Metabolismo Del Hierro Y Del Calcio_fm.ppt

NUTRIMENTOS - Componentes de la dieta habitual - Su ausencia induce un deterioro de la salud - Las manifestaciones de su déficit se corrigen al retomar la ingesta - Poseen una función biológica específica

CLASES DE NUTRIMENTOS

HIDRATOS DE CARBONO

MINERALES

+ PROTEINAS

+ VITAMINAS

LIPIDOS macronutrientes

OTROS: fibra vegetal

micronutrientes

AGUA

CANTIDADES INGERIDAS POR DIA (dieta ~2000 kcal/d) MINERALES ~20 g

H de C ~250 g PROT ~70 g LIPIDOS ~70 g

+

+ VITAMINAS ~30 mg

macronutrientes

OTROS: fibra vegetal (~30 g)

micronutrientes

AGUA ~1,5 – 2 l

•

Dieta argentina promedio contiene 2-3 veces el requerimiento diario

salicilatos

Características absortivas del intestino delgado

Los pliegues aumentan el área de superfice por un factor de 3-4, las vellosidades por un factor de 10 y las microvellosidades por un factor de 20. En total el área absortiva de la mucosa aumenta aprox. 8001000 veces alcanzando 200250 m2 en la totalidad del intestino delgado.

Guyton & Hall, Textbook of Medical Physiology © 2006 by Saunders, an imprint of Elsevier Inc

intact intercellular junctions

Metabolismo del hierro

Objetivos de aprendizaje Describir fuentes, metabolismo (absorción, transporte, almacenamiento) y principales funciones del hierro en el organismo, así como las manifestaciones hematológicas del déficit de este mineral Explicar las causas por las que el requerimiento de hierro es mayor en las mujeres en la etapa fértil Explicar la importancia de la concentración plasmática y la saturación de la transferrina, y su relación con los depósitos de ferritina, aclarando de qué manera cambian estos parámetros ante una dieta pobre en hierro

Elementos formes de la sangre Recuento (por mm3)

Vida media

Función

Glóbulos rojos (hematíes, eritrocitos)

5 millones

Transporte 120 días O2

Plaquetas (trombocitos)

150 – 400.000

8-10 días Hemostasia

Glóbulos blancos (leucocitos)

4.00011.000

Variable

Defensa

Producción celular en MO • Las “células” sanguíneas (excepto los linfocitos) - son elementos terminales - tienen una vida media corta, • Renovación de “células” sanguíneas: 2x1011 / día • Epitelio intestinal: 1011 / día • Otras células con alto recambio: epidermis, espermatozoides

Hematopoyesis • Formación de células sanguíneas • Se produce en la médula ósea • Todas las células de la sangre proceden de la célula madre hematopoyética (“stem cell”) • Proceso muy activo • Involucra numerosos precursores así como factores de crecimiento y citoquinas.

CARACTERÍSTICAS DE LA HEMATOPOYESIS CÉLULAS MADRE PLURIPOTENTES SITUADAS EN LA MÉDULA ÓSEA ROJA DEL ADULTO. EL ESTROMA DE LA MÉDULA ÓSEA SOPORTA LA HEMATOPOYESIS Y CONTRIBUYE A LA REGULACIÓN DE LA MISMA. CÉLULAS MADRE PLURIPOTENTES QUIESCENTES CAPACIDAD DE DIVIDIRSE DURANTE TODA LA VIDA. NO DIFERENCIADAS TERMINALMENTE. EN SU DIVISIÓN PUEDEN OPTAR POR: AUTORRENOVACIÓN COMPROMISO CÉLULAS MADRE MULTIPOTENTES: AMPLIFICADORES DE POBLACIÓN INTERCALADOS. CÉLULAS DIFERENCIADAS TERMINALMENTE: CON EXCEPCIÓN DE LOS LINFOCITOS, NO TIENEN CAPACIDAD DE AUTORENOVACIÓN.

Stem cell linfopoyetica

Stem cell pluripotente Stem cell hematopoyetica

SC trombopoyetica

SC eritropoyetica

SC granulo-monopoyetica

Rodríguez Puyol

CARACTERÍSTICAS DE LA ERITROPOYESIS CONSTITUYEN EL 25 DE LA MÉDULA ÓSEA.

–

SEGÚN VAN MADURANDO CELULAR Y NUCLEAR

35%

DE

DISMINUYE

LAS

CÉLULAS

EL

TAMAÑO

EL CITOPLASMA VIRA DE AZUL (basófilo) (acidófilo)

A ROSA

EL PROCESO DURA 4 – 7 DÍAS

HASTA EL ESTADÍO DE ERITROBLASTO POLICROMATÓFILO HAY MITOSIS, LUEGO LA  [Hb] LA INHIBE

Rodríguez Puyol

ESQUEMA DE LA LÍNEA MADURATIVA ERITROBLÁSTICA

Rodríguez Puyol

CÉLULA MADRE HEMATOPOYÉTICA

RIÑÓN ERITOPOYETINA

PROERITROBLASTO

ERITROCITO

DISMINUCIÓN

Oxigenación tisular DISMINUCIÓN FACTORES QUE DISMINUYEN LA OXIGENACIÓN (1. Volumen sanguíneo bajo) (2. Anemia) (3. Hemoglobina baja)

(4. Flujo sanguíneo deficiente) (5. Enfermedad pulmonar) Rodríguez Puyol

Requerimientos metabólicos para la producción de eritrocitos •

Materias primas (Hemoglobina) – –

•

Aminoácidos (globina) Hierro (grupo hemo)

Síntesis de ADN (división celular) – –

Vitamina B12 (cobalamina) Ácido fólico

FACTORES DE MADURACIÓN DE LA ERITROPOYESIS (1)

Rodríguez Puyol

Requerimientos metabólicos para la producción de eritrocitos • Cada ml de sangre contiene 1 mg de hierro elemental. • Se necesitan 16 a 20 mg/día de hierro para reponer los eritrocitos perdidos por envejecimiento

METABOLISMO DEL HIERRO: INGRESOS:

PÉRDIDAS:

ALIMENTOS

MENSTRUACIÓN

HIERRO MEDICINAL

DESCAMACIÓN CELULAR

TRANSFUSIONES DE ERITROCITOS

1-2 mg/d

HEMORRAGIAS

1-2 mg/d

METABOLISMO DEL HIERRO: Componente celular esencial:

Acumulación Intracelular:

• Cofactor enzimático

• Cataliza formación de radicales libres de O2 altamente tóxicos…

– Cadena respiratoria mitocondrial; – Ciclo de Krebs; – Síntesis del DNA; - Enzimas CYP450

• Transporte de O2 (Hb y mioglobina)

METABOLISMO DEL HIERRO:

HIERRO DE LA DIETA

HEMO

CARNES, VÍSCERAS

ABSORCIÓN TOTAL

NO HEMO Huevo, cereales, legumbres ABSORCIÓN EN VALORES BAJOS

METABOLISMO DEL HIERRO: • Biodisponibilidad del hierro en presencia de componentes de la dieta: • Alta carnes, coles, calabaza, cítricos, tomate • Mediana harina de maíz o de trigo, melón, zanahoria, papa; • Baja maíz, avena, arroz, manzana, lentejas, espinaca, huevo, nueces, proteína de soja, uvas

METABOLISMO DEL HIERRO:

• Se ingieren entre 10 y 20 mg/día de hierro, y se absorbe sólo ~10%. • Normalmente, un varón adulto debe absorber diariamente 1 mg de hierro elemental para satisfacer sus necesidades y las mujeres en edad fértil 1,4-1,6 mg.

METABOLISMO DEL HIERRO:

• El hierro se ingiere en forma férrica, siendo reducido en el estómago por el HCl a ferroso, que es la forma en que es absorbido en intestino delgado proximal, que también posee una ferrireductasa en el borde en cepillo de la célula absortiva.

METABOLISMO DEL HIERRO: • La absorción de hierro depende de: 1. los depósitos del organismo; 2. los componentes de la dieta (fitatos inhiben, el ácido ascórbico la incrementa); 3. La secreción ácida gástrica.

METABOLISMO DEL HIERRO: • El transporte a través de la membrana de la vellosidad intestinal lo realiza una proteína transportadora de metales divalentes (DMT 1); • Dentro del enterocito, el hierro puede ser almacenado como ferritina o transportado hacia fuera a través de la superficie basolateral de la célula por la ferroportina 1, reoxidado por una hefestina y finalmente unido a la transferrina.

(ferroportin)

METABOLISMO DEL HIERRO: • La transferrina se presenta en dos formas: monoférrica y diférrica. • El recambio es muy rápido (10 a 15´); • El complejo hierro-transferrina circula en el plasma hasta que interactúa con receptores específicos que se alojan en la superficie de las células eritorides de la médula y en el hepatocito.

METABOLISMO DEL HIERRO: • El hierro incorporado a la hemoglobina entra más tarde en la circulación cuando los nuevos eritrocitos se liberan de la médula ósea, pero… • Ese hierro forma parte de la masa eritrocitaria y no vuelve a estar disponible para su reutilización hasta que muere el eritrocito.

METABOLISMO DEL HIERRO: • Se recambia por día el 0.8 al 1% de los eritrocitos; • El eritrocito envejecido es reconocido por las células del RE que lo fagocitan; • Se devuelve el Fe a la superficie de la célula RE donde se presenta a la transferrina circulante;

METABOLISMO DEL HIERRO: • El hierro para la eritropoyesis proviene de 2 fuentes: – absorción intestinal del hierro de la dieta – reciclaje del hierro de los eritrocitos senescentes

• En ambos casos, participan gran número de moléculas transportadoras y reguladoras para su distribución a los tejidos…

HOMEOSTASIS DEL HIERRO: Proteínas involucradas

• Transferrina • Ferritina • Receptor de transferrina

• IRE: elementos de respuesta al hierro • IRP: proteínas regulatorias del hierro

HOMEOSTASIS DEL HIERRO: Interacción IRP-IRE • IRE (RNAm) Elementos de respuesta al hierro: • IRP 1 y 2: Proteínas regulatorias del hierro

– RNAm de cadena L y H de ferritina (rol central en almacenamiento); – RNAm de sintetasa del ALA eritroide (rol central en consumo de Fe); – RNAm del receptor de transferrina (rol central en ingreso de Fe a la célula)…

HOMEOSTASIS DEL HIERRO: Interacción IRP-IRE Deficiencia de hierro: Estimula ligadura de IRP a IRE • Bloquea expresión de ferritina y d-ALA; • Aumenta expresión de receptor de transferrina.

Exceso de hierro: Reduce ligadura IRP a IRE • Estimula síntesis de ferritina y d-ALA; • Degradación de RNAm del receptor de transferrina.

HEPCIDINA: • Acrónimo de “hepatic bactericidal protein”; • Actividad antimicrobiana; • Codificada por gen localizado en el brazo largo del cromosoma 19; • Su RNAm se expresa fundamentalmente en hígado y en pequeños niveles en intestino, estómago, colon, pulmón y corazón…

HEPCIDINA: efectos • Disminuye la salida de hierro de la célula, por lo que es considerado un regulador negativo de: – la absorción de hierro en el intestino delgado; – el transporte transplacentario; – liberación del hierro por los macrófagos…

CAUSAS DE FERROPENIA:

FERROPENIA AUMENTO DE LA DEMANDA DE HIERRO y/o HEMATOPOYESIS

CRECIMIENTO, EMBARAZO

AUMENTO DE LAS PÉRDIDAS DE HIERRO

MENSTRUACIÓN HEMORRAGIAS DESCAMACION G.I. DONACIÓN DE SANGRE SANGRÍA

DISMINUCIÓN DE LA INGESTA O ABSORCIÓN DE HIERRO

ALIMENTACIÓN DEFICIENTE MALABSORCIÓN

ESTADIOS DE LA FERROPENIA: PRELATENTE: • Balance negativo de hierro • Disminuye la ferritina (depósitos tisulares) LATENTE: • Eritropoyesis ferropénica • La saturación de la transferrina cae a 10 - 15%; se altera la síntesis de hemoglobina • MANIFIESTA: • Disminución marcada de la saturación de la transferrina, caída de la sideremia, aparecen claros signos de anemia ferropénica

Metabolismo del hierro y eritropoyesis: -Eritropoyetina -Transferrina -Receptor de transferrina -Transportador de cationes divalientes

PHD=HIF Prolil-Hidroxilasas

CO2 Succinato

2OG O2

Fe+2 Pro

HIF1

OH-Pro

HIF1

Degradación Proteosoma

VHL HIF1 Ubiquitinaciòn

HIF1 ARNT

VEGF EPO LDH HIF Response Element

Angiogenesis Control respiratorio Metabol.anaerobico

PROCESOS FISIOPATOLÓGICOS REGULADOS POR HIPOXIA HIPOXIA SISTEMICA DISMINUCIÓN DEL NIVEL DE OXÍGENO EN LA SANGRE Y EN LOS TEJIDOS •Altitud elevada •Enfermedades pulmonares crónicas •Anemias •Hemorragias

•Inducción de eritropoyetina (riñón) Aumento de eritrocitos en sangre

•Inducción de tirosina hidroxilasa y dopamina (cuerpo carotídeo) Aumento de la frecuencia respiratoria

•Inducción de transferrina y de su receptor, DMT-1 Aumento de la absorción y del transporte de hierro

VITAMINA B 12

ABSORCIÓN VITAMINA B 12 Ileon Distal

Sangre Portal

TC II- transcobalamina II

(siguiendo al Na+)

Distribución del calcio en el organismo

hidroxila

Absorción de Calcio en todos los segmentos del intestino

Difusión Calbindina

Vesícula

La vitamina D3 activa aumenta el contenido intracelular de calbindina, la expresión de la bomba Ca++/ ATPasa basolateral y la expresión del receptor de calcio apical