand rezervele de Fe ale organismului sunt reduse, concentratia scazuta a Fe in citoplasma enterocitelor permite Fe sa treaca din lumenul intestinului subtire spre plasma. - mecanismul de absorbtie: i. Fe intraluminal este preluat sub forma de ioni ferosi Fe 2+ printr-un proces de endocitoza consumator de energie; ii. transferul Fe2+ la lamina propria, polul vascular, unde este preluat de transferina, care cu ajutorul ceruloplasminei legate de cupru il transforma in ion feric (Fe3+) si este transportat in MO 2
iii.
Fe neabsorbit in intestinul subtire este captat de apoferitina si transformat in feritina, care se elimina in lumenul intestinal odata cu descuamarea celulelor. - s-au elaborat 2 mecanisme asupra absorbtiei Fe: a) teoria blocului mucoasei (GRANICK) atribuie rol esenţial in reglarea absorbtiei Fe apoferitinei din celula intestinala, cand aceasta nu este saturata absorbtia Fe creste si invers b) teoria Fe mesager (CROSBY) arata ca in cursul regenerarii mucoasei intestinale este incorporata si o cantitate de Fe exogen care de fapt ar reflecta situatia depozitelor de Fe din organism: daca depozitele sunt mari absorbtia inceteaza, daca depozitele sunt mici captarea se face rapid. c) teorii noi atribuie un rol esential transferinei speciale a celulelor intestinale – saturarea transferinei celulare impiedica continuarea absorbtiei; daca totusi este absorbit in exces, Fe este captat de apoferitina si fixat in asa fel incatva fi eliminat prin descuamare; apoferitina si transferina celulelor intestinale sunt esentiale in reglarea absorbtiei Fe in conditii fiziologice - in cazul ingestiei accidentale la copii sau a aportului excesiv aceste mecanisme sunt depasite si Fe trece in cantitate mare in sange. - feritina se gaseste in mod normal in citoplasma la nivelul corpilor F. - transferina speciala a celulelor intestinale are rol important in absorbtia Fe; saturarea trasferinei speciale impiedica absorbtia Fe si invers. - daca totuşi se absoarbe el este captat si fixat de apoferitina si eliminat odata cu descuamarea celulelor intestinale; acest mecanism poate fi depasit de aport crescut de fier sau accelerat prin ingestia crescuta de fier la copii. -alţi factori ce influenţează absorbtia Fe: starea depozitelor de fier rata eritropoezei hipoxia gradul de anemie
Ciclul Fe
fierul absorbit este fixat de transferina care il trasporta la MO unde este utilizat pentru sinteza celor 8g de Hb/24h care necesita 30g Fe. Dupa 120 de zile eritrocitele sunt captate de macrofage care elibereaza Fe din Hb si il depun sub forma de feritina sau hemosiderina, dar cea mai mare parte este redat trasferinei care il trasporata din nou la MO pentru sinteza Hb.
3
trasportul Fe: trasferina sau siderofilina este proteina (β 1-globulina) sintetizata in ficat, macrofage, tesut limfoid, glande salivare, ovare, testicule, ce fixeaza Fe in sânge si are durata de viata de 10 zile si concentratia plasmatica de 250 mg/dl in mod normal transferina fixeaza lOO μg/dl (30%) Fe circulant = sideremie (concentratia Fe circulant) CTLF = capacitatea totala de legare a Fe = 300 μg/dl (100%) diferenta de 70% reprezintă capacitatea latenta (CL) de fixare a Fe = 200μg/dl - Fe seric ~ creste si in anemii hemolitice si hemocromatoza ~ scade: > in anemii feriprive, > in caz de eritropoeza regenerativa, > dupa hemoragii acute > in faza de regenerare dupa administrarea de vitamina B12 in anemia Biermer > in inflamaţii acute si cronice - CTLF creste in anemia feripriva si sarcina
Caile metabolice
metabolismul Fe este foarte eficient, asfel incat foarte putin se pierde si in consecinţa necesarul exogen este mic macrofagele din ficat, splina, MO, preiau eritrocitele care ajung la capatul celor 120 zile ale ciclului lor de viata, Hb este scindata in componentele sale, iar Fe este stocat sub forma de feritina si hemosiderina precursorii eritroizi din MO se aglomereaza in jurul macrofagelor si preiau feritina de la macrofage; primul preluat este Fe cel mai recent stocat macrofagele din MO si splina indeparteaza excesul de feritina si hemosiderina din celulele seriei roşii trasferina mediaza trasportul Fe la precursorii eritroizi si de asemenea trsporta Fe in vederea stocării in ficat si alte celule mezenchimale.
Ferokinetica
miscarea Fe in spatiile sale fiziologice poate fi estimata cu ajutorul trasorilor radioactivi (Fe 59) se foloseste in practică pentru: 1. determinarea clearence-ului de Fe 2. determinarea turnoverului Fe plasmatic si eritrocitar 3. procentul de incorporare a Fe in eritrocite 4. timpul de tranzit medular 4
are importanta practica si in determinarea tipului de anemii: in anemia aplastica = turnoverul Fe plasmatic este normal sau uşor redus, iar turnoverul eritrocitelor si indicele de utilizare a Fe sunt mult reduse; Fe este dirijat la ficat si retinut acolo in anemiile hemolitice eritropoeza este accentuata, turnoverul Fe plasmatic si eritrocitar este mult crescut, utilizarea este normala, iar Fe se acumuleaza in locul de distrugere a eritrocitelor (splina, ficat) in anemiile cu eritropoeza ineficieta (anemii sideroblastice, anemii megaloblastice) turnoverul Fe plasmatic este crescut, in schimb cel eritrocitar este scazut, iar indicele de utilizare a Fe este mult scăzut.
Metode de explorare in laboratorul clinic
1.determinarea Fe seric (sideremia): - dozarea sideremiei are mare importanta in hematologie, deoarece sideremia începe sa scada cand rezervele sunt epuizate (anemii feriprive) - exista situatii cand sideremia scade si rezervele sunt crescute (anemiile din stările febrile, infectii cronice sau neoplasme); astfel pe langa determinarea sideremiei o importanta deosebita o are cercetarea rezervelor de fier prin aprecierea hemosideremiei din frotiul medular si sangvin (siderocite, sideroblasti, reticulocite) - coloratii cu albastru de Prussia = Perls pentru determinarea depozitelor de fier, cu rol in diagnosticul anemiei feriprive si sideroblastice si clasificarea sindroamelor mielodisplazice - coloratii cu albastru-briliant crezyl pentru reticulocite 2. siderofilina = trasferina - este partial saturata cu Fe: 30-35%. - diferenţa pana la 100% reprezinta capacitatea latenta (CL) de saturare a Fe: Fe seric + CL = CT CS (coeficientul de saturatie) = Fe seric /capacitatea totala de legare a Fe CS = Fe seric/CTLF (0.2 - 0.65) - varitii ale trasferinei in diverse afecţiuni: *TR crescuta = anemia feripriva, dar sideremia scăzută rezulta un CS mic=0.1 *TR scazuta in: = infectii cronice – Fe si TR scazute, CS = normal = hemocromatoze – Fe = crescut, TR = scazuta, CS = mare(0.81) = anemii hemolitice, = anemia Biermer
5
3. proba hipersideremiei provocate = se administreaza oral o cantitate de fier bivalent si se apreciaza absorbtia acestuia prin dozarea lui in ser = normal Fe seric creste pana la 250-300 μg/dl intre 2-4 ore de la administrare si scade progresiv pentru a reveni la normal in 6-8 ore = Fe seric: - creste mult in anemia feripriva - are o usoara creştere in anemii hipocrome datorita absorbtiei sacazute a Fe nu creste in infectii sau neoplasme, unde Fe trece rapid in tesuturi, ceea ce nu permite creşterea lui in ser. 4. capacitatea de legare a Fe (CL)
6
CT = CL + Fe seric %CS = Fe / CT x 100 CL barbati = 200-300 μg/dl
CL femei = 150-250 μg/dl
CT barbati = 300-400 μg/dl
CT femei = 250-350 μg/dl
CT creste in: productie crescuta de transferina, eliberare crescuta de feritina CT scade in: productie scazuta de transferina, eliberare scazuta de feritina - Scaderea CTLF, dar cresterea saturatiei Fe apare cand Fe se deplaseaza in sistemul reticuloendotelial, in boli infectioase, neoplazice cand nivelul transferinei este scazut (scade sinteza hepatica de transferina in hepatita acuta, cronica activa, ciroza, hemocromatoza) - Fe plasmatic este crescut in: a) Distrugere de hematii b) Scaderea utilizarii Fe c) Creste eliberarea Fe din depozite d) Alterarea procesului de depunere e) Cresterea vitezei de absorbtie - Fe plasmatic este scazut in: 1) Scade cantitatea de Fe din organism 2) Lipseste Fe din alimentatie 3) Scade absorbtia Fe 4) Pierderi mari si cerinte crescute.
