From Wikipedia, the free encyclopedia
Metabolizam gvožđa kod čoveka je set hemijskih reakcija koje održavaju ljudsku homeostazu gvožđa na sistemskom i ćelijskom nivou. Gvožđe je neophodno telu, ali je isto tako potencijalno toksično, i kontrolisanje nivoa gvožđa u telu je od kritične važnosti za mnoge aspekte ljudskog zdravlja i sprečavanje bolesti. Hematolozi imaju poseban interest u sistemski metabolizam gvožđa jer je ono esencijalno za crvena krvna zrnca, u kojima je najveći deo gvožđa u ljudskom telu sadržan. Razumevanje metabolizma gvožđa je isto tako važno za razumevanje bolesti usled prezasićenosti gvožđem, kao što je nasledna hemohromatoza, i deficijencije gvožđa, kao što je anemija deficijencije gvožđa.
Gvožđe je esencijalni bioelement za većinu formi života, od bakterija do sisara. Njegov značaj leži u njegovoj sposobnosti da posreduje transfer elektrona. U svom fero stanju, gvožđe deluje kao donor elektrona, dok u feri stanju deluje kao akceptor. Stoga, gvožđe ima vitalnu ulogu u katalizi enzimatskih reakcija u kojima dolazi do elektronskog transfera (redukciji i oksidaciji, redoks). Proteini mogu da sadrže gvožđe kao deo različitih kofaktora, kao što su gvožđe sumporni klasteri () i hem grupe, koji se formiraju u mitohondrijama.
Ljudskim ćelijama je neophodno gvožđe da bi mogle da dobijaju energiju u vidu ATP molekula u višestepnom procesu poznatom kao ćelijska respiracija, specifičnije iz oksidativne fosforilacije u mitohondrijskim kristama. Gvožđe je prisutno u gvozdeno-sumpornim klusterima i hem grupama u proteinima lanca transporta elektrona koji generišu protonski gradijent čime se omogućava ATP sintazi da sintetiše ATP (hemiosmoza).
Hem grupe su deo hemoglobina, proteina prisutnog u crvenim krvnim zrncima koji učestvuje u transportu kiseonika od pluća do tkiva. Hem grupe su isto tako prisutne u mioglobinu kojim se skladiđti i difuzno prenosi kiseonik u mišićnim ćelijama.
Ljudskom telu je neophodno gvožđe za transport kiseonika. Kiseonik (O2) je potreban radi funkcionisanja i opstanka skoro svih ćelijskih tipova. Kiseonik se transportuje iz pluća do ostatka tela vezan za hem grupu hemoglobina u eritrocitima. U mišićnim ćelijama, gvožđe je vezano u mioglobinu, koji reguliše njegovo oslobađanje.
Gvožđe je isto tako potencijalno toksično. Njegova sposobnost da donira i prima elektrone znači da ono može da katalizuje konverziju vodonik peroksida u slobodne radikale. Slobodni radikali mogu da naprave štetu u raznim ćelijskim struktura, i ultimatno da dovedu do smrti ćelije.[1]
Gvožđe vezano za proteine ili kofaktore kao što je hem je bezbedno. Takođe, virtualno ne postoje potpuno slobodni joni gvožđa u ćeliji, pošto oni s lakoćom formiraju komplekse sa organskim molekulima. Međutim, deo intraćelijskih jona je vezan u niskoafinitetnim kompleksima, i naziva se labilnim gvožđem ili „slobodnim” gvožem. Gvožđe u takvim kompleksima može da urokuje štetu kao što je gore opisano.[2]
Da bi se sprečila takva vrsta štete, sve životne forme koje koriste gvožđe vezuju atome gvožđa za proteine. Ovo vezivanje omogućava ćelijama da koriste gvožđe uz istovremeno ograničavanje njegove sposobnosti da nanosi povrede.[1][3] Tipično su intraćelijske koncentracije labilnog gvožđa kod bakterija na nivou od 10-20 mikromola,[4] mada one mogu da budu deset puta veće u anaerobnom okruženju,[5] gde su slobodni radikali i reaktivne kiseonične vrste ređe. U ćelijama sisara, koncentracije intraćelijskog labilnog gvožđa su tipično manje od 1 mikromola, što je manje od 5 procenata ukupnog ćelijskog gvožđa.[2]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.