Железо

Железо играет важную роль в метаболизме всех живых организмов. У млекопитающих железо входит в состав молекулы главного переносчика кислорода – гемоглобина, содержащегося в эритроцитах (гемовое железо). На его долю приходится более 70% всего железа в организме. Кроме того, различают тканевое (клеточное), депонированное железо и транспортные формы железа. Тканевое железо входит в состав других гемсодержащих соединений (например, миоглобина, цитохромов, пероксидаз) и гемнесодержащих ферментов и белков, некоторые из которых участвуют в синтезе АТФ (аконитаза) и ДНК (рибонуклеотидредуктаза). Некоторые железосодержащие ферменты участвуют в метаболизме биогенных аминов (например, синтез ДОФА и серотонина из тирозина и триптофана, соответственно), а железосодержащая миелопероксидаза лейкоцитов участвует в уничтожении бактерий.

Ферритин является депонированной формой железа, присутствует во всех клетках, в большем количестве – в клетках печени, селезенки и костного мозга. Ферритин состоит из белка апоферритина и трехвалентного атома железа. Ферритин синтезируется из двухвалентного железа в присутствие кислорода. Синтез апоферритина снижается при недостатке железа в организме. Другой формой депонированного железа является гемосидерин (продукт полимеризации ферритина), который содержится в клетках ретикулоэндотелиальной системы селезенки, лимфатических узлов, печени и костного мозга. Транспортное железо существуют в форме соединения с белками плазмы (β-глобулинами).

Основным железосвязывающим белком плазмы является трансферрин (сидерофилин), который синтезируется в печени в виде апотрансферрина. Трансферин переносит железо только в трехвалентной форме (Fe3+). Его концентрация зависит от интенсивности распада эритроцитов, количества депонированного железа и поступления железа с пищей. При острой воспалительной реакции и некоторых хронических заболеваниях уровень трансферрина уменьшаться. Выход железа из клеток в плазму осуществляется специальным мембранным белком – ферропортином, который экспрессируется на энтероцитах 12-перстной кишки, макрофагах, гепатоцитах и плаценте. Для присоединения железа к трансферрину требуется феррооксидаза (церулоплазмин ‒ в гепатоцитах и макрофагах и гефестин ‒ в энтероцитах), которая окисляет двухвалентное железо в трехвалентное.

Таким образом, источником железа в организме является пища, а также железо, освобождающееся при распаде эритроцитов. Железо, поступающее с пищей, в основном находится в окисленном состоянии (Fe3+). Исключение составляет железо мясных продуктов (Fe2+). Для абсорбции энтероцитами железо должно находиться в двухвалентной форме (Fe2+). Кислая среда желудочного сока и аскорбиновая кислота способствуют восстановлению и всасыванию железа в проксимальном отделе тонкого кишечника. Потребность организма в железе закладывается в энтероцитах по мере их дифференцировки, созревания и миграции и регулируется объемом депонированного железа и интенсивностью эритропоэза. Как правило, поступление железа в клетки кишечника превышает необходимые потребности организма, и оно запасается в энтероцитах в виде ферритина (Fe3+). Непрерывное слущивание клеток слизистой оболочки кишечника устраняет избыток железа. Железо, поступившее с пищей (Fe2+) из энтероцитов с помощью ферропортина и феррооксидаз, переходит в трехвалентную форму и поступает в кровь, где трансферрином переносится в костный мозг для участия в эритропоэзе, а также в другие ткани, где трансферрин присоединяется к специфическим мембранным рецепторам. В месте присоединения к рецепторам образуется эндосома. Кислая среда эндосомы способствует отсоединению железа от апотрансферрина и его восстановлению. В клетке Fe2+ используется для синтеза железосодержащих белков или депонируется в форме ферритина.

Апотрансферрин с рецептором возвращается на поверхность клетки. Нейтральная среда внеклеточной жидкости способствует отсоединению апотрансферрина от рецептора для повторного его использования. Концентрация и метаболизм железа в организме основаны на эффективной системе депонирования и рециркуляции, которая в большей степени регулируется скоростью дуоденальной абсорбции железа, нежели его экскрецией. Гепсидин – пептидный гормон, синтезируемый в печени, играет ключевую роль в метаболизме железа. Синтез гепсидина контролируется эритропоэтической активностью костного мозга, количеством циркулирующего и депонированного железа и процессами воспаления. Синтез гепсидина снижается при повышении эритропоэза или снижении сывороточной концентрации железа и, как следствие, стимуляции выхода железа из клеток. И наоборот, продукция гепсидина повышается при необходимости снижения экспорта железа из клеток, при воспалительных процессах или избытке железа в сыворотке крови. Гепсидин является компонентом ответа острой фазы II типа, вызываемом интерлейкином-6, который контролирует концентрацию железа в плазме крови благодаря ингибированию экспорта железа ферропортином из энтероцитов и макрофагов.

Показания:

·        Диагностика и дифференциальная диагностика анемий различной этиологии, контроль терапии железодефицитной анемии;

·        Острые и хронические инфекционные заболевания, системные воспалительные заболевания;

·        Нарушение кормления и всасывания, гипо- и авитаминозы, нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта;

·        Возможное отравление железосодержащими препаратами.

Противопоказания: отсутствуют.

Подготовка пациента: перед проведением исследования животное должно быть выдержано на голодной диете минимум 12 часов. Обязательно центрифугирование проб крови, не позднее 60 минут с момента взятия.

Метод отбора: венепункция.

Преаналитика:

Порядок действий:

1. Взятие крови – пробирка с красной крышкой с гелем, 2,5 мл.

2. Осторожно перевернуть пробирку 4-6 раз.

3. Пробирку оставить в вертикальном положении на 30 минут при комнатной температуре.

4. Центрифугировать при 3300 об/мин в течение 10 минут, не позднее 60 минут после взятия.

5. Стабильность пробы: 3 недели при +2°С…+8°С (при хранении на геле); 1 год при -17°С…-23°С (при необходимости заморозки перенести сыворотку в пустую чистую пробирку с белой крышкой).

6. Минимальный объем крови для выполнения 20 биохимических показателей – 2,5 мл.

7. Контейнер маркировать Ф.И.О. владельца и кличкой животного, заполнить направительный бланк, указав код клиента.

8. Температурный режим транспортировки в лабораторию +2°С …+8°С (синий пакет).

Интерпретация: Результаты исследования содержат информацию исключительно для врачей. Диагноз ставится на основании комплексной оценки различных показателей, дополнительных сведений и зависит от методов диагностики.

Повышение уровня:

·        Увеличение в крови глюкокортикоидов.

·        Парентеральное введение препаратов железа.

·        Гемолитическая анемия.

·        Повреждение гепатоцитов.

·        Гемохроматоз (дельфины).

·        Травма

Понижение уровня:

·        Хроническая потеря крови.

·        Нарушение депонирования железа (острое, хроническое воспаление).

·        Снижение абсорбции железа из кишечника (тяжелое повреждение слизистой оболочки кишечника, длительная недостаточность железа в рационе).

·        Заболевания почек.

·        Активный эритрогенез.

·        Инфекционные заболевания (особенно бактериальные).

·        Физиологический стресс.

В ходе острофазовой воспалительной реакции связывающие железо белки изымают его из плазмы и делают недоступным для проникших в организм патогенов, снижая тем самым вероятность инфекции. Острофазовые белки выступают посредниками в этом изымании железа. Подобные снижения содержания железа в сыворотке были описаны у дельфинов при воспалительных процессах, связанных с травмами, при паразитозах, инфекционных заболеваниях и нарушениях обмена веществ. Кроме того, данные исследования показали, что изменения уровня сывороточного железа у морских млекопитающих очень важны для адекватной оценки клинического состояния и прогноза (повышение содержания железа в сыворотке до нормальных концентраций после клинического заболевания обычно является благоприятным прогностическим признаком). Другими причинами повышения уровня железа в сыворотке могут быть травма и избыточное применение железосодержащих добавок к пище.

Форма выдачи результата: количественный тест

Единицы измерения: мкмоль/л

Референсные значения: на данный момент отсутствуют.

Список источников:

1) CRC Handbook of Marine Mammal Medicine, 3rd Edition by Frances M.D. Gulland, Leslie A. Dierauf, Karyl L. Whitman March 2018

2) Encyclopedia of Marine Mammals, 2nd Edition. by Bernd Würsig, William Perrin, Bernd Würsig, J.G.M. Thewissen, November 2008

3) Marine mammals as health sentinels of the oceans. Michelle Lynn Reddy, Leslie A. Dierauf, and Frances M. D. Gulland.