Znalost metabolismu železa (Fe) je důležitá vzhledem k tomu, že železo je pro náš organizmus dosti specifický a významný prvek. V lidském organizmu se nachází cca 4 gramy železa (více u mužů než u žen) Náš organizmus má tendenci železo velice efektivně skladovat a jeho ztráty jsou denně omezeny na několik miligramů s výjimkou větších ztrát při menstruačním krvácení u žen. Z toho důvodu musí být i přísun železa do organizmu výrazně regulován, aby nedošlo k přetížení organizmu železem z potravy.
Význam železa
Hlavní význam železa je jeho přítomnost v molekule hemoglobinu. Bez železa není možné tvořit funkční molekuly hemoglobinu a tím je narušena tvorba erytrocytů. Kromě toho je železo součástí svalového myoglobinu a některých dalších sloučenin.
Absorpce železa
Železo přijímáme v potravě v podobě hemového železa (živočišná strava) a nehemového železa (rostlinná strava). Absorpce železa probíhá v tenkém střevě díky transportním proteinům na povrchu enterocytů. Absorpce je efektivnější díky působení žaludeční kyseliny na železo, které pomáhá stabilizovat redukovanou formu železa (Fe2+) a absorpci železa napomáhá i přítomnost vitaminu C. Hemové železo (živočišný původ) se vstřebává lépe než nehemové (rostlinný původ).
Transport a zásoby železa
V enterocytech může být železo uloženo v podobě zásobního feritinu (též ferritinu), nebo může být přesunuto do krevního řečiště díky membránovému proteinu známému jako ferroportin. V krevním řečišti se železo váže na transportní protein transferin a ten ho rozvádí do tkání, kde může být opět uloženo v podobě feritinu. Jak ve feritinu, tak ve vazbě na transferin je železo opět ve své oxidované formě Fe3+. Nejvíce zásobního železa je přítomno v játrech, kostní dřeni a ve slezině. Nicméně je nutné zdůraznit, že malé množství feritinu najdeme i v krvi. V kostní dřeni se železo účastní vzniku erytrocytů. Po přibližně 120 dnech se erytrocyty rozpadají a železo je ukládáno v makrofázích, z nichž se může dostat do jater a uložit se v podobě feritinu. Kromě toho může být železo díky transferinu přesunuto z jater do kostní dřeně.
Pozn.: Existuje i jiná zásobní forma železa známá jako hemosiderin. Železo v této formě se nachází pouze uvnitř buněk, například v makrofázích. Z hemosiderinu není možné uvolnit železo tak snadno jako z feritinu.
Regulace absorpce a transportu železa
Hlavní regulaci představuje hormon hepcidin. Je tvořený v játrech a blokuje transportní proteiny umožňující vstřebání železa do enterocytů. Zejména však hepcidin blokuje výše zmíněný ferroportin a tím velice efektivně narušuje transport železa z enterocytů (a makrofágů a hepatocytů) do krevního řečiště. Při nedostatku železa syntéza hepcidinu klesá. Naopak při nadbytku železa a u chronických zánětlivých stavů syntéza hepcidinu roste.
Velmi zjednodušené schéma metabolismu železa v organizmu. Železo se vstřebává do enterocytů, malá část se zde uloží do molekul feritinu, většina se pak díky ferroportinu dostává do krevního řečiště, odkud ho transferin transportuje do tkání. Ve tkáních se ukládá ve formě feritinu. V kostní dřeni probíhá tvorba erytrocytů, po jejich rozpadu je železo vychytáváno makrofágy a může být transportováno do jater. Hepcidin blokuje ferroportin v enterocytech, makrofázích a jaterních buňkách a tím brání výstupu železa z těchto buněk do krevního oběhu.
Proč je to důležité?
-
Informace o zásobách železa v organizmu můžeme zjistit z žilní krve. Samotná sérová koncentrace železa není příliš vypovídající a měla by být doplněna vyšetřením koncentrací feritinu a transferinu v krvi a dále vyšetřením TIBC (sérová vazebná kapacita železa) a saturace transferinu železem.
-
Z výše uvedeno textu vyplývá, že pokles žaludeční kyselosti (některé chronické záněty žaludku a vliv léků, jako jsou blokátory protonové pumpy) a nedostatek vitaminu C mají tendenci narušit absorpci železa.
-
Nedostatek železa vede postupně ke vzniku tzv. sideropenické anemie. Tato forma chudokrevnosti je poměrně častá a typicky bývá důsledkem opakovaných krevních ztrát. Kromě poklesu hemoglobinu je u ní nízká hladina feritinu a erytrocyty mají malou velikost (mikrocyty). Více najdete v textu o chudokrevnosti s nedostatkem železa.
-
Specifickým problémem je chudokrevnost doprovázená vysokými zásobami železa. Tato forma chudokrevnosti typicky doprovází různá chronická onemocnění a proto hovoříme o „anemii chronických chorob“.
-
Nadbytek železa je škodlivý pro řadu orgánů. Typickým příkladem je onemocnění známé jako hemochromatóza, které je spojeno se zvýšenou absorpcí železa z tenkého střeva. Více o této chorobě najdete v příslušném textu.
