Mecanismos de absorção e transporte de ferro

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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 2·1020 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, 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+

14 Mecanismos de absorção
Segunda 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

15 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+)

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 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

17 Receptor do ferro na superfície da célula

18 Empacotamento de Ferro

19 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

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 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