18.10.2011

Æwiczenie 1

¯elazo

Wœród pierwiastków œladowych ¿elazo jest pierwiastkiem o najwiêkszym stê¿eniu.

Wystêpuje we wszystkich komórkach organizmu. Wystêpuje w wielu enzymach oraz kofaktorach cyklu Krebsa. Wchodzi w sk³ad bia³ek hemowych:

• hemoglobina

• mioglobina

• cytochromy

• flawoproteiny.

Dzienne zapotrzebowanie na ¿elazo:

• kobiety - 2-3 mg

• mê¿czyŸni - 1,5-2 mg

• kobiety ciê¿arne - 2,5-3 mg

• kobiety karmi¹ce - do 3,5 mg

• dzieci i m³odzie¿ w okresie wzrostu do 2,5 mg.

W surowicy ¿elazo wystêpuje tylko w postaci zwi¹zanej z bia³kiem apotransferryn¹ posiadaj¹c¹ dwa miejsca wi¹¿¹ce dla jonów Fe³⁺. Kompleks apotransferryna-Fe(III) to transferryna - noœnik ¿elaza we krwi. Transferryna jest ujemnym bia³kiem ostrej fazy, w warunkach prawid³owych jest wysycona ¿elazem w 20-45%, a w nadmiarze ¿elaza - 90%.

¯elazo wch³ania siê najlepiej z dwunastnicy. Stê¿enie ¿elaza ulega wahaniom dobowym i z dnia na dzieñ. Maksymalne stê¿enie ¿elaza wystêpuje rano (ok. 20% wy¿sze ni¿ wieczorem), minimalne wieczorem. Ró¿nice z dnia na dzieñ to ok. 50%. Z tygodnia na tydzieñ 20-100% ró¿nicy.

Wiek

¯elazo w ìg/dl

15-30 dni

170

2-3 miesi¹ce

142

4-6 miesi¹ce

113

7 miesiêcy - 3 lata

78

4-15 lat

93

Doroœli

70-180

50-150

Zasoby ¿elaza w ustroju to ok. 3-5 g. Zawsze w po³¹czeniu z bia³kiem.

Bia³ka czynnoœciowe:

• hemoglobina 2,5 g

• mioglobina 130 mg

• enzymy (¿elazo tkankowe) 8 mg

Bia³ka transportowe:

• transferryna 4 mg.

Bia³ka magazynuj¹ce (0,8-1 g):

• ferrytyna - szybkie wi¹zanie i uwalnianie (najwiêcej w w¹trobie, œledzionie, szpiku i b³onach œluzowych jelita)

• hemosyderyna - ¿elazo uwalnia bardzo wolno - agregaty czêœciowo zdeproteinizowanej ferrytyny.

Straty ¿elaza

Miejsce

mg/dobê

z przewodu pokarmowego:

• ze stolcem

0,4

• z ¿ó³ci¹

0,24

• ze z³uszczaj¹cymi siê komórkami b³ony œluzowej przewodu pokarmowego

0,1

z moczem

0,1

z potem, z komórkami b³on œluzowych i skóry

1-2,3

z krwi¹ miesi¹czkow¹

30-70 mg w czasie ka¿dej miesi¹czki

Przyczyny niedoboru ¿elaza

Niedostateczna poda¿

Zwiêkszone zapotrzebowanie

Zwiêkszona utrata krwi

Niew³aœciwe od¿ywianie

nadmiar fosforanów

brak miêsa, wegetarianizm

od¿ywianie siê g³ównie mlekiem

Zaburzenia wch³aniania

resekcja ¿o³¹dka, jelita cienkiego

przed³u¿aj¹ca siê biegunka

choroby zapalne jelit

zespo³y z³ego wch³aniania

• okres wzrostu, niemowlêctwo, wiek szkolny, dojrzewanie

• utrata ¿elaza w hemoglobinurii

• ci¹¿a, zw³aszcza liczne

• intensywne treningi

• d³ugotrwa³e krwawienia z nosa, krwioplucie

• krwawienie z ¿ylaków, ¿ylaków odbytu, uchy³ków prze³yku

• nadmierne miesi¹czki

• krwawienia z dróg rodnych u kobiet

Niedobór ¿elaza

Zmiany biochemiczne

Objawy

• anemia niedobarwliwa mikrocytowa

• niskie stê¿enie hemoglobiny i mioglobiny

• niskie stê¿enie cytochromów

• spadek glikolizy tlenowej

• upoœledzenie odnowy nab³onków

• niepokój, ogólne os³abienie i zmêczenie

• zwiêkszona dra¿liwoœæ

• zachcianki w ci¹¿y

• apetyt na zimne potrawy

• zaburzenia po³ykania

• zajady

• pieczenie jêzyka i b³on œluzowych jelita cienkiego

• zaburzenia funkcji leukocytów

• spadek odpowiedzi komórkowej

• bóle i zawroty g³owy

• zaburzenia pamiêci

• upoœledzenie funkcji mózgu

• zaburzenia funkcji poznawczych

Kryteria rozpoznawania niedoboru ¿elaza

Populacja pacjentów

Stê¿enie hemoglobiny

Mê¿czyŸni

<130 g/l

13 g/dl

Kobiety

<120 g/l

12 g/dl

Kobiety ciê¿arne

<110 g/l

11 g/dl

Dzieci do 6 roku ¿ycia

<110 g/l

11 g/dl

Dzieci miêdzy 6-14 rokiem ¿ycia

<120 g/l

12 g/dl

MCV < 60 ìm³ (spadek objêtoœci krwinek - mikrocytoza) oraz spadek MCHC (œrednie stê¿enie hemoglobiny w krwince) sugeruje niedobór ¿elaza.

Anizocytoza RDW > 15% - niedobór ¿elaza.

Spadek stê¿enia ferrytyny oznaczana w erytrocytach mo¿e, ale nie musi œwiadczyæ o zubo¿eniu zapasów ¿elaza.

Niedobór ¿elaza

Erytropoeza

Manifestacje kliniczne

Utajony

Stopieñ I

niskie zapasy ¿elaza w ustroju, brak zaburzeñ erytropoezy

brak

Stopieñ II

bardzo niskie zapasy, pocz¹tek zaburzeñ erytropoezy, wzrost RDW

brak lub nieznaczne

Jawny

Stopieñ III

erytropoeza w warunkach braku ¿elaza w komórkach, spadek hemoglobiny, MCV, wzrost anizocytozy

niedokrwistoϾ

Stê¿enie ¿elaza w surowicy

Jako samodzielny wskaŸnik jest ma³o wiarygodnym testem. Tylko wartoœci skrajnie niskie <25 ìg/dl mog¹ sugerowaæ niedobór niedobór ¿elaza.

Metody oznaczania

Stê¿enie ¿elaza w surowicy lub osoczu heparynowym oznacza siê g³ównie metodami kolorymetrycznymi.

Zasada

W œrodowisku kwaœnym Fe³⁺ uwalniane z po³¹czenia z transferryn¹ s¹ redukowane do Fe²⁺, które w po³¹czeniu z chromogenem (ferrozyna, batofenantralina, feren S) tworz¹ barwny kompleks. Intensywnoœæ zabarwienia jest proporcjonalna do stê¿enia ¿elaza.

Metody kolorymetryczne zalecane przez:

ICSH (International Committee for Standarization in Haematology)

MKSH (Miêdzynarodowy Komitet Standaryzacji w Hematologii)

NCCLS (National Committee for Clinical Laboratory Standards)

SAA - spektrofotometria atomowo-absorpcyjna jest niezalecana.

Metoda MKSH (ICSH)

Metoda Ramsaya

Metoda bezpoœrednia

Zasada:

Zasada:

Zasada:

odbia³czanie surowicy, redukcja Fe³⁺ do Fe²⁺ i po³¹czenie z dwupirydylem

odbia³czanie surowicy, redukcja Fe³⁺ do Fe²⁺ i po³¹czenie z batofenantrolin¹ - zachodz¹ jednoczeœnie

dodanie chromogenu ze zwi¹zkiem redukuj¹cym ¿elazo w surowicy, nie wymaga odbia³czania

Dok³adnoœæ i powtarzalnoœæ zale¿¹ od:

• sposobu odbia³czania

• rodzaju i czu³oœci chromogenu

• pH próbki

• czystoœci szk³a, wody i odczynników

• sposobu pobierania i przechowywania krwi

• hemolizy próbki.

TIBC (Total Iron Binding Capacity) - CZW¯ (Ca³kowita Zdolnoœæ Wi¹zania ¯elaza)

Oznaczanie ca³kowitej iloœci ¿elaza, która jest zwi¹zana z transferryn¹, po jej wczeœniejszym wysyceniu. TIBC odzwierciedla poziom transferryny w surowicy. Dla oznaczenia TIBC lub utajonej IBC do próbki dodaje siê Fe³⁺ w nadmiarze, w celu wysycenia transferryny, nastêpnie usuwa siê niezwi¹zane jony (przez adsorpcje na MgCO₃) i oznacza siê ¿elazo. Intensywnoœæ zabarwienia powsta³ego kompleksu jest proporcjonalna do zawartoœci jonów ¿elazowych w badanej próbie.

Norma 250-400 ìg/dl

TIBC jest wy¿sza w stanach rzeczywistego niedoboru ¿elaza.

Z uwagi na ró¿ne metody badania i czynniki (zapalenia, zaka¿enia, choroby w¹troby i nerek) - test ma³o wiarygodny przy samodzielnym stosowaniu (oznaczenie metod¹ biochemiczn¹ CCV bliski 30%).

Do badania pobiera siê krew do probówki na skrzep.

UZW¯ - utajona zdolnoœæ wi¹zania ¿elaza

Oznaczona iloœæ ¿elaza, które mo¿e zwi¹zaæ siê z transferryn¹.

Najlepsza metoda oznaczania:

Oznaczanie izotopowe, do którego u¿ywa siê ¿elaza radioaktywnego (⁵⁹Fe), ocenia siê iloœæ ¿elaza znakowanego, które uleg³o zwi¹zaniu, poprzez pomiar radioaktywnoœci w liczniku ã-scyntylacyjnym.

Zmiany w stê¿eniu ¿elaza w surowicy i TIBC

Rodzaj zmiany

Najczêstsze przyczyny

spadek ¿elaza

spadek TIBC

przewlek³e choroby infekcyjne, marskoœæ w¹troby, RZS, guzy nowotworowe niekrwotoczne, anemia

spadek ¿elaza

wzrost TIBC

anemia z niedoboru ¿elaza, trzeci trymestr ci¹¿y, okres karmienia piersi¹

wzrost ¿elaza

wzrost TIBC

za¿ywanie estrogenów, ostre zapalenie w¹troby, podawanie soli ¿elaza

Stê¿enie transferryny (Tf) w surowicy

Norma

Noworodki: 130-270 mg/dl

Doroœli: 200-400 mg/dl

Zasada metody

• najczêœciej jest metoda immunoturbidymetryczna

• transferryna obecna w materiale tworzy kompleksy immunologiczne z przeciwcia³ami przeciw transferrynie

• powstaj¹ce kompleksy antygen-przeciwcia³o wywo³uj¹ zmêtnienie, które proporcjonalnie do stê¿enia transferryny jest mierzone turbidymetrycznie

• wyliczanie: Tf(mg/dl)=0,7?TIBC (ìg/dl)

• wartoœci wyliczone mog¹ byæ o 16% wy¿sze, poniewa¿ nie uwzglêdniaj¹ faktu, ¿e gdy transferryna jest w po³owie wysycona, pewna czêœæ ¿elaza wi¹¿e siê z innymi bia³kami, g³ównie albuminami.

Podwy¿szone stê¿enie transferryny

• niedobór ¿elaza

• w ci¹¿y i terapii estrogenowej

Obni¿one stê¿enie transferryny

• prze³adowanie ustroju ¿elazem

• niedo¿ywienie - monitorowanie terapii ¿ywieniowej

• stany ostrej fazy

Stopieñ wysycenia transferryny

Jest miar¹ zawartoœci ¿elaza w transferrynie kr¹¿¹cej:

• wartoœci <20% (lub nawet <16%) - wskazuj¹ na niewystarczaj¹ce dostarczanie ¿elaza do szpiku kostnego i erytropoezê przy niedoborze ¿elaza, a <10% jako pewny dowód niedoboru ¿elaza

• wysycenie transferryny jest stosunkowo czu³ym (90%), lecz ma³o swoistym (mo¿e byæ zredukowane w wielu innych chorobach) wskaŸnikiem wykrywania niedoboru ¿elaza

• wskaŸnik wysycenia transferryny wynosi prawid³owo 20-45%, œrednio ok. 30%.

Stê¿enie ferrytyny w surowicy

• ferrytyna - bia³ko sk³adaj¹ce siê z 24 podjednostek

• w jednostce mo¿e byæ zmagazynowane a¿ 4000 cz¹steczek ¿elaza

• stê¿enie we krwi 100 ìg/l odpowiada ok. 1 g ¿elaza

• jest swoistym markerem dla ¿elaza zmagazynowanego w uk³adzie siateczkowo-œródb³onowym

• spadek stê¿enia ferrytyny we krwi <15 ìg/l lub 15 ng/ml (w innych Ÿróde³ <10-12 ìg/l) jest najlepszym wskaŸnikiem bezwzglêdnego niedoboru ¿elaza w ustroju (o ile nie istnieje niedobór witaminy C, niedoczynnoœæ tarczycy)

• oznaczane metod¹ ELISA

Norma

Mê¿czyŸni 30-300 ìg/l

Kobiety 30-100 ìg/l

• ferrytyna jest bia³kiem ostrej fazy

• wzrost stê¿enia ferrytyny wystêpuje u pacjentów z chorobami w¹troby, w przebiegu zaka¿eñ, RZS, zespo³ach mielodysplastycznych, w trakcie leczenia ¿elazem oraz w stanach prze³adowania organizmu ¿elazem (hemosyderoza - nagromadzenie siê konglomeratów bia³ka i ¿elaza, hemochromatoza - nadmierne gromadzenie ¿elaza w organizmie).

Stê¿enie komórkowych rozpuszczalnych receptorów transferryny w surowicy - sTfR

• b³ony komórkowe prekursorów erytrocytów (erytroblastów) w szpiku s¹ bogate w receptory wi¹¿¹ce kompleksy transferryna - ¿elazo

• stê¿enie wolnych receptorów w surowicy jest wysokie we wczesnym okresie niedoboru ¿elaza

• wraz ze wskaŸnikami ¿elaza zapasowego mo¿e byæ wiarygodnym testem oceniaj¹cym niedobór ¿elaza

<100 prawid³owy zapas ¿elaza

~500 wyczerpania magazynów ¿elaza

>2000 zaburzenie puli czynnoœciowej

• oznaczanie sTfR pozwala na rozró¿nienie niedokrwistoœci z niedoboru ¿elaza (? sTfR) od niedokrwistoœci chorób przewlek³ych (? sTfR)

• wzrost sTfR w przypadku niedokrwistoœci, której przyczyn¹ jest choroba przewlek³a, sugeruje równoczesne wyst¹pienie niedoboru ¿elaza

• w przeciwieñstwie do stê¿enia transferryny, sTfR nie jest bia³kiem ostrej fazy i jest wiarygodny w diagnostyce u pacjentów z chorobami przewlek³ymi i infekcjami

• nie wzrasta w infekcjach, zapaleniach i przewlek³ych chorobach w¹troby

• wzrost sTfR u sportowców i kobiet w ci¹¿y sugeruje wystêpowanie znacznego niedoboru ¿elaza.

Œrednia zawartoœæ hemoglobiny w retykulocytach (CHr)

• najnowszy marker anemii z niedoboru ¿elaza w rutynowym oznaczaniu retykulocytów

• szybki i wiarygodny test wykrywaj¹cy niedobory ¿elaza zwi¹zane ze zbyt ma³¹ poda¿¹ ¿elaza do retykulocytów

• CHr - idealny marker do wstêpnej oceny stanu pacjenta i póŸniejszego monitorowania leczenia preparatami ¿elaza i EPO

• wartoœci prawid³owe > 26 pg (wg innych Ÿróde³ >29 pg)

• wartoœci CHr < 26 pg s¹ pierwszym wskaŸnikiem czynnoœciowego niedoboru ¿elaza i pozwalaj¹ wykryæ go ju¿ w pierwszych dniach od jego wyst¹pienia

• wartoœæ CHr jest niezale¿na od zawartoœci wody w retikulocytach ani reakcji ostrej fazy

• obok sTfR najczulszy wskaŸnik niedoboru ¿elaza u pacjentów dializowanych (czu³oœæ bliska 100%)

• szczególnie zalecany do diagnostyki niedoboru ¿elaza u pacjentów hematologicznych, onkologicznych, nefrologicznych i pediatrycznych

• badanie dostêpne jest rutynowo w analizatorach hematologicznych najnowszej generacji i wykonywane z tej samej próbki co morfologia krwi.

Glikohemoglobina

Wartoœæ HbA1c jest zwiêkszona w niedokrwistoœci z niedoboru ¿elaza, a zmniejszona w hemolitycznej. U pacjentów z cukrzyc¹ przed wykorzystaniem wartoœci HbA1c do diagnozowania cukrzycy, nale¿y wyleczyæ niedokrwistoœæ z niedoboru ¿elaza.

Badanie

Opis

stê¿enie ¿elaza w surowicy lub osoczu

du¿a zmiennoœæ biologiczna, problemy metodyczne, wp³yw reakcji ostrej fazy

TIBC/UIBC

problemy metodyczne

stê¿enie transferryny

oznaczanie wystandaryzowane, wp³yw reakcji ostrej fazy i niedo¿ywienia, nieswoisty wzrost stê¿enia w ci¹¿y

wysycenie transferryny

<16% przemawia za niedoborem ¿elaza

stê¿enie ferrytyny

<15 ìg/l przemawia za niedoborem ¿elaza, wybitny ostrej fazy

sTfR

wzrost stê¿enia jest wiarygodnym wskaŸnikiem niedoboru ¿elaza oraz aktywnoœci erytropoetycznej szpiku, niezale¿ne od ostrej fazy, przydatny w ocenie odpowiedzi na leczenie

zawartoϾ hemoglobiny w retikulocytach

nowy parametr, wskaŸnik niedoboru ¿elaza i aktywnoœci erytropoetycznej szpiku, niezale¿ny od ostrej fazy, przydatny do szybkiej oceny odpowiedzi na leczenie

---