3. Синтез гема и его регуляция. Нарушение синтеза гема, Порфирии. Обмен железа: источники, транспорт, депонирование.

Синтез гема

I стадия. Взаимодействие сикцинил-КоА с глицином с образованием δ-аминолевулиновой кислоты. Фермент – δ-Аминолевулинатсинтаза (пиридоксальфосфатзависимый фермент).

II стадия. Конденсация двух молекул δ-АЛК с образованием порфобилиногена. Фермент порфобилиногенсинтаза.

III стадия. Многоступенчатая стадия, в которой из 4 монопиррольных молекул порфобилиногена синтезируется тетрапиррольный комплекс протопорфирин IX.

IV стадия. Протопорфирин IX присоединяет молекулу железа с участием феррохелатазы (гемсинтазы) с образованием гема. Источник железа в этой реакции – белок ферритин.

Синтез гема может быть нарушен при воздействии солей тяжелых металлов и других ядов. Появление в крови промежуточных продуктов синтеза (уропорфириногены, копропорфириногены, протопорфирины) называется порфирией. Эти продукты, попадая в кровь вызывают интоксикацию, зуд.

Обмен железа.

Простетические группы пищевых хромопротеинов (гемоглобин, миоглобин), включая хлорофиллпротеины, не используются для синтеза железопротеинов организма, поскольку после переваривания небелковый компонент гем подвергается окислению в гематин, который как и хлорофилл не всасывается в кишечнике. Таким образом синтез пиррольного комплекса в организме протекает из низкомолекулярных компонентов de novo.

Источниками железа для синтеза новых соединений являются пищевые продукты, а так же железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в клетках печени и селезенки.

Железо всасывается в кишечнике в виде неорганического двухвалентного иона Fe²⁺ после освобождения из комплекса с белками. В клетках слизистой кишечника железо уже в трехвалентной форме Fe³⁺ соединяется с белком апоферритином с образованием стабильного комплекса ферритина. Дальнейший транспорт железа к местам кроветворения осуществляется в комплексе с β1-глобулинами сыворотки крови (комплекс называется трансферрин) или железо соединяется с апоферритином тканей, где депонируется в виде ферритина.

В организме человека содержится около 4,5 – 5,0 г железа. Если принять все железо в организме за 100%, то на долю гемоглобина приходится 60-70%, миоглобина – 3-5%, ферритина – 20%, трансферрина – 0,2%, функционального железа тканей – до 5%.