Трансферин – білок, відповідальний за зв'язування та перенесення заліза в крові. Трансферин переміщає залізо в печінку або селезінку, де воно зберігається, а також переносить цей мікроелемент до клітин кісткового мозку, з яких утворюються червоні кров'яні тільця – еритроцити.
Якщо деталізувати, то трансферин – це група білків-глікопротеїнів, які не містять “гему” (небілкова структура, яка зв’язує метали, в першу чергу ‒ залізо в еритроцитах), проте володіють здатністю сполучатись з одним або двома йонами заліза Fe3+. Трансферин сполучений із залізом називають ґолотрансферин, а вільний від заліза ‒ апотрансферин. Трансферини складаються з:
- трансферин сироватки крові;
- лактоферин (вперше знайдений у молоці ссавців, пізніше ‒ у сльозах, слині та нейтрофілах);
- овотрансферин ‒ виділений з білку пташиних яєць.
Серед цих форм трансферину здатністю транспортувати залізо володіє лише трансферин сироватки крові. Щодо лактоферину та овотрансферину, то передбачається, що їхнє призначення ‒ захист яєць та молока від бактерій, оскільки вони зв'язують метали, необхідні для росту та розмноження мікроорганізмів.
В крові людини трансферин сполучається з йонами заліза із утвореням комплексу, забарвленого у рожевий колір. Цей процес відбувається за умови наявності йону карбонату або бікарбонату. У разі відсутності карбонатів, для приєднання заліза організм використовує інші наявні аніони ‒ оксалати, пірувати, нітрилотриацетати і т.д. В умовах організму людини та інших ссавців залізо існує переважно у формі Fe3+. На жаль, солі заліза при нейтральному рН швидко гідролізуються і утворюють малорозчинну сполуку ‒ гідроксид заліза. У такий формі воно фактично не засвоюється, і це при тому, що добова потреба у залізі, яке надходить переважно на утворення гемоглобіну, складає 10-20 мг! Лише у залізо-білковому комплексі із трансферином залізо може брати участь в утворенні гемоглобіну та інших метаболічних процесах.
Залізо надходить з кишечника у вигляді йону Fe2+ і починає циркулювати в крові. В такий ступені окислення залізо або не поєднується з трансферином, або робить це в незначних кількостях. Для зв'язування заліза трансферином, йон Fe2+ спочатку окислюється до Fe3+ за допомогою сироваткового білку ‒ церулоплазміну. В додаток до йонів заліза, трансферин володіє здатністю зв'язувати низку інших металів, які мають валентність від II до IV. Серед них цікавими є цинк та алюміній, які відіграють важливу роль в біохімічних процесах людини. Механізм утворення комплексу для цих металів такий самий, як й для заліза.
У сироватці трансферин сполучається із залізом лише на 30%. Таким чином він має здатність зв’язати надлишок заліза та запобігти отруєнню. Крім того, наявність прихованої залізозв'язувальної здатності трансферина також може бути корисною для захисту від інфекції. Таким чином, трансферин відіграє центральну роль в метаболізмі заліза. Протягом свого існування він багато разів повторює цикл транспортування заліза, а живе цей білок порівняно довго ‒ 8-10 днів.
Визначення концентрації трансферину в сироватці крові – найбільш достовірний метод визначення залізодефіцитних анемій. Нормальний вміст трансферину залежить від віку й змінюється при вагітності:
| Вік | Концентрація трансферину в сироватці крові | |
|---|---|---|
| мг/дл | г/л | |
| Немовлята | 130−275 | 1,3−2,75 |
| Дорослі | 200−320 | 2−3,2 |
| Вагітні | 305 | 3,05 |
Більша частина трансферину утворюється в печінці. Він здатний зв'язувати іони інших металів (цинк, кобальт і ін.). Із загальної кількості трансферину в організмі людини тільки 25−40% містить залізо.
Коефіцієнт насичення трансферину залізом – це відношення вмісту заліза в сироватці крові до трансферину (у відсотках). У нормі він становить 20-55%. Його можна розрахувати двома способами – зі значень ЗЗЗС та заліза сироватки виражених в мкмоль/л:
або із значень заліза сироватки вираженого в мкмоль/л до трансферину в г/л
Насичення трансферину менше 20% – ознака зменшенного рівня доставки заліза до клітин, які утворюють еритроцити.
Основними причинами зниження концентрації трансферину в сироватці крові можуть бути хвороби печінки, в якій він утворюється (наприклад хронічний гепатит або цироз), а також великі втрати білка при різних синдромах або хворобах, наприклад – тонкого кишечнику.
Вміст трансферину може бути підвищеним при залізодефіцитній анемії, у жінок при вагітності в останньому триместрі і під час прийому пероральних контрацептивів.
Більше корисної інформації можна одержати, одночасно оцінюючи вміст трансферину та заліза в сироватці крові:
- Підвищення вмісту трансферину зі зниженням концентрації заліза є характерною ознакою залізодефіцитних анемій. Така ж комбінація концентрацій спостерігається при вагітності та у дитячому віці, однак менш виражена.
- Підвищення концентрацій трансферину і підвищення вмісту заліза в сироватці крові спостерігають при прийманні пероральних контрацептивів.
- Зниження вмісту трансферину і підвищення кількості заліза в сироватці крові виявляються при захворюваннях, пов'язаних із пригніченням синтезу білків, внаслідок високого вмісту заліза, наприклад при гемолітичній або мегалобластній анеміях.
- Зниження концентрації трансферину і зменшення вмісту заліза в сироватці крові спостерігається при різних хворобах і станах: гострих і хронічних інфекціях, голодуванні, цирозі печінки, хірургічних втручаннях, пухлинах і ін.
Крім застосування в діагностиці, трансферин є перспективним медикаментом. Є інформація про успішне випробування цього білку для лікування рідкісного захворювання ‒ гіпотрансфернінемія, яке характеризується зниженим вмістом сироваткового трансферину. Клінічні дослідження показують, що людині можна безпечно вводити апотрансферин (той, що не сполучений із залізом) у високих дозах і ефективно зменшувати кількість токсичного незв’язаного (вільного) заліза у крові, яке виділяється під час хіміотерапії та трансплантації стовбурових клітин.