Метаболизм железа в норме представляет замкнутую систему.

1 фаза:всасывание в ЖКТ. В пищевых продуктах железо (только трехвалентное) представлено в 2-х формах:

А. гемовое - в красных мясных продуктах; усваивается лучше, чем негемовое, в неизмененном виде (усвоение железа до 1% при вегетарианской диете и до 25% (40-50% из мяса) - при мясной), мало зависит от пищевых и секреторных факторов;

Б. негемовое - ферритин и гемосидерин, которые находятся в печени (всасывание определяется диетой, особенностями ЖКТ-секреции). Всасывается только 3-5% содержащегося железа.

В желудке происходит ионизация железа путём комплексования с биокомпонентами желудочного сока. Fe поступает в 12-ПК и проксимальный отдел тощей кишки, где всасывается не более 1-2 мг железа в сутки (зависит от обеспеченности организма железом).

Всасывание регулируется 7 протеинами энтероцитов:

· дуоденальный транспортер (цитохром В) - обладает феррооксидазной активностью, переводит трехвалентное железо в двухвалентное (ДМТ-1).

· Ферропортин - дуоденальный металлотранспортер-1 (гемовая оксидаза) - продвигает двухвалентное железо к базолатеральной мембране, откуда железо переходит во внутренние эпителиальные клетки, из которых попадает в плазму или соединяется с апоферритином, образуя ферритин, который в последующем теряется организмом вместе со слущенными клетками кишечного эпителия. Энтероцит - хранитель железа, продолжительность его жизни - 2 дня. При повышении внутриклеточного железа уровень ферропортина в кишечнике падает, что уменьшает выход железа в плазму. При гипоксии и дефиците железа - обратная регуляция.

· Гефестин- вместе с ферропортином участвует в переносе железа через мембрану энтероцита, но при этом окисляет железо в трехвалентное, т.к. трансферрин цепляет только трехвалентное железо. Гефестин очень сходен с церулоплазмином, который тоже обладает феррооксидазной активностью и регулирует концентрацию экспортируемого железа из клетки в плазму (ответственен за насыщение апотрансферрина железом и превращения его в трансферрин).

· Железо-ответственные элементы (IRE)

· Железорегуляторный белок (IRP) - при избытке железа IRP не связывается с IRE → снижается синтез рецепторов трансферрина и железо не проникает в кровь и ткани. При дефиците железа IRP взаимодействует с IRE → повышается экспрессия рецепторов трансферрина в дуоденальной крипте, всасывание железа повышается, но содержание дуоденального ферритина снижается. При высоком содержании железа IRE и ДМТ-1 деградируются.

· Гепцидин(антимикробный пептид) - универсальный гуморальный регулятор метаболизма железа (отрицательный регулятор транспорта железа, из 25 аминокислот). При избытке железа его синтез гепатоцитами повышается и развивается анемия. При инфекционно-воспалительных процессах также повышается ИЛ-6. При анемии снижается экспрессия гена гепцидина, в результате чего повышается захват железа из макрофагов (быстро) и из кишечника (медленно). При гипоксии повышается синтез в почках гипоксией индуцированного фактора HIF-1a, который усиливает экспрессию гена эритропоэтина, вызывающего быструю мобилизацию железа из клеток РЭС и синтез гемоглобина.

· Трансмембранный белок семейства белков основного комплекса гистосовместимости класса 1 (HFE) - связывает рецепторы трансферрина с высокой афинностью, близкой к траснферрину, блокируя возможность соединения трансферрина со своим рецептором, что снижает доставку железа к тканям.

Активность этих белков регулируется 3 основными регуляторами (все они зависят от гепсидина):

1.пищевой - влияет на экспрессию ДМТ-1

2.регулятор накопления - на запасы железа

3.эритропоэтический - модулирует абсорбцию железа в ответ на потребности в эритропоэзе.

Абсорбцию железа тормозят танины (чай, кофе), бикарбонаты, фосфаты (рыба и морепродукты), оксалаты, кальций (молоко), этилендиаминтетрауксусная кислота (консервант), антациды (соли алюминия и магния), тетрациклины, фитины (рис, соя), а усиливают - органические кислоты (аскорбиновая, лимонная, янтарная, яблочная), фруктоза, цистеин, сорбит, никотинамид.

В виде 2-х валентного Fe абсорбируется энтероцитами и с помощью фермента ферроксидаза-1 превращается в гидроокись 3-х валентного Fe в мембране микроворсинок. Затем гидроокись 3-х валентного железа соединяется с белком апоферритином, образуя растворимую форму депонированного железа - ферритин. Остальное железо переносится к собственной оболочке энтероцита, где захватывается трансферрином.