Funciones principales del Hierro
Mecanismo de acción del Hierro y funciones principales de las enzimas que lo utilizan
Es reconocido que el Déficit de Hierro (DH) puede tener consecuencias negativas en la salud a diferentes niveles y existe creciente evidencia de los beneficios que puede tener el hierro a niveles ex-sanguíneos.
Se trata de un metal imprescindible para el buen funcionamiento de diferentes órganos con una enorme ventana terapéutica y sin toxicidad a las dosis diarias recomendadas.
Mecanismo de acción
El hierro se utiliza para una gran variedad de funciones dentro del organismo. Es utilizado por diferentes enzimas como parte esencial para su estructura y función (grupo Hemo o clúster Fe-S) o cómo cofactor (en forma ion) en el sitio catalítico para realizar las reacciones enzimáticas. [1]
Entre las diferentes funciones hay que destacar:
• Transporte de oxígeno: Grupo hemo como transportador.
• Metabolismo energético: Cofactor y transporte de electrones.
• Neurotransmisores: Cofactor en la síntesis.
• Citocromo P450: Componente esencial (grupo Hemo) para su funcionamiento.
En la siguiente tabla se muestran algunas de las principales proteínas y enzimas en las que el hierro juega un papel esencial para que cumplan su función:
Funciones Principales
Transporte de Oxígeno
El 65% del hierro en el organismo se encuentra formando la hemoglobina. Se caracteriza por formar parte de los eritrocitos para el transporte de oxígeno y una falta o deficiencia de hierro da lugar a una hipocromía en los hematíes y un desbalance en la aportación de oxígeno para los requerimientos energéticos. Su formación ocurre principalmente en la médula ósea durante la maduración de los eritrocitos. [2]
Además, otras proteínas similares como la mioglobina se sintetizan de manera similar, pero a nivel muscular.
Metabolismo energético: Formación de Clústeres de Fe-S
Los complejos Fe-S son imprescindibles para la formación y el correcto funcionamiento de la cadena transportadora de electrones (ETC) presente en la mayoría de células y necesaria para la formación de ATP en el metabolismo energético. [3]
La Aconitasa en el ciclo de ácidos tricarboxílicos (TCA), utiliza el clúster de Fe-S como cofactor en la transformación de Citrato a Isocitrato. En la ETC, Fe–S es una parte esencial de las proteínas del complejo I, II y III de la cadena trasportadora de electrones de la membrana interior de la mitocondria celular.
Síntesis de neurotransmisores
La síntesis de Serotonina y Dopamina depende directamente del hierro. Hay 3 enzimas que utilizan hierro como cofactor en estas vías metabólicas: Fenilalanina-hidroxilasa, Tirosina-hidroxilasa y Triptófano-hidroxilasa. Las tres proteínas utilizan un ion de hierro en forma ferrosa (Fe+2) en su sitio catalítico como cofactor junto con tetrahidrobiopterina (BH4) para realizar la reacción enzimática. [4]
Función en Citocromo P450
El citocromo P450 es una superfamilia de enzimas encargadas de la detoxificación de agentes xenobióticos, de la degradación de fármacos y de la activación de hormonas esteroideas, vitamina D o terpenoides. Estas enzimas se caracterizan por tener en su estructura un grupo Hemo que les permite realizar reacciones de óxido-reducción, utilizando el hierro como el agente aceptador de electrones. [5]
En conclusión, el hierro juega un papel fundamental en diferentes funciones principales del organismo. Nuestro equipo científico ha analizado y revisado en detalle todas las funciones del hierro y la evidencia científica sobre los efectos que tiene la deficiencia de hierro en diferentes órganos así como en algunas patologías las patologías asociadas a esta deficiencia.
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BIBLIOGRAFÍA
[1] Kontoghiorghes GJ, Kontoghiorghe CN. Iron and Chelation in Biochemistry and Medicine: New Approaches to Controlling Iron Metabolism and Treating Related Diseases. Cells. 2020 Jun 12;9(6):1456. doi: 10.3390/cells9061456.
[2] Gozzelino R., Arosio P. Iron Homeostasis in Health and Disease. Int. J. Mol. Sci. 2016 ;17:130. doi: 10.3390/ijms17010130.
[3] Read AD, Bentley RE, Archer SL, Dunham-Snary KJ. Mitochondrial iron-sulfur clusters: Structure, function, and an emerging role in vascular biology. Redox Biol. 2021 Nov;47:102164. doi: 10.1016/j.redox.2021.102164.
[4] Berthou, C., Iliou, J. P., & Barba, D. (2022). Iron, neuro‐bioavailability and depression. EJHaem, 3(1), 263-275.
[5] Gilardi, G., Di Nardo, G. Heme iron centers in cytochrome P450: structure and catalytic activity. Rend. Fis. Acc. Lincei 28 (Suppl 1), 159–167 (2017). https://doi.org/10.1007/s12210-016-0565-z.
