Теоретическая часть к практическому занятию «Патологи обмена гемоглобина. Гипоксии»

Теоретическая часть к практическому занятию для студентов МДФ «Патологи обмена гемоглобина. Гипоксии»

Главный белок, обеспечивающий транспорт железа- трансферрин (сидерофилин, b-металлсодержащий глобулин, b1s-глобулин, металлосеромукоид) b1 -гликопротеин плазмы крови, содержание в плазме – 1,6 – 2,8 г/л. Не связанную с железом форму называют апотрансферрином. Молекулярная масса – 76 – 77 кД, изоэектрическая точка – 5,9. Содержание углеводов – 6,1 %. Связанная с двумя атомами железа форма имеет константу седиментации 5.2S. изоэлектрическую точку – 5,2. Полипептидная цепь содержит 680 аминокислотных остатков отношение полярных аминокислот к неполярным 1,3. Считают, что трансферрин состоит из двух одинаковых доменов, каждый из которых связывает по одному атому железа.

Углеводная часть молекулы представлена двумя идентичными разветвленными цепями на С-концевой части молекулы. Она выполняет защитную функцию, повышая устойчивость белка, и, по-видимому, может участвовать в процессах взаимодействия белка с клетками.

Апотрансферрин, связывая 2 атома железа образует комплекс, окрашенный в розовый цвет с максимумом поглощения при длине волны 460-465 нм. Изменение поглощения при этой длине волны может быть использовано для определения связывания железа. Одновременно с присоединением железа молекула связывает 2 иона карбоната или бикарбоната, формируя сложный комплекс.

В молекуле трансферрина железо трехвалентное, однако более легко с ним связывается Fe²⁺, которое, окисляясь, превращается в трехвалентное. Различные анионы могут замещать бикарбонат: оксалат, малонат, пируват, лактат. Общим условием для присоединения аниона к комплексу является наличие карбоксильной группы и второй функциональной группы расположенной в 0.63 нм от нее и способной образовывать лиганды с Fe²⁺.

Связывание каждого атома железа сопровождается выде­лением 3 протонов из комплекса и присоединением одного бикарбонатного иона. Положительный заряд молекулы в целом падает, что ведет к изменению электрофоретической подвижности. Во взаимодействии с железом участвуют остатки лизина, а возможно и гистидина. Места связывания железа в молекуле трансферрина различаются между собой по рН -зависимости, константе связывания. На основании этих отличий удается выделить 4 формы трансферрина — апотрансферрин, 2 различные формы, содержащие по одному атому железа, и одну форму, имеющую два атома железа.

С трансферрином может связываться и большое число других металлов: Cu²⁺, Zn²⁺ Cr³⁺, Co³⁺, Mn³⁺, Cd³⁺. У чело­века описано более 19 генетических вариантов трансферрина, различающихся по аминокислотному составу. Наиболее часто встречающаяся форма—трансферрин С. Белок с меньшей электрофоретической подвижностью обозначен D, с большей – В. В порядке от большей к меньшей подвижности выделяют: BLae, Во, В0-1, В-Атлантик, В, Bl-2, B2, Вз, С,В, Аделаида, Do-i, Dмoнреаль, Dchi, Dfm,D, D2 И D3. Функциональная активность их одинакова. Основное место синтеза белка – печень. Молочная железа продуцирует белок с подобными трансферрину свойствами – лактоферрин. Скорость синтеза – 0,6-0,8 мг/кг в час.

Уровень трансферрина увеличивается при беременности, железодефицитных анемиях, после введения эстрогенов, снижается при циррозах печени, белковом голодании, отравлении солями железа. Содержание трансферрина у здоровых 2,42 г/л. При различных заболеваниях концентрация (г/л) его в плазме колеблется в следующих пределах

Таблица 14-4. Содержание трнасферрина при разных заболеваниях

Выделяют 4 типа нарушений содержания трансферрина в сочетании с изменениями концентрации железа и железо-связывающей способности плазмы крови.

Повышение содержания трансферрина с понижением уров­ня железа плазмы обнаружено при железодефицитных анеми­ях и является одним из наиболее важных признаков для установления причины анемии. Подобные же изменения наблюдаются при беременности и в детском возрасте, однако они менее выражены. Увеличение содержания трансферрина в этих случаях связано с усилением его синтеза.

Повышение концентрации трансферина и уровня железа в плазме отмечено при использовании оральных противозачаточных средств, что объясняют действием эстрогенных компонентов этих препаратов. Уменьшение содержание трансферрина может сопровождаться снижением или повышением уровня железа в плазме. Повышение концентрация железа при низком уровне трансферрина обнаруживается в условиях, ведущих к увеличению железа в органах-депо: идиопатический гемохроматоз, или в случаях гипопластических. гемолитических и мегалобластических анемий, что является следствием угнетения синтеза белка под влиянием высоких содержаний железа. Снижение содержания трансферрина и железа в плазме крови встречается при многочисленных патологических состояниях: белковом голодании, острых и хронических инфекциях, циррозе печени, хирургических вмешательствах, опухолях и др.Трансферрин играет центральную роль в обмене железа между органами