Магнитная восприимчивость организмов - Павлович С.А.
Скачать (прямая ссылка):
тая часть железосодержащих белков находилась во внешней мембране бактерий. Строение протеинов было таким же, как и у ферритина, но по физико-химическим, магнитным и электрическим свойствам они отличались от всех известных белков.
Образование ферритина можно представить следующим образом: Ре2+ + Ог+апоферритин->- ферритин.
Рис. 3. Пространственная модель ферритина с сайтами окисления Fe2+ в Fe3+ на субъединицах апоферритина
Предложено несколько моделей ферритина. Пространственная модель W. Niederer (1970) допускает наличие в протеиновой оболочке апоферритина пор, через которые внутрь ее молекулы могут проникать маленькие молекулы и ионы. Предполагают, что на внутренней поверхности апоферритина находятся сайты активации (катализа) окисления Fe2+ в Fe3+ (рис. 3).
Альтернативную модель ферритина предложили L. Pape, J. S. Multani, С. Stitt, R. Saltman (1968). По их мнению, его формирование начинается со сборки апо-ферритиновых олигомеров вокруг предварительно синтезированных мицелл с железом.
Ферритин — внутриклеточное депо железа Fe3+ в нетоксичной форме. У растений этот протеин обеспечивает синтез ферментов, содержащих геминовое и неге-миноеое железо и участвующих в фотосинтезе (Crichton
et al, 1978), а у млекопитающих и, возможно, кольчатых червей (Roche et al., 1961)—синтез гемоглобина.
Тканевый ферритин находится в динамическом равновесии с железом плазмы, которое транспортируется к трансферрину и далее на рецепторы клеточных мембран зрелых ретикулоцитов для синтеза гемоглобина. Железо может освобождаться из интактных молекул или из ядер ферритина после разрушения белковой оболочки. Мобилизация железа осуществляется путем восстановления до более растворимых ионов Fe2+. В этом процессе участвует цистеин, аскорбиновая кислота, глутатион, НАД-Н, а в отсутствие восстановителей — специфические низкомолекулярные хелаты. Восстановители и хе-латирующие соединения мобилизуют, однако, низкий процент железа (около 15% в течение многих часов и дней), поэтому трудно представить, что в организме этот механизм является основным. В печени за восстановление и мобилизацию железа ответственна ксантино-ксидаза (Mazur et al., 1958; Green, Mazur, 1967). При этом восстановление железа ферментом ведет к изменению магнитной восприимчивости ферритина (Tanaka* 1956). Физиологическим стимулом для освобождения железа из ферритина может быть тканевая гипоксия, сопровождающаяся возрастанием количества красных кровяных клеток и уровня ксантиноксидазы в печени (Mazur et al., 1958).
В последнее время найден специфический фермент мобилизации железа с ферритина, названный феррире-дуктазой. Представленные на рис. 4 и 5 схемы мобилизации железа с трансферрина на ферритин показывают, что включение и удаление железа с ферритина происходит при его окислении и восстановлении.
Столь детальное описание ферритина и обмена железа не случайно. Если ферритин действительно магниторецепторное вещество, то всякое количественное и качественное его изменение в организме должно отразиться на магнитовосприимчивости клеток и тканей. Ввиду этого самого пристального внимания заслуживают нарушения синтеза ферритина.
У здоровых взрослых людей и животных, как указывалось выше, ферритин депонируется в ретикулоэндо^ телиальных клетках паренхиматозных органов, но мо~ жет находиться также в сыворотке. При этом молекулы
ферритина одной и той же ткани почти однотипны, но в различных органах отличаются неодинаковой молекулярной массой отдельных субъединиц. Имеются сообщения, что различные ферритины имеют неодинаковое количество железа.
М. S Linder et al. (1975) из различных органов и тканей выделили три вида ферритина, отличающиеся ско-
восстановители
r~ J+ _ р 9 +
ге -трансферин+хелаты -« ....гг -хелаты
*1
г 3 +
г е - ферритин
г 2 +
Fe —ферритин
Рис. 4. Модель переноса железа из трансферрина на ферритин с участием восстановителей и хелатов
Fe^f+ окислители апоферритин НАД++ Fe^
(срерридуктаза
Восстановители qpeppumuti НАДН + Н
Рис. 5. Схема включения железа в апоферритин с участием фер-
риредуктазы
ростью миграции в геле, аминокислотным и пептидным составом, содержанием сульф гидр ильных групп, соотношением белковых субъединиц в апоферритине. Так, ферритин крыс в отличие от ферритина лошади содержит большие олигомеры с молекулярной массой 18 ООО— 19 000 и малые — с молекулярной массой 13 000— 14 000.
J. W. Drysdale et al. (1975) выделили 15 типов ферритина, в апоферритине которых белковые олигомеры имели молекулярную массу от 7000 до 24 000. Однотипным оказался ферритин селезенки и печени, почек в сердца. В еще большей мере отличается ферритин у больных людей. В частности, изменение структуры ферритина происходит при циррозах печени (Reissman, Dietrich, 1956), при вторичном гемохроматозе (Arosio et al., 1977), при злокачественных новообразованиях (Drysdale
