Mecanismos de regulación del metabolismo del hierro

Introducción al Hierro

• Docente: Laura Castro, Departamento de Bioquímica
• Curso: BCS 6, Metabolismo del Hierro
• Conceptos Clave: Hierro
  • Metal de transición
  • Estados redox: Hierro férrico (Fe³⁺) y ferroso (Fe²⁺)
  • Contenido total en el cuerpo: 3-4 gramos
  • Distribución: mayormente en grupos hemo

Funciones del Hierro

• Grupos Hemo: Hemoglobina y mioglobina
• Proteínas No Hemo: Proteínas con centros Fe-S
• Distribución:
  • Hemoglobina y mioglobina: transporte y almacenamiento de oxígeno
  • Citocromos: producción de energía celular
  • Monoaminooxidasa y tirosina hidroxilasa: neurotransmisión
  • Citocromo P450: detoxificación
  • Enzimas de replicación y reparación de ácidos nucleicos
  • Enzimas de respuesta inflamatoria
  • Enzimas de crecimiento celular

Absorción y Transporte del Hierro

• Fuentes Dietéticas:
  • Animales: hierro hemo (fácil absorción)
  • Vegetales: hierro no hemo (absorción dificultada por fitatos y oxalatos)
• Recomendación diaria:
  • Hombres: 10 mg
  • Mujeres en edad reproductiva: 20 mg
  • Lactantes: 1 mg
  • Niños: 0.5 mg
  • Mujeres embarazadas: 30 mg (suplemento)
  • Hombres y mujeres posmenopáusicas: 10 mg

Procesos de Absorción

• Hierro Ferroso (Fe²⁺): Absorción promovida por vitamina C
• Hierro Férrico (Fe³⁺): Transportado en sangre por transferrina
• Ferroportina y Heicidina: Regulan la salida y almacenamiento de hierro

Metabolismo del Hierro

• Intestino:
  • Absorción como Fe²⁺ o hemo
  • Transporte por ferroportina
• Médula Ósea: Importante en eritropoyesis
• Hígado: Almacenamiento en forma de ferritina
• Reciclaje: Eritrocitos viejos, grupo hemo convertido en bilirrubina y reutilización del hierro

Toxicidad del Hierro

• Reacción de Fenton: Hierro 2 + H₂O₂ → Radical hidroxilo
• Radical Hidroxilo: Daño a lípidos, proteínas y ADN
• Prevención: Regulación estricta del metabolismo del hierro

Regulación Intracelular

• Proteínas de Respuesta al Hierro (IRP): IRP1 y IRP2
  • IRP1: Activa como aconitasa cuando hay hierro, como proteína de respuesta al hierro cuando no hay
  • IRP2: Degradación proteosomal en presencia de hierro
• Elementos de Respuesta al Hierro (IRE):
  • IRE Extremo 5': En ferritina, impide traducción cuando IRP se une
  • IRE Extremo 3': En receptor de transferrina, estabiliza mRNA para más traducción de receptor

Regulación Sistémica

• Heicidina: Hormona peptídica clave, producida por el hígado
  • Reduce ferroportina en enterocitos y macrófagos
  • Disminuye la absorción y el reciclaje de hierro
• Estimulación de Heicidina:
  • Alta saturación de transferrina
  • Inflamación crónica
• Inhibición de Heicidina:
  • Eritropoyesis aumentada
  • Hipoxia y hormonas

Investigación y Referencias

• Libros Recomendados:
  • "Principios de Bioquímica Clínica y Patología Molecular"
  • "Metabolismo del Hierro y del Hemo"
• Artículos de Revisión: Proporcionan esquemas y figuras útiles para el estudio del metabolismo del hierro

Conclusiones

• Importancia del Hierro: Nutriente esencial en muchas funciones biológicas
• Regulación Compleja: Mecanismos celulares y sistémicos colaboran para mantener el balance del hierro
• Toxicidad y Deficiencia: Ambos extremos tienen efectos serios y deben ser regulados cuidadosamente

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