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Fisiologia e Metabolismo do Ferro Dr. Kleber Yotsumoto Fertrin Médico Hematologista Hemocentro – UNICAMP fertrin@unicamp.br Introdução • O ferro é um elemento fundamental em muitos processos biológicos; • A compreensão de sua fisiologia é fundamental para o entendimento dos disturbios desse metal; • Deficiência de ferro ainda é um dos principais problemas de saúde na nossa população; • Sobrecarga de ferro é uma condição cada vez mais reconhecida na prática clínica. Objetivos Ao final dessa aula, você deverá ser capaz de: • Descrever como o ferro é obtido pelo corpo humano; • Compreender os mecanismos que influenciam a regulação da absorção dos níveis de ferro corporal. Agenda • O elemento químico ferro • Ferro no corpo humano • Metabolismo do ferro • Regulação do metabolismo do ferro Por que o ferro é importante? Os elementos químicos de acordo com sua abundância relativa Fe2+ Fe3+ ferroso férrico Propriedade fundamental do ferro Distúrbios do metabolismo do ferro • Falta de ferro – Anemia ferropriva • Perda > Absorção • Sobrecarga de ferro – Hemocromatoses • Primária • Secundária – Transfusão sanguínea Tipos de hemocromatose primária Tipo Herança Gene Forma 1 HAR HFE Adulta 2a HAR HJV (hemojuvelina) Juvenil 2b HAR HAMP (hepcidina) Juvenil 3 HAR TFR2 Adulta 4 HAD SLC40A1 (ferroportina) Adulta ou reticuloendotelial Ferro da dieta DUODENO Absorção 1-2mg/dia Transferrina plasmática Metabolismo normal do ferro Qual dieta? Como obtemos ferro da dieta? Ganhando ferro pela dieta… Fe2+ Fe2+ Fe3+ Enterócito DMT1 FERROPORTINA Transferrina Fe3+ DCYTB HEFESTINA Ferro da dieta DUODENO FÍGADO SISTEMA FAGOCÍTICO-MONONUCLEAR 1000mg Fe 600mg Fe 1800mg Fe Absorção 1-2mg/dia 3mg Fe Transferrina plasmática HEMÁCIAS PERDAS 1-2mg Fe MEDULA ÓSSEA 300mg Fe Metabolismo normal do ferro Fe Sistema Retículo-endotelial Ferroportina Transferrina Fe Fe Reciclando ferro… Como perdemos ferro? Mamíferos NÃO DISPÕEM de mecanismos de excreção de ferro Perda de ferro • Sangramento – Menstrual – Doação de sangue – Patológico • Descamação epitelial intestinal Reguladores da absorção do ferro 1. Regulador do estoque de ferro 2. Regulador eritropoético 3. Regulador da hipóxia 4. Regulador inflamatório Quem controla a absorção de ferro? HEPCIDINA • Peptídeo antimicrobiano urinário • Principal local de síntese: fígado • Mutações raras sobrecarga de ferro (forma juvenil de hemocromatose hereditária) Nicolas et al. J Clin Invest. 2002 Oct;110(7):1037-44 Nicolas et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Jul 17;98(15):8780-5 DTHFPICIFCCGCCHRSKCGMCCKT Nemeth E & Ganz T. Annu Rev Nutr 2006. 26:323–42 MALSSQIWAACLLLLLLLASLTSGSVFPQQTGQLAELQPQDRAGARASWMPMFQRRRRRDTHFPICIFCCGCCHRSKCGMCCKT DTHFPICIFCCGCCHRSKCGMCCKT peptídeo sinalizador pro-região peptídeo maduro gene HAMP (Hepatic Anti Microbial Peptide) Hepcidina pro-hepcidina Fe Fe Fe Fe Ferroportina Hepcidina Mecanismo de ação da hepcidina Fe Fe Fe Jak2 P P P P Fe Fe Fe Fe Fe Fe Fe SISTEMA FAGOCÍTICO-MONONUCLEAR dieta DUODENO FÍGADO Absorção Transferrina plasmática HEMÁCIAS PERDAS MEDULA ÓSSEA Hepcidina ANEMIA DE DOENÇA CRÔNICA dieta FÍGADO Absorção HEMÁCIAS PERDAS MEDULA ÓSSEA Hepcidina SISTEMA FAGOCÍTICO-MONONUCLEAR DUODENO NTBI (ferro não- ligado à transferrina) Fe Fe Fe SOBRECARGA DE FERRO Regulação da expressão da hepcidina hepática BMP-R SMAD 1/5/8 SMAD4 HAMP Fe TfR HJV HFE + IL-6 gp80 STAT3 TLR4 LPS gp130 + + GDF15 SMAD ? TGF-R? BMP - Regulação da hepcidina hepática Diminuem hepcidina • Ferro baixo – Anemia ferropriva • Eritropoese ineficaz – GDF15 – EPO Aumentam hepcidina • Ferro alto – Transfusão – Ferro parenteral – BMP (via SMAD4) • Inflamação – IL-6 (via STAT3) – LPS (via TLR4) Resumo • O ferro é um metal cuja concentração deve ser controlada pelo corpo humano; • É fundamental o controle de sua absorção porque não há mecanismos de excreção; • A hepcidina é o principal regulador da absorção do ferro; • Níveis corporais de ferro, atividade eritropoética e inflamação são os principais fatores que influenciam a produção de hepcidina. Referências bibliográficas 1. Andrews NC. Disorders of iron metabolism. N Engl J Med 1999; 341:1986-1995. 2. Hentze MW, Muckenthaler MU, Andrews NC. Balancing acts: molecular control of mammalian iron metabolism. Cell 2004; 117(3):285-297. 3. Nemeth E, Ganz T. Regulation of iron metabolism by hepcidin. Annu Rev Nutr 2006;26:323-342. 4. Finberg KE. Unraveling mechanisms regulating systemic iron homeostasis. Hematology Am Soc Hematol Educ Program. 2011;2011:532-7 5. Camaschella C, Silvestri L. Molecular mechanisms regulating hepcidin revealed by hepcidin disorders. ScientificWorldJournal 2011; 11:1357-66.
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