Трансферрин — белок крови¶

Трансферрин — это железосвязывающий белок плазмы крови, синтезируемый главным образом клетками печени (гепатоцитами). Он относится к классу бета-глобулинов и выполняет функцию транспорта трёхвалентного железа (Fe³⁺) от мест его всасывания и распада гемоглобина к органам-мишеням — костному мозгу, печени и селезёнке. Трансферрин является основным показателем обеспеченности организма железом и одним из ключевых лабораторных маркеров в диагностике анемий.

¶Структура и свойства

Трансферрин представляет собой гликопротеин с молекулярной массой около 80 кДа, состоящий из одной полипептидной цепи, сформированной в два домена (N- и C-концевые), каждый из которых содержит одно железо-связывающее центр. Всего молекула способна удерживать до двух ионов Fe³⁺. Для связывания железа необходимы также ионы бикарбоната (HCO₃⁻), которые служат кофактором.

Ген, кодирующий трансферрин (TF), расположен на хромосоме 3 человека. В крови трансферрин находится преимущественно в насыщенной форме лишь на 20–45 %; эта доля называется трансферриновой сатурацией и служит важным диагностическим показателем. Общая концентрация трансферрина в сыворотке здорового человека составляет примерно 2,0–3,6 г/л.

¶Биосинтез и метаболизм

Основным местом синтеза трансферрина является печень. Небольшое количество белка вырабатывают также молочные железы (трансферрин грудного молока обеспечивает защиту новорождённого от инфекций, связывая доступное железо у бактерий), яички и мозг. Синтез трансферрина в печени стимулируется эстрогенами, глюкокортикоидами и, что особенно важно, дефицитом железа: при снижении запасов организма продукция белка увеличивается.

Циркуляция трансферрина в крови построена на механизме рециркуляции. Насыщенный железом трансферрин связывается со специфическими рецепторами (TfR1) на поверхности клеток, преимущественно на эритроидных предшественниках костного мозга. Комплекс «трансферрин — рецептор» поглощается клеткой путём рецептор-опосредованного эндоцитоза. Внутри клетки в кислой среде эндосомы железо высвобождается, а «апо-трансферрин» (не связавший железа) возвращается обратно на поверхность и снова поступает в кровоток. Один молекула трансферрина может совершить до 100–200 таких циклов, прежде чем будет деградирована. Период полужизни трансферрина в крови составляет около 8–10 суток.

¶Роль в обмене железа

Железо в организме человека (в среднем 3–4 г у взрослого мужчины и 2–3 г у женщины) находится в связанной форме: около 65 % — в гемоглобине эритроцитов, около 25 % — в запасных формах (ферритин и гемосидерин), около 3–4 % — в миоглобине и ферментах, и менее 1 % — в плазме, где основным переносчиком и выступает трансферрин.

Трансферрин обеспечивает поставку железа в костный мозг для синтеза гемоглобина в новых эритроцитах, а также в клетки печени и плаценты. Дополнительно трансферрин обладает бактериостатическим действием: связывая свободное железо в плазме, он лишает бактерии необходимого для роста микроэлемента, что является частью врождённого иммунитета.

¶Клиническое значение

Определение концентрации трансферрина (или его альтернативного показателя — общей железосвязывающей способности сыворотки, ОЖСС) проводится в клинической лабораторной диагностике для оценки статуса железа в организме.

Повышение уровня трансферрина характерно для железодефицитной анемии, беременности, приёма оральных контрацептивов и дефицита белка в питании (трансферрин — белок острой фазы отрицательного типа: при воспалении и белковом голодании его синтез снижается). Снижение концентрации наблюдается при хронических инфекциях, опухолях, циррозе печени, нефротическом синдроме (потеря с мочой), а также при наследственном атрансферринемии — редком аутосомно-рецессивном заболевании, проявляющемся тяжёлой гипохромной анемией и повторными инфекциями.

¶Наследственные особенности

Известны генетические варианты трансферрина. Наиболее изучены трансферриновые фенотипы (C1, C2, D и др.), различающиеся по подвижности в электрофорезе и обусловленные полиморфизмом гена TF. Распространённость вариантов различается между популяциями. Клиническое значение этих полиморфизмов изучается в связи с предрасположенностью к нейродегенеративным заболеваниям: дефицит трансферрина в центральной нервной системе (форма, известная как атрансферринемия мозга или гипопротеинемия с атрансферринемией) приводит к дегенерации базальных ганглиев.

¶Применение в биотехнологии

Рекомбинантный человеческий трансферрин применяется в качестве добавки в клеточные культуры и в некоторых фармацевтических препаратах для парентерального питания, а также исследуется как переносчик лекарственных средств. В пищевой промышленности сывороточный трансферрин используется в некоторых методах определения подлинности молочных продуктов.

¶История

Железосвязывающий белок плазмы был открыт в 1939 году независимо двумя группами исследователей: Армином Шустером и Джоном Катцем. Термин «трансферрин» был предложен в 1946 году биохимиком Холманом и вошёл в употребление в 1950-х годах после уточнения механизма транспорта железа.

¶Источники

• Лабораторная диагностика: руководство / под ред. Н. Т. Работа — М.: ГЭОТАР-Медиа
• Биохимия человека: учебник / под ред. В. А. Яблокова
• Комаров Ф. И., Дубовик Б. В. Клиническая лабораторная диагностика
• McPherson R. A., Pincus M. R. Henry's Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods
• ВОЗ. Доклад о глобальной ситуации в области здоровья: контроль дефицита железа