Mecanismos de absorção e transporte de ferro

Introdução

1. Posição na Tabela Periódica;

2. Propriedades gerais;

Raios iônicos : Fe (II) – 0.75

Fe(III) – 0.64

Ferro como bioelemento essencialO corpo humano contém 5 – 6 g de ferro;

30% está em estoque para qualquer eventualidade;

Recomendações para ingestão diária (DFA, USA):

a. Meninos e meninas

a. < 6 meses: 6 mg

b. de 6 meses a 1 ano: 10 mg;

c. de 1 a 10 anos: 10 mg.

b. Homens

a. de 11 a 18 anos: 12 mg;

b. 19 anos acima: 10 mg.

c. Mulheres

a. de 11 a 50 anos: 15 mg;

b. 51 acima: 30 mg;

c. Grávidas: 30 mg

d. Lactantes: 15 mg

Absorção Fontes alimentícias:

a. hemo (carne dos animais);

b. forma de íons livre (vegetais, frutas cereais).

Alimentos com fácil absorção do ferro:

a. Chouriço;

b. Mexilhões;

c. Carne vermelha;

d. Fígado;

e. Salmão;

f. Ovos (especialmente a gema);

g. Frutas cristalizadas;

h. Aves de carne escura;

i. Cereais ricos em ferro;

j. Feijão.

Biodisponibilidade de Ferro

Conceito: “Fração do ferro procedente dos alimentos que pode ser absorvida e utilizada para fins fisiológicos, tais como a formação de hemoglobina, mioglobina e outros.”

O Ferro ingerido nos alimentos não é totalmente absorvido.

A homeostase de Ferro é regulada a nível do intestino.

Absorção

A absorção é favorecida

1. pelas substâncias redutoras e álcool;

2. pelos ácidos ascórbico, cítrico e láctico que complexam o ferro (III) e mantém seu estoque na forma de compostos solúveis;

3. HCl do estômago.

A absorção é maior se existe patologia por parte do fígado e duodeno, possivelmente para compensar a uma menor fixação e

mudanças de pH no duodeno.

Absorção

A absorção é inibida:

1. pelos fitatos solúveis (hexafosfatos de inositol em cereais e nozes);

2. pelo íon fosfato;

3. pelo cálcio e outros metais divalentes.

4. pelo ácido tânico e soja.

Excreção

Não existem mecanismos bioquímicos da excreção de ferro do corpo humano. O único caminho é a descamação dos enterócitos do duodeno e do trato urogenital (menstruação) que constitui 1-2 mg /dia.

Distribuição

Ferro em processo de utilização

a. A maior parte está incorporado em hemoglobina que se encontra nos precursores eritróides

a. medula óssea;

b. glóbulos vermelhos maduros.

Cada eritrócito contem um bilhão de átomos de ferro. No metabolismo normal isto corresponde à incorporação

de 2·1020 átomos por dia.

Distribuição

Ferro em processo de utilização

2. Glóbulos vermelhos circulantes - 1.8 g

Medula óssea - 0.3 g ;

Mioglobina do músculo - 0.3 g;

Transferrina circulante - 0.03 g

Uma pequena parte está circulando livremente.

Distribuição

Ferro em estoque:

1. Fígado – 1,0 g;

a. Sistema RE – 0.6 g;

b. Ferritina intestinal (estoque de curto prazo) 0.001- 0.002 g.

Mecanismos de absorção

1. Modelo Ferro Hemoglobina - Fe da hemoglobina e mioglobina

absorção alta, 20%.

Hem (metaloporfirina) Enterócitos

Ferro absorbível + bilirubina + CO

Mecanismos de absorção2. Modelo Ferro livre, absorção baixa, 2 -20%.

Primeira etapa:

1. Ferro livre (inorgânico, Fe3+, Fe2+) duodeno;

2. Ativatização dos sensores pelo sinal informando sobre o

nível de Ferro;

3. Amadurecimento dos enterócitos células competentes;

(“escova intestinal”)

4. No epitélio viloso:

Fe2+ não sofre transformações

Fe3+ é tratado com “brush border ferrireductase”

e torna-se Fe2+

Mecanismos de absorçãoSegunda etapa:

5. Fe2+ se faz acessível ao DMT (Divalent Metal Transporter);

competição entre os íons;

6. Ligação do Fe2+ e transporte através da membrana apical;

7. Fe2+ encontra-se no interior da célula. Duas opções ou suas

combinações conforme programação):

a. Ficar armazenado b. Atravessar a membrana basolateral

na forma de ferritina e passar para o plasma

Estoque de curto tempo (ceruloplasmina intestinal, multicobre-

ferroxidase)

Descamação (feedback) Fe2+ Fe3+ transferrina

plasma

Geração de radicais livres

Ferro não ligado contribui na produção de radicais livres

a. Reação de Fenton:

Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + OH·

b. Reação de Haber- Weiss:

catalise por Fe

O2- + H2O2 O2 + OH- + OH·

Função da ceruloplasmina

Fe 2+ + Cp(Cu2+) Fe 3+ + Cp (Cu1+)

Transportadores de Ferro - Transferrina a. Apotransferrina (glicoproteína) é sintetizada no fígado e no sistema RE;

b. 2 sítios para complexação de Ferro;

c. A ligação :

Apotransferrina + 1 ou 2 Fe3+ + HCO3-

mono(di)ferritransferina

d. Afinidade para os sítios da transferrina:

Fe > Cu > Mn > Zn > Ni

e. Saturação média 30%;

f. Meia-vida do complexo 7 –10 dias

Receptor do ferro na superfície da célula

Empacotamento de Ferro

Transporte intracelular de Ferro Fe3+ + oxiredutase Fe2+ + moléculas “shuttle”

______________________

mitocôndrias ferritina lisossomas

Ferro do estoque

Hemosiderina

A proteína reguladora de Ferro (IRP) atua como agente de ligação e sensor para a concentração citoplasmática do Ferro

Estoque intracelular de ferro

Ferritinas de diferentes tecidos:

a. fígado; b. sistema RE; c. intestino isoferritinas

Estrutura: a. complexos heteropoliméricos;

b. 24 sub-unidades H (heart) ou 24

sub-unidades L (liver);

c. Mm: subnidade H - 21 kDa,

subunidade L - 19 kDa;

d. cavidade central há 45000 átomos de Fé

e. 8 canais revestidos de aminoácidos;

f. unidade H possui ferroxidase.

Estoques de ferro: Ferritina

Transportadores de Ferro

Ferritina

perda de água, formação de oxo-hidróxidos

ferritina desnaturada

(hemosiderina)

O conteúdo de Ferro na hemosiderina é de 25-30%,

na maior parte está contida nos macrófagos

Estoques patológicos de Ferro

1.Traumatismo (manchas escuras após hemorragia);

2. Lichen aurens, pigmentação cutânea;

3. Dermatite purpúrea (doença de Schamberg);

4. Hemocromatose , deposição de Ferro no fígado, coração e hipófise, possivelmente aberração genética;

Mecanismos de regulação A absorção de ferro intestinal está controlada pelo menos por três

mecanismos.

a.Pela quantidade do ferro recentemente consumida nas refeições (regulador dietético), os sensores encontram-se nos enterócitos;

b.Pela quantidade total do ferro no corpo (regulador de estoques), os sinais dos estoques ativam a programação de enterócitos imaturos;

c.Pelas necessidades de ferro nos eritrócitos (sinal da eritripoese ineficiente);

d.Pelos sinais informando sobre o nível (mecanismo desconhecido).

O ciclo do Ferro no corpo1. Metabolismo interno do Ferro – conservação rigorosa e reutilização

Absorção diária – 0.06 do conteúdo total;

Tempo de vida dos glóbulos vermelhos 120 dias

degradação (macrófagos)

Sistema RE

a. fagocitose no baço, medula óssea , músculo;

b. transformação no fígado (células de Kupfer)

c. degradação do hemo e liberação de Ferro.

medula eritrócitos transferrinamedula

Obrigado

Dr. Petr Melnikov