METABOLISMO DEL HIERRO Mg. DAVID LAZÓN M. Contenidos • Introducción • Metabolismo del hierro • Rol de la hepcidina en el metabolismo del hierro • Recomendaciones para el manejo de anemia desde los últimos avances. PREVALENCIA DE ANEMIA 2009-2015 Plan Nacional para la REDUCCIÓN Y CONTROL DE LA ANEMIA Materno Infantil y la Desnutrición Crónica Infantil en el Perú: 2017-2021 La presencia de anemia motiva mucha preocupación en todos los ámbitos y niveles de salud, ya que sus consecuencias repercuten negativamente en el desarrollo de niñas y niños a nivel cognitivo, motor, emocional y social. La anemia, entre los niños peruanos, ocurre en la etapa de mayor velocidad de crecimiento y diferenciación de células cerebrales, como son los primeros 24 meses de vida y la gestación. Estas etapas son de elevadas necesidades nutricionales para el crecimiento del feto y del niño pequeño. Esta situación ocasiona que la anemia en el Perú constituya un problema de salud pública severo, según la OMS. La deficiencia nutricional es muy frecuente en el mundo, especialmente entre niños y mujeres en edad fértil. Sus factores determinantes son múltiples y se presentan en diferentes etapas de vida del ser humano, aunque sus efectos permanecen en todo el ciclo de la vida. Se estima que a nivel mundial cerca del 50% de los casos de anemia puede atribuirse a la carencia de hierro, que es el caso del Perú EL METABOLISMO DEL HIERRO El metabolismo humano del hierro es el conjunto de reacciones químicas que mantienen la homeostasis humana del hierro tanto a nivel sistémico como celular. El hierro es un oligoelemento esencial para asegurar la supervivencia de casi todos los organismos vivientes. Su participación en los grupos hemo y las proteínas hierro-azufre lo involucra en funciones muy diversas al tiempo que fundamentales: transporte de oxígeno, replicación de ADN, metabolismo energético y respiración celular. El hierro es un bioelemento necesario, pero potencialmente tóxico, dada su facilidad para intercambiar electrones con diversos sustratos originando especies reactivas de oxígeno. Genera estrés oxidativo, peroxidacion lipídica y daño del ADN lo que finalmente puede concluir en una muerte celular anticipada. En hematología se estudia el metabolismo sistémico del hierro porque es esencial para los glóbulos rojos, donde se contiene la mayor parte del hierro del cuerpo humano. La comprensión del metabolismo del hierro también es importante para el estudio de las enfermedades relacionadas con su exceso (por ejemplo, la hemocromatosis hereditaria) o su deficiencia (anemia por deficiencia de hierro). EL HIERRO ES ESENCIAL • El Hierro es un metal esencial para la células • Es importante en: Síntesis de DNA Transporte de oxígeno Respiración Paradoja del hierro: NUTRIENTE MÁS TÓXICO El Hierro es potencialmente tóxico en ambientes donde abunda el O2. La concentración de hierro intracelular debe estar controlada. la reacción de Fenton: Origen de la toxicidad del Fe: Fe (II) + H2O2 ----> Fe (III) + OH - + .OH El hierro “libre” intracelular se estrés oxidativo ¡Dos veces más potente que la lejía ! relaciona directamente con el y sus consecuencias patológicas. Los seres de vida aerobia disponen de mecanismos del estrés oxidativo. que atenúan efectos Esencialidad vs Toxicidad TRANSPORTE DE OXIGENO Hb, Mb Catalasa Peroxidasa Hidrolasa ALTA REACTIVIDAD CAPACIDAD PARA CAPTAR e* -OH-, -COOH, NH2, -SH [Fe] [Fe] ALTA TOXICIDAD Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH° + OHFe3+ + NADH Fe2+ + [NADH°+] ANEMIA PROTEINA ENZIMAS. Fe-S TRANSFERENCIA DE e* Citocromos HOMEOSTASIA DEL HIERRO Balance coordinado entre absorción, reciclaje y movilización HEMOCROMATOSIS Balance de hierro • El contenido corporal de hierro se regula mediante la ABSORCIÓN. • No existe mecanismo de excreción. • Mecanismos complejos y finamente regulados para conservar el hierro en el cuerpo METABOLISMO DEL HIERRO DISTRIBUCIÓN DEL HIERRO Hierro funcional Hierro de almacenamiento Hierro de transporte HEMOGLOBINA/MIOGLOBINA (70%) 2000 mg Fe FERRITINA/HEMOSIDERINA (27%) 1000 mg Fe TRANSFERRINA (<1%) 3 mg Fe Metabolismo del hierro ferroportina Destrucción de los eritrocitos 1/5 ABSORCIÓN DE HIERRO Citocromo duodenal b movilferrina paraferritina Proteína portadora de hemo 1 HEMOXIGENAS A Ferroportina Efaestina ROL DE LA HEPCIDINA HEPCIDINA • La hepcidina (HEPC) es una hormona peptidica de origen hepático con propiedades antimicrobianas (hepcidin: hepatic bactericidal protein), que actúa como regulador de la homeostasia del hierro HEPCIDINA Regulador negativo de la absorción del hierro en el intestino delgado y de su liberación por los macrófagos. HEPCIDINA HEPCIDINA Hierro disponible Hierro disponible Anemia Hemocromatosis HEPCIDINA Su expresión es regulada por Proteina morfogenetica osea (BMP) Los factores de eritrocitos Niveles del Hierro Inflamacion Ferroportina Ferroportina Consecuencias de la deficiencia de hierro Necesidades de hierro según ingesta de energía • Los niños requieren una alimentación más densa en hierro comparado con los adultos RECOMENDACIONES • El mecanismo de absorción de hierro esta regulado por un sistema sensible a la cantidad de hierro corporal y la inflamación. • Los tipos de hierro Heme y No heme tienen distintas vías de absorción. • La absorción del hierro No heme mejora con la vitamina C y se reduce con la presencia de inhibidores. • Se debe consumir el hierro No heme ½ hora antes de las comidas o 2 horas después. • Es necesario monitorear el resultado de los pacientes con tratamiento de anemia, para detectar los casos de anemia refractaria. LOCALIZACION DEL HIERRO • HEMOGLOBINA: 70 % del hierro en el organismo forma parte de la Hemoglobina. Conformada por 4 globinas y 4 grupos hemo. • MIOGLOBINA: Capta el oxígeno utilizado para el proceso de glucolisis con el fin de obtener energía. • CITOCROMOS: Globina + Grupo hemo. Localizados principalmente en las mitocondrias, intervienen en el intercambio de electrones. • ENZIMAS: Contienen hierro en forma de grupos hemo. Ejm: Peroxidasas, Catalasas. El Hierro que no es utilizado se almacena fundamentalmente en el hígado (60%) en el sistema mononuclear fagocítico (SMF) y en el músculo, el otro 40%. Hierro de deposito se encuentra unido a proteínas formando ferritina y hemosiderina • FERRITINA: Proteína soluble. Almacena hierro en la célula. Apoferritina es su parte proteica. 95% de hierro hepático se encuentra unido a ella. • HEMOSIDERINA: Proteína insoluble. Utilizada cuando la apoferritina no puede contener mas hierro, esta misma se une a otra proteína y forman hemosiderina. Precipitado observado en forma de gránulos con la tinción de Perls (cuerpos de Pappernheimer). PARAMETROS HABITUALES EN EL ESTUDIO DEL METABOLISMO DEL HIERRO Parámetros establecidos para determinar patologías subyacentes relacionados con el metabolismo del hierro. Información sobre: Déficit nutricional del hierro: Sideremia, CTFH y Porcentaje de saturación de la transferrina. Depósitos: Ferritina y Tinción de Perls SIDEREMIA Métodos colorimétricos. Separación del hierro de la transferrina y posteriormente hacerlo reaccionar con una sustancia cromogénica. La intensidad del color obtenido se mide fotométricamente. Valores de referencia: Hombres: 90um/100ml – 140um/100ml Mujeres: 80um/100ml – 120um/100ml Valores aumentados: Valores disminuidos: Hiposideremia • • • • • • Anemia ferropénica • Síndromes inflamatorios crónicos • Procesos neoplásicos avanzados Sobrecarga de hierro Hematocromatosis idiopática Anemias sideroblásticas Anemias hemolíticas Hepatopatías agudas o crónicas CAPACIDAD TOTAL DE FIJACION DEL HIERRO (CFTH) Condiciones normales 1/3 de la ferritina esta saturada. Casi todo el hierro circulante en el plasma se encuentra unido a la transferrina. Valores de referencia: 250 – 400um/100ml, correlacionado con una sideremia normal. Valores aumentados: Valores disminuidos: • Déficit de hierro • Anemia ferropénica • Hepatopatías agudas • Sobrecarga de hierro • Síndrome nefrótico (perdida de transferrina) PORCENTAJE DE SATURACIÓN DE LA TRANSFERRINA 𝑆𝑖𝑑𝑒𝑟𝑒𝑚𝑖𝑎 % 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = × 100 𝐶𝑇𝐹𝐻 Valores de referencia: 25 – 40% Valores aumentados: Valores disminuidos: • Sobrecarga de hierro • Disminución en la formación de eritrocitos por déficit de vitamina B • Síndrome nefrótico • Anemia ferropénica • Algunas infecciones FERRITINEMIA Ferritina en suero. Ferritina compuesto hidrosoluble conformado por hierro unido a apoferritina. Constituido como depósito de hierro en el hígado, medula ósea y bazo. La determinación de la ferritinemia permite conocer el nivel en las reservas de hierro del organismo. Su medición es realizado mediante técnicas inmunológicas como ELISA o quimioluminiscencia. Valores de referencia: Hombres: 32ug/l – 350ug/l Mujeres: 13ug/l – 150ug/l Valores aumentados: Valores disminuidos: • Sobrecarga férrica • Procesos inflamatorios crónicos y neoplásicos. • Anemia ferropénica TINCIÓN DE PERLS (Azul de Prusia) Tinción citoquímica que pone en manifiesto la presencia de hemosiderina con los cuerpos de Papperheimer en el citoplasma de cualquier tipo celular. Utilizado principalmente en el frotis medular para la determinación de hierro no hemínico en las células del sistema mononuclear fagocítico (SMF) y en eritoblastos (sideroblastos: 30 – 60% de eritoblastos en medula). En condiciones normales estos contienen de uno a cuatro gránulos.
