Обмен железа. Лабораторная оценка.

Обмен железа. Лабораторная оценка. И. А. Новикова

Основные источники железа vиз РЭС при разрушении Нв эритроцитов vвсасывание железа в ЖКТ vпоступление из запасов

Всасывание железа Обусловлено потребностью организма. Если таковой нет – железо не усваивается. В обычном рационе с пищей поступает до 20 мг железа (усваивается до 10%). Гемовое железо (в мясных продуктах в составе протопорфирина) всасывается лучше (20 -25%), из растительных продуктов – 3%. Всасыванию железа препятствуют продукты белковой природы, жиры, сырые яйца, танины. Органические кислоты (во фруктовых соках) увеличивают всасывание. В целом в сутки всасывается 2 -2, 5 мг железа, при повышенном потреблении до 3 мг.

Регуляция всасывания железа Пища Fe 3+, Fe 2+ Желудок Fe 3+ Fe 2+ (аск. к-та) Транспорт в кровоток Слизистая обол. всасывание (2%) + апоферритин→ гастроферин ферритин → просвет киш. Тонкий кишечник всасывание Fe 2+ Fe 3+ при слущивании + Ферритин - апо Транспорт в крови Трансферрин Распределение в организме

Распределение железа в организме 20% 5% 65% 9, 9% Транспортное железо 0, 1 %

Система ферритин- апоферритин Осуществляет регуляцию всасывания железа. Ферритин –железосодержащий высокомолекулярный комплекс (ММ 440 к. Д), апо- его белковая часть. При недостаточном содержании железа в организме в энтероцитах преобладает по содержанию апоферритин (при дефиците железа биосинтез апо увеличивается в 20 -25 раз → увеличение всасывания железа). При полном насыщении организма железом преобладает ферритин → всасывание ограничивается. При переобогащении железом может происходить сбрасывание щеточной каймы энтероцитов.

Строение ферритина Белковые субъединицы формируют белковую оболочку комплекса, в которой образуется 6 расширяющихся кнутри каналов. Через них происходит миграция железа. Перед проникновением внутрь частицы железо окисляется ( Fe 2+ → Fe 3+ ), а при выходе из полости восстанавливается. Внутри комплекса может находиться до 5000 ионов железа. Кроме железа, ферритин содержит в составе остатки углеводов (белок острой фазы). Основное стабильное депо - печень, костный мозг, селезенка. Между содержанием железа в депо и концентрацией ферритина в плазме существует тесная связь. Концентрация ферритина 1 мкг/л соответствует 8 мг железа, сосредоточенного в депо.

Комплекс лактоферрин- аполактоферрин Лактоферрин содержится в большом количестве в нейтрофилах, плазме, синовиальной жидкости, слезах. Имеет бактерицидные свойства, которые исчезают после связывания с ионами железа. Функция: аполактоферрин предотвращает избыточное всасывание ионов железа особенно в организме новорожденных.

Трансферрин Гликопротеин, ММ 76 -80 к. Д. β-глобулин. Синтезируется в гепатоцитах в соответствии с наличием железа в организме. Функции: Ø Обеспечивает транспорт железа от энтероцитов к паренхиматозным органам Ø Предохраняет клетки от токсического действия Fe 3+ Ø Предохраняет клетки от токсического действия перекисных соединений и от ряда инфекций (невозможность использовать железо для метаболических целей)

Депо железа и выведение из организма Депо железа - ферритин и гемосидерин. Гемосидерин (это ферритин , переобогащенный железом). Особенность – плохо растворим в воде. Образуется в большом количестве при парентеральном введении солей, содержащих ионы железа, а также при снятии блока, ограничивающего всасывание железа в желудке и кишечнике (гемохроматозах). Следствие – гемохроматоз. Железо выводится через ЖКТ ( неабсорбированное и попавшее в просвет кишечника вместе со слущенными клетками слизистой оболочки), путем десквамации кожи, во время месячных, с мочой (очень мало).

Диагностические тесты для определения нарушений метаболизма железа Показания – подозрение на наличие дефицита или избытка железа, на нарушение распределения или метаболизма железа. v уровень ферритина в сыворотке v уровень железа в сыворотке v ОЖСС, НЖСС v Трансферрин в сыворотке v Степень насыщения трансферрина железом v десфераловый тест v подсчет количества сидеробластов в костном мозге и сидероцитов в крови v определение содержания Нв и показателей эритроцитов (МСН, МСV).

Уровень железа в сыворотке Наиболее часто определяемый в КДЛ показатель. Норма: женщины – 8 -27 мкмоль/л мужчины – 9, 5 -30 мкмоль/л Методы определения: Ø Колориметрические (самые распространенные в КДЛ). Основаны на формировании окрашенных комплексов. Ø ИФА и РИА (дороги и трудоемки) Ø Атомно-адсорбционный анализ (референтный).

Особенности преаналитического этапа при определении содержания сывороточного железа Материал для исследования: сыворотка или гепаринизированная плазма (ЭДТА, цитрат, оксалат не годятся – снижают концентрацию железа) v Обеспечить свободное вытекание крови при венопункции (игла с широким просветом) v Осторожность при отслаивании сгустка v Использование одноразовой пластиковой посуды v Брать кровь в одно и то же время (выраженные циркадные ритмы - наиболее высокое содержание утром, к ночи – снижается приблизительно на 7 мкмоль/л) v Возможность хранения образцов: при 4 0 С – несколько недель.

Клинико-диагностическое значение определения уровня сывороточного железа Необходимо учитывать! Ø Снижение концентрации железа в плазме является поздним признаком его дефицита, поэтому не имеет большого значения в исследовании метаболизма железа Ø Повышение концентрации железа в плазме крови полезно для диагностики и мониторинга гемохроматоза и отравлений железом Ø Концентрация железа в плазме здоровых людей значительно варьирует, колебания в пределах более 20% могут происходить в течение нескольких минут и составлять 100% в течение суток. У женщин - в течение менструального цикла. Ø Тяжелые травмы, отравления, новообразования, хронические воспалительные процессы вызывают снижение концентрации железа в плазме при нормальных его запасах.

Железосвязывающая способность сыворотки Характеризует общее количество транспортного белка трансферрина. ОЖСС – общая железосвязывающая способность сыворотки (Total Iron Capacity Binding – TICB) – наибольшее количество железа, которое может присоединять трансферрин до своего полного насыщения. 1. связанная, насыщенная железом часть 2. свободная, латентная (ненасыщенная) железосвязывающая способность сыворотки (ЛЖСС, НЖСС). ОЖСС = концентрация железа в сыворотке + НЖСС

Методы определения железосвязывающей способности сыворотки 1. Установление содержания железа в сыворотке после предварительного насыщения (in vitro) трансферрина ионами железа и удаление их избытка адсорбентом. По разнице между полученным показателем (ОЖСС) и содержанием сывороточного железа находят НЖСС. Наиболее распространенный метод (наборы Лахема, Кормэй, Реанал). 2. Добавление к сыворотке известного количества ионов железа, которые будут соединяться с трансферрином. Излишек несвязанных ионов определяется колориметрически. Разница между количеством добавленных и оставшихся – НЖСС. Затем расчетны м способ о м определяют ОЖСС. Метод сложнее, используется реже.

Определение трансферрина Производится иммунохимическими методами ( иммунодиффузия , иммунотурбидиметрия). Преимущества перед ОЖСС: v Более высокая точность v Малое количество образца для исследования v Не связывается с альбуминами, глобулинами (как при ОЖСС) Недостатки: v Высокая стоимость v Отсутствие при некоторых патологических состояниях активности трансферрина в отношении железа при нормальном его содержании v Меньшая стабильность химических реагентов

Соотношение между трансферрином и ОЖСС косвенно отражает концентрацию трансферрина. В КДЛ подменяет определение трансферрина (проще). Нормальные значения: v Трансферрин – 23 -45 мкмоль/л v ОЖСС – 56 -65 мкмоль /л (≈ на 20% выше, чем трансферрин) v НЖСС – 28 -42 мкмоль/л v Коэффициент насыщения трансферрина железом – 25 -33%

Соотношение между трансферрином и ОЖСС (продолжение) Методы расчета коэффициента насыщения Трф железом:

Клинико-диагностическое значение определения железосвязывающей способности сыворотки Ø ценный скрининговый тест для выявления идиопатического гемохроматоза (при этом заболевании оно обычно увеличено до 100%) Ø ОЖСС увеличивается при дефиците железа, но может отмечаться и при других состояниях при отсутствии недостаточности железа (беременность, хронические заболевания). При концентрации сывороточного железа менее 12 мкмоль и ОЖСС более 65 мкмоль можно подозревать ЖДА.

Определение концентрации ферритина Источник сывороточного ферритина – клеточные элементы системы фагоцитов. Имеет химические особенности по сравнению с ферритином тканей (более гликозилирован , меньше содержание железа), но хорошо коррелирует с насыщенностью организма железом. Методы определения сывороточного ферритина - иммунохимические: n ИФА неконкурентный (результаты могут отличаться от РИА в связи с различиями изоферритинов и типов используемых АГ и АТ) n РИА n РПГА n Латекс-агглютинация Материла для исследования – сыворотка крови. Учитываемые факторы – пол, возраст, наличие воспалительных заболеваний (белок острой фазы).

сывороточного ферритина Возраст Норма ферритина Новорожденные 25 -200 мкг/л Дети 1 месячный 200 -600 мкг/л 2 -5 месячный 50 -200 мкг/л 6 месячный - 12 лет 7 -140 мкг/л Взрослые Мужчины 15 -200 мкг/л Женщины 12 -500 мкг/л

Клинико-диагностическое значение определения уровня ферритина в сыворотке Первый показатель уменьшения запасов железа в организме! Снижение концентрации ферритина свидетельст - вует об уменьшении запасов железа в организме. Концентрация ниже 20 мкг/л - истощение запасов, ниже 12 мкг/л – полное отсутствие запасов железа.

Клинико-диагностическое значение определения уровня ферритина в сыворотке (продолжение) Повышение концентрации ферритина - при избытке железа, а также у больных с заболеваниями печени и некоторыми типами рака (высвобождение белка из тканей), инсульте, инфаркте, болезни почек (перераспределение фондов железа), гемотрансфузии, острых инфекциях. Помнить! Ферритин – острофазный белок и у пациентов с дефицитом железа на фоне острого заболевания концентрации ферритина в плазме могут быть в пределах нормы.

Использование значений сывороточного ферритина в алгоритме диагностики анемического синдрома Уровень ферритина (мкб/л) ↓ 20 - 200 > 200 Дефицит железа, Дефицит железа Воспалительные латантная ЖДА отсутствует, нет процессы, ЖДА онкозаболевания (очень высокие значения и коррелирует с прогнозом)

Десфераловый тест Больному однократно внутримышечно вводят 500 мг десферала , собирают суточную мочу и определяют железо. Смысл теста – десферал избирательно связывается с железом запасов и выводит его с мочой. После введения десферала выведение железа с мочой составляет в норме 0, 8 -1, 2 мг. При ЖДА или скрытом дефиците железа показатель значительно снижается, а при избытке железа – увеличивается. При этом моча изменяет свой естественный цвет на красный. Больным с сидероахрестической анемией назначают десферал с лечебной целью. Как только уровень запасного железа снижается и

Подсчет количества сидеробластов в костном мозге и сидероцитов в крови. Способ выявления - прижизненное окрашивание берлинской лазурью. Сидеробласты – ядросодержащие клетки красного ростка КМ, нормобласты с наличием темно-синих гранул ферритина в цитоплазме. Норма – 20 -40% от всех нормобластов являются сидеробластами При ЖДА – снижается, при сидероахрестической анемии – повышается и появляются кольцевидные сидеробласты. Это нормобласты, вокруг ядра которых располагаются гранулы ферритина в виде ожерелья и когда количества гранул более 6. Сидероциты – эритроциты, в которых выявляются гранулы ферритина. Норма – до 1%. При ЖДА снижается.

Патология обмена железа. Дефицит железа в организме. Причины: v недостаточное поступление железа с пищей (голодание, вегетарианство, несбалансированное питание). Особенно часто у подростков-девочек, v заболевания желудка вследствие нарушений кислото - и ферментообразующей функции желудка (атрофический гастрит) или удаления 2/3 желудка, v резекция части тонкого кишечника, v глистные инвазии, v кровотечения, v усиленное потребление железа (беременность, лактация). При нормальной беременности суточная потребность в железе в последний триместр повышается до 5— 6 мг. При дефиците железа могут быть преждевременные роды.

Патология обмена железа. Дефицит железа в организме. (продолжение) Причины: v нарушения всасывания (энтериты, мальабсорбция), v формирование фибромиом, даже не кровоточащих, v ускоренный рост организма (юношеский возраст и до 2 -х лет), v у доноров с частой кровосдачей – более 4 раз в год, v длительный прием нестероидных антиревматические препаратов, антацидов, антибиотиков тетрациклинового ряда, v на фоне хронических инфекций, интоксикаций, гиповитаминоза (особенно С-гиповитаминозе), злокачественных новообразований. v наследственная атрансферринемия (редко).

Клинико – лабораторные признаки дефицита железа в организме Зависят от степени его выраженности и длительности существования. Латентный (скрытый) дефицит: Клинические проявления отсутствуют. Лабораторно – уменьшение содержания ферритина на фоне нормальных значений сывороточного железа, трансферрина , насыщения трансферрина, МСН, MCV.

Клинико – лабораторные признаки дефицита железа в организме (продолжение) Абсолютный дефицит. Отсутствие резервного железа. Снижается уровень сывороточного железа, гипогемоглобинемия. Развивается ЖДА и симптомы анемизации - слабость, головокружение, одышка, тахикардия, обмороки, сухость кожи, ломкость ногтей, выпадение волос. Относительный дефицит – обусловлен временным перераспределением железа при воспалительных процессах ( содержание сывороточного железа снижено, резервного – не изменено).

Избыточное содержание железа в организме Причины: Ø увеличение всасывания железа в кишечнике Ø отравление железом – острые или хронические (у людей, которые постоянно готовят пищу в железной посуде (сидероз Банту) Ø повышенное парентеральное введение железа (например, частые повторные переливания крови) Ø наследственные нарушения Ø нарушения порфиринового обмена (отравления свинцом, СДА)

Наследственный (первичный) гемохроматоз Заболевание с наиболее выраженным избытком железа. Развивается вследствие избыточного всасывания железа в кишечнике (молекулярные механизмы не известны). Тип наследования – аутосомно- рецессивный. Имеется сильная связь с антигеном гистосовместимости HLA -А 3 (обнаруживается у 70% пациентов), меньшая с антигеном HLA-В 14.

Наследственный (первичный) гемохроматоз (продолжение) Распространенность: около 0, 5% лиц белой расы являются гомозиготами по гену гемохроматоза (по-видимому, не всегда диагностируется). Всех пациентов с хроническими заболеваниями печени следует обследовать на гемохроматоз , если нет другой очевидной причины их заболевания. Целесообразно проводить скрининговое исследование на гемохроматоз у мужчин, у которых в среднем возрасте развивается сахарный диабет.

Особенности течения первичного гемохроматоза Чаще встречается у мужчин, чем у женщин (из-за потерь железа во время месячных). У мужчин с возраста 40 и более лет, у женщин – позже (хотя дефект имеется с момента рождения). Клинические проявления - наблюдаются только при крайней перегрузке железом организма: v пигментация кожи v цирроз печени v кардиомиопатия, эндокринные нарушения. Основной метод лечения – повторные кровопускания (с частотой до 1 раза в неделю под контролем ферритина и уровня железа). После удаления избытка железа кровопускания 1 раз в 2 -3 - месяца.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ !!!