المصادر والحاجز المعوي
يحصل الجسم على الحديد بطريقتين: من الخارج عبر الغذاء (المسار الخارجي) وعن طريق تفكك كريات الدم الحمراء الهرمة (إعادة الاستخدام الداخلي). ولكي يتم امتصاص الحديد الغذائي، لا بد من وجود وسط معدي حامضي ووجود مواد مختزلة؛ وأهمها فيتامين سي الذي يحول الحديد الثلاثي إلى حديد ثنائي (Fe2+). وبهذا الشكل بالذات يخترق العنصر النزتر الخلايا المعوية (خلايا الغشاء المخاطي للأمعاء).
يعمل داخل الخلايا المعوية آليات "الحاجز المخاطي"، وهدفها منع دخول الحديد الزائد إلى الدم:
- إذا كانت حاجة الجسم منخفضة، يتم تخليق بروتين الآبوفريتين بنشاط داخل الخلايا، فيرتبط بأيونات الحديد محولاً إياها إلى فريتين (Fe3+). يبقى هذا الحديد في الغشاء المخاطي ويُطرح مع البراز عند التقشر الطبيعي للظهارة.
- إذا كان هناك عجز، فيتثبط تخليق الآبوفريتين وتعبر الأيونات بحرية عبر الخلية المعوية إلى مجرى الدم.
النقل والالتقاط الخلوي بوساطة المستقبلات
عند مغادرة الأمعاء عبر الغشاء القاعدي، يدخل أيون Fe2+ إلى البلازما، حيث يتكسر ويتاكسد مرة أخرى إلى Fe3+. المسؤول عن ذلك هو الأنزيم المحتوي على النحاس فيروكسيداز (المعروف أيضاً باسم سيرولوبلازمين). خلال التفاعل، يتم إرجاع النحاس (Cu2+ → Cu+)، بينما يرتبط الحديد المُجهّز بروتين السكر الناقل أبوتランスفرين. ويتشكل معقد ترانسفرين-Fe3+، الذي يُنقل عبر الجسم بأكمله.
يتم دخول الحديد إلى الأنسجة المستهدفة عبر مستقبلات نوعية للترانسفرين:
- ترتبط المعقدة بالمستقبل الموجود على سطح الخلية.
- تتكون حويصلة (إندوسوم) عن طريق الالتقام الخلوي (الإندوسيتوز).
- يتحرّر الحديد داخل الخلية (مرة أخرى كـ Fe2+) ليُستهلك في العمليات الاستقلابية.
يعتمد عدد المستقبلات على الغشاء مباشرةً على المخزون داخل الخلية. عند نقص الحديد، يزداد نسخ جين المستقبل فتلتقط الخلية كمية أكبر من الترانسفرين من الدم.
التوزيع والتخزين والإطراح
يُستهلك الحديد الواصل إلى الأنسجة لتكوين بروتينات الهيم (مثل الهيموجلوبين في نخاع العظم أو الميوجلوبين في العضلات) والبروتينات الحديدية الكبريتية. ويتم تخزين الفائض في الكبد، والطحال، ونخاع العظم.
بروتين التخزين الرئيسي هو الفريتين. ولكن إذا دخل الحديد بكميات مفرطة واستنفدت سعة الفريتين، يتحول إلى الهموسيديرين؛ وهو معقد شحيح الذوبان قادر على تراكم ما يصل إلى 37% من الحديد في بنيته.
تعتبر الخسائر الجماعية لهذا العنصر النزتر ضئيلة في الحالة الطبيعية، حيث يفقدها الجسم عبر البراز (بما في ذلك الصفراء والظهارة المقشرة)، والعرق، والبول، وأثناء الحيض، والنزيف، والحمل، والرضاعة. ومع ذلك، يظل جزء كبير من الحديد في حالة دوران مستمرة؛ إذ تلتقط ضامة الجهاز شبكي البطاني كريات الدم الحمراء المتحللة، وتُحرر الحديد من الهيموغلوبين وتعيده إلى الدم.
قاعدة التكافؤات: «نأكل الثلاثي، نُمتص الثنائي، ننقل الثلاثي، نستخدم الثنائي». الغذاء (Fe3+) ← الأمعاء (Fe2+) ← الدم (Fe3+) ← داخل الخلية (Fe2+).
أسئلة من المحاضرات والامتحانات
ما هي الحاجة إلى النحاس في استقلاب الحديد؟
يعتبر النحاس مرافقًا حيويًا لإنزيم الفيروكسيداز (السرولوبلازمين). وبدون هذا الإنزيم، لا يستطيع الحديد التأكسد إلى Fe3+ عند خروجه إلى الدم ولن يرتبط ببروتين النقل الترانسفرين.
ما الفرق بين الفريتين والهموسيديرين؟
الفريتين هو مستودع فيسيولوجي ذوّاب للحديد. أما الهموسيديرين فلا يتكون إلا عند زيادة العنصر النزتر عندما تفيض احتياطيات الفريتين، وهو عبارة عن تجمعات غير ذوّابة.
كيف يتم تنظيم تدفق الحديد إلى الدم؟
عبر آلية "الحاجز المخاطي" في الخلايا المعوية. فعند زيادة الحديد في الجسم، يتم تخليق الآبوفريتين الذي يرتبط بالحديد داخل الخلايا المعوية، مانعًا إياه من دخول مجرى الدم.
مواضيع أخرى للمراجعة في نفس السياق
- آلية تفاعلات الأكسدة والاختزال بمشاركة حمض الأسكوربيك.
- دور ضامة الجهاز شبكي البطاني في إعادة استخدام الهيموغلوبين.
- التركيب الكيميائي الحيوي للبروتينات المحتوية على الهيم والبروتينات الحديدية الكبريتية.
- التنظيم الجيني لتخليق مستقبلات الترانسفرين على مستوى النسخ.
مواضيع أخرى من قسم "استقلاب الهيم واستقلاب الحديد"
دروس فيديو مجانية: الكيمياء الحيويةدروس قصيرة مع ملخصات — بدون تسجيل.
تم إعداد المادة بواسطة أعضاء هيئة التدريس في WhiteCoat Pro وفقاً للمنهج الدراسي لكليات الطب. وهي ذات طابع تعليمي.