том случае, если клетки имеют специфические рецепторы, связывающие

железо. Таким образом, этот железо-связывающий белок функционирует

как транспортное средство для железа, обмен которого в организме человека зависит как от общего поступления железа в плазму крови, так и от его количества, захваченного различными тканями соответственно количеству в них специфических рецепторов для железа. Кроме того трансферрин обладает защитной функцией - предохраняет ткани организма от токсического действия железа.

Анализируя биологическую роль трансферрина в организме, следует упомянуть о результатах экспериментальных исследований, свидетельствующих о способности этого белка регулировать транспорт железа из лабильных его запасов в эпителии клеток желудочно-кишечного тракта в плазму крови. Из плазмы железо захватывается преимущественно костным мозгом

для синтеза гемоглобина и эритроцитов, в меньшей степени - клетками ретикулоэндотелиальной системы и откладывается в виде запасного железа, некоторое количество его поступает в неэритропоэтические ткани и используется для образования миоглобина и ферментов тканевого дыхания (цитохромы, каталаза и т.д.). Все эти процессы являются сложными и до конца не изученными.

Однако некоторые этапы наиболее важного процесса передачи железа трансферрином клеткам костного мозга можно представить следующим образом:

1) адсорбция трансферрина рецепторными участками на поверхности ретикулоцитов;

2) образование прочного соединения между трансферрином и клеткой, возможно проникновение белка в клетку;

3) перенос железа от железо-связывающего белка к синтезирующему гемоглобин - аппарату клетки;

4) освобождение трансферрина в кровь. Известно, что количество связывающих трансферрин

пространств максимально в ранних эритроидных предшественниках и уменьшается по мере созревания этих клеток.

Железо-связывающий белок лактоферрин обнаружен во многих биологических жидкостях: молоке, слезах, желчи, синовиальной жидкости, панкреатическом соке и секрете тонкого кишечника. Кроме того, он находится в специфических вторичных гранулах нейтрофильных лейкоцитов, образуясь в клетках миелоидного ряда со стадии промиелоцита. Подобно трансферрину, лактоферрин способен связывать 2 атома железа специфическими пространствами. Он состоит из одной полипептидной цепочки, молекулярный вес приблизительно равен 80000. В физиологических условиях этот железо-связывающий белок насыщен железом до 20% в ничтожных количествах он содержится в плазме крови, освобождаясь в нее из нейтрофильных лейкоцитов. Несмотря на схожесть лактоферрина и трансферрина, эти железо-связывающие белки отличаются друг от друга по антигенным свойствам, составу аминокислот, белков и углеводов.

В настоящее время известны следующие функции

этого белка: бактериостатическая, участие в иммунных процессах и

абсорбции железа в желудочно-кишечном тракте. Свободный от

железа лактоферрин - аполактоферрин обладает бактериостатическими

свойствами, которые теряются при насыщении его железом.

Аполактоферрин тормозит in vitro рост бактерий и грибов, и возможно,

играет роль во внутриклеточной гибели микроорганизмов. При низкой

концентрации лактоферрина в нейтрофильных лейкоцитах может

уменьшаться их бактерицидная активность.

Железосерные ферменты - это еще один важный класс железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов в клетках животных, растений и бактерий. Железосерные

ферменты не содержат гемогрупп, они характеризуются тем, что в их

молекулах присутствует равное число атомов железа и серы, которые

находятся в особой лабильной форме, расщепляющейся под действием кислот. К железо - серным ферментам относится, например, ферредоксин хлоропластов, осуществляющий перенос электронов от возбужденного светом хлорофилла на разнообразные акцепторы электронов.

КИНЕТИКА ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА

Механизмом, регулирующим обмен железа в организме

человека, является всасывание железа в желудочно-кишечном тракте.

Выделение его из организма кишечником, с кожей, потом и мочой,

являющееся пассивным процессом, лимитировано.

В последние 30 лет большое количество исследований

в нашей стране и за рубежом посвящено изучению различных аспектов всасывания железа. Однако механизм абсорбции и специфическая роль слизистой оболочки кишечника в регуляции запасов железа и его метаболизма неизвестны.

ЭТАПЫ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ

При среднем поступлении с пищей 10-20 мг железа в сутки у здорового человека не более 1-2 мг абсорбируется в желудочно- кишечном тракте. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в двенадцатиперстной кишке и начальных отделах тощей кишки. Желудок играет лишь незначительную роль в усвоении: в нем абсорбируется не более 1-2% от общего количества поступающего в желудочно-кишечный тракт. Соотношение в пище продуктов животного и растительного происхождения, веществ, усиливающих и тормозящих абсорбцию, функциональное и морфологическое состояние эпителия желудочно- кишечного тракта все это оказывает влияние на величину усвоения железа.

Кратко остановимся на процессе всасывания железа, состоящем из ряда последовательных этапов:

1) начальный захват железа щеточной каймой клеток слизистой оболочки кишечника;

2) внутриклеточный транспорт его образование лабильных запасов железа в клетке;

3) освобождение железа из слизистой оболочки кишечника в кровь.

В экспериментальных исследованиях показано, что клетки

эпителия слизистой оболочки кишечника чрезвычайно быстро абсорбируют железо из его полости, причем митохондрии активно участвуют в ранних механизмах транспорта железа. Значительная часть его (80%) находилась в митохондриях клеток, а остальная часть - в щеточной кайме в течение 5-20 минут после введения железа в желудочно-кишечный тракт. Исследования с использованием ультраструктурной авторадиографии показали, что первый этап обеспечивает достаточную концентрацию железа на поверхности слизистой оболочки клеток для последующей его абсорбции. При этом железо концентрируется на щеточной кайме, закисное железо переходит в окисное на мембране микроворсинок.

Второй этап поступление железа в богатую рибосомами цитоплазму и латеральное межклеточное пространство, и, наконец, третий этап перенос железа в кровеносные сосуды собственной оболочки, где оно захватывается белком крови трансферрином. Существует точка зрения, что транспортировка железа из цитоплазмы эпителиальных клеток в кровь может осуществляться ферритином. .

Интенсивность захвата железа из клеток слизистой оболочки кишечника в кровь зависит от соотношения содержания в плазме свободного, моножелезистого или дижелезистого (насыщенного) трансферрина. Свободные молекулы последнего обладают максимальной способностью связывать железо. Комплекс трансферрин железо поступает главным образом в костный мозг, небольшая часть его в запасной фонд, преимущественно в печень, и еще меньшее количество связанного транферрином железа ассимилируется тканями для образования миоглобина, некоторых ферментов тканевого дыхания, нестойких комплексов железа с аминокислотами и белками.