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Il ferro è un elemento critico necessario per la normale attività di tutte le cellule dell'organismo e per i processi metabolici di base, come il trasporto dell'ossigeno, la sintesi del DNA, il metabolismo ossidativo dell'enzima citocromo P450 e il trasporto degli elettroni. Il trasporto degli elettroni è il processo in base al quale un elettrone si sposta da un atomo o da una molecola ad un altro/a. Il ferro può passare ciclicamente dalla forma ferrica (Fe3+) alla forma ferrosa (Fe2+) in base alla cessione o all'acquisto di un elettrone.

Fe3+ + O2- --> Fe2+ + O2

Questa capacità permette al ferro non legato di catalizzare reazioni in grado di generare radicali liberi altamente reattivi, come O2 e OH-, che possono danneggiare i tessuti.

Fe2+ + H2O2 --> Fe3+ + OH- + HO (Reazione di Fenton)

Di conseguenza, le stesse proprietà che rendono il ferro essenziale per la vita, lo rendono anche potenzialmente molto tossico.

A differenza di altri metalli nutrizionali, il ferro viene facilmente accumulato e manca di meccanismi attivi di escrezione. I depositi di ferro nell'organismo restano a livelli approssimativamente costanti in quanto all'apporto di ferro dalla dieta corrisponde una normale e graduale perdita di ferro (circa 1 mg/die negli uomini e 1,5 mg/die nelle donne mestruate), ad esempio mediante esfoliazione di cellule dalla cute e dal tratto gastrointestinale oppure tramite perdite di sangue.

MECCANISMI CHE REGOLANO L'OMEOSTASI DEL FERRO

Il corpo mantiene la normale omeostasi del ferro regolandone sia l'assorbimento attraverso la dieta che la sua distribuzione nell'organismo [1]. La distribuzione del ferro nel sangue viene generalmente realizzata mediante la transferrina. In presenza di un eccesso di ferro, la capacità legante della transferrina risulta compromessa e il ferro si lega a molecole più piccole e di basso peso molecolare, sotto forma di ferro non legato alla transferrina (NTBI). Il ferro labile plasmatico (LPI), un componente direttamente chelabile del ferro non legato alla transferrina, è altamente tossico in quanto può catalizzare la formazione di dannosi radicali liberi idrossilici. Si suppone che il ferro labile plasmatico sia il ferro che si accumula nelle cellule tramite un meccanismo non regolato, diverso da quello gestito dai recettori della transferrina. Questo contrasta con la captazione del ferro legato alla transferrina, che avviene secondo una modalità regolata tramite i recettori della transferrina.

Normale deposito e distribuzione del ferro

Adattato su licenza [2].

In condizioni normali di equilibrio, l'organismo acquisisce e perde ogni giorno 1-2 mg di ferro. Il ferro alimentare viene assorbito nel duodeno dagli enterociti e circola nel plasma, dove si lega alla transferrina e diventa disponibile per la captazione da parte di qualsiasi tessuto corporeo che esibisca recettori della transferrina. Il parenchima epatico è particolarmente ricco di recettori per la transferrina e immagazzina grandi quantità di ferro. La maggior parte del ferro circolante viene utilizzata dal midollo osseo per generare l'emoglobina per globuli rossi, mentre il 10-15% circa viene usato dalle fibre muscolari per generare mioglobina. I globuli rossi in circolo costituiscono generalmente il principale pool di deposito del ferro. Quando invecchiano, i globuli rossi vengono incorporati dai macrofagi reticoloendoteliali, che rendono disponibile il ferro per la ridistribuzione ad altri tessuti mediante la transferrina. Tracce di ferro vengono eliminate ogni giorno per desquamazione delle cellule mucose, esfoliazione delle cellule epiteliali e perdita di sangue. Dato che il corpo umano non ha sviluppato un meccanismo di eliminazione del ferro in eccesso, le alterazioni dell'equilibrio del ferro, come il sovraccarico e la carenza, fanno parte delle patologie più comuni nell'uomo.

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