Трансферин: биохимия и клиническое значение¶

Трансферин — это железосвязывающий белок плазмы крови, синтезируемый преимущественно в печени, который обеспечивает транспорт ионов железа от места всасывания и распада гемоглобина к органам-мишеням, прежде всего к костному мозгу. В клинической лабораторной диагностике концентрация трансферина в сыворотке крови (норма — 2,0–3,6 г/л) используется как показатель обеспеченности организма железом: снижение уровня указывает на дефицит железа, повышение — на его недостаточное использование при анемиях, связанных с хроническими заболеваниями или нарушением эритропоэза.

¶Структура и функция

Трансферин относится к бета-глобулинам. Молекула представляет собой гликопротеин массой около 80 кДа, синтезируемый главным образом гепатоцитами. Каждая молекула содержит два активных центра, способных обратимо связывать трёхвалентное железо (Fe³⁺). Сродство трансферина к железу очень высоко, что позволяет ему удерживать металл в растворимом состоянии и предотвращать токсическое действие свободных ионов Fe³⁺ на ткани.

Основные функции трансферина:

• Транспорт железа. Абсорбированное в тонком кишечнике железо поступает в кровь, где связывается с трансферином и доставляется в костный мозг для синтеза гемоглобина, а также в печень и селезёнку — для формирования запасов в виде ферритина.
• Защита от оксидативного стресса. Свободные ионы железа катализируют образование гидроксильных радикалов через реакцию Фентона; связывание железа трансферином минимизирует этот эффект.
• Участие в иммунном ответе. Ограниченная доступность железа для бактерий (называемая «nutritional immunity») частично обеспечивается трансферином, который связывает свободный металл и лишает микроорганизмы необходимого для роста фактора.

¶Метаболизм железа с участием трансферина

После всасывания в кишечнике железо окисляется до Fe³⁺ и связывается с трансферином. Комплекс «трансферин — Fe³⁺» циркулирует в крови и распознаётся рецепторами трансферина (TfR1), экспрессируемыми на поверхности клеток с высокой потребностью в железе — прежде всего на пролиферирующих эритроидных предшественниках. При связывании комплекс внутренне утилизируется путём рецептор-опосредованного эндоцитоза. Внутри клетки в кислой среде эндосомы железо высвобождается, а апо-трансферин возвращается на поверхность для повторного использования.

Регуляция уровня трансферина осуществляется гепсидином — пептидным гормоном печени, который контролирует выход железа из клеток-хранилищ (макрофагов и гепатоцитов) через ферропортин. При воспалении и хронических заболеваниях уровень гепсидина повышается, что приводит к «запиранию» железа внутри клеток и снижению концентрации трансферина в крови.

¶Клиническое значение

Определение уровня трансферина в сыворотке входит в стандартный набор исследований при подозрении на нарушения обмена железа. На практике чаще используется не сам показатель трансферина, а производные величины:

• Трансферин-насыщенность (TSAT) — отношение сывороточного железа к общей железосвязывающей способности (ОЖСС), умноженной на 100. Норма — 20–45 %. Значение ниже 16–20 % указывает на дефицит железа.
• Общая железосвязывающая способность (ОЖСС) — отражает количество свободных мест на молекулах трансферина; повышается при дефиците железа, снижается при воспалении и заболеваниях печени.

¶Повышенный уровень трансферина

Гипертрансферинемия наблюдается при:

• железодефицитной анемии (компенсаторная реакция на дефицит железа);
• беременности (физиологическое увеличение объёма плазмы);
• приёме пероральных контрацептивов и эстрогенсодержащих препаратов;
• остром гепатите (на ранних стадиях).

¶Сниженный уровень трансферина

Гипотрансферинемия характерна для:

• анемий хронических заболеваний (анемия хронического воспаления);
• нефротического синдрома (потеря белка с мочой);
• цирроза печени и тяжёлой печёночной недостаточности (снижение синтеза);
• наследственного гемохроматоза (избыток железа подавляет синтез трансферина);
• макроглобулинемии Вальденстрема и некоторых парапротеинемий (интерференция в иммунотурбидиметрических методах).

¶Лабораторная диагностика

Уровень трансферина определяют иммунотурбидиметрическим или нефелометрическим методом. Результаты интерпретируют в комплексе с показателями ферритина (маркер запасов железа), сывороточного железа, ОЖСС, гемоглобина и количества ретикулоцитов. Для дифференциальной диагностики дефицита железа и анемии хронического воспаления дополнительно определяют уровень гепсидина и soluble transferrin receptor (sTfR).

Важно учитывать, что уровень трансферина зависит от общего белка и альбумина в крови, поэтому при белково-энергетической недостаточности и мальабсорбции показатель снижается независимо от запасов железа.

¶История

Трансферин был открыт в 1946 году чешским биохимиком Виктором Сборжанским (Viktor Štěrba-Sborovský) и норвежским учёным Бьёрном Сургенсом (Bjørn Surgenor), а термин «трансферин» ввёл в обиход в 1947 году австралийский биохимик Ральф Гринвуд (Ralph Greenwalt), работавший в Американском Красном Кресте. В 1960-х годах были выделены ген Tf и его продукт, что позволило установить полиморфизм трансферрина (варианты C, D, B, E), используемый ранее в криминалистике для идентификации личности по образцам крови.

¶Источники

• Лабораторная диагностика: национальное руководство / под ред. К. К. Ершова, В. Н. Титова. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Гематология: национальное руководство / под ред. В. Н. Серова, О. А. Рукавицына. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
• Hallberg L. Iron and transferrin // Comprehensive Physiology. — 2014.
• Ganz T. Systemic iron homeostasis // Physiological Reviews. — 2013.