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Bioquímica 2 Micronutrientes: ferro Metal abundante e essencial é limitante Complexo insolúveis óxido de ferro X óxido metálico O FERRO FÉRRICO (não-heme) não está tão disponível na natureza. Resumo Livro O ferro existe em um entre dois estados de oxidação: forma ferrosa (Fe²+) e forma férrica (Fe³+). O ferro tem papel central no metabolismo do oxigênio e no metabolismo energético. É um elemento essencial, mas também um poderoso agente tóxico. A maneira que encontramos o ferro corporal é em heme. Ferro-heme: constituinte essencial para o transporte de oxigênio na hemoglobina armazenamento de oxigênio na mioglobina transporte de elétrons para funcionamento de citocromo na respiração aeróbica cofator da óxido nítrico sintase e da guanilil ciclase. A segunda maior forma é em ferritina e hemossiderina, a forma de armazenamento de ferro. O metabolismo do ferro está sujeito a um alto grau de conservação. Não eliminamos o ferro em excesso, ele é estocado em ferritina para quando for necessário. Uma parte do ferro (20-25%mg) é renovada diariamente pela eritrofagocitose de hemácias senescentes, este ferro é capturado para reutilização na produção de novos eritrócitos. Fontes dietéticas É absorvido forma heme ou ferro não heme. O ferro heme tipicamente deriva da hemoglobina ou da mioglobina. Alimentos: carnes vermelhas, peixes e aves. Ferro não heme é encontrado em alimentos de origem vegetal, ele também é adicionado para enriquecimento e fortificação de alimentos como cereais. Quando temos pouco ferro armazenado, a absorção pela dieta aumenta, em condições de ferro alto a absorção é diminuída. Algumas substâncias podem atrapalhar na absorção de ferro, o ascorbato pode ajudar a reduzir o íon férrico aumentando a quantidade de íon ferroso mais biodisponível. Polifenóis e fitatos podem interferir na captação de ferro não heme. Cálcio bloqueia a captação tanto de ferro heme como do ferro não heme. Outros metais podem inibir a absorção do ferro não heme por compartilhar a mesma via de absorção (competição por via única), como o caso do chumbo que não só inibe como também desorganiza as etapas do metabolismo do ferro necessárias para a síntese de heme. Ingestões dietéticas recomendadas Homens adultos necessitam de 8mg de ferro/dia e durante os anos de idade fértil, as jovens e as mulheres necessitam de 18mg de ferro/dia. Grávidas necessitam de 27 mg/dia. Metabolismo de ferro Muitas proteínas estão envolvidas no transporte e regulação homeostática do ferro foram identificadas. O hormônio de regulação do ferro: hepcidina. Sua ação é comprada à insulina no metabolismo da glicose. Absorção intestinal de ferro O fato do corpo não eliminar o excedente de ferro, a desregulação da absorção intestinal de ferro que causa aumento da assimilação de ferro resultará em sobrecarga de ferro, por um lado. O ferro heme é absorvido com mais efetividade. Aparentemente esse processo parece não estar sujeito aos mesmo mecanismos regulatórios da captação do ferro não heme. Sendo assim, ferro heme e não heme são captados por mecanismos diferentes. Transportador putativo de heme chamado proteína transportadora de heme-1 (HCP1). A heme oxigenase pode liberar ferro e partir do heme que entra no enterócito absortivo intestinal para fazer parte do pool de ferro não heme recém absorvido que entra na célula. A captação do ferro não heme pelos enterócitos é mais conhecida. Mesmo sendo menos absorvido, o ferro não heme está presente em uma grande variedade de alimentos, mais comum na forma férrica (Fe³+). A redução em Fe²+ é a primeira etapa da assimilação intestinal do ferro não heme que é mediada pela ferriredutase da borda em escova. A enzima citocromo B duodenal (DciB) tem sido implicada nesse processo, DciB é regulado em resposta ao estado do ferro. Depois de reduzido à forma ferrosa (Fe2²+) a captação é mediada pelo DMT1, transportador de metal divalente-1. O pH ácido do lúmen intestinal porque o DMT1 é um transportador acoplado a próton, ele também é um transportador regulado pelo estado do ferro assim como DcitB. - Isoformas diferentes da proteína parecem ter função tecido-específica e localização subcelular. Mutações humanas em DMT1 estão associadas à anemia microcítica, consistente com sua função central na absorção de ferro da dieta. Fatores que influenciam a absorção de ferro: ● anemia ● taxa de ferro no indivíduo Apenas 1 ~ 2 mg de ferro é absorvido pela dieta. Formas de obter ferro: por ingestão e outra parte vem da degradação de eritrócitos. Enterócito O ferro começa a ser absorvido no duodeno proximal. Fe³+ é a forma mais estável do ferro. Macrofágo Regulação do ferro Ciclo da transferrina Transferrina: distribui ferro ligando-se aos receptores de superfície celulares. Dois receptores reconhecem a transferrina: transferrina-1 expressa em forma ubíqua. O receptor de transferrina-2, predominante no fígado, atua como sensor de ferro no metabolismo. Captação de ferro pelas células a partir do complexo de ligação transferrina-receptor começa com sua internalização por endocitose mediada por clatrina Termos Ferroso: Fe²+ Férrico: Fe³+ Ferritina: forma que o ferro é armazenado. Hemossiderina: uma forma de ferritina que armazena o excesso de ferro que não pode ser rapidamente mobilizado. Transferrina: transportador de ferro livre (Fe³+) DMT1: transportador de metal divalente-1 DcitB: enzima chamada citocromo B duodenal Ferroportina: exportador de ferro de membrana Ferrirredutase: DcitB PCBP1: proteína ligadora de poli(rC)-1 (distribui ferro a ferritina). Hepcidina: hormônio de regulação do ferro.