Raua saatus inimkehas ja heemi metabolism.

1. Raua saatus inimkehas ja heemi metabolism. Irina Sherstiuk HA II kursus, I rühm

2. Raud esineb inimkehas: heemproteiinide heemis: heemproteiinid on hemoglobiin – Hb, müoglobiin – Mb, tsütokroomid – cyt, katalaas – CAT jt; mitteheemsetes valkudes: transferrin, ferritiin, Fe-väävel valkud jt. 70kg kaaluv organism sisaldab ~ 3,5- 4g rauda Hb-s on 2,5g rauda Raud esineb inimkehas kahes oksüdatsiooniastmes Fe2+ (happeline keskkond) ja Fe3+ (neutraalne, aluseline keskkond) Raua üleminek ferro- ja ferri- vormide vahel on molekulaaraluseks paljude rauda sisaldavate valkude biorollidele. Ainult seotud kujul on raud inimkehas bioloogiliselt kahjutu ja hädavajalik biofunktsioonideks. Raud on heemi funktsionaaltsentriks, võimaldab siduda O2 ja transportida seda kudedesse.

3. Raud on tugev pro-oksüdant; vabana ta oksüdeerub koheselt raskesti lahustuvateks anorgaanilisteks toksilisteks produktideks kahjustades biomolekule. Raua preparaatide kestev tarbimine võib põhjustada inimkeha biomolekulide ohtlikke oksükahjustusi.

4. Raua imendumine ja omastamine Päevas ~ 1 mg rauda, verejooks, pre-menopaus +0,5 mg rauda Toit sisaldab heemirauda ja mitte-heemset rauda. Heemiraua võtmine soolevalendikust on retseptor-vahendatud, kogu toidurauast – 10...15% Mitte-heemse raua imendumist soodustavad fosfor, vask ja koobalt, pärsivad aga ülemäärane kaltsium ja tsink. Toidu termiline töötlus lõhub raudasiduvaid komplekse ja rauda kättesaadavus seedekulglast suureneb. Mitte-heemse raua osa toidurauast on 85...90%, vaid 5...8% sellest imendub, kuid aneemiliste seisundite puhul see on üle kahe korra suurem. Vitamiin C koos vaba rauaga käituvad soolevalendikus võimsa oksüdatiivse stressorina, mis kahjustab mikrohattusid.

5. Raua põhiline imendumine toimub duodeenumis. Raud imendub heemina. Kahevalentne raud seostub DMT1-ga ( divalentne metall-transporter). DMT1-ga seotud ferrireduktaas taandab kolmevalentse raua kahevalentseks. Mukoosrakku võetud heem lõhustatakse heemi oksügenaasi toimel ja seostub apoferritiiniga. Mitte-heemne raud seostub apoferritiiniga ja transporditakse ferroportiin 1 abil vere transferriinile. Vere transferriin-seotud raud on kättesaadav keharakkudele.

6. Raua transport veres ja salvestamine rakkudes Raua transpordivorm on plasma transferriin (TrF) TrF on negatiivne ägeda-faasi valk – tema hulk väheneb põletiku puhul. Seerumi totaalne rauasidumisvõime: pahaloomuliste haiguste puhul on vere rauasidumisvõime vähenenud ja seerumis võib leida vaba rauda Retseptor-TrF kompleks. Selle võetakse endotsütoositeel rakku; endotsütoossetes vesiikulites on happeline keskkond→raua aatomid dissotsieeruvad TrF-lt ja seostuvad nii apoferritiiniga. Raua põhidepoo on luuüdi, maks ja põrn, rauda salvestatakse skeletilihastes, südamelihases ja mujal.Peamine raua salvestaja on ferritiin

7. Seerumi ferritiin on ägeda-faasi valk, tema hulk suureneb ägedate ja krooniliste põletike, nekroosi, müokardiinfarkti, pahaloomuliste kasvajate korral, ilma et rauadepood kasvaksid. (põhjus- ferritiini süntees kasvarakkude poolt) Raua kasutamise/salvestamise molekulaar-regulatsioonis osalevad tsütoplasma raud-regulaatorvalgud IRP1 ja IRP2, apoferritiini mRNA ja TrF retseptorite mRNA spetsalad. Madala raua taseme puhul rakkudes IRPs aktiveeruvad ja seostuvad TrF retseptori m RNA ja apoferritiini mRNA IRE-ga. Kõrge rauataseme puhul IRP-d ei seostu IRE-ga ja raud kasutub rohkem salvestamiseks.

8. Raua väljumine inimkehast Ööpäevas väljub inimkehast 1mg rauda. Raua väljumine on oma aja äraelanud rakkude apoptoosist tingitud raua kadu→ mukoosarakkude uuenemine. Osa rauda kaob epidermiserakkude lõhustumisega, osa eemalduvate juustega.

9. Raua defitsiit ja liigsus – kliiniliselt tähtsad probleemid Raud-defitsiit aneemia. Põhjused: Pika-ajaline toiduraua defitsiit: kestvalt ainult vegetaarne toit Kroonilised verekaotused: menstruatsioon, kasvajad Akuutne oluline verekaotus: sünnitus, suured vigastused Vajaduse füsioloogiline suurenemine: rasedus, kiire kasvuperiood Tunnused: Väsimus, kahvatus, mikrotsüütne hüpokroomne aneemia, seerumi TrF on üle normi Talasseemia puhul on rauapreparaatide kasutamine vastunäidustatud, mistahes anormaalne raua kuhjumine on potentsiaalselt väga ohtlik, kui raud vabaneb töötab ta võimsa prooksüdandina.

10. Tõsine raua liigsus on oluline järgmiste haiguste patogeneesis: Diabeet, maksa tsirroos, kardiomüopaatia, ateroskleroos, neurodegeneratsioon Hemokromatoos – raua kuhjumine, mis põhjustab koekahjustusi, maksa, pankrease, südame, hüpofüüüsi düsfunktsiooni. Rauapreparaatide kestev liigmanustamine ja kestev alkoholiga liialdamine soodustavad hemokromatoosi teket.

11. Inimkeha rakkudes vajatav heem sünteesitakse de novo, sest toidu heemproteiinid hüdrolüüsuvad seedekulglas valguks ja pigmendiks. Heem sünteesitakse peamiselt luuüdis ja maksas, ööpäevas 320...360 mg. Mitokondrite puudumise tõttu küpsed erütrotsüüdid heemi ei sünteesi. Esimene reaktsioon ja kolm viimast reaktsiooni toimuvad mitokondrites, teised tsütoplasmas. Heemi sünteesi kogukiirust reguleeritakse ALA süntaasi tasemel heemi toimel. Heemi piisavusel pärsib ta ALA süntaasi sünteesi. Kui heemi tase on madal, siis ALA süntaasi süntees on kiireneb ja heemi teke kasvab. ALA süntaasi tööd pärsib vitamiin B6 defitsiit, kuna koensüümina vajatakse PLP.

12. Porfüüriad ...haiguste grupp, mille põhjuseks on pärilik heemi sünteesi ühe/ mitme ensüümi osaline defitsiit. Biokeemiliselt – porfüriinide kuhjumine, kliiniliselt – naha probleemid. ...hepaatilised ja erütropoeetilised. ....ravivõtete hulka võivad kuuluda Glc manustamine, hematiini intravenoosne manustamine, maksa transplantatsioon. Naha-hilisporfüüria (levinuim) – maksa uroporfürinogeeni dekarboksülaasi aktiivsuse osaline pärilik või mittepärilik langus; naha kõrge fotosensitiivsus, päikesevalgus tekitab naha punetuse ja villikesi, hilisnähtudena arme ja tumenemise Pärilik koproporfüüria (hepaatiline, harv)- pärilik maksa koproporfürinogeeni oksüdaasi defitsiit; akuutsed abdominaalsed valud ja neuropsühhiaatrilised vaevused

13. Heemi katabolism ja kollatõbi Heemi lõhustumine toimub peamiselt põrna ja maksa makrofaagides, ööpäevas lõhustatakse 300...400 mg heemi. Bilirubiini saatust kontrollib maks. Päevas tekib ~ 250...350 mg bilirubiini. Vesilahustumatu bilirubiin seostub mittekovalentselt verealbumiiniga ja viiakse maksa. Bilirubiin-diglükuroniid- vesilahustuv, kahjutu bilirubiini vorm, saab transportida sapijuhakestesse, ühissapijuha kaudu peensoolde, niudesoolde, jämesoolde Bilirubiini liigsus veres põhjustab kollatõbi.Selle põhisümptomiks on silmavalgete ja naha kollane värvus. Kollatõbi kujuneb siis, kui bilirubiini teke ületab tema väljutusvõime maksa ja sapiteede poolt Põhjused: bilirubiini teke on kasvanud,tema konjugatsioon või sekretsioonimehhanism on häiritud ( uriin on tume, esineb iiveldust ja anoreksiat)

14. sapi sekretsioon on häiritud ( esineb iiveldust ja alakõhuvalu) Neonataalne kollatõbi – vastsündinul võib esimestel päevadel olla seerumi bilirubiini tase kõrge, sest bilirubiini metaboliseerivad süsteemid on arenguaeglased.