Chuyển hóa sắt – thiếu máu thiếu sắt

SƠ BỘ VỂ VAI TRÒ CỦA SẮT TRONG CƠ THỂ NGƯỜI

Sắt có vai trò quan trọng trong tổng hợp hemoglobin (huyết sắc tố) – là chất vận chuyển oxy cho các tế bào trong cơ thể. Hem – một trong hai thành phần chính của hemoglobin (hem và globin) được cấu tạo từ protoporphyrin và ion sắt hoá trị

hai (Fe²⁺).

Ngoài ra sắt còn tham gia vào thành phần một số men oxy hoá khử trong các tê bào và có trong myoglobin (là sắc tố hô hấp của cơ).

Do vậy thiếu hụt sắt trong cơ thể sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tổng hợp hemoglobin và gây thiếu máu do thiếu sắt. Ngoài ra thiếu sắt cũng làm ảnh hưởng đến hoạt động chuyển hoá của tế bào do thiếu hụt các men có chứa sắt.

Ngược lại sự quá tải sát trong cơ thể cũng gây những hậu quả nghiêm trọng do ứ đọng sắt ở các mô gáy rối loạn chức năng cốc mô và cơ quan đó.

PHÂN BỐ SẮT TRONG CƠ THỂ

Khoảng hai phần ba lượng sắt trong cơ thể chứa trong hemoglobin. Khoảng 30% sắt được dự trữ ở trong ferritin và hemosiderin trong hệ liên võng nội mô tại gan, lách, tuỷ xương. Còn lại một lượng sắt nhỏ có trong thành phần các men có chứa sắt (cytochrom, catalase, peroxydase), trong myoglobin của cơ và gắn với protein vận chuyển sắt là transíerrin. Do tỷ lệ khác nhau này mà khi cơ thể thiếu sắt trước tiên sẽ ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp hemoglobin và lượng sắt dự trữ còn sắt có trong các men của tê bào thường chỉ giảm trong cốc trường hợp thiếu sắt nặng.

HẤP THU SẮT

Trong thức ăn sắt ở dưới dạng ferric (Ke³⁺), sắt có thể ở dưới dạng vô cơ hoặc hữu cơ. Sắt có thể nằm dưới dạng hydroxyd hoặc liên hợp với protein. Hàm lượng sắt khốc nhau trong từng thức ăn nhưng nhìn chung các thức ăn từ thịt chứa nhiều sắt hơn cốc thức ăn thực vật, trứng hay sữa. Khẩu phần ăn hàng ngày trung bình có chứa khoảng 10- 15 mg sắt.

Chỉ có khoảng 5-10% sắt trong lượng sắt nói trên được cơ thể hấp thu (tỷ lệ này có thế tăng lên đến 20-30% trong trường hợp thiếu sắt hoặc tăng nhu cầu sử dụng sắt như ở phụ nữ có thai). Tỷ lệ này dao động từ khoảng dưới 5% với thức ăn thực vật đến 16-22% đối với thịt.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp thu sắt. cụ thể như sau:

Quá trình hấp thu sắt bắt đầu tại dạ dày nhưng chủ yếu diễn ra tại hành tá tràng và ở mức độ ít hơn tại đoạn đầu ruột non. Để có thể hấp thu được sắt phải chuyển từ dạng ferric (Fe³⁺) sang dạng ferrous (Fe²*). Pepsin tách sắt khỏi cốc hợp chất hữu cơ và chuyển thành dạng gắn với các acid amin hoặc đường. Acid chlohydric khử Fe³⁺ thành Fe²⁺ để dễ hấp thu. Vitamin C cũng có vai trò tương tự trong quá trình này. Sự kiểm soát quá trình hấp thu sắt và lượng sắt được hấp thu vào máu tĩnh mạch cửa phụ thuộc vào nhu cầu sắt của cơ thể và kho dự trữ sắt của cơ thể. Trong trường hợp thiếu sắt một lượng sắt lớn hơn được hấp thu qua riềm bàn chải vào tê bào niêm mạc ruột và vào máu đi về tĩnh mạch cửa. Ngược lại trong trường hợp cơ thể quá tải sắt lượng sắt được hấp thu vào tế bào niêm mạc ruột sẽ giảm đi. Một yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình hấp thu sắt là sự điều hoà hấp thu sắt ngay tại riềm bàn chải của ruột non. Lượng sắt được hấp thu thừa sẽ kết hợp với apoíerritin để hình thành ferritin nằm trong bào tương tế bào niêm mạc ruột. Ferritin này sẽ được thải vào lòng ruột khi tế bào biểu mô ruột bị bong ra.

Ngoại trừ một số ít trường hợp quá tải sắt nặng, sắt tự do không có trong huyết tương do sắt được gắn với transferrin ở máu tĩnh mạch cửa.

VẬN CHUYỂN SẮT

Sắt được vận chuyển bởi transferrin. Transferrin là một protein có trọng lượng phân tử 80000. Transferrin được tổng hợp tại gan và có nửa đời sống khoảng 8-10 ngày. 1 phân tử transferrin có thể gắn với 2 phân tử sắt. Sau khi sắt tách ra transíerrin tiếp tục gắn với những nguyên tử sắt mới. Bình thường có khoảng 1/3 transíerrin bão hoà sắt. Tỷ lệ này có thê thay đổi trong các bệnh lý thiếu hoặc quá tải sắt.

Transferrin chủ yếu lấy sắt từ các đại thực bào của hệ liên võng nội mô. Chỉ có một lượng nhỏ sắt được lấy từ sắt hấp thu qua đường tiêu hoá hàng ngày. Người ta thấy rằng các đại thực bào giải phóng sắt theo chu kỳ trong ngày với lượng sắt giải phóng cao nhất vào buổi sáng và thấp nhất vào buổi chiều. Do đó nồng độ sắt trong huyết tương cũng được thấy cao nhất vào buổi sống và thấp nhất vào buổi chiều.

Các nguyên hồng cầu lấy sắt cần thiết cho quá trình tổng hợp hemoglobin từ transferrin. Các nguyên hồng cầu rất giàu các receptor với transferrin. Ngoài ra một lượng nhỏ sắt cũng được chuyển đến các tê bào không phải hồng cầu (ví dụ để tổng hợp các men chứa sắt). Trong trường hợp quá tải sắt, lượng sắt trong huyết tương tăng lên và transíerrin bị bão hoà hết. Khi đó sắt được chuyển đến cốc tế bào ở nhu mô các cơ quan khác nhau như gan, tim, các tuyến nội tiết gây các biểu hiện bệnh lý do ứ đọng sắt.

DỰ TRỮ SẮT VÀ CHU TRÌNH CHUYỂN HOÁ SẮT HÀNG NGÀY

Dự trữ sắt

Bình thường các hồng cầu chết bị thực bào tại các tế bào đại thực bào của hệ liên võng nội mô. Một phần nhỏ sắt giải phóng ra từ sự phân huỷ hemoglobin sẽ đi vào huyết tương và phần lớn được dự trữ trong các đại thực bào dưới dạng ferritin và hemosiderin. Lượng dự trữ này nhiều hay ít tuỳ thuộc vào tình trạng và lượng sắt có trong cơ thể và nhu cầu của cơ thể.

Ferritin là một protein tan trong nước có trọng lượng phân tử 465000. vỏ protein khi chưa liên kết với sắt gọi là apoferritin. Sau khi apoferritin liên kết vối sắt tạo thành ferritin. Lượng sắt chứa trong ferritin chiếm khoảng 20% trọng lượng protein này. Mỗi phân tử apoferritin có thể liên kết với 4000-5000 nguyên tử sắt. Hemosiderin là một tổ hợp có chứa sắt không hoà tan trong nước. Lượng sắt trong thành phần hemosiderin có thể lên đến 37% trọng lượng của nó. sắt chứa trong ferritin và hemosiderin là sắt ở dạng hoá trị ba (dạng ferric). Muốn sử dụng được trong quá trình tổng hợp hemoglobin sắt cần được khử thành dạng hoá trị hai (dạng ferous). Quá trình khử này có sự tham gia của vitamin C.

Chu trình chuyển hoá sắt hàng ngày của cơ thể

Sau khi hồng cầu chết đi, sắt được chuyển từ hemoglobin sang đại thực bào (khoảng 20 mg/ngày). Sau đó transíerrin lấy sắt từ đại thực bào chuyển đến tuỷ xương cung cấp cho các nguyên hồng cầu tổng hợp hemoglobin mới (cũng khoảng 20mg/ngày). Lượng sắt mất đi hàng ngày là không đáng kể (vào khoảng 1mg/ngày) và được bù lại bằng lượng sắt hấp thu được trong thức ăn (khoảng 1mg/ngày được hấp thu). Sắt hấp thu từ thức ăn cũng được chuyển đến cốc nguyên hồng cầu bằng protein vận chuyển transferrin.