Metabolismo do ferro no organismo

Normalmente, o corpo de um adulto saudável contém cerca de 3 a 5 g de ferro, portanto, o ferro pode ser classificado como um microelemento. O ferro é distribuído de forma desigual no corpo. Aproximadamente 2/3 do ferro estão contidos na hemoglobina dos glóbulos vermelhos - este é o fundo circulante (ou reserva) de ferro. Em adultos, esse pool é de 2 a 2,5 g, em recém-nascidos a termo - 0,3 a 0,4 g e em recém-nascidos prematuros - 0,1 a 0,2 g. Relativamente grande parte do ferro está contida na mioglobina: 0,1 g em homens e 0,05 a 0,07 g em mulheres. O corpo humano contém mais de 70 proteínas e enzimas, que incluem ferro (por exemplo, transferrina, lactoferrina), a quantidade total de ferro nelas é de 0,05 a 0,07 g. O ferro transportado pela proteína de transporte transferrina compõe cerca de 1% (fundo de transporte de ferro). As reservas de ferro (depósito, fundo de reserva), que constituem cerca de 1/3 de todo o ferro no corpo humano, são extremamente importantes para a prática médica. Os seguintes órgãos desempenham a função de depósito:

• fígado;
• baço;
• medula óssea;
• cérebro.

O ferro está contido no depósito na forma de ferritina. A quantidade de ferro no depósito pode ser caracterizada pela determinação da concentração de SF. Atualmente, o SF é o único marcador internacionalmente reconhecido das reservas de ferro. O produto final do metabolismo do ferro é a hemossiderina, que é depositada nos tecidos.

O ferro é o cofator mais importante das enzimas da cadeia respiratória mitocondrial, ciclo do citrato, síntese de DNA, desempenha um papel importante na ligação e transporte de oxigênio pela hemoglobina e mioglobina; proteínas que contêm ferro são necessárias para o metabolismo do colágeno, catecolaminas, tirosina. Devido à ação catalítica do ferro na reação Fe ² * <--> Fe ³, o ferro livre não quelado forma radicais hidroxila que podem causar danos às membranas celulares e morte celular. No processo de evolução, a proteção contra o efeito prejudicial do ferro livre foi resolvida pela formação de moléculas especializadas para a absorção de ferro dos alimentos, sua absorção, transporte e deposição em uma forma solúvel não tóxica. O transporte e a deposição de ferro são realizados por proteínas especiais: transferrina, receptor de transferrina, ferritina. A síntese dessas proteínas é regulada por um mecanismo especial e depende das necessidades do corpo.

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O metabolismo do ferro em uma pessoa saudável é fechado em um ciclo

Diariamente, uma pessoa perde cerca de 1 mg de ferro com fluidos corporais e epitélio descamado do trato gastrointestinal. Exatamente a mesma quantidade pode ser absorvida no trato gastrointestinal a partir dos alimentos. Deve ficar claro que o ferro entra no corpo apenas com os alimentos. Assim, a cada dia, 1 mg de ferro é perdido e 1 mg é absorvido. No processo de destruição dos eritrócitos velhos, o ferro é liberado, que é utilizado pelos macrófagos e reutilizado na construção do heme. O corpo possui um mecanismo especial para absorção de ferro, mas ele é excretado passivamente, ou seja, não existe um mecanismo fisiológico para a excreção de ferro. Portanto, se a absorção de ferro dos alimentos não atender às necessidades do corpo, a deficiência de ferro ocorre independentemente da causa.

Distribuição de ferro no corpo

1. 70% da quantidade total de ferro no corpo faz parte das hemoproteínas; estes são compostos nos quais o ferro está ligado à porfirina. O principal representante deste grupo é a hemoglobina (58% de ferro); além disso, este grupo inclui a mioglobina (8% de ferro), citocromos, peroxidases, catalases (4% de ferro).
2. Um grupo de enzimas não heme — xantina oxidase, NADH desidrogenase, aconitase; essas enzimas contendo ferro estão localizadas principalmente nas mitocôndrias e desempenham um papel importante no processo de fosforilação oxidativa e transporte de elétrons. Elas contêm muito pouco metal e não afetam o equilíbrio geral do ferro; no entanto, sua síntese depende do fornecimento de ferro aos tecidos.
3. A forma de transporte do ferro é a transferrina, lactoferrina, um carreador de ferro de baixo peso molecular. A principal ferroproteína de transporte do plasma é a transferrina. Esta proteína da fração beta-globulina com um peso molecular de 86.000 tem 2 sítios ativos, cada um dos quais pode ligar um átomo de Fe ³⁺. Existem mais sítios de ligação de ferro no plasma do que átomos de ferro e, portanto, não há ferro livre nele. A transferrina também pode se ligar a outros íons metálicos - cobre, manganês, cromo, mas com seletividade diferente, e o ferro é ligado principalmente e mais firmemente. O principal local de síntese da transferrina são as células hepáticas. Com um aumento no nível de ferro depositado nos hepatócitos, a síntese de transferrina é visivelmente reduzida. A transferrina, que transporta ferro, é ávida por normócitos e reticulócitos, e a quantidade de absorção do metal depende da presença de receptores livres na superfície dos precursores eritroides. A membrana do reticulócito possui significativamente menos sítios de ligação para a transferrina do que o pronormócito, o que significa que a captação de ferro diminui à medida que a célula eritroide envelhece. Transportadores de ferro de baixo peso molecular proporcionam o transporte intracelular de ferro.
4. O ferro depositado, em reserva ou em reserva pode apresentar-se em duas formas: ferritina e hemossiderina. O composto de ferro de reserva consiste na proteína apoferritina, cujas moléculas envolvem um grande número de átomos de ferro. A ferritina é um composto castanho, solúvel em água, contendo 20% de ferro. Com a acumulação excessiva de ferro no organismo, a síntese de ferritina aumenta acentuadamente. As moléculas de ferritina estão presentes em quase todas as células, mas são especialmente numerosas no fígado, baço e medula óssea. A hemossiderina está presente nos tecidos como um pigmento castanho, granular e insolúvel em água. O teor de ferro na hemossiderina é superior ao da ferritina - 40%. O efeito nocivo da hemossiderina nos tecidos está associado a danos nos lisossomos e à acumulação de radicais livres, o que leva à morte celular. Numa pessoa saudável, 70% do ferro de reserva está na forma de ferritina e 30% na forma de hemossiderina. A taxa de utilização da hemossiderina é significativamente menor que a da ferritina. As reservas de ferro nos tecidos podem ser avaliadas com base em estudos histoquímicos, utilizando um método de avaliação semiquantitativo. O número de sideroblastos é contado – células eritroides nucleares contendo diferentes quantidades de grânulos de ferro não heme. A peculiaridade da distribuição do ferro no corpo de crianças pequenas é que elas apresentam maior teor de ferro nas células eritroides e menor teor de ferro no tecido muscular.

A regulação do equilíbrio do ferro baseia-se nos princípios da reutilização quase completa do ferro endógeno e da manutenção do nível necessário devido à absorção no trato gastrointestinal. A meia-vida de excreção do ferro é de 4 a 6 anos.

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Absorção de ferro

A absorção ocorre principalmente no duodeno e na porção inicial do jejuno. Em caso de deficiência de ferro no organismo, a zona de absorção estende-se na direção distal. A dieta diária geralmente contém cerca de 10-20 mg de ferro, mas apenas 1-2 mg são absorvidos no trato gastrointestinal. A absorção de ferro heme excede significativamente a ingestão de ferro inorgânico. Não há uma opinião clara sobre o efeito da valência do ferro em sua absorção no trato gastrointestinal. VI Nikulicheva (1993) acredita que o Fe ²⁺ praticamente não é absorvido em concentrações normais ou excessivas. Segundo outros autores, a absorção do ferro não depende de sua valência. Foi estabelecido que o fator decisivo não é a valência do ferro, mas sua solubilidade no duodeno em uma reação alcalina. O suco gástrico e o ácido clorídrico participam da absorção do ferro, garantem a restauração da forma óxido (Fe ^H ) para a forma óxido (Fe ²⁺ ), a ionização e a formação de componentes disponíveis para absorção, mas isso se aplica apenas ao ferro não heme e não é o principal mecanismo de regulação da absorção.

O processo de absorção do ferro heme não depende da secreção gástrica. O ferro heme é absorvido na forma de uma estrutura porfirina e somente na mucosa intestinal ele se separa do ferro heme e forma ferro ionizado. O ferro é melhor absorvido de produtos cárneos (9-22%) que contêm ferro heme, e muito pior de produtos vegetais (0,4-5%), que contêm ferro não heme. O ferro é absorvido de produtos cárneos de diferentes maneiras: o ferro é pior absorvido pelo fígado do que pela carne, uma vez que o ferro no fígado está contido na forma de hemossiderina e ferritina. Cozinhar vegetais em grandes quantidades de água pode reduzir o teor de ferro em 20 %.

A absorção de ferro do leite materno é única, embora seu teor seja baixo: 1,5 mg/l. Além disso, o leite materno aumenta a absorção de ferro de outros produtos consumidos simultaneamente.

Durante a digestão, o ferro entra no enterócito, de onde passa para o plasma sanguíneo ao longo do gradiente de concentração. Quando há deficiência de ferro no organismo, sua transferência do lúmen do trato gastrointestinal para o plasma é acelerada. Quando há excesso de ferro no organismo, a maior parte do ferro é retida nas células da mucosa intestinal. O enterócito, carregado de ferro, move-se da base para o topo da vilosidade e é eliminado com o epitélio descamado, o que impede a entrada do excesso de ferro no organismo.

O processo de absorção de ferro no trato gastrointestinal é influenciado por diversos fatores. A presença de oxalatos, fitatos, fosfatos e tanino em aves reduz a absorção de ferro, pois essas substâncias formam complexos com o ferro e o removem do organismo. Por outro lado, os ácidos ascórbico, succínico e pirúvico, a frutose, o sorbitol e o álcool aumentam a absorção de ferro.

No plasma, o ferro liga-se ao seu transportador, a transferrina. Esta proteína transporta o ferro principalmente para a medula óssea, onde o ferro penetra nos eritrócitos e a transferrina retorna ao plasma. O ferro entra na mitocôndria, onde ocorre a síntese do heme.

O caminho posterior do ferro a partir da medula óssea pode ser descrito da seguinte forma: durante a hemólise fisiológica, 15-20 mg de ferro por dia são liberados dos eritrócitos, que são utilizados pelos macrófagos fagocíticos; então, a maior parte vai novamente para a síntese de hemoglobina e apenas uma pequena quantidade permanece na forma de ferro de reserva nos macrófagos.

Trinta por cento do ferro total do corpo não é utilizado para a eritropoiese, mas sim depositado em depósitos. O ferro, na forma de ferritina e hemossiderina, é armazenado nas células parenquimatosas, principalmente no fígado e no baço. Ao contrário dos macrófagos, as células parenquimatosas consomem ferro muito lentamente. A ingestão de ferro pelas células parenquimatosas aumenta com o excesso significativo de ferro no corpo, anemia hemolítica, anemia aplástica, insuficiência renal e diminui com a deficiência grave de ferro. A liberação de ferro dessas células aumenta com o sangramento e diminui com as transfusões de sangue.

O panorama geral do metabolismo do ferro no corpo ficará incompleto se não levarmos em consideração o ferro tecidual. A quantidade de ferro presente nas ferroenzimas é pequena – apenas 125 mg –, mas a importância das enzimas respiratórias teciduais é difícil de superestimar: sem elas, a vida de qualquer célula seria impossível. A reserva de ferro nas células nos permite evitar a dependência direta da síntese de enzimas que contêm ferro das flutuações em sua ingestão e gasto no corpo.

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Perdas fisiológicas e características do metabolismo do ferro

As perdas fisiológicas de ferro do corpo de um adulto são de cerca de 1 mg por dia. O ferro é perdido com o epitélio esfoliante da pele, anexos epidérmicos, suor, urina, fezes e epitélio intestinal esfoliante. Nas mulheres, o ferro também é perdido com o sangue durante a menstruação, gravidez, parto e lactação, que é de cerca de 800-1000 mg. O metabolismo do ferro no corpo é mostrado no diagrama 3. É interessante notar que o conteúdo de ferro no soro e a saturação da transferrina mudam ao longo do dia. Altas concentrações de ferro no soro são observadas pela manhã e baixas à noite. A privação de sono em humanos leva a uma diminuição gradual do conteúdo de ferro no soro.

O metabolismo do ferro no corpo é influenciado por oligoelementos: cobre, cobalto, manganês e níquel. O cobre é necessário para a absorção e o transporte do ferro; seu efeito é realizado pela citocromo oxidase, ceruloplasmina. O efeito do manganês no processo de hematopoiese é inespecífico e está associado à sua alta capacidade oxidante.

Para entender por que a deficiência de ferro é mais comum em crianças pequenas, adolescentes e mulheres em idade fértil, vamos analisar as características do metabolismo do ferro nesses grupos.

O acúmulo de ferro no feto ocorre durante toda a gravidez, mas com maior intensidade (40%) no último trimestre. Portanto, a prematuridade de 1 a 2 meses leva a uma redução no suprimento de ferro de 1,5 a 2 vezes em comparação com bebês nascidos a termo. Sabe-se que o feto apresenta um balanço de ferro positivo, contrariando o gradiente de concentração em favor do feto. A placenta captura ferro com mais intensidade do que a medula óssea da gestante e tem a capacidade de absorver ferro da hemoglobina materna.

Existem dados conflitantes sobre o efeito da deficiência de ferro materna nos estoques de ferro fetal. Alguns autores acreditam que a sideropenia na gravidez não afeta os estoques de ferro fetal; outros acreditam que há uma relação direta. Pode-se presumir que uma diminuição no conteúdo de ferro do corpo da mãe leva a uma deficiência de estoques de ferro no recém-nascido. No entanto, o desenvolvimento de anemia ferropriva devido à deficiência congênita de ferro é improvável, uma vez que a incidência de anemia ferropriva, os níveis de hemoglobina e o ferro sérico no primeiro dia após o nascimento e nos 3-6 meses seguintes não diferem em crianças nascidas de mães saudáveis e mães com anemia ferropriva. O conteúdo de ferro no corpo de um recém-nascido a termo e prematuro é de 75 mg/kg.

Nas crianças, diferentemente dos adultos, o ferro alimentar não deve apenas repor as perdas fisiológicas desse microelemento, mas também atender às necessidades do crescimento, que é em média de 0,5 mg/kg por dia.

Assim, os principais pré-requisitos para o desenvolvimento de deficiência de ferro em bebês prematuros, crianças de gestações múltiplas e crianças menores de 3 anos são:

• rápida depleção das reservas devido à ingestão insuficiente de ferro exógeno;
• aumento da necessidade de ferro.

Metabolismo do ferro em adolescentes

Uma característica do metabolismo do ferro em adolescentes, especialmente meninas, é uma discrepância pronunciada entre a necessidade aumentada desse microelemento e sua baixa ingestão pelo organismo. As razões para essa discrepância são: crescimento rápido, má nutrição, atividades esportivas, menstruação intensa e um baixo nível inicial de ferro.

Em mulheres em idade fértil, os principais fatores que levam ao desenvolvimento de deficiência de ferro no corpo são menstruações intensas e prolongadas e gestações múltiplas. A necessidade diária de ferro para mulheres que perdem 30 a 40 ml de sangue durante a menstruação é de 1,5 a 1,7 mg/dia. Com maior perda de sangue, a necessidade de ferro aumenta para 2,5 a 3 mg/dia. De fato, apenas 1,8 a 2 mg/dia podem entrar pelo trato gastrointestinal, ou seja, 0,5 a 1 mg/dia de ferro não podem ser repostos. Assim, a deficiência de microelementos será de 15 a 20 mg por mês, 180 a 240 mg por ano e 1,8 a 2,4 g a cada 10 anos, ou seja, essa deficiência excede o conteúdo de ferro de reserva no corpo. Além disso, o número de gestações, o intervalo entre elas e a duração da lactação são importantes para o desenvolvimento de deficiência de ferro em uma mulher.