ЛІКУВАННЯ ІНТОКСИКАЦІЙ УДК 546.72+615.9:616.155+616-057 ПОКАЗНИКИ ОБМІНУ НЕГЕМОВОГО ЗАЛІЗА В ОРГАНІЗМІЗДОРОВИХ ДОРОСЛИХ ЛЮДЕЙО.М. Михайлик, к.х.н. Н.О. Дудченко, І.П. Лубянова, к.м.н. Інститут прикладних проблем фізикі і біофізики НАН України. Проблема дефіциту заліза організма людини, що гостро стоїть перед країнами з низьким рівнем життя, привчила до того, що залізо є надзвичайно важливим і корисним компонентом. Тим не менше, з'являється все більше доказів того, що залізо грає певну роль в найбільш важких та розповсюджених хворобах людини [91]. Зокрема, показано, що надлишок заліза в організмі ассоціюється з підвищенням ризику захворювання на рак, діабет, хвороби серцево-судинної системи, центральної нервової системи [55, 68, 99]. Невідомо, чи зниження рівня заліза в організмі буде ефективним в запобіганні розвитку патологій, це є предметом майбутніх досліджень. В організмі немає механізму для швидкого виведення заліза. Якщо порушується процесс рециклізації заліза або його поглинання в шлунково-кишковому тракті, порушується гомеостаз заліза в організмі. Низький рівень заліза сприяє розвитку залізодефіцитної анемії. Надлишок заліза в організмі в цілому може призводити до розвитку хвороби перевантаження залізом — гемохроматозу. Коли поглинання чи запасання заліза надлишкове і захворювання носить спадковий характер, його називають спадковим, первинним чи ідиопатичним гемохроматозом. Спадковий гемохроматоз пов'язують насамперед з успадкуванням мутацій у нещодавно відкритому HFE-гені за гомозиготним типом [34, 106]. Частота гомозиготності становить приблизно 1 випадок на 200. Схильність до надмірного накопичення заліза є характерною також для гетерозиготних носіїв мутантних генів, асоційованих з гемохроматозом [82], які виявляються у 13 % населення, що свідчить про значну розповсюдженість гена гемохроматоза. Інші форми гемохроматоза є вторинними по своїй природі [91, 39]. Серед причин виникнення захворювання розрізняють ендогенні, наприклад, масивне руйнування еритроцитів, підвищене всмоктування заліза в кишечнику, та екзогенні, наприклад, гемотрансфузії, безконтрольне застосування препаратів заліза, підвищене надходження заліза в організм в умовах виробництва [7]. Баланс заліза в організмі людини. В організмі здорового дорослого чоловіка міститься приблизно 3,5-4,5 г заліза. У здорових жінок дітородного віку вміст заліза значно нижче і становить близько 2,5 г [4]. Ця кількість ретельно підтримується за рахунок поглинання заліза в шлунково-кишковому тракті (0,5-2 мг Fe/добу) в компенсацію виділення і втрат заліза з епітелієм, жовчю, надлишок заліза виводиться нирками з сечею у складі заліза феритину і трансферину, частина заліза видаляється з потом, нігтями, у жінок — додатково при менструаціях, пологах, лактації [36]. Зокрема, при дієті, що містить приблизно 15 мг Fe/добу, засвоєння заліза становило 2,3±2,2 (0,02-5,3) мг/добу [62]. Найбільш жорстко лімітоване саме виведення заліза з організму, біологічний період напіввиведення заліза становить приблизно 2000 діб. При залізодефіцитних анеміях екскреція заліза зменшується і становить приблизно 0,5 мг/добу [32], a при синдромі перевантаження залізом — зростає приблизно до 2 мг/добу [45]. Більша частина заліза, що поступає в організм, використовується для синтезу гемоглобіну (80 %). У здорових дорослих основна частина (~2/3) заліза в організмі знаходиться в формі гемових білків, переважно у складі гемоглобіна (~2500 мг Fe) і міоглобіна (~320 мг Fe). Негемове залізо (~1/3) включає залізо-сірчані білки (комплекси заліза з сульфгідрильними групами цистеїнових залишків), інші негемові ферменти, що містять залізо (НАДН2-дегідрогеназа, cукцинатдегідрогеназа, супероксиддисмутаза, рибонуклеотид редуктаза) і залізо, що забезпечує транспорт, проникнення в клітини і запасання заліза в організмі (залізо феритину/гемосидерину, залізо трансферину і невеличкий пул заліза у формі низькомолекулярних комплексів заліза з такими лігандами як цитрат, АТФ, цистеїн та інші) [24, 63]. Залізо у складі транспортних і депонуючих білків та лабільний пул заліза [9]. Білок, що запасає залізо в організмі в доступній і водночас нетоксичній формі, феритин є гетерополімером молекулярною масою ~450 кД із 24 субодиниць двох типів: H (heart or heavy, 19 кД) and L (liver or light, 21 кД) [52]. Субодиниці феритину спонтанно організуються у сферичний білок з порожниною. Залізо може проникати в порожнину і покидати молекули крізь канали між субодиницями. Залізо (ІІ) окиснюється до трьох-валентного заліза фероксидазними центрами на поверхні білкової оболонки, проникає в порожнину і утворює "ядро" з феригідроксиду (FeOOH)8(FeO:OPO3H2), що може містити до 4500 атомів заліза [84]. Іn vivo феритин рідко містить більш ніж 2500 атомів заліза. Лізосоми та ендосоми є найбільш вірогідними місцями для вивільнення заліза з феритину in vivo [105]. При високому вмісті заліза і концентрації феритину білок має схильність до оліго- і полімеризації, змінюються властивості поверхні білка, збільшується насичення залізом, білок накопичується в лізосомах у вигляді так званого гемосидерину [58]. Феритин, як основний білок, що запасає залізо, синтезується практично в усіх клітинах організму, включаючи клитини тканин головного мозку [91, 9]. Трансферин є глікопротеїном молекулярною масою біля 80 кД, С- і N- термінальні домени трансферина специфічно зв'язують по одному атому Fe (III) кожний з протиіоном карбонатом [14]. Головна функція трансферину — це транспорт іонів заліза в клітини, в крові — до мембран ретикулоцитів, де залізо поглинається шляхом рецептор-опосередкованого ендоцитозу, вивільняється зі складу трансферину та використовується у синтезі гемоглобіна, міоглобіна та іншіх гемових білків в мітохондріях [91, 59]. Трансферин синтезується головним чином гепатоцитами. Інші тканини, включаючи тканини мозку, також синтезують обмежену кількість трансферину [10]. Низькомолекулярні комплекси заліза, нетрансферинове залізо чи транзитний (лабільний) пул заліза складається з комплексів заліза з низькомолекулярними лігандами клітини, такими як цитрат, АТФ, нуклеотиди. Пул виявляється в усіх клітинах і постачає залізо для низки метаболічних потреб, включаючи синтез гему в мітохондріях, синтез ДНК, глобіну, тирозингідроксилази; багато біохімічних процесів потребує наявності доступного ("лабільного") заліза в клітинах [63, 101]. На клітинному рівні 20 % пулу знаходять у мітохондріях та лізосомах, а 2/3 у ендоплазматичній сітці. Низькомолекулярні комплекси заліза поглинаються еритроцитами, ретикулоцитами та іншими клітинами по трансферин-незалежному шляху [42]. В червоних клітинах крові людини ідентифікований пул комплексів заліза з гуанозинтрифосфатом і АТФ (1:1), які можуть бути присутні в досить високій концентрації, яка однак не перевищує 100 мкМ в розрахунку на залізо [18]. Нетрансферинове залізо в плазмі крові пацієнтів з перевантаженням залізом існує головним чином у вигляді комплексів з цитратом і ацетатом [46]. При порушеннях статусу заліза в організмі найбільших коливань зазнають саме вміст негемового заліза у складі транспортних і депонуючих білків та лабільного пула заліза. Вміст і концентрація негемового заліза у складі феритину/гемосидерину в тканинах визначаються з використанням біопсії тканин (кісткового мозку, печінки), неінвазивних інструментальних методів — виміри магнітної сприйнятливості тканин (сасептометрия печінки), за допомогою метод ЯМР-томографії, оцінюються з використанням ізотопних методів, кількісної флеботомії (табл. 1, 2) [38, 39, 44, 65]. Біля 25 % заліза організма в нормі (500-1300 мг в організмі чоловіків і 200-400 мг — в організмі жінок) знаходиться у формі запасаючих залізо білків: феритину і гемосидерину [30, 51]. Печінка, яку вважають основним органом, що запасає залізо, в нормі містить біля 300 мг заліза. Залізо у складі феритину/гемосидерину знаходять також в нормі в ретикулоендотеліальних клітинах кісткового мозку, селезінки , м'язах скелету, тканинах мозку [41, 77]. Слід відзначити, що печінка і кістковий мозок здорових дорослих мають в нормі приблизно однакову масу, а також, концентрацію і, відповідно, близький вміст депонованого заліза [41]. Біля 9-10 мг депонованого у феритині заліза циркулює в цільній крові, 5-7 мг з них локалізується в клітинах крові, а 3-4 мг — в плазмі крові (табл. 1). Концентрація заліза у складі феритину/гемосидерину в печинці дорослої людини коливається від 20-100 мг/г сирої маси тканин у осіб з дефіцитом заліза, до 100-500 мкг/г у осіб з нормальними запасами заліза і від 1000 до 30000 мкг/г на різних стадіях перевантаження організму залізом [38] (табл. 2). Концентрацію білку феритину в сироватці чи плазмі крові, визначену імунохімічними методами, до певної міри можна вважати мірою запасів заліза в організмі здорової дорослої людини (табл. 2) [107]. Дуалізм заліза, вкрай необхідного і водночас токсичного, деякою мірою вирішується існуванням регуляторної системи, центральне місце в якій займає взаємодія білків, що регулюють обмін заліза IRP1 і IRP2 (iron resposive proteins), з чутливими до заліза елементами IREs (iron resposive elements) [53]. При низькій концентрації низькомолекулярних комплексів заліза активується IRP1 і стабілізується IRP2, зв'язування яких з IREs призводить до пригнічення синтезу феритину і активації синтезу трансферинових рецепторів. Надлишок заліза призводить до активаціїї синтезу феритину в клітинах і, як наслідок, до підвищення концентрації феритину в плазмі крові [35, 37]. Виявлено кореляцію між концентрацією феритину в сироватці крові і запасами заліза в організмі людини як в нормі (r=0,83; p<0,001) [107], так і при дефіциті і надлишку заліза в організмі. Згідно оцінок, 1 нг/мл феритину в плазмі крові відповідає 8-10 мг чи 120 мкг/кг запасного заліза в тілі людини [107]. Після 30 років у чоловіків концентрація феритину плазми досягає приблизно 100 мкг/л, що відповідає запасам приблизно 1000 мг заліза, у жінок рівень феритину плазми в менатруальному періоді близький до 30 мкг/л, а запаси заліза — до 300 мг [29]. Збільшення концентрації білку феритину з віком відповідає змінам в запасах заліза в організмі. Після менопаузи запаси заліза в організмі жінок поступово наближуються до відповідних значень для чоловіків. Концентрація феритину в сироватці (плазмі) крові є корисним показником для моніторінгу змін запасів заліза в організмі при флеботоміях [62]. Запаси заліза в організмі людини вважають вичерпаними внаслідок дефіциту заліза чи залізо-дефіцитної анемії при концентрації феритину плазми меньше 12 нг/мл [37]. Виміри рівня феритину плазми дозволяють встановити негативний баланс заліза і дефіцит заліза до виникнення анемії. Інше важливе застосування параметра — діференціювання залізодефіцитної анемії від анемії, пов'язаної з запальним процесом. Рівень феритину сироватки є корисним тестом для виявлення гемохроматозу до розвитку ускладнень [49], при цьому граничне значення для скринінгу визначається в залежності від статі, віку пацієнтів та анамнезу [79]. Однак, у більшості випадків підвищення рівня феритину плазми до 200—2000 мкг/л викликано наявністю запалення, гіпертироідизму, а не перевантаженням організму залізом. Відомо, що в умовах окислювального стресу, запаленням активується фермент гем-оксигеназа, який катаболізує гем з утворенням білівердину, низькомолекулярних комплексів заліза та монооксиду вуглецю [104]. Наслідком є активація синтезу цитопротектору феритину [16] і, таким чином, зменшення стаціонарної концентрації "лабільного" заліза, що певною мірою обмежує його участь у окислювально-відновлювальних реакціях. Можливе також значне підвищення рівня феритину плазми (сироватки) крові при спадковій катаракті, вірусному гепатиті, алкогольному цирозі печінки [12, 21, 27, 100]. Значне підвищення концентрації феритину плазми спостерігається також при неоплазіях різного генезу і корелює з об'ємом пухлини та ступенем метастазування [37]. Більшість пацієнтів з підвищеною конценрацією феритину плазми мають нормальну чи низьку насиченість трансферину залізом, а про перевантаження організму залізом (внаслідок спадкового чи вторинного гемохроматозу) можна казати тільки у сукупності з півищеним ступенем насичення трансферину (>45 % [8]). Можливі також випадки низького рівня концентрації білку феритину в плазмі при надлишку заліза в організмі в цілому [37], зокрема при спадковій анемії, що супроводжується перевантаженням залізом [33]. Досліджували диагностичну значущость параметру концентрація феритину червоних клітин крові [72, 88]. Феритин еритроцитів містить більше субодиниць Н- ніж L-типу [26, 28, 85] (табл 2). Концентрація феритину в еритроцитах становить у здорових чоловіків (22±6)10-18 г/кл (244±70 нг/мл), а у жінок — (26±2)10-18 г/кл (289±22 нг/мл) і в 3 та 5 разів, відповідно, перевищує концентрацію феритину в сироватці крові тих самих пацієнтів [109]. За іншими даними [85], концентрація феритину в еритроцитах здорових дорослих дорівнює в середньому (123±9,6)10-18 г/кл (1370 нг/мл) і майже в 20 разів перевищує концентрацію заліза феритину, визначену в сироватці крові. Концентрація феритину еритроцитів характеризує відхилення в статусі заліза як при дефіциті заліза, так і при спадковому гемохроматозі і корелює з насиченням трансферину залізом (r=0,6; p<0,01); підвищення концентрації феритину еритроцитів при b-таласемії і сидеробластній анемії відповідає порушенням еритропоезу [23, 85]. Для одержання коректних результатів важливим є ретельне видалення лейкоцитів з популяції червоних клітин [22], враховуючи високу концентрацію феритину в лейкоцитах ~700010-18 г/кл [109]. Рівень феритину сироватки крові значно підвищується з віком, що означає, що кореляція між феритином сироватки та запасами заліза, яка спостерігається в молодшому віці, може змінюватися у людей похилого віку, крім того, хронічні захворювання, особливо, запальні, заважають використанню показника феритин сироватки, як індикатора запасів заліза в організмі людей похилого віку [40, 75]. В групі пацієнтів старших 80 років концентрація феритину L-типу червоних кров'яних клітин майже не змінюється при некрозі тканин, інфекції, неопластичних захворюваннях, прискоренному метаболізму червоних клітин крові і не корелює з жодним з маркерів запалення, але позитивно корелює з насиченням трансферину сироватки, залізом сироватки та середнім об'ємом клітин крові [40]. Таким чином, феритин червоних кров'яних клітин може бути корисним для диференційної діагностики залізодефіцитної анемії і анемії хронічних захворювань людей похилого віку. Пряме визначення концентрації заліза у складі феритину (гемосидерину) вважають більш коректним підходом для оцінки запасів заліза в організмі [54, 102, 103] (табл 2). Концентрація заліза у складі феритину в сироватці крові здорових дорослих, визначена методом імунопреципітації білка з наступним аналізом вмісту заліза в осаді методом атомно-абсорбційної спектроскопії, становить 0,24±0,07 (0,16-0,41) мкМ [102]. Значення концентрації заліза у складі феритину в плазмі крові, цільній крові і клітинах крові, визначені в групах здорових чоловіків та жінок методом низькотемпературної спектроскопії ЕСР з точністю до калібровки по даним гамма-резонансної спектроскопії [80], наведені в табл 2. Підкреслимо, що в клітинах крові концентрація заліза феритину перевищує таку в плазмі і цільній крові. Ступінь насичення феритину в сироватці крові змінюється в межах 14-27 % і становить в середньому 17,7±3,7 % в групі з 10 здорових дорослих [102], за даними інших авторів [108] насиченість феритину залізом в сироватці крові здорових дорослих становить біля 20 %. При концентрації депонованого заліза в цільній крові 36 мкМ, в крові дорослої людини в розрахунку на об'єм крові 4100 мл циркулює біля 9-10 мг заліза у складі білків, що його запасають, з них приблизно 5-7 мг локалізується в клітинах крові, а ~4 мг — в плазмі крові (табл 1). Для характеристики забезпечення плазми (сироватки) крові залізом визначають ряд показників обміну заліза в пулі трансферину: вміст заліза в плазмі (сироватці) крові та залізозв'язуюча здатність плазми (сироватки) крові, ступінь насичення плазми (сироватки) крові залізом, яку часто називають ступенем насичення трансферину залізом (табл 3). Однак, залізо плазми (сироватки крові), крім трансферинового заліза, включає так зване "не зв'язане з трансферином залізо" чи нетрансферинове залізо (НТЗ) [13, 56], що складається з пулу низькомолекулярних комплексів (лабільного) заліза [63] та заліза у складі феритину [54, 103]. До того ж, при насиченні плазми чи сироватки крові залізом можливе неспецифічне зв'язування заліза з трансферином та іншими білками плазми, зокрема з альбуміном [19, 74]. Внаслідок цього ступінь насичення плазми (сироватки крові) залізом може суттево перевищувати істиний ступінь насичення трансферину залізом [87]. Абсолютну концентрацію білку трасферину визначають з використанням методів, що базуються на електрофоретичному розділі білків плазми крові [6], досить рідко. Методом кількісної спектроскопії ЕСР [83] в групах здорових дорослих чоловіків та жінок визначені концентрація заліза у складі трансферину, концентрація білку трансферину і ступінь насичення трансферину залізом в цільній крові, плазми крові і клітинах крові (табл 3). Аналіз зразків цільної крові дає можливість адекватної оцінки обміну заліза в пулі трансферину, особливо при високих ступенях насичення трансферину залізом. Залізо доставляється до тканин організму головним чином трансферином плазми крові. Пул заліза трансферину складається з моно- і диферитрансферину, притому диферитрансферин є значно ефективнішим постачальником заліза, оскільки спорідненість трансферинових рецепторів є значно вищою по відношенню саме до диферитрансферину [60]. Доля диферитрансферину в плазмі крові є функцією ступеню насичення трансферину залізом, і саме цей показник виявився найбільш інформативною характеристикою доступності заліза з пулу трансферина для використання. Нормальною для здорових дорослих чоловіків і жінок вважають ступінь насичення сироватки крові залізом біля 30 % та 26 %, відповідно [59] (табл. 3). Так, показано, що базальний еритропоез не може забезпечуватись при ступеню насичення плазми (сироватки) крові залізом нижчому за 16 %, саме це значення вважають граничним для скринінгу пацієнтів з залізодефіцитною анемією [15]. Ступінь насичення плазми крові залізом використовують як критерій для фенотипічного скрінінгу пацієнтів з гемохроматозом, граничним вважають ступінь насичення плазми крові залізом 45 % [8, 86]. Ступінь насичення трансферину залізом в цільній крові, визначений методом кількісної спектроскопії ЕСР, для здорових чоловіків та жінок становить в середньому 26 %, достовірних статевих відмінностей не виявлено. Залізозв'язуюча здатність сироватки крові здорових дорослих чоловіків і жінок становить в нормі 62 мкМ та 68 мкМ, відповідно. Значення концентрації трасферину у плазмі і сироватці крові мають менші статеві та вікові відмінності і становлять в середньому 2,5 нг/мл (табл. 3). Визначена методом кількісної спектроскопії ЕСР для здорових чоловіків та жінок концентрація трасферину в цільній крові становить 2,35±0,63 нг/мл та 2,63±0,6 нг/мл, відповідно, достовірних статевих відмінностей не виявлено. Відомо, що залізозв'язуюча здатність сироватки крові зростає з вичерпанням запасів заліза в організмі, зокрема, у відсутності запалення та хвороб печінки підвищення залізозв'язуючої здатності плазми (сироватки) крові більше 72 мкМ вважають ознакою дефіциту заліза [71]. Підвищення концентрації трансферину в плазмі (сироватці) крові є достовірним тестом для діагностики залізодефіцитної анемії. Підвищення концентрації трансферину спостерігається також у вагітних жінок в останньому триместрі вагітності [5]. При анеміях, ассоційованих з перевантаженням залізом, спостерігається зниження залізозв'язуючої здатності плазми (сироватки), як і при гемохроматозах. Виявлено негативну кореляцію між залізозв'язуючою здатністю і рівнем білку феритину сироватки крові (r=-0,76; p<0,001) при анеміях, перевантаженні залізом і запальних процесах [71]. Рівень трансферину крові знижується при порушеннях синтезу білку в печинці, неадекватному надходженні заліза при гіпохромній та мікроцитарній анеміях, значних втратах трансферину, при спадковому дефекті синтезу трансферину (атрансферинемії), запаленнях різної етіології, інфаркті міокарда, неоплазіях [59, 61]. При синдромах перевантаження залізом загальна залізозв'язуюча здатність сироватки крові зменшується і становить 40 мкМ при спадковому гемохроматозі (запас заліза в організмі біля 20 г) і 20-40 мкМ при таласемії [81, 97]. Концентрація заліза в плазмі (сироватці) крові коливається на протязі доби, тому визначати параметр слід у відтворюваних умовах, спостерігаються статеві та вікові відмінності в рівні заліза у плазмі (сироватці) крові здорових дорослих. [5, 59]. Залізо плазми (сироватки) крові включає залізо у складі трансферину і так зване "не зв'язане з трансферином залізо" і в нормі дійсно дає уяву головним чином про залізо трансферину. Для здорових чоловіків і жінок цей показник складає в середньому 18 мкМ і 16 мкМ, відповідно [59]. Концентрація заліза трансферину в цільній крові, визначена методом кількісної спектроскопії ЕСР [2], складає 14,5±1,9 мкМ і 16,8±3,4 мкМ для здорових чоловіків та жінок, відповідно. Рівень заліза сироватки (плазми) крові знижується при залізодефіцитних анеміях, хронічних крововтратах, порушеннях всмоктування заліза, хронічних інфекціях, неоплазіях [61]. Основні чинники підвищення вмісту заліза у сироватці (плазмі) крові — підсилення деградації еритроцитів при гемолітичній анемії, порушення синтезу гемоглобіну (В12-дефіцитна анемія), гострий вірусний і токсичний гепатит, гемосидероз, гемохроматоз [59]. Але, цей показник може бути також в межах норми при підвищених запасах заліза в організмі [31] і не є надійним показником перевантаження залізом [20]. Концентрація заліза трансферину в клітинах крові, визначена методом кількісної спектроскопії ЕСР [2], складає 4,4±4,0 мкМ і 6,1±3,5 мкМ для здорових чоловіків та жінок, відповідно. Це означає, що у складі трансферину в цільній крові здорових дорослих циркулює 2,6-5,0 мг заліза (табл. 1). В цілому спостерігається зріст концентрації заліза трансферину в клітинах крові при підвищенні концентрації заліза трансферину в цільній крові. Середнє значення цього параметру в групі новонароджених 17,4±3,7 мкМ (n=12) значно (втричі) і достовірно перевищує відповідне значення, визначене в групі здорових дорослих 5,3±0,9 мкМ (n=17). В групі пацієнтів з гіперферемією (Тфкр=38,4±16,6 %; [Тфкр-Fe]пл=33,8±14,9 мкМ; n=9) концентрація заліза трансферину в клітинах крові становила 8,9±2,3 мкМ. В групі пацієнтів з анемією (Hb=96±6 г/л, Тфкр=10,0±2,0 %; [Тфкр-Fe]пл=12,2±0,6 мкМ; n=2) концентрація заліза трансферину в клітинах крові становила 19,9±5,7 мкМ і в 3,8 рази (р=0,002) перевищувала цей показник у здорових дорослих. Оскільки зрілі клітини крові, включаючи ретікулоцити, поглинають залізо трансферину [64], використовуючи його для синтезу гему в мітохондріях [95], виявлене накопичення заліза трансферину у складі клітин крові може свідчити, зокрема, про порушення деяких ланок в ланцюгу утилізації заліза трансферину для синтезу гему, а не про істиний дефіцит заліза у цих пацієнтів. Таким чином, параметр концентрація заліза трансферину у клітинах крові може бути корисним для диференційної діагностики анемій. Ураження тканин при надлишку заліза пов'язують головним чином з токсичними ефектами при підвищенні концентрації так званого лабільного (низькомолекулярних комплексів) заліза (ЛЗ) в тканинах і нетрансферинового заліза (НТЗ) в крові [48, 92], оскільки підвищення концентрації низькомолекулярних комплексів заліза інтенсифікує процеси вільнорадикального ураження ДНК та інших субстратів [47], ушкодження мітохондрій та енергопродукції [70], призводить до зсуву на користь проліферації у балансі апоптоза і проліферації клітин [94]. Концентрація нетрансферинового заліза в плазмі може бути досить значною при спадковому гемохроматозі (1,3-19,4 мкМ) і таласемії (2,7-7,1 мкМ) [87], по іншим даним — при таласемії 3,9-2,5 мкМ [73]. При гострих отруєннях препаратами заліза концентрація нетрансферинового заліза може досягати 800 мкМ, що значно перевищує загальну залізозв'язуючу здатність плазми (сироватки) крові (~60 мкМ) [93]. Підвищення концентрації НТЗ до 3 мкМ, ассоційоване з різким підвищенням ступеню насичення трансферину, реєстрували в ході цитотоксичної хіміотерапії [25]. Вважають, що підвищення концентрації НТЗ робить внесок в патогенез хвороб легень дорослих і передчасно народжених немовлят [67, 76]. Визнання пулу нетрансферинового заліза як токсичного компоненту плазми у пацієнтів з перевантаженням залізом може бути корисним для вдосконалення стратегій введення існуючих і розробки нових ефективних хелатуючих залізо агентів [76] і моніторінгу при хелатотерапії [89, 92]. Значення концентрацій НТЗ в процесі хелатотерапії корелюють з насиченням трансферину залізом (r=0,6; р=0,03), а не з концентрацією феритину сироватки [89]. Концентрація нетрансферинового заліза може бути більш специфічним індикатором перевантаження залізом, ніж концентрація феритину в плазмі (сироватці) крові. Наприклад [50], спостерігали достовірну (р<0,001) різницю між середніми концентраціями НТЗ в групах пацієнтів з наявністю або відсутністю ускладнень перевантаження залізом (5,2±1,7 мкМ проти 2,9±1,6 мкМ), при цьому реєструвалась достовірна кореляція між рівнем НТЗ та концентрацією феритину сироватки (r=0,467; p<0,001), заліза сироватки (r=0,608; p<0.001) і насиченням трансферину (r=0,481; p<0,005). Концентрація нетрансферинового заліза, що детектується з блеоміцином, у плазмі крові пацієнтів з гемохроматозом ([Фm]=2873±1210 нг/мл; [Fe]пл=45±5 мкМ; n=7) складала 13,3±5,3 мкМ, виявлено достовірну кореляцію параметру з концентрацією феритину плазми [13]. Значення концентрації заліза, здатного до хелатування з десфериоксаміном В в цільній крові, плазмі крові і клітинах крові, визначені в групах здорових чоловіків та жінок методом низькотемпературної спектроскопії ЕСР [1], наведені в табл. 4. Підкреслимо, що в клітинах крові концентрація заліза, що хелатується (~10 мкМ), перевищує таку, визначену в плазмі (~6 мкМ) і цільній крові (~7 мкМ). Аналізували взаємозв'язок між параметрами, що характеризуть обмін заліза в групах здорових дорослих (рисунок, табл. 1-4) і пацієнтів з анемією та гіперферемією, для яких методом кількісної спектроскопії ЕСР визначали параметри обміну негемового заліза і рівень церулоплазміну плазми крові [11]. Виявлена позитивна кореляція між віком та рівнем церулоплазміна плазми крові в групі здорових дорослих (r=0,9544; p=0,046) і пацієнтів з гіперферемією (r=0,9585; p=0,003), яка, можливо, пов'язана з роллю церулоплазміна в депонуванні заліза у складі феритину і забезпеченні зворотнього транспорта заліза із клітин [43]. Негативна кореляція між рівнем церулоплазміна та концентрацією заліза феритину в клітинах крові в нормі (r=-0,856; p=0,001) підтверджує важливу роль церулоплазміна в зворотньому транспорті заліза із клітин. При гіперферемії спостерігалася позитивна кореляція між концентрацією заліза феритину в клітинах крові і концентрацією заліза, здатного до хелатування в крові (r=0,8714; p=0,024). В групі здорових дорослих концентрація заліза трансферину в клітинах крові позитивно корелює зі ступенем насичення трансферину (r=0,5399; p=0,025), що узгоджується з вищою спорідненістю трансферинових рецепторів до диферитрансферину, ніж до моноферитрансферину [60]. Негативна кореляція була статистично достовірною між концентрацією заліза феритину в клітинах крові і в плазмі крові як в нормі (r=-0,6350; p=0,036), так і при гіперферемії (r=-0,5099; p=0,018) та анемії (r=-0,6450; p=0,017). Це явище можно пояснити значно вищою концентрацією феритину в клітинах крові у порівнянні з плазмою крові як в нормі, так і при порушеннях статусу заліза [28]. Спостерігається кореляція між концентрацією заліза трансферина в крові і такими параметрами як концентрація заліза трансферина в клітинах крові і плазмі крові в нормі (r=0,5925; p=0,012 і r=0,555; p=0,021) і при гіперферемії (r=0,5560; p=0,009 і r=0,7538; p=0,001). Негативна кореляція між рівнем гемоглобіну крові і концентрацією заліза трансферину в клітинах крові в групі обстежених нами пацієнтів з анемією (r=-0,6246; p=0,007), з урахуванням зростання концентрації заліза трансферину в клітинах крові майже в чотири рази, дозволяє зробити висновок, що причиною анемії у пацієнтів цієї групи не є дефіцит заліза. На підставі аналізу даних літератури і наших досліджень можна зробити висновок, що тільки комбінація параметрів обміну заліза в організмі [17, 20, 21, 59] підвищує чутливість та специфічность діагностики станів з порушенням обміну заліза в організмі. Література |