FER Rôle biologique du fer
Le fer dans les organismes de mammifères
Le fer, dans l'organisme d'un mammifère, est continuellement recyclé entre les sites d'absorption (duodénum), d'utilisation (moelle osseuse) et de stockage (foie, rate) ainsi qu'entre les différents compartiments intracellulaires. La teneur globale en fer d'un organisme humain adulte est de l'ordre de 4-5 g, dont une part importante est associée à l'hémoglobine des globules rouges circulants (environ 2,5 g). Ce fer héminique est continuellement recyclé à la suite de la phagocytose et du catabolisme des globules rouges sénescents par les cellules « éboueuses » que sont les macrophages tissulaires. Ce processus permet de recycler environ 25 à 30 mg de fer par jour, correspondant aux besoins en fer de l'érythropoïèse journalière. L' absorption intestinale du fer est de l'ordre de 1-2 mg par jour et permet de compenser les pertes résultant principalement de la desquamation des cellules épithéliales (intestin, peau). Seule une régulation fine de l'absorption intestinale du fer permet d'éviter une surcharge en fer de l'organisme dans la mesure où il n'existe pour celui-ci aucun moyen d'éliminer le fer absorbé en excès. Cette absorption peut être fortement augmentée en cas de carence en fer, d'hémolyse ou de saignements importants.
Le fer dans le plasma sanguin
Le fer transporté dans le plasma est lié à la transferrine, une protéine soluble synthétisée et sécrétée par le foie. Ce fer plasmatique pénètre dans les tissus par l'intermédiaire de récepteurs spécifiques présents à la surface de certaines cellules. La transferrine possède deux sites de fixation de haute affinité du Fe (III). Cette fixation nécessite la présence d'un ion carbonate ou bicarbonate. Dans les conditions normales, la saturation de la transferrine est de l'ordre de 30 p. 100, ce qui signifie que seuls 30 p. 100 des sites de fixation du fer sur la transferrine sont liés à un atome de fer. L'augmentation de la saturation de la transferrine s'observe lorsqu'il y une augmentation des réserves en fer tissulaires.
Le fer et l'érythropoïèse
Les globules rouges sont produits dans la moelle osseuse à partir des cellules souches hématopoïétiques au cours d'un processus appelé érythropoïèse. Environ 200 milliards de globules rouges matures doivent être produits chaque jour pour compenser la destruction des globules rouges sénescents par les macrophages tissulaires. Cette production est contrôlée principalement par le taux d'érythropoïétine et par la disponibilité du fer dans le plasma. L'érythropoïétine est une cytokine synthétisée par le rein, et cette synthèse est contrôlée par le taux d'oxygénation des tissus. La régulation de la quantité de fer dans le plasma dépend, d'une part, de la quantité de fer recyclé par les macrophages après la phagocytose des globules rouges sénescents et, d'autre part, de la quantité de fer absorbé au niveau de l'intestin.
Les besoins en fer sont très importants au cours de l'érythropoïèse, principalement pour assurer la synthèse d'hème et la formation de l'hémoglobine. Les précurseurs érythropoïétiques de la moelle osseuse, qui ne peuvent acquérir leur fer que par le biais de la transferrine, expriment à leur surface un très grand nombre de récepteurs à la transferrine (RTf1). La fixation de la transferrine sur son récepteur entraîne la formation d'une vésicule d'endocytose et l'internalisation du complexe dans un endosome. L'acidification progressive de l'endosome et la réduction du fer entraînent la dissociation de la liaison du fer à la transferrine. Celle-ci reste fixée sur son récepteur et se trouve recyclée vers le plasma par fusion de l'endosome avec la membrane plasmique. Le Fe (III), réduit en Fe[...]
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Écrit par
- Carole BEAUMONT : directrice de recherche à l'INSERM
Classification
Médias
Fer et protéines : formes chimiques
Encyclopædia Universalis France
Ferritine : structure de la molécule
Encyclopædia Universalis France
Hepcidine : rôle biologique
Encyclopædia Universalis France
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