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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) – 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