Феррити́н — сложный белковый комплекс (железопротеид), выполняющий роль основного внутриклеточного депо железа у человека и животных. Структурно состоит из белка апоферритина и ионов трёхвалентного железа (Fe³⁺) в составе фосфатного гидроксида. Одна молекула ферритина может содержать до 4000 атомов железа. Содержится практически во всех органах и тканях и является донором железа в клетках, которые в нём нуждаются.
В 2001 году учёным удалось открыть ферритин, который содержится в митохондриях (ген FTMT)Levi, S.; Corsi, B.; Bosisio, M.; Invernizzi, R.; Volz, A.; Sanford, D.; Arosio, P.; Drysdale, J. : A human mitochondrial ferritin encoded by an intronless gene. J. Biol. Chem. 276: 24437-24440, 2001. PMID 11323407.
При дефиците поступления железа (частые кровопотери или нехватка всасывания из пищи), организм человека начинает использовать его резерв из ткани. Уровень ферритина начинает снижаться. Длительная нехватка поступающего железа может привести к анемии. Уровень ферритина же бывает сниженным задолго до появления симптомов железодефицита и позволяет вовремя диагностировать анемию.
Наряду с этим снижается также уровень гемоглобина. Состояние сопровождается недостаточным снабжением кислородом клеток и тканей органов всего организма. В большей степени при этом страдает центральная и периферическая нервная система.
Нормы ферритина пересмотрены Американской гастроэнтерологической ассоциацией (AGA) в 2020 году, теперь этот показатель 45-120 нг/млKo CW, Siddique SM, Patel A, et al. AGA clinical practice guidelines on the gastrointestinal evaluation of iron deficiency anemia [published online August 15, 2020]. Gastroenterology. doi: 10.1053/j.gastro.2020.06.046.
Структура Ферритин является глобулярным белковым комплексом, состоящим из 24 субъединиц. У млекопитающих существуют два типа субъединиц, объединяющихся в ферритин, — H-субъединица содержащая ферроксидазный сайт, и L-субъединица, которая способствует обработке железа в этом сайте.
Ферритин неоднороден, известно до 20 изоферритинов, разнообразие которых обусловлено множеством факторов. В состав могут входить только H или L-субъединицы, либо HL одновременно. В сыворотке крови находится в основном HL ферритин, в печени и селезёнке L-ферритин.
По способу происхождения различают два вида пигмента: «анаболический» — из железа, всасывающегося в кишечнике, и «катаболический» — из железа гемолизированных эритроцитов.
Важное значение имеет кислород: ферритин синтезируется из двухвалентного железа в присутствии кислорода и содержит много SS-групп. При гипоксии образуется SH-ферритин, обладающий вазопаралитическим действием.
Строение ферритина растений: молекула ферритина состоит из центрального ядра, в котором располагается Fe, и окружающей его белковой оболочки (2-3 нм). Вновь образованный белок, лишенный Fe, называется апоферритин. Белковая оболочка, покрывающая ядро, состоит из 24 глобулярных субъединиц, каждая с молекулярной массой от 18,5 до 21 кД. В электронном микроскопе при общепринятом контрастировании срезов цитратом свинца оболочка электронно-прозрачна и становится видимой только при негативном окрашивании. Молекулярная масса нативного апоферритина варьирует от 480 до 510 кДа. При образовании апоферритина субъединицы формируют центральную полость (диаметром 5-8 нм), которая в последующем загружается ионами Fe2+. Это железо концентрируется и кристаллизуется в гидроксид Fe3+, образующего минеральное ядро. В ядре каждый атом Fe3+ окружён приблизительно шестью атомами кислорода.
Физиология Ферритин является важным железосвязывающим протеином, и его главная функция — создание в организме запасов железа. Известно, что свободные атомы железа токсичны для организма. Благодаря ферритину цитозольные запасы железа поддерживаются в растворимой и нетоксичной форме. Обычный уровень растворимости железа низок: 10−18 , ферритин увеличивает его до 10−4 M, что в 100 триллионов раз вышеFerritin: at the crossroads of iron and oxygen metabolism . Theil EC. J Nutr. 2003 May;133(5 Suppl 1):1549S-53S. Review. PMID 12730463.
Именно в форме ферритина депонируется железо (до 30). Расходуется только 0,1 % на нужды организма. Также ферритин осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте, то есть является медиатором при соединении железа с трансферрином и в переносе его от матери к плоду.
Однако ферритин сыворотки является также белком острой фазы, концентрация которого увеличивается в ответ на инфекции в организме.
Ферритин обладает способностью связывать железо, присутствие которого в клетке инициирует и катализирует свободнорадикальные процессы, в том числе перекисное окисление липидов биомембран, и обладает ярко выраженным антирадикальным эффектом, реализующимся разными способами (кроме способности связывать свободное железо Fe2+, Fe3+, он снижает уровень ОН).
Клиническое значение Ферритин используется в качестве показателя запасов железа в организме, а также для дифференциальной диагностики железодефицитных анемий и анемий при хронических заболеваниях. Снижение уровня сывороточного ферритина говорит об истинном дефиците железа (железодефицитная анемия), в то время как перераспределительный дефицит железа, сопутствующий хроническим заболеваниям, сопровождается повышением уровня ферритина в крови. Это важно учитывать при назначении препаратов железа, поскольку при перераспределительном дефиците они могут привести к вторичному гемосидерозу и усугубить состояние больного.
Мутации гена FTL, кодирующего лёгкую цепь ферритина человека, вызывают «взрослую болезнь базальных ганглиев» (OMIM 606159) с альтернативным названием «нейроферритинопатия»,Curtis, A. R. J.; Fey, C.; Morris, C. M.; Bindoff, L. A.; Ince, P. G.; Chinnery, P. F.; Coulthard, A.; Jackson, M. J.; Jackson, A. P.; McHale, D. P.; Hay, D.; Barker, W. A.; Markham, A. F.; Bates, D.; Curtis, A.; Burn, J. : Mutation in the gene encoding ferritin light polypeptide causes dominant adult-onset basal ganglia disease. Nature Genet. 28: 350—354, 2001. PMID 11438811 а также «синдром гиперферритинемии с катарактой» (OMIM 600886).
Использование разных анализов, отражающих обмен железа в организме, дает более полную и достоверную информацию о недостатке или переизбытке этого микроэлемента, чем только тест на ферритин.
Интерпретация уровня ферритина должна проводиться с учётом клинической картины и других показателей обмена железа.
Подготовка к анализу Рекомендации, которые следует соблюдать для получения максимально точных результатов исследования:
биоматериал сдается строго натощак, последний приём пищи должен происходить минимум за 8 часов до венепункции; важно пить чистую и несладкую воду. Это существенно облегчит процедуру взятия биоматериала и снизит риск возникновения гемолиза (разрушения эритроцитов в пробирке). Любые нарушения правил взятия и хранения биоматериала — может служить основанием для переноса исследования; необходимо исключить на 3 суток приём любых лекарственных средств, в составе которых присутствует железо. Перед отменой следует проконсультироваться с лечащим врачом; за 30-40 минут до взятия биоматериала пациенту следует избегать физического и эмоционального напряжения. Поскольку стрессы стимулируют работу эндокринной системы и влияют на биохимический состав исследуемого биоматериала.
Определения уровня рассматриваемого критерия недостаточно для полного понимания количества железа в крови. Исследование назначается в комплексе с другими лабораторными анализами.
Методы определения Лабораторная диагностика проводится с помощью сульфата кадмия по методу Клочкова, а также иммуногистохимическими методами с использованием специфических антисывороток. В современной клинической практике преимущественно используются иммунохемилюминесцентные методы. На практике чаще используется гистохимический метод — реакция образования берлинской лазури (железосинеродистое железо) или реакции Перльса, на выявление солей оксида железа (III) с помощью железосинеродистого калия и соляной кислоты.
Референсные показатели Максимальное содержание белка наблюдается у новорожденных. Так, уровень ферритина в крови в первые 2 месяца достигает 600 мкг/л.
Затем его величина постепенно снижается. В возрасте от 2 месяцев до полугода нормальные величины находятся в интервале от 55 до 210 мкг/л.
После полугода показатель достаточно стабилен до 15 лет. Его величина в норме варьирует от 8 до 143 нг/мл.
После наступления пубертатного периода у юноши референсные значения составляют: 21 — 250 нг/мл.
В норме содержание ферритина у женщин несколько ниже, чем у мужчин. Так, до 15 лет норма составляет от 7 до 120 мкг/л. Нормальные значения для девушек старше 15 лет от 10 до 125 нг/мл.
Согласно информации акушерского гематологического центра, норма ферритина при беременности:
на 1 м триместре — порядка 50 % от нормы не беременной женщины; на 2 м триместре — порядка 30 %; и на 3 м триместре — не менее 12 %.
Заболевания Приводящие к повышению уровня ферритина в крови: Наследственный гемохроматоз. При этом заболевании из пищи всасывается слишком много железа, которое откладывается в различных органах, вызывая их повреждение. Множественные переливания крови, введение железа внутримышечно, назначение таблетированных препаратов железа. Воспаления, например инфекции верхних дыхательных путей, мочевыводящих путей, аутоиммунные заболевания. Причем повышение ферритина в острой фазе воспаления может маскировать имеющийся дефицит железа. Острые или хронические заболевания печени. Алкоголизм. Гемолитические анемии: связанные с разрушением эритроцитов, B12-дефицитная анемия, талассемия. Гипертиреоз — повышение функции щитовидной железы. Онкологические заболевания костного мозга, рак молочной железы, болезнь Ходжкина — злокачественное новообразование лимфоидной ткани. Уровень ферритина при этом будет повышен значительно.
Приводящие к снижению уровня ферритина в крови: Дефицит железа, в том числе скрытый. Снижение ферритина ниже 10 нг/мл, как правило, говорит о железодефицитной анемии. Третий триместр беременности. Уменьшение количества железа в таком случае является нормальным
Диета При диагностировании недостаточного уровня ферритина в крови врачи рекомендуют включить в рацион следующие продукты: печень и иные субпродукты; гречка, овсянка, рис; смородина черная, вишня; миндаль, грецкие орехи; куриные яйца; томаты, свекла; бобовые культуры; шпинат, любая свежая зелень; гранаты, яблоки; морепродукты (устрицы, креветки); мясо (телятина или говядина). При избыточном ферритине, напротив, стоит снизить потребление продуктов с высоким содержанием железа.
Примечания
Литература
Категория:Белки Категория:Метаболизм железа Категория:Опухолевые маркеры