Молекулярные механизмы обмена железа и гема

Железо — один из самых распространённых металлов в организме человека; оно необходимо для ключевых биологических процессов, включая транспорт кислорода, метаболизм ДНК и функцию митохондрий. Большая часть железа связана с гемом, однако оно также может входить в состав железо-серных кластеров или непосредственно связываться с белками. Способность железа переходить между Fe2+ и Fe3+ определяет его биологическую ценность, но при избытке делает его токсичным. Гем — тетрапиррольное соединение, содержащее железо, необходимое для различных биологических функций, включая транспорт и восприятие газов, окислительный метаболизм и детоксикацию ксенобиотиков. Как и железо, гем необходим, но в избытке токсичен. Поэтому гомеостаз железа и гема строго регулируется. В настоящем обзоре обсуждаются молекулярные и физиологические аспекты обмена железа и гема. Основное внимание уделено всасыванию с пищей, поступлению в клетку, использованию, а также выведению, рециклированию и элиминации, с акцентом на исследования, опубликованные в последние годы. В заключение рассматриваются современные проблемы и нерешённые вопросы в области биологии железа и гема.