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Mecanismos de absorção e transporte de ferro. Introdução 1. Posição na Tabela Periódica; 2. Propriedades gerais; Raios iônicos : Fe (II) – 0.75 Fe(III)

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1 Mecanismos de absorção e transporte de ferro

2 Introdução 1. Posição na Tabela Periódica; 2. Propriedades gerais; Raios iônicos : Fe (II) – 0.75 Fe(III) – 0.64

3 Ferro como bioelemento essencial O 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

4 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.

5 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.

6 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.

7 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.

8 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.

9 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 2·10 20 átomos por dia.

10 Distribuição Ferro em processo de utilização 2. Glóbulos vermelhos circulantes g Medula óssea g ; Mioglobina do músculo g; Transferrina circulante g Uma pequena parte está circulando livremente.

11 Distribuição Ferro em estoque: 1. Fígado – 1,0 g; a. Sistema RE – 0.6 g; b. Ferritina intestinal (estoque de curto prazo) g.

12 Mecanismos de absorção 1. Modelo Ferro Hemoglobina - Fe da hemoglobina e mioglobina absorção alta, 20%. Hem (metaloporfirina) Enterócitos Ferro absorbível + bilirubina + CO

13 Mecanismos de absorção 2. Modelo Ferro livre, absorção baixa, 2 -20%. Primeira etapa: 1. Ferro livre (inorgânico, Fe 3+, Fe 2+ ) 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: Fe 2+ não sofre transformações Fe 3+ é tratado com brush border ferrireductase e torna-se Fe 2+

14 Mecanismos de absorção Segunda etapa: 5. Fe 2+ se faz acessível ao DMT (Divalent Metal Transporter); competição entre os íons; 6. Ligação do Fe 2+ e transporte através da membrana apical; 7. Fe 2+ 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) Fe 2+ Fe 3+ transferrina plasma

15 Geração de radicais livres Ferro não ligado contribui na produção de radicais livres a.Reação de Fenton: Fe 2+ + H 2 O 2 Fe 3+ + OH - + OH· b.Reação de Haber- Weiss: catalise por Fe O H 2 O 2 O 2 + OH - + OH· Função da ceruloplasmina Fe 2+ + Cp(Cu 2+ ) Fe 3+ + Cp (Cu 1+ )

16 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 Fe 3+ + HCO 3 - 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

17 Receptor do ferro na superfície da célula

18 Empacotamento de Ferro

19 Transporte intracelular de Ferro Fe 3+ + oxiredutase Fe 2+ + 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

20 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 átomos de Fé e. 8 canais revestidos de aminoácidos; f. unidade H possui ferroxidase.

21 Estoques de ferro: Ferritina

22 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

23 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;

24 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).

25 O ciclo do Ferro no corpo 1. 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 transferrina medula

26 Obrigado Dr. Petr Melnikov


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