Demir Metabolizması – Biyokimyası

Dosyayı isterseniz görüntüleyebilir isterseniz indirebilirsiniz.


GoogleDocs üzerinden indirmek için : İndir–Açılan sayfadan indirebilirsiniz–

Önizleme ;

 

                    DEMİR        METABOLİZMASI
DEMİR
Esansiyel bir iz elementtir,
Pek çok metabolik yolun elemanıdır.
Demirin biyolojik önemi oksijene geri dönüşümlü olarak bağlanabilmesi ve elektron transfer reaksiyonlarında rol oynayabilmesinden kaynaklanmaktadır.
DEMİR
Demirin transportu, depolanması ve demir bağımlı yolların düzenlenmesi için bir takım özelleşmiş proteinler (reaktivite) vardır.
DEMİR
Normal bir erkekte ortalama 4-4,5 gr demir bulunur.
Vücut demirinin çok küçük bir bölümü (%0,2) dolaşımda transferrine bağlı olarak bulunmaktadır.
Yaklaşık 35 mg demir günlük olarak turnovera uğrar.
DEMİR
Yetişkin kadında ortalama 2-3 gr demir bulunur.
Bu fark, çok daha küçük miktarda Fe değişikliklerinde bile kadınların niçin etkilendiğini anlatıyor.
Kadında IV volum ve Hb. konsantrasyonu da daha düşüktür.
DEMİR
Demir vücutta sonsuz bir siklus içinde dolaşmaktadır.
Demirin sadece 1 mg kadarı deri epitel hücreleri, GI ve üriner kanalları döşeyen hücrelerin dökülmesi ile,
Az miktarda eritrosit de idrar ve gaita ile kaybedilmektedir.
DEMİR
Kadınlar menstrüel siklus ile 20-40 mg arası demir kaybeder; reprodüktif çağda kadınlar günlük 2 mg Fe ihtiyacı duyarlar.
Gebelik esnasında ve emzirme esnasında infantlar ortalama 900 mg demir tüketir; gebe ve emziren annelerde günlük ihtiyacı 3-4 mg’a çıkarır.
Demir Absorpsiyonu
Diet günlük 10-20 mg Fe içermelidir.
Bu miktarın sadece %5-10’luk bölümü absorbe edilir.
Demirin emilimi başlıca duedonumda ve jejunumun üst kısmında gerçekleşir. 3 aşamayı kapsar:
1.Lümen fazı
2.Emilim ve işleme fazı
3.Transfer fazı
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Gastrik asit ve dietsel komponentler
  (askorbik asit, şekerler, aminoasidler) çözünebilir demir şelatları oluşturabilirler.
Böylece sindirilen demiri solusyon içinde tutarak emilimini arttırırlar.
Demir ile çözünür olmayan kompleksler oluşturan maddeler (fosfatlar= yumurta, peynir, süt /  fitatlar= sebzelerde / tannatlar=çayda) demir emilimini azaltır.
Fitat; Birçok bitki hücresinde depo halinde bulunan fosfordur.
Fitatların mineral alımında negatif etkisi vardır.
(Bu mineraller; Zn, Fe, Ca, Mg, Mn ve Cu)’dır.
Çözünmez mineral‐fitat komplekslerinin oluşumu düşük mineral emiliminin temel nedenidir.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Et ve balık ile alınan hem demiri için olay farklıdır.
Polipeptitten salındıktan sonra İB hücreleri tarafından kompleks halinde emilir, burada porfirin halkası ve demir olarak ayrılır.
Bu proçes nonhem demir emiliminden çok daha etkin bir olaydır, dietsel faktörlerden etkilenmez.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Diyette demir hem ve non-hem bileşikler olarak bulunur.
Bu fazda alınan non-hem ve hem yapısındaki demir, emilim için uygun hale getirilirken diyetteki demirin miktarı, kimyasal formu, ortamın pH’ı ve diyetteki diğer faktörler önemli rol oynarlar.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Besinlerdeki demirin biyoyararlanımı:
  Besinlerdeki demir ;
  1.Hem demiri: Et, sakatat, balık, vb.
  2.Non-hem demiri: Baklagiller, sebze, meyve vb.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Hem yapısındaki demir non-hem demire göre daha iyi emilir, çünkü fizyolojik pH da sıvı çözeltilerde demir 6 koordinasyon bağı ile diğer metallerle bağlanabilirken,
hem yapısında bulunan demir sadece 2 koordinasyon bağına sahiptir.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Mide sıvısı; Fe+3 (ferri) formu nötral pH da hemen hemen hiç çözünmediği için emilim mide salgısı ve diyetin bileşimi ile sıkı bağlantılıdır.
Fe+2 (ferro) ona göre daha kolay çözünebilir.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Mide salgısı ile sağlanan asit ortam hem demirle bağlı proteinlerin sindirilmesini sağlayarak hem de Fe+2 formunu stabilize ederek emilimi kolaylaştırır.
Safra, yapısındaki askorbik asit nedeniyle demir emilimini kolaylaştırır.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Proteinleri ve şekerleri parçalayan barsak enzimleri de açığa çıkan maddeler demir ile kompleksler yaparak emilimi kolaylaştırdığı için emilimde dolaylı bir rol oynar.
Ayrıca midede proteoglikan yapısında bir maddenin salgılandığı ve bunun demir emilimini kolaylaştırdığı düşünülmektedir.
Demir Emilimini Etkileyen Faktörler
Pankreas sıvısı; pankreastan salınan bikarbonat mide içeriğini nötralize ederek non-hem yapıdaki demirin çözünmeyen Fe+3 hidroksid kompleksleri oluşturmasını kolaylaştırır.
Özetle
Alınan gıdanın içinde alınan demir formu,
Mide asit salgısı
Mideden salınan proteoglikan yapıda protein
Safranın içeriği (askorbik asit)
Pankreas enzimleri
Barsak enzimleri demir emilimine katılır.
  1.Lümen fazı:
Dietle alınan demir Fe+3 =ferrik pozisyondadır.
Ancak barsaktan emilebilmesi için Fe+2=ferröz pozisyonuna dönüştürülmelidir.
İB’ta emilimin gerçekleştiği enterositlerin villuslarında ferriredüktaz aktivitesi vardır.
Fe+3→ Fe+2 dönüşümünü sağlar.
2- Absorbsiyon (Emilim) Fazı:
Demir duodenum mukoza hücreleri tarafından emilir.
Barsak rezeksiyonları, Celiac sprue gibi barsak villuslarının yapısını bozan hastalıklar… demir emilimini azaltır.
2- Absorbsiyon (Emilim) Fazı:
Fe+2  ‘divalant metal transporter 1’  (DMT1) veya natural resistance associated macrophage protein-2 (Nramp 2) veya divalent cation transporter 1 (DCT1)  ile hücre içine taşınır.
2- Absorbsiyon (Emilim) Fazı:
DMT1; metal iyon transporter proteinidir.
İçinde kadmium (Cd+2), bakır (Cu+2), demir (Fe+2), Mn+2 iyonlarının olduğu bir grup metal iyonunun transportundan sorumlu.
DMT1 expresyonu vücut demir depoları tarafından düzenlenir ve böylece demir homeostazisi sağlanır.
Ferroportin ve Hepsidin
Ferroportin demiri hücre içinden dışına taşıyan transmembran bir proteindir. Demiri depolayabilir ve transportunu sağlar.
Duedonum enterositlerinin, hepatositlerin ve RES makrofajlarının membranlarında bulunur.
Hepsidin ise insan demir metabolizmasının major regulatörü gibi görünmektedir.
Ferroportin ve Hepsidin
Ferroportin, hepsidin tarafından inhibe edilmektedir.
Hepsidin ferroportine bağlanmakta ve bunu hücre ile içselleştirmektedir.
Sonuçta hücrede demir retansiyonu olmakta ve serum demir düzeyleri düşmektedir.

Hemakromatozis Tip IV veya Ferroportin Hastalığı:
Otozomal dominant geçişli, ferroportin genindeki mutasyonlar sonucu demir yüklenmesi ile seyreden hastalıktır.
Transfer Fazı
Demir ya apoferritinle birleşir ve mukozal hücrelerde  depo ferritin olarak tutulur veya bazolateral membrandan portal kan akımına salınımının ardından transferrin aracılığıyla hedef dokulara taşınır.
Seruloplazminin ferrooksidaz akt. !!!
Transfer Fazı
Normal koşullarda barsak hücreleri tarafından emilen demirin sadece %5-10’u dolaşıma gönderilir.
HFE (herediter hemokromatoz proteini), intestinal hücrelerden dolaşıma demir transportunun derecesini düzenleyen bir proteindir.
Demir Absorpsiyonunu Etkileyen Faktörler
Demir emilimini demir depolarının durumu ve RBC üretim hızı belirler.
Demir eks. anemisinde, gebelikte ve bazı anemilerde olabilen hızlanmış/akselere eritropoiezis durumunda demir absorpsiyonu artar.
Demir Transportu
Plazma transport demiri total demir içeriği bakımından en küçük, kinetik olarak en aktif demirdir.
Diğer kompartmanlar arasında demir değişiminin ortak yoludur.
Demiri kanda taşıyan transferrin, her biri Fe+3 için yüksek afiniteli bir bağlayıcı bölgeye sahip iki homolog domaine sahiptir.
Demir Transportu
Transferrin, demiri bu protein için spesifik yüzey reseptörleri bulunan hücrelere taşır.
Transferrin reseptörü disülfid bağlı bir transmembran glikoproteindir.
Transferrin reseptörüne bağlandıktan sonra transferrin reseptör kompleksleri endositik veziküller içinde hücreye alınır.
Demir Transportu
Bu veziküller içinde asidifikasyon sonucunda transferrindeki demir serbestleşir.
Demir serbestleştikten sonra apotransferrin reseptöre bağlı kalır ve hücre yüzeyine döner.
Bu arada apotransferrin hücre dışına atılır ve başlıca makrofajlardan, ayrıca hepatositler, barsak ve diğer hücrelerden yeniden demiri alır.
Demir Transportu
Demir endozomların içinde transferrinden salındıktan sonra ya hücre içi kullanıma (mitokondriye hem sentezine) veya
ferritin içinde depolanmaya gider ya da
 bazı hücrelerde hücre dışı apotransferrine döner.
Demir havuzu
Tüm hücrelerde, yıkılan hem veya ferritinden demiri alan, dolaşımdaki transferrin ile alış-veriş halinde olan, yeni sentezlenen demir proteinleri için kullanılan, metabolik olarak aktif bir demir havuzu olduğu düşünülür.
Demir havuzu
Bu havuzdaki demir düzeylerini izlemek için hassas kontrol mekanizmaları geliştirilmiştir.
Hücre içi hareketli demir havuzunun genişlemesi hem ferritin sentezini uyarır hem de transferrin reseptörlerinin sentezini engeller.
Demir havuzu
Ferritinin ve transferrin reseptörlerinin demire bağlı düzenlenmeleri post transkripsiyonel olarak gerçekleştirilir,
bu proteinleri kodlayan mRNA’larda  yer alan demire yanıt veren (IRE: Iron response element/Iron-responsive element) dizi  tarafından yönlendirilmektedir.
Depo Demir
Demir dokularda 2 formda depolanır; ferritin ve hemosiderin
Ferritin; apoferritin ve bunu çevreleyen 4500 demir atomundan oluşur.
Demir ferritinde çekirdekte hidroksifosfat kompleksi şeklinde depolanır.
Ferritin
Ferritin birçok hücrede bulunur ancak Karaciğer ve Retiküloendoteliyal (RE) makrofajlar temel demir depoları olarak işlev görmektedir.
Ferritin, mobil demir deposudur. Demir atomlarını paketleyerek IC ortamdan izole eder.
Hemosiderin
Hemosiderin ferritinden oluşan çözünür olmayan bir komplekstir.
Doku Prusya mavisi ile boyandıktan sonra ışık mikroskobisi ile görünür hale gelir.
Hemosiderin ferritinden daha fazla demir içerir ancak ferritinden daha yavaş salar.
Vücut demir rezervlerinin 1/3’ü KC’de, 1/3’ü Kİ’de ve kalanı dalak ve diğer dokulardadır.
Demir İçeriği
Demir metabolizması ile ilgili değişiklikler sözkonusu olduğunda, klinik laboratuvar vücuttaki toplam demirin %90’nından sorumlu olan üç demir kompartmanını ölçebilir.
Bu kompartmanlardan en büyüğü hemoglobin içerisinde bulunan demirdir. Hb ve eritrosit indeksleri ile değerlendirilir.
Demir İçeriği
İkinci kompartman ise dolaşımdaki demirdir. Bu da serum demir ve onun taşıyıcı proteini olan transferrin konsantrasyonlarının ölçülmesi ile saptanır.
Üçüncü kompartman dokulardaki depo demiridir ki serum ferritin konsantrasyonu bu deponun büyüklüğü ile doğru orantılıdır.
Demir İçeriği
Transferrin reseptörü ise güncel bir parametre olarak özellikle ayırıcı tanıda yararlanılmak üzere bu panele katılmıştır.
Demir Eksikliği Anemisi
En sık süt çocukluğu (6 ay-2 yaş) ve çocukluk çağında karşılaşılan,
Tüm dünyada ve özellikle gelişmekte olan ülkelerde en sık görülen anemi tipidir.
Fe eks. anemisi insanlarda en sık rastlanan beslenme bozukluğuna bağlı hastalıktır ve yine en sık rastlanan anemidir.
Yetişkin erkeklerin %3’ü, reprodüktif çağdaki kadınların %20’si ve gebe kadınların %50’sinde demir eksikliği vardır.
Kadınlarda demir eks.nin nedeni menstrüasyon, erkeklerde ise GİS’den kanamadır.
İnfantlarda, çocuklarda, adelosan çağda ve gebelikteki eksikliği dietle yeteri kadar alınamaması,
Kronik diare/malabsorpsiyonlu hastalarda/Gİ cerrahi uygulanan hastalarda absorpsiyon bozulur ve demir rezervleri azalır.
*Önce depo demir rezervleri düşer.
 *Kanın hemoglobin konsantrasyonu düşer.
*Zamanla eritrositler daha küçük ve soluk hale gelirler.
Kliniği oturmuş bir demir eksikliği anemisinde hemoglobin ve eritrosit indisleri değişir:
*MCV (mean corpuscular volume) düşer,
*MCH (mean corpuscular hemoglobin) düşer,
*MCHC (mean corpuscular hemoglobin concentration) düşer.
*PY’de eritrositler hipokromik ve mikrositik görülür.
*Kİ boyandığında Fe görülemez.
*Serum Fe konsantrasyonu düşük,
*Total Demir Bağlama Kapasitesi (TIBC): Transferrinin demir bağlama kapasitesi artmıştır.
*Serum ferritini düşer. Bu vücut demir deposunun göstergesi olduğu için demir eksikliğinin en önemli indikatörüdür.
Hemoglobin    DÜŞÜK  12 – 14 g/dl
Ferritin    DÜŞÜK  10 – 55 ng/ml
Serum demiri    DÜŞÜK  40 – 150 µg/dl
SDBK/TDBK       ARTMIŞ  180 – 350 µg/dl
Demir Eksikliği Anemisi
Hemoglobin sentezinde kantitatif eksiklik ile birlikte olan anemilerin en önemli özelliği:
HİPOKROMİ VE MİKROSİTOZdur.

Demir Fazlalığı ile giden hastalıklar

Herediter Hemokromatozis:
Demir depolarında progresif artış ile karakterize genetik hastalıktır.
Organ fonksiyonlarında bozulma ve hasarlanma ile gider.
Herediter Hemokromatozis:
Otozomal resesif kalıtılır.
Erkekler kadınlardan 5-10 kat daha fazla etkilenir.
Semptomlar 40 yaşından önce belirginleşmez.
Herediter Hemokromatozis:
HPF proteini- transferin ve transferin reseptörü; hücreler tarafından absorbe edilen Fe miktarını düzenler.
Hemakromatozis hastalarında HPF geninde (C282Y) spesifik mutasyonlar saptanmıştır ve günde 4 mg demir emilimi mevcuttur.
Herediter Hemokromatozis:
Demir KC, pankreas, kalp ve diğer organların parankimal hücrelerinde depolanır,
doku ve organ hasarı ile sonuçlanır.
KC’de siroz, hepatosellüler karsinom. Pankreasta diabetes mellitus ve beraberinde hiperpigmentasyon, kardiak hasara bağlı olarak KKY ve aritmiler olur.
Herediter Hemokromatozis:
Serum demir konsantrasyonu artmıştır.
TIBC düzeyi düşüktür. (Transferrin satürasyonu demir yüklenmesini gösteren sensitif bir indextir.)
KC biyopsisi ile hemokromatozisin kesin tanısı konur.
Ayrıca günümüzde PCR ile C282Y mutasyonu ile homozigot vakalar saptanır.
Kazanılmış Hemokromatozis:
Önce KC., dalak ve Kİ’nin RES hc.de aşırı demir depolanır.
Daha sonra dağılım karakteri değişir. KC, pankreas, kalp ve diğer organlardaki parankimal hücrelerde demir depolanır.
β-talasemi major gibi ineffektif eritropoezis ile giden anemilerin komplikasyonu olarak ortaya çıkar.
Kazanılmış Hemokromatozis:
β-talasemi majörde bir de olaya sık kan transfüzyonu ve bununla ilişkili olarak masif demir yüklenmesi katılır.
Kazanılmış Hemokromatozis’in en iyi örneklerinden biridir.

Bir Cevap Yazın