Ферритин

Ферритин — сложный белковый комплекс (железопротеид), выполняющий роль основного внутриклеточного депо железа у человека и животных. Структурно состоит из белка апоферритина и атома трехвалентного железа 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).

В ситуации, когда железа начинает не хватать (частые кровопотери или нехватка его поступления вместе с пищей), 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 в сентябре 2020, ВОЗ изменил нормы. Теперь этот показатель 45-120 .

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+ окружен 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 M, ферритин увеличивает его до 10−4 M, что в 100 триллионов раз выше.

Именно в форме ферритина депонируется железо (до 30%, хотя расходуется только 0,1%), которое при необходимости расходуется на нужды организма. Также ферритин осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте, т.е. является медиатором при соединении железа с трансферрином и в переносе его от матери к плоду.

Однако ферритин сыворотки является также острофазовым регулирующим протеином, 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», а также «синдром гиперферритинемии с катарактой» (OMIM 600886).

Стоит отметить, что 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.

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 – повод для обязательной отмены проведения анализа;
• 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. 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 мкг/л.

После наступления пубертатного периода у юноши референсные значения составляют: 21 – 250 мкг/л.

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 мкг/л.

Согласно информации акушерского гематологического центра, норма ферритина при беременности:

• на 1м триместре – порядка 50% от нормы не беременной женщины;
• на 2м триместре – порядка 30%;

• и на 3м 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.

2. 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;
• гранаты, яблоки;
• морепродукты (устрицы, креветки);
• мясо (телятина или говядина).