Ферритин: что это, как подготовиться к анализу
Важность железа в организме человека сложно переоценить. Именно этот элемент ответственен за транспортировку молекул кислорода к органам и тканям. Кроме того, благодаря железу обеспечивается стабильная работа эндокринной системы, основных функций печени и системы кроветворения.
Ферритин: что это такое
Ферритином называют сложносоставной комплекс белков, который играет роль аккумулятора молекул железа. От латинского названия химического элемента железа (феррум, Fe) произошло название железосодержащего белкового комплекса – ферритин. Именно ферритин снабжает железом каждую клетку, которая в нем нуждается.
Организм человека сам не синтезирует железо. Этот элемент поступает к нам с пищей. Уровень усвоенного количества железа напрямую зависит от возраста. Чем человек младше, тем выше его способность вычленить этот элемент из пищи и сохранить в виде ферритина. Максимум железа могут усвоить дети первого года жизни – до 70% от потребляемого количества. В возрасте до 10 лет организм бреет уже в 7 раз меньше от поступившего объема. Взрослые же люди получают всего 10% железа от того количества, что было съедено за день.
Располагается ферритин в печени, плазме, костном мозге, плаценте и селезенке. Определяют уровень содержания общего ферритина в организме через изучения состава плазмы крови.
Ферритин: показатели в норме
Различные заболевания или некоторые физиологические процессы могут влиять на уровень ферритина. К естественным причинам снижения показателей относятся:
периодические женские кровотечения;
Для контроля состояния здоровья в качестве профилактики, а также в случае проявления симптомов, типичных для дефицита железа проводят биохимический анализ крови на ферритин. Собранный биоматериал исследуют, чтобы понять, сколько микрограмм железа содержится в одном литре плазмы.
Показания нормы для каждой возрастной группы свои:
у новорожденных от 25 до 600 мкг/л;
у детей старше 28 дней, но еще не достигших 9-недельного возраста норма составляет 20-600 мкг/л;
у детей от 2 до 5 месяцев должно быть от 50 до 200 мкг/л;
дети, возрастом от полугода до года должны иметь от 70 до 140 мкг/л;
девочки и женщины, старше 12 лет должны иметь в норме от 22 до 180 мкг/л;
мальчик и мужчины, старше 12 лет – от 30 до 310 мкг/л.
Женская кровь содержит меньше ферритина, потому как в ней меньше гемоглобина, эритроцитов и молекул железа. Кроме того, беременность вносит свои коррективы в содержание ферритина:
в первом триместре беременности показатели могут достигать 90 мкг/л;
во втором триместре кровь содержит до 74 мкг/л;
а третий триместр знаменит своей низкой нормой содержания ферритина – всего 10-15 мкг/л.
Чем опасен низкий ферритин
Снижение уровня ферритина в первую очередь является показанием к анализу системы питания. Чаще всего недостаточное содержание железа в крови вызывается неправильными диетами или голоданиями. Второй по популярности причиной являются кровотечения и заболевания органов пищеварения. С кровопотерей из организма уходят большие объемы железа, а из-за нарушения функции всасываемости дефицит не может быть восполнен.
При недостатке ферритина появляются следующие симптомы:
повышение частоты сердечных сокращений;
Низкий ферритин если вовремя не выявить, и не начать корректировку питания и необходимое лечение, может стать толчком развития железодефицитной анемии.
Высокие показатели ферритина
Высокий ферритин, близкий к границе нормы, говорит о том, что ткани и органы получают ежедневно достаточное количество железа с питанием, благодаря чему организм имеет возможность делать запасы важного элемента. Если значения, полученные в результате лабораторных исследований, дали завышенные показатели, существенно выходящие за пределы допустимых значений, это повод обследовать на предмет выявления:
инфицирования вирусом иммунодефицита;
проблем в работе эндокринной системы.
Отдельно нужно проанализировать свой рацион. Возможно, избыток железа легко объяснит насыщенная этим элементом диета.
Как подготовиться к анализу
Для того чтобы исследования плазмы крови не дали искаженного результата, нужно правильно подготовиться к сдаче биоматериала:
Кровь сдается натощак. Если это утренний забор биоматериала, что чаще всего практикуют государственные процедурные кабинеты, завтракать до сдачи анализа нельзя. Кроме того, последний прием пищи, в качестве которого предполагается ужин, должен быть не позже, чем за 8 часов до забора биоматериала.
Накануне, а лучше за несколько дней до момента сдачи крови, нужно пить не менее двух литров чистой несладкой воды в сутки. Это обеспечит высокие реологические свойства крови, а значит, упростит процесс забора биоматериала.
Не менее чем за трое суток до дня сдачи анализа нужно отменить прием препаратов, содержащих железо.
В день сдачи анализа постараться не нервничать, чтобы не спровоцировать выброс гормонов щитовидной железой и надпочечниками, так как они оказывают влияние на биохимический состав крови.
Если анализ показал плохой результат (низкий или высокий уровень ферритина), врач, прежде чем назначать лечение, должен будет убедиться в его достоверности путем повторного направления на анализ. И только после подтверждения аномального результата проводятся дополнительные обследования и выбирается курс лечения.
Все представленные на сайте материалы предназначены исключительно для образовательных целей и не предназначены для медицинских консультаций, диагностики или лечения. Администрация сайта, редакторы и авторы статей не несут ответственности за любые последствия и убытки, которые могут возникнуть при использовании материалов сайта.
Анализ на ферритин
Около 30% населения страдает скрытыми формами дефицита железа и железодефицитной анемией. У них определяется пониженный ферритин в крови. Высокий уровень ферритина характерен для воспалительных и инфекционных заболеваний, онкологической патологии. Определение концентрации ферритина в сыворотке крови позволяет гематологам Юсуповской больницы эффективно дифференцировать железодефицитную анемию от других типов малокровия. Лаборанты проводят анализ на ферритин по доступной цене с помощью современной диагностической аппаратуры, точных реагентов. Это позволяет получать точные результаты исследования, позволяющие установить точный диагноз.
Пациенты, у которых критический уровень ферритина, во время лечения пребывают в палатах с европейским уровнем комфортности. Они обеспечены диетическим питанием, качество которого не отличается от домашней кухни, индивидуальными средствами личной гигиены. Сложные случаи заболеваний, проявлением которых является повышенный или пониженный ферритин в крови, обсуждаются на заседании Экспертного Совета, в работе которого принимают участие кандидаты и доктора медицинских наук, врачи высшей категории.
Ведущие гематологи коллегиально вырабатывают тактику ведения каждого пациента. В комплексную терапию заболеваний, при которых пониженный или повышенный ферритин в крови, включают современные лекарственные препараты, которые оказывают эффективное действие и обладают минимальными побочными эффектами.
Что такое ферритин в крови
Ионы железа входят в состав белков, которые осуществляют перенос кислорода, железосеропротеинов и цитохромов, железосодержащих ферментов. Ферритин является высокоинформативным маркером, который характеризует метаболизм железа. Он представляет собой растворимый в воде комплекс гидроксифосфата железа с белком апоферритином. Наибольшее количество ферритина находится в клетках печени, селезёнки, костного мозга и ретикулоцитах, где интенсивно проходят процессы выработки, созревания и деградации эритроцитов. Ферритин активно участвует в метаболизме и перераспределении железа в организме.
Уровень ферритина в сыворотке крови позволяет оценить общие запасы железа в организме человека. У здоровых людей содержание ферритина в плазме крови составляет 20-350 нг/мл. Недостаток железа в организме приводит к негативным последствиям. О развитии железодефицитной анемии свидетельствует падение концентрации ниже 10 нг/мл. Дефицит железа в третьем триместре беременности обнаруживается почти у 90% женщин и сохраняется после родов во время кормления грудью у 55% из них.
При избыточном накоплении железа концентрация ферритина возрастает до нескольких тысяч нг/мл. Повышенный ферритин в крови у женщин является причиной развития токсикозов. Сдать анализ крови на ферритин можно в Юсуповской больнице.
Определение концентрации ферритина проводится с помощью трёх видов анализа:
Принцип радиоиммунологического анализа состоит в следующем: ферритин определяемого образца реагирует с антителами, которые иммобилизованы на твердофазном носителе, а затем связывается с антителами, меченными йодом-125. Меченные антитела, которые не прореагировали с ферритином, остаются в растворе и удаляются. На гамма-счетчике измеряется радиоактивность комплекса «меченое антитело+ ферритин с иммобилизованным антителом». В этом случае измеренная радиоактивность пропорциональна количеству ферритина в исследуемом образце.
Большинство методов иммунологического исследования использует поливалентность ферритина в его реакции с антителами. Они основаны на принципе двухцентрового иммунометрического анализа. В таком варианте каждая молекула ферритина связывается двумя антигенными центрами с двумя молекулами антител: с антителом, который содержит метку (ферментную, изотопную или флуоресцентную), и с антителом, которое присоединено к полимерному носителю. Большая часть диагностикумов использует в качестве системы разделения сформированные твердофазные носители (шарики, пробирки, бумажные диски, звёздочки), покрытые антителами. В современных диагностикумах используются моноклональные антитела.
Иммуноферментные методы определения сывороточного ферритина используют специальные тест-системы. Они обладают высокой чувствительностью. Иммунофлуоресцентные методы основаны на детекции молекул, меченных флуоресцентной меткой, которая характеризуется высокой способностью к генерации сигнала. Наиболее перспективным считается вариант метода исследования, при котором в качестве метки используются порфирины или полимакроциклические соединения.
Существуют диагностические тест-системы, которые основаны на принципе усиленной хемилюминесценции. Быстрый хемилюминесцентный анализ ферритина позволяет измерять его в сыворотке и плазме крови двухстадийной одночасовой процедурой.
Повышен или понижен ферритин
У здоровых взрослых людей уровень ферритина в сыворотке крови зависит от пола и возраста. У мужчин концентрация сывороточного ферритина варьирует от 30 до 200 мкг/л. У женщин детородного возраста концентрация ферритина в сыворотке крови находится в диапазоне 10-90 мкг/л, в постменопаузе достигает средних величин, которые характерны для мужчин. У детей резко возрастает уровень сывороточного ферритина в течение первых трёх месяцев жизни. Это связано с быстрым развитием органов и тканей. В дальнейшем, начиная с шестимесячного возраста и до полового созревания, уровень ферритина в сыворотке крови остаётся неизменным, варьируя в диапазоне 34,4-4,1 мкг/л.
Ферритин что показывает? Гематологи с помощью определения уровня ферритина в крови проводят оценку запасов железа в организме пациента. Показатель сывороточного ферритина является наиболее ранним и достоверным признаком тканевого дефицита железа. Он предшествует развитию собственно железодефицитной анемии. При тканевом дефиците железа и железодефицитной анемии отмечается понижение ферритина у мужчин ниже 30 мкг/ л, у женщин и детей ниже 10. При купировании малокровия и восполнении депо железа уровень сывороточного ферритина восстанавливается до нормы. По этой причине гематологи Юсуповской больнице используют его в качестве метода объективной оценки достаточности проведенного лечения.
Для получения достоверного результата анализа на ферритин пациенту необходима подготовка:
Высокий уровень ферритина наблюдается при посттрансфузионном гемосидерозе и гемохроматозе (наследственном заболевании, которое характеризуется повышенным всасыванием железа из пищеварительного тракта, усиленным его отложением в тканях и органах). Учёные установили, что ферритин обладает и другими функциями, не связанными непосредственно с обменом железа. Н-изоформы ферритина играют роль супрессоров в размножении клеток крови. Они замедляют процессы деления миелоидных и лимфоидных клеток.
Уровень ферритина увеличивается при инфицировании вирусом приобретенного иммунодефицита. Концентрация суммарного ферритина повышается и при остром воспалительном процессе, что позволяет рассматривать ферритин как острофазный белок.
Ферритин обладает цитопротекторными свойствами. Он в большом количестве содержится в клетках поджелудочной железы. Он используется для удержания цинка, которого много в инсулярных клетках. Цинк конкурирует с железом за места связывания в ферритине и трансферрине.
Ферритин связан с фактором некроза опухолей, который выделяется определёнными клетками в результате действия следующих стимулов:
Высокий ферритин в крови определяют при злокачественных опухолях яичников, молочной железы, гепатоцеллюлярном раке. Возрастание концентрации сывороточного ферритина при заболеваниях печени связано с процессом освобождения ферритина из печёночных клеток при их разрушении.
Значительное увеличение сывороточного ферритина наблюдается при следующих злокачественных новообразованиях:
Повышение ферритина отмечается у пациентов, страдающих заболеваниями крови: острым лейкозом, хроническом миелолейкозом, остром эритромиелозом.
Определение анализов ферритина
Препараты железа, которые используются для повышения уровня ферритина в крови, подразделяются на следующие группы:
Врачи Юсуповской больницы определяют путь введения лекарственного средства в зависимости от конкретной клинической ситуации. Терапию железодефицитных состояний проводят преимущественно препаратами железа для приёма внутрь. Препараты железа для парентерального введения назначают лишь по специальным показаниям: состояние после обширной резекции верхних отделов тонкой кишки, синдром нарушенного кишечного всасывания. Эксперты Всемирной Организации Здравоохранения рекомендуют применять оптимальную суточную дозу железа – 120 мг. Более высокие дозы не увеличивают эффективность, однако могут вызвать диспепсические расстройства вследствие раздражения пищеварительного тракта.
Лечение препаратами железа длительное. Нормализация уровня ферритина происходит через 5-8 недель лечения. При выборе препаратов железа врачи учитывают и их состав. Присутствие аскорбиновой кислоты улучшает всасываемость ионов железа в кишечнике, предотвращает переход из двухвалентной формы в трёхвалентную, ускоряет транспортировку железа. Витамин В12 необходим для образования эритроцитов, гемоглобина. Он принимает участие в обмене жиров, белков, углеводов, производстве энергии.
Фолиевая кислота является важнейшим фактором в предотвращении аномалий развития плода. Она необходима для синтеза ДНК и РНК, обмена белков и выработки красных кровяных клеток. Гематологи используют в лечении железодефицитных состояний лекарственные средства, которые содержат все эти компоненты. Одним из них является Ферро-Фольгамма. При низком уровне ферритина в крови проводится терапия железосодержащими препаратами (ферлатум, мальтофер, тотема).
Понижает уровень ферритина в крови употребление продуктов, богатых кальцием, избыток которого нарушает всасываемость железа, риса (способствует выводу шлаков и излишки микроэлементов из организма), изъятие крови для переливания. При высоком уровне ферритина назначают гепатопротекторные лекарственные средства и препараты цинка.
Сдать анализ на ферритин
Для того чтобы сдать анализ крови на железо и ферритин звоните по телефону контакт центра или записывайтесь на приём к гематологу Юсуповской больницы онлайн. Исследование необходимо при наличии отклонений в общем анализе крови, связанных с количеством эритроцитов или уровнем гемоглобина, наличии признаков дефицита (слабости, головокружения, трещин в уголках рта) или избытка железа (повышенной утомляемости, болей в животе, суставах, сбоях в работе сердца) железа в организме. Анализ крови на ферритин также необходим пациентам, которые входят в группу риска нехватки железа: беременным женщинам, маленьким детям, донорам крови.
Феритинин показания у взрослых что это мужчин
Депонированное железо, металлопротеид, индикатор запасов железа.
Мкг/л (микрограмм на литр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Ферритин – белок, в форме которого в основном запасается железо в организме.
Оно всасывается из пищи и затем переносится трансферрином – специальным белком, который образуется в печени. Железо необходимо для образования эритроцитов и является важнейшей частью гемоглобина – белка, заполняющего эритроциты и позволяющего им переносить кислород от легких к органам и тканям. Кроме того, оно входит в состав мышечного белка миоглобина и некоторых ферментов.
В норме в организме содержится 4-5 граммов железа. Около 70 % от этого количества составляет как раз железо, «встроенное» в гемоглобин эритроцитов. Оставшееся главным образом запасается в тканях в составе белковых комплексов – ферритина и гемосидерина, – которые в основном содержатся в печени, а также в костном мозге, селезенке и мышцах. Хотя в крови ферритин присутствует в небольших количествах, его концентрация отражает запасы железа в организме.
Когда железа начинает не хватать, например в случае уменьшения приема его с пищей или частых кровотечений, организм начинает использовать резерв из тканей. Количество ферритина при этом, соответственно, уменьшается. Длительная нехватка поступающего железа может привести к анемии. Уровень ферритина же бывает сниженным задолго до появления симптомов железодефицита и позволяет вовремя диагностировать анемию.
С другой стороны, если железа поступает слишком много, это может приводить к его чрезмерному накоплению и, как следствие, к поражению печени, сердца и поджелудочной железы.
Стоит отметить, что использование разных анализов, отражающих обмен железа в организме, дает более полную и достоверную информацию о недостатке или переизбытке этого микроэлемента, чем только тест на ферритин.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?
На ранних стадиях дефицит железа может протекать бессимптомно. Если человек в остальном здоров, то признаки заболевания иногда появляются только при снижении гемоглобина ниже 100 г/л. О развитии анемии свидетельствуют следующие жалобы: хроническая слабость/утомляемость, головокружение, головные боли.
При тяжелой анемии пациент может страдать от одышки, боли в грудной клетке, сильных головных болей, слабости в ногах. У детей появляются трудности с обучением.
Помимо основных, есть еще несколько признаков, характерных для дефицита железа: желание употреблять в пищу необычные продукты (мел, глину), жжение кончика языка, заеды – трещины в углах рта.
Ферритин
Сначала, давайте разберемся в самом понятии «ферритин».
Ферритин – сложный белковый комплекс, выполняющий роль основного внутриклеточного депо железа. Можно назвать его своеобразным сейфом, где собирается и копится железо, которое будет предоставлено организму, в экстренном случае. Именно ферритин показывает есть ли у вас предрасположенность к анемии, а не гемоглобин, как многие думают.
Обычно, референсное значение ферритина колеблется от 5 мкг/л до 148 мкг/л. Но как понять, какое значение анализа ферритина является вашей нормой?
Запомните, идеальной цифры ферритина не существует. Это ИНДИВИДУАЛЬНАЯ цифра.
Нижняя граница значения – показатель вашего веса.
Верхняя граница ферритина, когда мы говорим, что это не патология – это 300 мкг/л.
Индивидуальный уровень ферритина рассчитывается по формуле: ваш вес(кг) + 70 мкг/л.
Например, у девушки весом 60 кг., индивидуальный показатель ферритина равен 130 мкг/л.
Мы не ставим диагноз железодефицитной анемии по гемоглобину, необходимо увидеть значение ферритина, потому что это первый и самый ранний показатель признака дефицита железа. А желательно, знать показатели эритроцитов, трансферрина, коэффициент насыщения трансферрина, ОЖСС, сывороточного железа, цветового показателя, MCV, MCH.
Основывать выводы по поводу железодефицитной анемии, рассматривая только показатель гемоглобина, неправильно. Ферритин запасает железо, чтобы в любом экстренном случае анемия не наступила. Если гемоглобин со 120 упадет, а ферритин будет на отметке – 6, анемия не заставит себя ждать.
Задумаетесь о запасах железа на «чёрный» день уже сейчас, тогда падение гемоглобина не будет сопровождаться усталостью, низким КПД, и прочими неприятными эффектами анемии. Ведь на помощь придет ферритин.
Сдавайте анализы, учитывайте все факторы и будьте здоровы!
Ферритин как маркер железодефицитной анемии и опухолевый маркер
Автор: Андреев Г. И., магистр техники и технологии, выпускник (2003 г.) СПбГПУ, факультет медицинской физики и биоинженерии, кафедра физико-химических основ медицины.
Железодефицитной анемией (ЖДА) и скрытыми формами дефицита железа страдает 50-80% населения России. Определение концентрации ферритина в сыворотке крови позволяет эффективно дифференцировать ЖДА от других типов анемий. Кроме того, высокие концентрации ферритина характерны для воспалительных и инфекционных процессов, некоторых онкологических заболеваний.
В статье описаны структура и функции ферритина, его роль в метаболизме железа, характерные для разных состояний изменения его концентрации в крови, дан сравнительный анализ характеристик ИФА-наборов зарубежных производителей и первой российской тест-системы.
Введение
Ионы железа выполняют в организме человека очень важную функцию. Они входят в состав белков, осуществляющих перенос кислорода, цитохромов и железосеропротеинов, железосодержащих ферментов. Поэтому недостаток железа в организме приводит ко многим негативным последствиям. Одним из них является развитие железодефицитной анемии (ЖДА). Согласно данным ВОЗ, от скрытого дефицита железа и ЖДА страдает около одной трети населения планеты. В некоторых регионах России этот показатель достигает 70-80%. Проявления данного заболевания разнообразны и иногда приводят к тяжелым последствиям.
Избыточное содержание железа в организме также опасно. Оно приводит к развитию токсикозов, патологическому повышению уровня активных форм кислорода.
Вследствие этого важно иметь интегральный показатель оценки содержания железа в организме. Высокоинформативным маркером, характеризующим метаболизм железа, является ферритин.
Для определения содержания ферритина в сыворотке крови используются иммунометрические методы. В связи с поливалентностью данного антигена можно создать специфические и высокочувствительные системы определения его концентрации. В России в настоящее время определение ферритина в лабораторной практике распространено очень слабо. Это объясняется недостаточной информированностью населения и медицинского персонала о диагностической значимости данного показателя, а также сравнительно высокой стоимостью проведения анализа при помощи наборов реагентов зарубежных производителей. Первая в нашей стране иммуноферментная система для определения концентрации ферритина в сыворотке крови человека, основанная на применении моноклональных антител, разработана в аналитической лаборатории компании «Алкор Био» . Для успешного применения в лабораторной практике создаваемый продукт должен удовлетворять всем требованиям к его качеству, не уступать по аналитическим характеристикам зарубежным аналогам, а также обладать стоимостью, обеспечивающей возможность проведения регулярных скрининговых обследований.
1. Актуальность проблемы
У позвоночных защита от токсического эффекта железа и активных форм кислорода осуществляется двумя железосвязывающими белками: внеклеточными трансферринами и внутриклеточными ферритинами. Оба сохраняют железо в безопасной окисленной форме Fe(III), которая не катализирует продукцию свободных радикалов. Ферритин содержит 15-20% общего количества железа в организме.
Концентрация ферритина в сыворотке крови позволяет оценить общие запасы железа в организме [1]. У здоровых людей содержание ферритина в плазме крови составляет 20-350 нг/мл. Падение концентрации ниже 10 нг/мл свидетельствует о развитии железодефицитной анемии, в то время как при избыточном накоплении железа концентрация ферритина может возрастать до нескольких тысяч нг/мл.
Железодефицитная анемия является самым распространенным анемическим синдромом и составляет приблизительно 80% заболеваемости всеми видами анемий. Ее распространенность определяется физиологическими, патологическими, экологическими и социальными факторами. Предполагают, что в мире страдает железодефицитной анемией около 1,8 миллиарда человек (ВОЗ, 1998). Согласно данным ВОЗ (1992), дефицит железа определяется как минимум у 20-25 % всех младенцев, у 43 % детей в возрасте до 4 лет и 37 % детей от 5 до 12 лет. Даже в развитых странах эти цифры не ниже 12 % у детей до 4 лет и 7 % детей в возрасте от 5 до 12 лет [2].
Из-за физиологических ежемесячных кровопотерь и вынашивания детей более чем у 51 % женщин детородного возраста во всем мире обнаруживается нехватка железа вплоть до отсутствия его запасов. Дефицит железа в III триместре беременности обнаруживается почти у 90% женщин и сохраняется после родов и лактации у 55% из них [2].
В России частота железодефицитной анемии приближается к показателю стран третьего мира. В некоторых регионах России (Север, Восточная Сибирь, Северный Кавказ) скрытый дефицит железа выявляется у 70-80% жителей. Это связано и с неблагоприятной экологической обстановкой, и с нерациональным питанием, вызванным снижением уровня жизни.
В 1983 г. П. М. Альперин и Ю. Г. Митерев предложили новую классификацию форм железодефицитной анемии, которая в полной мере отражает все основные этиологические факторы, приводящие ее к развитию. Они выделяют:
Регулярное определение ферритина используется для отслеживания быстрого истощения запасов железа во время беременности, у доноров крови и у пациентов, регулярно подвергающихся гемодиализу. Оно также имеет ценность для диагностики гемохроматозов, при мониторинге пациентов, которые регулярно подвергаются переливанию крови или железозаместительной терапии и составляют группу риска по аккумулированию избыточных запасов железа. Концентрация ферритина может повышаться при некоторых острых и хронических заболеваниях печени, при голодании и истощении, наличии воспалительных процессов, инфаркте миокарда. Можно использовать определение ферритина для диагностики и мониторинга онкологических заболеваний.
Показатели обмена железа в норме и при различных видах анемий (Авцын А. П., 1990).
| Показатели метаболизма железа | Норма | Железодефицитная анемия | Инфекционная, опухолевая анемия | Нарушение синтеза гема и глобина |
| Железо сыворотки, мкг/дл: | ||||
| — мужчины | 50-160 | 180 | ||
| — женщины | 40-150 | 170 | ||
| ОЖСС, мкг/дл | 250-400 | >400 | 180 | 200 |
| Коэффициент насыщения трансферрина, % | 15-54 | 60 | ||
| Ферритин, нг/мл | 20-350 | 350 | 360-1000 |
К современным методам ранней диагностики железодефицитных состояний (гипосидероза) относятся определение концентрации железа в сыворотке, общей железосвязывающей способности сыворотки (ОЖСС), трансферрина и ферритина в сыворотке. Показатели метаболизма железа при различных видах анемий представлены в Таблице 1.
Избыточное содержание железа в организме называют сидерозом или гиперсидерозом. В 1971 г. Dagg e. a. предложили клиническую классификацию гиперсидерозов. Различают следующие формы гиперсидероза:
При этих патологических состояниях концентрация ферритина в плазме крови повышена вследствие нарушения баланса обмена железа.
В то время как истощение запасов железа в организме является единственной причиной снижения уровня сывороточного ферритина, повышение уровня ферритина наблюдается не только при избытке запасов железа, но также в некоторых других ситуациях.
Высокие концентрации ферритина обнаруживаются в сыворотке пациентов с карциномой поджелудочной железы, раком легких, гепатомой и нейробластомой, острым миелобластным и лимфобластным лейкозами, лимфогранулематозом (болезни Ходжкина). Концентрация сывороточного ферритина обычно повышена при метастазирующем раке молочной железы. При онкологических заболеваниях концентрация ферритина в крови повышена как вследствие его активной секреции, так и за счет повышенного распада клеток и высвобождения цитоплазматического ферритина, например, при химиотерапии. После успешного лечения концентрация ферритина в сыворотке крови снижается.
Концентрация ферритина может также повышаться при некоторых острых и хронических заболеваниях печени (например, алкогольное поражение, гепатит), при голодании и истощении, воспалительных заболеваниях (легочные инфекции, остеомиелит, хронические инфекции мочевых путей, ревматоидный артрит, системная красная волчанка, ожоговая болезнь), инфаркте миокарда [5, [6]. В этих случаях основной причиной увеличения содержания ферритина в крови является некроз клеток и высвобождение внутриклеточной фракции.
Определение ферритина в клинической практике позволяет улучшить диагностику нарушений метаболизма железа. Несомненными достоинствами метода являются также малая инвазивность и простота выполнения. Однако правильная интерпретация результатов требует ясного понимания как процессов метаболизма железа, так и учета других влияющих на уровень сывороточного ферритина факторов, например поражения печени или воспалительных процессов.
В настоящее время многие зарубежные производители предлагают наборы реагентов для иммуноферментного определения содержания ферритина в сыворотке, однако они очень мало распространены в России вследствие высокой стоимости и недостаточной информированности как медиков, так и населения о диагностической значимости данного показателя. Таким образом, необходимость разработки отечественной тест-системы для определения концентрации ферритина в крови человека очевидна.
3. Структура и функция молекулы ферритина.
Каждая молекула апоферритина собрана из 24 структурно равнозначных субъединиц, вносящих одинаковый вклад в формирование четвертичной структуры. В 24-мерах смешанного состава (гетрополимерах) Н- и L- субъединицы имеют одинаковую конформацию, предоставляя возможность формирования гетерополимеров с любой из возможных композицией субъединиц.
Рисунок 1. Четвертичная структура молекулы ферритина.
Ближайшие к зрителю субъединицы изображены толстыми лентами, внутри глобулы в центре видно железосодержащее ядро.
Субъединицы плотно упакованы, за исключением того, что в местах контакта трех субъединиц есть узкие каналы диаметром около 1 нм, пронизывающие глобулу. Эти каналы, проходящие вдоль осей третичной симметрии, являются главным входным путем для железа и сайтами окисления Fe(II) [10].
Все молекулы ферритинов имеют полость для хранения железа. Полагают, что главным фактором, определяющим формирование ядра, является распределение зарядов на внутренней поверхности.
Вследствие различий по составу субъединиц молекулярная масса изоферритинов колеблется от 440 кДа у легких фракций изоферритинов селезенки до 500 кДа у тяжелых мышечных ферритинов. Общая молекулярная масса ферритина может удваиваться за счет включения кластера железа и достигать 900 кДа [13]. Однако ферритины обычно не полностью насыщены железом и обладают молекулярной массой, промежуточной между апоферритином и полностью заполненным холоферритином.
Субъединицы ферритинов содержат небольшое число углеводородов. Состав и количество сахаров сильно варьируют в зависимости от тканевой принадлежности, и составляет 2,4% массы апоферритинов печени и селезенки и около 5% у сердечных изоформ [14].
Ферритин выполняет в организме двойственную функцию. Он запасает в клетках растворимое железо, которое при необходимости может быть легко задействовано для синтеза различных веществ. В то же время ферритин защищает организм от токсического действия ионов металлов. Помимо железа ферритин способен связывать и другие ионы, некоторые из которых токсичны (алюминий, бериллий).
Известно, что связывание железа трансферрином и ферритином требует предварительного изменения степени окисления металла от +2 до +3, а его высвобождение из этих молекул сопровождается обратным процессом восстановления. Важнейшую роль в этих процессах играют также низкомолекулярные хелатирующие соединения. Они являются необходимым промежуточным звеном в переносе железа от транспортных и депонирующих белков к местам утилизации железа.
4. Ферритин в циркуляторном русле
Первое прямое свидетельство присутствия ферритина в сыворотке крови получили Reissman и Dietrich в 1956 г [15]. Первоначально ферритин был найден в сыворотке пациентов с некрозом печени и перегрузкой железом, однако после развития чувствительного иммунорадиометрического анализа его удалось обнаружить и в нормальной сыворотке [16].
Внеклеточные ферритины, найденные в сыворотке и биологических жидкостях, составляют меньшую часть от общего ферритина. Плазматический ферритин имеет низкое содержание железа (0,02-0,07 мкг Fe на мкг белка в сравнении с более 0,7 мкг Fe на мкг белка в печени и селезенке).
Источник и механизм продукции плазматического ферритина до сих пор во многом неясен. Часть циркулирующего ферритина выделяется из разрушающихся тканей, например при циррозе печени, инфаркте миокарда. Однако наличие в молекуле специфически гликозилированных субъединиц и тонкая регуляция количества ферритина в крови в соответствии с уровнем железа в норме и при различных патологических процессах показывает, что главным источником плазматического ферритина является его активная секреция. В частности, секреция выполняется фагоцитами, осуществляющими деградацию гемоглобина. При этом ферритин выполняет функцию транспорта железа от клеток ретикулоэндотелиальной системы к гепатоцитам, синтезирующим гемоглобин de novo.
Места синтеза ферритина, подлежащего секреции, и тканевого ферритина также различны. Показано, что секреторный белок синтезируется на полирибосомах, связанных с мембранами эндоплазматического ретикулума, где осуществляется дальнейший процессинг молекулы, включая гликозилирование. Синтез ферритинов, секреция которых не предусмотрена, протекает на свободных цитоплазматических рибосомах [17].
Предположение, что секретируемые ферритины функционально активны, основано на идентификации специфических рецепторов на различных клеточных мембранах. Такие рецепторы были описаны на клетках печени, лимфоцитах и эритробластах человека. До настоящего времени неясно, сколько типов рецепторов существует, но главное очевидное различие найдено между ними на клетках печени и других типах клеток. Рецепторы печени обладают специфичностью с учетом соотношения Н- и L-субъединиц, в то время как лимфоцитарные рецепторы специфичны к Н-цепи.
Хотя многие тканевые изоферритины могут высвобождаться в плазму, обнаружены четкие различия в динамике циркуляции тканевого и плазматического ферритинов. Так, скорость удаления из плазмы тканевых ферритинов очень высока (период полувыведения Т1/2составляет примерно 9 мин), в то время как количество инъецированного меченого плазматического ферритина уменьшалось на 50% лишь спустя 30 часов. В норме в плазме способны накапливаться изоформы L24и гликозилированные молекулы, богатые L-субъединицами, но содержащие мало железа [18].
Значительное увеличение содержания характерных для опухолевых клеток фракций ферритинов с повышенным количеством Н-субъединиц может быть следствием нескольких причин:
Взаимосвязь плазматического ферритина со многими физиологическим процессами в организме позволяет отнести его к белкам острой фазы и к опухолевым маркерам.
5. Содержание ферритина в сыворотке крови
Таблица 2. Содержание ферритина в сыворотке крови в норме.
В первый месяц после рождения концентрация ферритина повышена в связи переходом от фетальной формы гемоглобина к взрослой.
В постменопаузальный период содержание железа и концентрация ферритина в организме женщин возрастают, приближаясь к показателям у мужчин [19].
В случае перегрузки организма железом концентрация ферритина превышает 400-500 нг/мл, а при ярко выраженном гемохроматозе может достигать 10 000 нг/мл и более.
Несмотря на низкое содержание железа в плазматическом ферритине, концентрация ферритина в плазме коррелирует как с резервными запасами железа в организме, так и его общим количеством. Определяя в сыворотке крови содержание ферритина, на самом деле мы определяем концентрацию белковой части комплекса, апоферритина. Концентрация апоферритина в крови соответствует общему уровню ферритина в тканях и, следовательно, содержанию запасов железа.
Таким образом, диагностическая ценность измерения сывороточного ферритина неоспорима.
6. Иммунологические свойства ферритина
В настоящее время для измерения концентрации ферритина в сыворотке крови используются иммунологические методы анализа. Для правильного определения исследуемого антигена необходимо использовать высокоспецифичные к анализируемому веществу антитела. Правильный выбор антител можно сделать, зная особенности антигенного строения ферритина.
Белковая оболочка, лишенная кластера железа, проявляет большую иммунологическую активность по сравнению с ферритином, нагруженным железом. Вероятно, это вызвано повышением конформационной лабильности молекулы, что способствует вовлечению во взаимодействие с антителами участков, не доступных или малодоступных в нативной молекуле. Адсорбция апоферритина на полистироле приводила к практически полной утрате иммунологической реактивности, что также указывает на конформационный характер эпитопов молекулы [23].
Антитела к одиночным субъединицам ферритина выявили существенные отличия в их антигенном строении. Антигенные детерминанты Н- и L-субъединиц ферритина отличаются друг от друга.
Из общего числа кластеров эпитопов, максимальное количество которых ограничено числом субъединиц ферритина (24) только 3-4 доступны для одновременного связывания антител. Данный вывод о максимальной валентности ферритина сделан в работе [24] на основании геометрических расчетов по известному внешнему диаметру сферической глобулы ферритина (12-13 нм) и минимальному расстоянию между центрами двух молекул антител, способными расположиться на антигенной поверхности без стерических затруднений (12-14 нм).
Определение концентрации ферритина в сыворотке крови первоначально осуществлялось радиоиммунологическими методами, основанными на конкуренции за связывание с антителами антигена из сыворотки крови и его радиоактивно меченого аналога [25]. Несколько позднее стал применяться неконкурентный иммунорадиометрический метод, использующий возможность одновременного связывания с молекулой ферритина двух молекул антител [26].
Особенностью ферритина является наличие нескольких сайтов связывания антител, некоторые из них повторяются. Как было сказано выше, в целом глобула обладает размерами, достаточными для одновременного связывания с четырьмя молекулами антител. Поэтому для выявления ферритина в основном используют неконкурентный метод анализа. Данный выбор связан не только со сложностью конъюгирования ферритина с меткой и возможностью нарушения при этом его антигенной структуры, но и с необходимостью обеспечения высокой чувствительности анализа для выявления ЖДА, недостижимой при конкурентной схеме.
Применение моноклональных антител с различной эпитопной направленностью для связывания и детекции антигена делает возможным проведение иммунологической реакции в одну стадию, при этом отсутствует конкуренция между «верхними» и «нижними» антителами за связывание с общими эпитопами, искажающая результаты анализа. Проведение анализа в одну стадию позволяет снизить расход реагентов и стоимость анализа, уменьшить занятость лабораторного оборудования и значительно сэкономить рабочее время.
7. Основные характеристики иммуноферментных тест-систем для количественного определения ферритина
В настоящее время практически все предлагаемые тест-системы основаны на неконкурентном методе определения ферритина. Однако используемые разными производителями антитела, поверхность твердой фазы, способы детекции сигнала и другие параметры разнятся очень значительно.
Результаты сравнения аналитических характеристик тест-систем производства различных фирм приведены в Таблице 3.
Таблица 3. Аналитические характеристики наборов для определения ферритина различных производителей.
В Таблице. 4 приведена ориентировочная стоимость реагентов, необходимых для выполнения одного анализа наборами реагентов разных производителей. Стоимость рассчитана по ценам производителя или его официального дистрибьютора в России (при условии проведения анализа в соответствии с инструкцией производителя).
Таблица 4. Стоимость определения ферритина наборами различных производителей.
Разработанный компанией «Алкор Био» набор «ИФА-ферритин» представляет собой гетерогенную иммуноферментную систему для количественного определения ферритина в сыворотке крови человека. Основными компонентами такой системы является твердая фаза, конъюгат антитела с меткой и калибровочные пробы.
Из Таблиц 3 и 4 видно, что «ИФА-ферритин» по своим характеристикам превосходит многие из зарубежных аналогов. Стоимость единичного определения ферритина набором DPC «Immulite» немного ниже, однако следует учитывать, что стоимость необходимого для этого автоматического анализатора примерно в 5 раз выше, чем стоимость оборудования, на котором проводится определение ферритина набором «ИФА-ферритин».
