铁蛋白

铁蛋白（ferritin, Fer)，是铁与脱铁铁蛋白结合而成的一种可溶性含铁蛋白质，由24条多肽链(亚基)形成一中空的球形壳，其中央孔穴可容纳4500个铁原子(正3价)，铁为可溶、可使用形式，主要与羟基和磷酸基团结合，主要在肝、脾、骨髓及小肠黏膜内作为铁的贮存物质而存在。具有调节铁代谢平衡、抗氧化胁迫、消除部分重金属和有毒分子的毒害等功能，临床上主要用于冠心病 、肿瘤、铁粒幼红细胞性贫血、神经退行性疾病、噬血综合征等疾病的治疗。
结构： 铁蛋白是一种相对分子质量较大的含铁蛋白质，是机体细胞内的铁贮存蛋白，具有独特的圆形结构，由球形蛋白质外壳和铁核心两部分构成 。铁核心的铁以三价铁的形式存在，其核心的铁原子含量不等，一般为2500～3000个，最多可达4500个 。外壳由24个蛋白质亚单位即去铁铁蛋白组成，折叠形成中空的球形结构 , 内含许多空隙, 由外向内通向铁核心, 成为铁原子和其他小分子物质进出的通道。根据在聚丙烯酰胺电泳上的结果可知 , 铁蛋白是由两种亚基按不同比例组成，一种是重亚基(H)，由 182个氨基酸组成,相对分子质量为21000，另一种是轻亚基(L)，由174个氨基酸组成, 相对分子质量为18500。两种亚基的比例可变化，且受炎症的影响。含H亚基多的其等电点偏酸，称为酸性铁蛋白，主要存在于心脏 、肾脏组织中：含L亚基多的，其等电点偏碱，称为碱性铁蛋白，主要存在于人类肝、脾组织中。 铁蛋白在铁通过小肠粘膜的吸收方面起作用，并在肝、脾及其他组织中起贮铁作用，以备用于合成血红蛋白。 1.调节铁代谢平衡 铁在细胞内的浓度需要严格控制, 一方面, 机体缺铁会引起很多生理上的变化, 也会引发某些疾病, 最常见的是缺铁性贫血;另一方面, 铁又不可过量, 否则可发生铁中毒, 引起胃肠道出血, 大量铁积聚在肝脏等重要脏器, 引起肝功能损害等疾病.铁蛋白主要在释放和储存上对铁代谢进行调控.当体内铁含量过高时, 铁以Fe2+的形式贮存于铁蛋白中, 铁蛋白贮存铁的过程包括二价铁氧化、铁离子移动和矿质铁心的形成和生长.在出血或其他需要铁的情况下, 贮存的铁可以释放, 参与造血或其他含铁化合物的合成。
2.抗氧化胁迫 过量铁会导致氧化性胁迫, 称为 Fenton 反应。二价铁能活化 H2O2, 形成羟自由基(· OH), 它具有很强的氧化能力, 能改变细胞的成分, 导致细胞完整性的损失, 甚至导致细胞死亡.铁蛋白通过截获细胞间铁, 从而阻止铁参与 Fenton 反应, 避免产生具有很强活性的·OH, 从而保护细胞免受因各种环境胁迫而导致的细胞氧化性损伤。
3.消除部分重金属和一些有毒分子的毒害 铁蛋白不仅可捕获各种重金属和劳氏紫等有机小分子, 也适合于捕获有机磷农药。
4.其他 铁蛋白在体外还有吸氢及直接从金属电极上接受电子等功能。
有关铁蛋白的含铁蛋白质、药理作用、功能、应用是由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2016-02-03） 1.铁缺乏性疾病
临床上,血清铁蛋白常联合其他检测铁的指标用于评价患者体内的铁状态。其中,铁蛋白是诊断铁缺乏的最有用指标。血清铁蛋白用于诊断不明原因的贫血, 经常用于鉴别缺铁性贫血和慢性病贫血 。如果铁蛋白很低 ,可明确诊断缺铁性贫血 。另外,临床上经常评价终末肾病的铁状态。虽然铁蛋白用于缺铁性贫血十分有用 , 但用于终末肾病并不特别可靠。
2.铁过载
临床上铁蛋白也可用于诊断和治疗铁过载 ,因为铁平衡主要在吸收部位调节, 体内无排除多余铁的机制, 所以大多数铁过载是铁异常吸收或多次输注红细胞的结果。肝脏和心脏中过多的铁可引起慢性自由基损伤 ,随着时间的延长, 组织损伤发展成肝脏和心脏的功能衰竭 ,病死率很高。其他与铁过载相关的症状包括关节病 、尤其是第二和第三掌指关节、皮肤病变以及铁沉积引起的内分泌功能失调。
(1)遗传性血色病
(2)输血引起的铁过载
3.成人S till病
成人 Still 病是一种系统性感染性疾病 , 特征是发热、关节炎 、皮疹 , 常累及年轻女性。89%患者有血清铁蛋白的增高, 近一半患者铁蛋白水平增高5倍以上。另外一项对照研究发现铁蛋白水平增高5倍以上或铁蛋白与C反应蛋白比例增高可用于鉴别成人Still病和类风湿性关节炎, 而且铁蛋白增高5倍以上与慢性病程相关。这种异常的铁蛋白增高到底是一种病理机制还是仅是炎症的一种副产品尚不明确。另外, 高铁蛋白血症可能与噬血综合征有关。
4.噬血综合征
噬血综合征是一组异质性疾病 ,最后的共同特点是高甘油三酯血症、高铁蛋白血症、全血细胞减少和多脏器衰竭, 致死率很高。这种综合征和自身免疫性疾病(尤其是系统性红斑狼疮和Still 病)、病毒感染(尤其是EB病毒感染)、肿瘤(尤其是淋巴瘤)、重症感染等密切相关。在骨髓中,巨噬细胞可吞噬幼稚和成熟的红细胞是这种疾病的典型特征,诊断的金标准是在骨髓 、肝脏 、脾脏 、淋巴结中找到噬血细胞 ,有时需要多次活检证实。
5.铁粒幼细胞性贫血
铁粒幼细胞性贫血可以是遗传性的, 但获得性的更常见 。铁粒幼细胞性贫血是一组异质性疾病 , 表现为红系无效造血和与之相关的铁过载 。红细胞生成过程中血红蛋白的合成紊乱造成了病态的红细胞, 但铁运输并未下降 ,被运输到造血部位的铁首先被贮存在线粒体中。另外,虽然原因并不清楚, 但肠道铁吸收能力增加也是铁粒幼细胞性贫血的一个特征。与遗传性血色病不同 ,铁粒幼细胞性贫血患者的铁主要贮存在骨髓巨噬细胞中,但肝脏 、心脏和内分泌系统的损伤时类似的且不可逆。
另外, 这些患者常常需要输血增加了铁过载 。骨髓增生异常综合征中的一个亚型是难治性贫血伴环形铁粒幼细胞增多 , 是一种获得性的骨髓衰竭性疾病。骨髓特征为10个以上的铁颗粒围绕在幼稚红细胞的细胞核周围, 且骨髓中常见有含铁血黄素的巨噬细胞。线粒体内铁蛋白是最近发现的一种铁蛋白,见于环形铁粒幼细胞,被认为是骨髓增生异常综合征分类的敏感指标。另外, 抗结核药物、嗜酒、铜缺乏也可引起环形铁粒幼细胞增加。
6.帕金森病
铁蛋白在胶质细胞中含量较高,但不表达于神经元细胞 ,提示胶质细胞在铁贮存 、铁调节中起重要作用。尸检发现帕金森病患者的脑组织中铁水平增高,增高的最多的是黑质致密带。不同年龄组的脑组织尸检结果也提示黑质部分的 MRI 回波与铁水平增高和黑色素浓度下降有关。与正常人相比,帕金森病患者黑质部的铁蛋白核心更致密且含有更多的铁, 退化神经元内含神经黑色素和大量的铁。而存活的帕金森病患者铁含量较少, 可能因此对自由基的损伤有更好的保护作用。
7.冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)
8.乳腺癌
乳腺癌组织中的铁蛋白水平比正常或良性肿瘤组织中的高6倍,转铁蛋白和sTfR在乳腺癌组织中也增高, 41%乳腺癌患者在术前血清铁蛋白水平增高。如果过高的铁水平确实与乳腺癌有关,那么应用祛铁治疗可能会降低乳腺癌的风险。
9.造血干细胞移植
血清铁蛋白可作为异基因造血干细胞移植患者的预后指标。 铁蛋白是一种含铁的蛋白质，具有电子致密特点，可对细胞抗原进行精确的定位且在电镜下可见。利用抗原与抗体特异性结合产生微量沉淀的原理，对组织细胞内的抗原和抗体进行超微结构鉴定和定位。因此铁蛋白在医学、生物学研究方面有着广泛的前途。