Потери железа из организма

Раньше потери железа из организма пы­тались оценить химическими методами, однако они не годятся для этой цели, так как с калом теряется не только железо, проникшее туда с желчью или через эпителий кишки, но и железо пищи, которое не всоса­лось. Поэтому для оценки потери железа из организма используются радиологические методы исследования,

Finch (1959),исследовавший потерю железа с ка­лом у мужчин в течение длительного периода, пришел к заключению, что мужчины теряют за сутки не менее0,6мг железа.Greenс соавт. (1968)приводят более высокие цифры потери железа у мужчин: около 0,4мг железа теряется с калом в виде крови, 0,25мг железа выделяется желчью, 0,1мг за сутки теряется со слущивающимся эпителием кишки. Потери железа с эпите­лием кожи, с потомGreenрасценивает как 0,2—0,3мг. С мочой теряется около 0,1мг железа.Bothwell (1970) считает, что мужчины за сутки теряют около 1мг же­леза.

Потери железа у неменструирующих женщин та­кие же, как у мужчин, но у менструирующих жен­щин — намного больше, слагаясь из потерь с калом, мочой, потом и потерь железа во время менструальных кровотечений, в период беременности, родов и лак­тации.

По различным исследованиям, потери железа у здо­ровых женщин колеблются от 12до 79мг за одну мен­струацию.Hallbergс соавт., исследовавшие количество теряемой крови у 476здоровых женщин, пришли к заключению, что в среднем они теряют за время мен­струации 30мл крови, что соответствует 15мг железа, однако у 11 %здоровых женщин количество теряемой крови превышает 80мл (40мг). Р. В. Сенчик и В. И. Голубева (1970)оценивают среднюю потерю же­леза у женщин во время менструаций в 19,2мг. По даннымRibo (1970),в среднем в период менструации женщины теряют 43,4 ±2,3мл крови; медиана нахо­дится в области 30мл (15мг). Такую степень крово­потери как гинекологи, так и сами женщины считают нормальной. У рожавших женщин степень кровопотери несколько больше, чем у нерожавших. Таким образом, при расчете потери железа на 1день месяца следует считать, что за счет нормальных менструаций женщи­ны теряют в день от 0,5до 1,2мг железа.

Во время беременности организм теряет не менее 700—800мг железа, однако потребности в железе во время беременности большие —800—1200мг. Хотя определенная часть железа во время беременности сбе­регается вследствие отсутствия в этот период менст­руальных кровопотерь, потребности в железе остаются очень высокими. Увеличение массы циркулирующей крови в период беременности приводит к расходу же­леза для образования новых эритроцитов — на это расходуется около 500мг железа, однако это железо из организма матери не теряется. Теряется железо, кото­рое мать передает ребенку (около 300мг), железо, входящее в плаценту (около 200мг),железо, теряемое с кровью в родах и послеродовом периоде (50мг). В пе­риод лактации, по даннымHallberg, женщины теряют более 400мг железа. Таким образом, во время бере­менности и лактации женщины теряют из организма не менее 800мг железа.

Синтез гема

Пути биосинтеза гема удалось выяснить благодаря работам Shemin (1946—1953),Granick(1949—1968)и др. Было установлено, что для синтеза одной молекулы гема необходимо 8молекул амино­кислоты глицина (СНа — МНз — СООН). При помощи ферментов, содержащихся в ядерных эритроцитах птиц, удалось воспроизвестиinvitroбиосинтез порфиринов из глицина. Наиболее интенсивно этот биосин­тез идет тогда, когда в инкубационной среде находит­ся янтарная кислота или ее соли сукцинаты.

Янтарная кислота является основным компонентом, вступаю­щим в соединение с глицином. Вначале янтарная кислота связыва­ется с коэнзимом А¹. Образуется сукцинил-коэнзим А, который связывается с глицином. Для осуществления этой связи необхо­дим фермент синтаза б-аминолевулиновой кислоты, а в качестве кофермента необходим пиридоксальфосфат — производное вита­мина B6. В результате реакции (см. схему) образуется -амино--кетоадипиновая кислота:

Как все -кетоновые кислоты, -амино--кетоадипиноваякис­лота — соединение очень нестойкое. Отщепление от нее группы СО₂ведет к образованию-аминолевулиновой кислоты — АЛК:

Из 2 молекул б-аминолевулиновой кислоты образуется порфобилиноген (ПБГ). Образование ПБГ из 2 молекул АЛК ката­лизируется ферментом дегидратазой -аминолевулиновой кислоты. Активный центр этого фермента содержит сульфгидрильные группы.

Из 4 молекул порфобилиногена образуется уропорфириноген. В процессе образования уропорфириногена из ПБГ участвуют два фермента. Первый из них — термостабильный фермент уропорфириноген-синтаза — ведет к образованию полипирилметана, из которого под влиянием второго — термолабильного фермента уропорфириноген-III-косинтазы, разрушающегося при температуре 60°С, образуется третий физиологический изомер уропорфириноге­на. При инактивации второго фермента синтезируется первый изо­мер уропорфириногена, имеющийся в норме в организме лишь в следовых количествах. Первый изомер уропорфириногена способен лишь к образованию копропорфириногена I, непригодного для син­теза гема.

Из уропорфириногена образуется копропорфириноген. В этом синтезе участвует фермент декарбоксилаза уропорфириногена, который может использовать для синтеза лишь восстановленную форму — уропорфириноген и не может использовать окисленную форму — уропорфирин. Образование протопорфириногена из копропорфириногена осуществляется ферментом оксидазой копропорфириногена. Следующий этап — образование протопорфирина из протопорфириногена — катализирует фермент оксидаза протопор­фириногена [Jacksonetal., 1974;Poulson, 1976]. Протопорфириноген не связывает металлов. Протопорфирин легко соединяется с железом, а также может соединяться с кобальтом и никелем. Связывание небольшого количества двухвалентного железа протопорфирином может идти и без участия ферментов.Goldbergи соавт. (1956)установили, что гем в организме образуется и благо­даря действию фермента, названного в дальнейшем феррохелатазой. Активный центр этого фермента, так же как и фермента дегидратазы-аминолевулиновой кислоты, содержит сульфгидриль­ные группы.

Биосинтез порфиринов в организме осуществляется во всех клетках. Наибольшее количество порфиринов синтезируется в эритрокариоцитах костного мозга. Ос­новная часть синтезированных там порфиринов идет на образование гемоглобина. Значительное количество порфиринов синтезируется в печени. Эти порфирины необходимы для образования каталазы, пероксидазы, цитохромов. В мышцах идет синтез гема, необходимого для образования миоглобина.

При определении порфиринов в моче, кале следует помнить, что они попадают туда из различных источ­ников. У здоровых людей порфирины мочи и кала — это промежуточные продукты, образовавшиеся в ходе синтеза гема, оставшиеся неиспользованными. При па­тологических состояниях повышение содержания пор­фиринов может быть обусловлено гиперпродукцией этих веществ, недостаточной активностью ферментов, участвующих в их утилизации, и нарушением выведе­ния порфиринов из организма.

АЛК и ПБГ попадают в мочу главным образом из эритрокариоцитов костного мозга и из печени. Глав­ным источником порфиринов мочи в норме является печень; небольшая часть порфиринов попадает в мочу из эритрокариоцитов костного мозга. Копропорфири­ноген — основная форма нормального мочевого порфирина, однако он быстро окисляется в копропорфирин. В норме большая часть копропорфирина мочи относит­ся к IIIизомерной форме. В моче у здоровых людей со­держится также небольшое количество уропорфирина.

Кал содержит порфирины как экзогенного, так и эндогенного происхождения. Порфирины эндогенного .происхождения — Протопорфирин, копропорфирин — проникают в кал с желчью. Порфирины экзогенного происхождения — главным образом мезопорфирин и дейтропорфирин — являются продуктами жизнедея­тельности некоторых микроорганизмов кишечника. Микроорганизмы могут производить порфирины из гемсодержащих составных частей пищи во время гни­ения, а также синтезировать порфирины из простых веществ.

Уропорфирин, копропорфирин и Протопорфирин мо­гут быть определены в эритроцитах. Основной свобод­ный порфирин эритроцитов — это Протопорфирин. Кроме того, в эритроцитах содержится малое количе­ство свободного копропорфирина и уропорфирина.

В табл. 2представлены нормы содержания порфи­ринов в моче, эритроцитах и кале. Содержание пор­фиринов в моче целесообразно выражать в микромо­лях на 1г креатинина, так как за сутки выделяется с мочой около 1г креатинина, а концентрация его в мо­че является мерой разведения мочи. Больной при этом не должен собирать суточную мочу.

Таблица 2. Нормальное содержание порфиринов и их пред­шественников в моче, кале и эритроцитах

Исследуемое вещество	Новая единица измерения по системе СИ	Колебания	Старая единица измерения	Колебания
Моча
АЛК	мкмоль/1 г	4—19	мг/1 г	0,5—2,5
	креатинина		креатинина
ПБГ	То же	0-7	То же	0—1.5
Уропорфирин	» »	0—24	мкг/1 г	0—20
Копропорфирин	» »	30—120	креатинина То же	20—80
Кал
Копропорфирин	мкмоль/1 г сухого кала	12—38	мкг/1 г сухого кала	8—25
Протопорфирин	То же	18-53	То же	18—30
Эритроциты
Уропорфирин	мкмоль/л	0—5	мкг%	0—4
Копропорфирин	То же	3—12	»	2—8
Протопорфирин	» »	18—89	»	10—50

Эритроциты здоровых людей содержат ферменты, способные синтезировать порфирины из -аминолевулиновой кислоты (АЛК). Способность синтезировать АЛК или порфирины из глицина и янтарной кислоты, а также способность синтезировать гем из протопорфирина и железа зрелыми эритроцитами утрачи­вается.

Активность ферментов, синтезирующих порфирины из АЛК, выше в ретикулоцитах, чем в зрелых эритро­цитах. Однако, по нашим данным [Идельсон Л. И-, 1968], и зрелые эритроциты сохраняют способность синтезировать invitroпорфирины. Ферменты, участ­вующие в синтезе порфиринов в эритроцитах, — это остатки ферментов костного мозга. Активность их в эритроцитах, по всей вероятности, пропорциональна активности ферментов костного мозга.

Биосинтез гема, вероятно, контролируется по прин­ципу обратной связи, т. е. такой системы регуляции, при которой накопление продукта, образующегося в ходе реакции, служит сигналом для торможения или полного прекращения реакции. Работами Granickбыло показано, что скорость синтеза гема зависит от реакции образования-аминолевулиновой кислоты. Можно предположить, что гем подавляет образование синтазы АЛК.

Путь распада гемоглобина отличается от пути, по которому идет его биосинтез. Увеличение содержания в организме уропорфирина, копропорфирина, протопорфирина, -аминолевулиновой кислоты, порфобилиногена никогда не является следствием распада гемо­глобина; во всех случаях накопление этих веществ — следствие либо их повышенного производства, либо их недостаточного использования.