Il laboratorio nel metabolismo marziale

Presentazione sul tema: "Il laboratorio nel metabolismo marziale"— Transcript della presentazione:

1 Il laboratorio nel metabolismo marziale

2 Il ferro È un oligoelemento essenziale per la vita di tutti gli organismi È un costituente obbligato di numerose ferroproteine e di alcuni sistemi metabolici Emoglobina e mioglobina (trasporto dell’O2 nel sangue e nel tessuto muscolare) Citocromi, NAD deidrogenasi, deidrogenasi flavoproteiche (trasporto di elettroni) Catalasi, lattoperossidasi (demolizione dei perossidi) Il ferro è inoltre presente in alcune proteine (di cui parleremo tra breve) deputate proprio a regolare il metabolismo del ferro e il suo deposito negli specifici organi, come la transferrina, lattoferrina, ferritina, emosiderina (assorbimento, trasporto e deposito di ferro nell’organismo). Transferrina, lattoferrina, ferritina, emosiderina (assorbimento, trasporto e deposito di ferro nell’organismo)

3 Ferro sierico In un individuo adulto sono presenti 4-5 g di ferro, distribuiti sotto forma di: Fe emoglobinico (50-70%) Fe tessutale (di deposito): fegato, milza, muscolo, midollo (15-30%) Fe mioglobinico (3-5%) Fe degli enzimi: coenzima di perossidasi, catalasi, citocromi (0,2%) Fe di trasporto: transferrina (0,1%) Gli stati di ossidazione più comuni del ferro sierico comprendono: •il ferro(II), che dà composti di Fe2+ (ferro ferroso-ridotto) •il ferro(III), che dà composti di Fe3+ (ferro ferrico-ossidato)

4 Biodisponibilità del ferro
Tra le migliori fonti alimentari di ferro si annoverano la carne, il pesce, i fagioli e i ceci. Contrariamente a quanto generalmente ritenuto, gli spinaci non sono tra i cibi più ricchi di ferro ed anzi sono tra i vegetali che, se assunti in congiunzione con alimenti ricchi di ferro, ne diminuiscono la biodisponibilità. I livelli di assunzione giornaliera raccomandati (LARN) sono: 10 mg/die per gli uomini dai 18 ai 60 •10 mg/die alle donne over 50 •12 mg/die per adolescenti maschi e femmine •18 mg/die per donne dai 14 ai 50 30 mg/die nelle gestanti

5 ASSORBIMENTO DEL FERRO ALIMENTARE diversa biodisponibilità
Il Ferro è presente nella carne, nei vegetali, nelle uova diversa biodisponibilità - VEGETALI - PESCE - UOVA - CARNE 10 % circa 15 % circa 30 % circa

6 Assorbimento del ferro
La quantità di Ferro nell’organismo viene controllata attraverso il controllo del suo assorbimento In condizioni fisiologiche, il ferro alimentare è assorbito, in proporzione al fabbisogno, nel duodeno. Del ferro introdotto con la dieta: circa un 20 % è assorbito come Fe legato al gruppo eme (non è influente lo stato di ossidazione) il restante 80 % è assorbito come ferro non emico, che deve essere necessariamente nella forma ridotta. La riduzione avviene facilmente a pH acido, quindi nello stomaco o in presenza di sostanze riducenti Duodeno:uno tre segmenti in cui si suddivide l’intestino tenue

7 Il metabolismo del ferro
1 2 3 4 5 6 7 Il ferro ferrico (Fe3+) della dieta è ridotto (2) a ione ferroso (Fe2+), e quindi assorbito dall’enterocita, dove può essere ossidato e depositato nella ferritina (3) opp. passa nel plasma dove è ossidato e legato alla transferrina, Tf (4); (5) il ferro è incorporato in proteine e tessuti, ma (6) la maggior parte è utilizzata per la sintesi di Hb, dove il ferro ferrico è ridotto a ferroso durante la sintesi dell’eme; (7) con la degradazione dell’emoglobina, il ferro è liberato nel plasma opp. è depositato nella ferritina.

8 Il ciclo del ferro 1 2 3 4 Il ferro nel plasma è legato alla transferrina, che è una proteina deputata al trasporto del ferro sintetizzata dal fegato la maggior parte del ferro è utilizzata per la sintesi dell’emoglobina gli eritrociti maturi sono fagocitati dai macrofagi, e l’emoglobina è degradata il ferro rilasciato è immesso nel plasma oppure è depositato nei macrofagi (complesso ferritina/emosiderina)

9 La distribuzione del ferro nell’organismo
La distribuzione degli ioni ferro nelle cellule e nei fluidi corporei è regolata in maniera molto rigorosa Nelle cellule e nei fluidi corporei il ferro non è mai libero, ma legato a specifiche proteine: - di deposito (ferritina ed emosiderina) - di trasporto (transferrina, lattoferrina, aptoglobina)

10 Ferro + Apoferritina = Ferritina
Il Ferro di deposito Il Ferro si accumula sotto forma di ferritina (solubile) ed emosiderina (insolubile) Nelle cellule della mucosa intestinale, il ferro viene legato alla apoferritina l'apoferritina, capta il Fe++(ferroso) e lo ossida affinché venga depositato come Fe+++(ferrico) Ferro + Apoferritina = Ferritina

11 La ferritina La ferritina è una proteina globulare che si trova principalmente nel fegato, nella milza, nel midollo osseo e nei tessuti scheletrici può contenere fino a circa 4500 ioni di ferro (in stato di ossidazione Fe3+) in una struttura composta da 24 identiche subunità svolge la funzione di riserva organica del ferro a livello epatico (intracellulare) Il ferro si deposita nel “core” centrale vuoto

12 L’emosiderina L'emosiderina è una proteina di deposito del ferro presente nei macrofagi del fegato e del midollo osseo. circa il 33% del ferro è depositato nella emosiderina Il ferro dell’emosiderina è più difficile da metabolizzare rispetto a quello contenuto nella ferritina, poichè l'emosiderina, costituita dal prodotto della condensazione di molecole di ferritina, proteine, lipidi, acido sialico, e porfirine, è difficilmente aggredibile dagli enzimi proteolitici Nei tessuti, si presenta come un pigmento giallo o rossastro, amorfo o leggermente granulare.

13 Il trasporto del ferro Dal fegato, a seconda delle necessità dell'organismo, il ferro è: liberato e ossidato per raggiungere il circolo sanguigno; dove viene nuovamente ridotto e si lega alla transferrina e alla lattoferrina 2) quindi è trasportato ai vari organi, ad esempio: al tessuto muscolare, per la sintesi della mioglobina al midollo osseo per la sintesi dell'emoglobina

14 Transferrina mg/dl è una -globulina con funzione di trasporto del ferro ai compartimenti di deposito e al midollo È sintetizzata nel fegato e in piccole quantità nel tessuto linfoide, nella ghiandola mammaria, nelle ovaie e nei testicoli. È presente nel plasma in forma libera (2/3) ed in forma legata (1/3). È costituita da un’unica catena polipeptidica che presenta due siti di legame per il ferro In condizioni fisiologiche la transferrina viene saturata per il 30% circa

15 Cessione del ferro tramite la transferrina
Circa l’80% degli scambi avviene tra midollo osseo e macrofagi La transferrina prodotta dal fegato trasporta il ferro assorbito dall'intestino e il ferro rilasciato dai macrofagi per portarlo a tutti i tessuti, ma in particolare al midollo osseo, sede di produzione dei globuli rossi (sistema eritroide) componenti essenziali dell'emoglobina, per il trasporto dell'ossigeno ai diversi tessuti e lo scambio a livello degli alveoli polmonari. I globuli rossi hanno un’emivita di 120 giorni e successivamente vengono inglobati e distrutti dai macrofagi del sistema reticolo-endoteliale, cellule sparse in tutti i tessuti, ma particolarmente abbondanti nella milza. I macrofagi si preoccupano di liberare il ferro dall'emoglobina e renderlo disponibile rilasciandolo di nuovo alla transferrina presente nel sangue, chiudendo così il ciclo unidirezionale più importante del metabolismo del ferro. La transferrina è infine inserita in un secondo ciclo metabolico, questa volta bidirezionale, dove può rilasciare il ferro alla cellula epatica o riceverlo a seconda delle necessità.

16 Negli stati infiammatori si può verificare un blocco nel rilascio del ferro dai macrofagi alla transferrina… …che si ripercuote su tutto il metabolismo provocando una diminuzione del ferro eritrocitario e un aumento del ferro di deposito

17 I recettori della transferrina
5 1 4 2 3 La cessione del ferro ai tessuti avviene attraverso l’interazione del complesso transferrina-ferro con recettori specifici della membrana. Essi sono proteine transmembrana, costituite da due monomeri di dalton legati con ponti disolfuro (1). Il complesso transferrina-ferro-recettore entra nella cellula (2), avviene il rilascio del ferro (3), il recettore viene reincorporato nella membrana (4) e la transferrina è di nuovo liberata nel plasma (5).

18 STfR (RECETTORE SOLUBILE DELLA TRANSFERRINA)
Glicoproteina prodotta dalle cellule eritropoietiche, circolante nel plasma dove svolge un importante ruolo di reclutamento del ferro, oligominerale indispensabile per la sintesi dell’emoglobina e per la produzione di nuovi globuli rossi. E’ un marcatore estremamente sensibile della concentrazione del ferro funzionalmente attivo.

19 Lattoferrina è assente nel siero
Si riscontra in diversi secreti (latte, il muco bronchiale) e nei leucociti neutrofili È prodotta da alcuni epiteli (acini delle ghiandole mammarie, salivari, bronchiali) e dalla mucosa dell’endometrio e delle vescicole seminali. A pH acido il legame lattoferrina-ferro è più stabile di quello tra il ferro e la transferrina. L’aumentato legame con la lattoferrina presente in abbondanza nei focolai di infiammazione, e nelle tipiche condizioni di pH acido, può spiegare l’IPOSIDEREMIA, che si associa spesso alla flogosi.

20 Aptoglobina Lega l’emoglobina e ne previene la perdita renale, conservando così il ferro e proteggendo le cellule renali dal danneggiamento. il complesso aptoglobina-emoglobina (Ap-Hb), è captato ed eliminato dalle cellule del Sistema Reticolo-Endoteliale (assicurando la rimessa in circolo del ferro)

21 Il laboratorio e il metabolismo del ferro
Sideremia (concentrazione di ferro nel sangue) Transferrinemia (trasporto) Ferritinemia ( deposito)

22 Sideremia Nel plasma, il ferro è prevalentemente veicolato dalla transferrina e trasportato agli organi di deposito ed al midollo osseo, per cui con il termine “sideremia”, si intende il dosaggio del ferro di trasporto, essendo la quota libera trascurabile

23 Le fluttuazioni della sideremia
I valori di riferimento variano a seconda dell'età e del sesso: Neonato: g/dL alla nascita e g/dL dopo 2-3 mesi Infanzia: <100 g/dL Uomo: g/dL Donna: g/dL Anziani: g/dL Marcato ritmo circadiano: sono state riscontrate variazioni fino al 50% nelle 24 ore. Picco al mattino fra le 8,00 e le 10,00 e valori più bassi nel tardo pomeriggio. Variabilità biologica: Aumenta nei processi di necrosi cellulare (epatopatie acute) Diminuisce nell’infiammazione (per il legame con la lattoferrina)

24 Sideremia Un aumento dai valori standard può essere causato da sindromi emolitiche, anemia perniciosa, aplasia del midollo, etilismo acuto, epatite, cirrosi epatica, anemia sideroblastica.
 Una diminuzione può essere dovuta a un ridotto apporto alimentare da perdite emorragiche, neoplasie flogosi croniche; si verifica comunemente in gravidanza e durante l'allattamento.

25 Transferrina sierica è presente nel plasma:
in forma libera (transferrina insatura, 2/3 del totale) e in forma legata (transferrina satura, 1/3 del totale)

26 Capacità totale di legare il ferro (TIBC: Total Iron Binding Protein Capacity)
La saturazione della transferrina è il quantitativo di ferro legato alla transferrina, presupponendo che tutto il ferro sia legato alla transferrina. Poichè 1 mg di transferrina lega 1,25 g di ferro: TIBC = Transferrina sierica mg/dl x 1,25 la quota satura coincide con il valore della sideremia la quota insatura: TIBC

27 In condizioni fisiologiche la transferrina viene saturata per il 30% circa
valori inferiori al 18% indicano uno stato ferro-carenziale valori superiori al 50% indicano un sovraccarico di ferro Gravidanza (transferrina totale) Anemie sideropeniche (transferrina insatura) Età neonatale Età senile Insufficienza renale cronica

28 Ferritinemia I valori di riferimento Neonato: ng/ml Uomo: ng/ml Donna: ng/ml è il parametro più sensibile per evidenziare situazioni di carenza o accumulo di ferro, in quanto è in rapporto ai depositi di ferro nell’organismo emocromatosi Carenza di ferro Carenza di Vit. C Falsi positivi: Infiammazione Tumori epatopatie La risposta alla fase acuta può provocare l’aumento della ferritina nel siero, rendendo difficile la diagnosi di una carenza marginale di ferro in queste circostanze

29 Anemia da carenza di ferro
L’anemia da carenza di ferro è la più frequente carenza tra quelle dovute ad un singolo nutriente.Essa influisce pesantemente sulla qualità della vita. Le cause principali sono la perdita cronica di sangue e lo scarso apporto di ferro biodisponibile L’assorbimento del ferro può essere impedito da numerosi costituenti della dieta,o verificarsi in caso di malassorbimento

30 ANEMIA DA CARENZA DI FERRO
SINTOMI GENERALI - ASTENIA, AUMENTATA SUSCETTIBILITA’ ALLE INFEZIONI (alterazioni funzionali neutrofili e linfociti, riduzione T linfociti, compromissione immunità cellulo-mediata) - ALTERAZIONI TEMPERATURA CORPOREA

31 ANEMIA DA CARENZA DI FERRO
SINTOMI A CARICO DI CUTE E ANNESSI: - Cute pallida, secca e fragile - Capelli secchi e fragili - stomatite, stomatite aftosa - Mucositi

32 ANEMIA DA CARENZA DI FERRO SINTOMI A CARICO DI ORGANI OD APPARATI
- Facile affaticabilita’, cefalea, vertigini - Parestesie arti inferiori - Turbe psichiche, irritabilita’, depressione - neuropatia periferica

33 ANEMIA DA CARENZA DI FERRO SINTOMI A CARICO DI ORGANI OD APPARATI
APPARATO DIGERENTE: - Anoressia, nausea, dispepsia -Disfagia, disgeusia (diminuzione del gusto)

34 ANEMIA DA CARENZA DI FERRO SINTOMI A CARICO DI ORGANI OD APPARATI
APPARATO CARDIOVASCOLARE: - Dispnea da sforzo e a riposo - Cardiopalmo, tachicardia - Soffi valvolari funzionali - Aritmie cardiache - Ischemia miocardica - Scompenso cardiaco

35 FISIOPATOLOGIA DELLA CARENZA DI FERRO
Tutte le condizioni che portano all’alterazione dell’omeostasi del ciclo corporeo del ferro, determinano un progressivo depauperamento dei depositi marziali ed ad una anemia sideropriva Periodo critici per l’insorgenza della carenza marziale: Età prescolare nei due sessi La pubertà nel sesso femminile

36 Cause di carenza marziale in età adulta
Donne % Ipermenorrea 52 Gravidanze 33 Pat. Gastroduodenali 19 (ulcera duodenale, ernia iatale, ca. Gastrico) Metrorragie 15 Nessuna causa manifesta 10 Emorroidi 8 Donazioni di sangue 5 Pat. Intestinali 3 (ca. colon, colite ulcerosa, malassorbimento, m. celiaca) Epistassi 1 Uomini % Pat. Gastroduodenali 60 (ulcera duodenale, ernia iatale, ca. Gastrico) Donazioni di sangue 21 Nessuna causa manifesta 21 Emorroidi e proctorragie 14 Pat. Intestinali 9 (ca. colon, colite ulcerosa, malassorbimento, m. celiaca) Ematuria 2 Epistassi 1 N.B. In alcuni casi due o più cause possono coesistere nello stesso paziente

37 Fasi dell’anemia da carenza di ferro
I fase: depauperamento dei depositi di ferro, confermati da livelli di ferritina al di sotto dei 12 mg/l II fase: diminuzione dell’eritropiesi con livelli normali di emoglobina. La concentrazione di ferro diminuisce, la sintesi di transferrina aumenta e la percentuale di saturazione diminuisce III fase: anemia da carenza di ferro, nella quale sia il ferro, sia l’emoglobina, sono bassi e c’è un’anemia microcitica, ipocromica ( globuli rossi piccoli e poco colorati) I valori di riferimento Neonato: ng/ml Uomo: ng/ml Donna: ng/ml

38 Il laboratorio e il metabolismo del ferro
Sideremia (concentrazione di ferro nel sangue) Transferrinemia (trasporto) Ferritinemia ( deposito)

39 DATI LABORATORISTICI DELL’ANEMIA SIDEROPENICA
- SIDEREMIA:   - TRANSFERRINA TOTALE:  - FERRITINA:   -MORFOLOGIA ERITROCITARIA: dimensioni e forma anomala (ANISOPOICHILOCITOSI) - sTfR 

40 Striscio di sangue in condizioni di carenza di ferro

41 Trattamento Somministrazione di sali di ferro per via orale o sodio ferrato gluconato intramuscolo Possono essere necessari fino a 6 mesi di trattamento per ripristinare le riserve corporee La terapia causa numerodi effetti collaterali che possono essere attenuati con il cibo

42 Sovraccarico di ferro Ripetute trasfusioni di sangue
Insufficiente ematopoiesi Danno renale Emocromatosi Avvelenamento da ferro Nel sovraccarico di ferro le concentrazioni di ferritina nel siero possono raggiungere i mg/l I valori di riferimento Neonato: ng/ml Uomo: ng/ml Donna: ng/ml

43 Emocromatosi Disordine ereditario, caratterizzato dall’aumento dell’assorbimento del ferro ( 2-3 volte superiore alla norma) Accumulo di ferro nei vari organi ( fibrosi, danno d’organo) Il contenuto di ferro nell’organismo può aumentare fino a 10 volte

44 Emocromatosi: alterazione genetica
Mutazione ( C282Y) a carico del gene che codifica per una glicoproteina di membrana che lega la b2microglobulina. Questo complesso si lega al recettore per la transferrina (Tfr) e controlla l’assorbimento del ferro. Le manifestazioni cliniche variano in dipendenza dell’assorbimento di ferro con la dieta, l’abuso di alcol..etc

45 I recettori della transferrina
5 1 4 2 3 La cessione del ferro ai tessuti avviene attraverso l’interazione del complesso transferrina-ferro con recettori specifici della membrana. Essi sono proteine transmembrana, costituite da due monomeri di dalton legati con ponti disolfuro (1). Il complesso transferrina-ferro-recettore entra nella cellula (2), avviene il rilascio del ferro (3), il recettore viene reincorporato nella membrana (4) e la transferrina è di nuovo liberata nel plasma (5).

46 Test biochimici Saturazione della transferrina è il test per l’emocromatosi con maggiore specificità e sensibilità. Misurazione della ferritina sierica che può raggiungere valori superiori a 500 mg/l Il modo migliore è la genotipizzazione, che ha una sensibilità del 99%

47 Trattamento Flebotomia: rimozione di 500 ml di sangue che corrisponde a 250 mg di ferro Nel trattamento prolungato, I livelli di ferritina si dovrebbero mantenere al di sotto di 100 mg/l

48 Avvelenamento da Ferro
Frequente nei bambini e potenzialmente letale Sintomi:nausea, vomito dolori addominali, raramente ipotensione e coma La sideremia aumenta e la transferrina è satura oltre il 70% Chelaggio del ferro nello stomaco e nel plasma con desferiossamina ( ferro chelante) che serve a mantenere i livelli di ferro nell'organismo al di sotto della soglia di tossicità Il ferro chelato viene eliminato con le urine, sottoforma di un complesso di color arancio

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50 I LIPIDI Rappresentano un gruppo etrogeneo di sostanze che hanno in comune un basso grado di solubilità in acqua. Hanno una grande importanza nel nostro metabolismo, come il colesterolo che è un costituente importante delle membrane biologiche ed è anche il composto di base per la sintesi degli ormoni steroidei e degli acidi biliari Si trovano soprattutto in alimenti di origine animale (grassi) ma sono presenti anche in grossa misura nel regno vegetale (oli)

51 LIPIDI I lipidi rappresentano il 20-40% delle calorie assunte con la dieta; i principali lipidi contenuti negli alimenti sono: trigliceridi fosfogliceridi colesterolo esteri del colesterolo

52 Struttura dei lipidi LIPIDI SEMPLICI:
sono i più abbondanti nel nostro organismo (circa il 95%) e nella nostra dieta (vengono ingeriti sotto questa forma circa il 98% dei lipidi presenti negli alimenti). Rappresentano la forma di deposito e di utilizzo principale. Tra i più noti ricordiamo le cere ed i trigliceridi (glicerolo + 3 molecole di a. grassi) LIPIDI COMPOSTI: sono trigliceridi combinati con altre sostanze chimiche come fosforo, azoto e zolfo. Rappresentano circa il 10% dei grassi del nostro organismo. Tra i più noti ricordiamo i fosfolipidi, i glicolipidi e le lipoproteine. LIPIDI DERIVATI: derivano dalla trasformazione di lipidi semplici o composti. Il più importante è il colesterolo, ma ricordiamo anche la vitamina D, gli ormoni steroidei, l’acido palmitico, oleico e linoleico.

53 Funzione dei lipidi PRODUZIONE DI ENERGIA: grazie all'elevato numero di atomi di idrogeno ogni molecola sviluppa grandi quantità di energia per unità di peso. RISERVA ENERGETICA: al contrario dei carboidrati, le riserve di grassi sono praticamente illimitate ed assicurano un apporto costante di energia anche in condizioni di digiuno prolungato. METABOLISMO CELLULARE: i grassi ed in particolare fosfolipidi e colesterolo sono componenti fondamentali delle membrane cellulari. Essi prendono parte alla formazione del doppio strato fosfolipidico regolando fluidità e permeabilità di membrana. REGOLAZIONE ORMONALE: il colesterolo è il precursore degli ormoni steroidei sia maschili che femminili VITAMINE LIPOSOLUBILI: i grassi fungono da trasportatori per le vitamine liposolubili; il colesterolo ne favorisce l'assorbimento partecipando alla formazione dei sali biliari; sempre il colesterolo, grazie all'azione dei raggi ultravioletti, regola la la sintesi della vitamina D

54 Digestione dei lipidi Per poter essere digeriti ed assorbiti, i grassi devono essere trasformati in aggregati solubili in acqua Tale processo definito “emulsionamento”, avviene grazie alla bile prodotta nel fegato. Successivamente i lipidi vengono aggrediti da specifici enzimi prodotti dal pancreas ( lipasi, fosfolipasi) che scindono i trigliceridi separando il glicerolo dagli acidi grassi dando origine a dei finissimi aggregati che prendono il nome di micelle

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56 Assorbimento dei lipidi
Le micelle con i prodotti della digestione lipidica raggiungono gli enterociti (cellule intestinali) e rilasciano il loro contenuto all’interno di essi Affinchè tali sostanze possano essere riversate nel plasma, devono riunirsi e formare delle lipoproteine ovvero agglomerati costituiti da una porzione lipidica ed una proteica