تنظیم مولکولی جذب آهن و آنمی فقر آهن مقاوم به درمان )IRIDA(

Transcript

1 دکتر حبیب اهلل گل افشان تنظیم مولکولی جذب آهن و آنمی فقر آهن مقاوم به درمان )IRIDA( دکترای علوم آزمایش گاهی عض و هیئت علمی دانش گاه علوم پزشکی شیراز نگین شکرگزار کارشناس ارشد هماتولوژی دانشگاه علوم پزشکی شیراز چكيده آنمي فقر آهن و آنمي ناشي از بيماريهاي مزمن از شايع ترين كم خونيها ميباشند. اختالل در متابوليسم آهن با تصويرهاي مختلف باليني از قبيل كم خوني فقر آهن گرانباري آهن گرانباري آهن با آب مرواريد و اختالالت نورولوژيك به ويژه كاهش دقت و تمركز همراه است. تنظيم آهن بدن يك پروسه بسيار پيچيده است كه در آن فاكتورهاي مختلفي در تنظيم جذب و رها شدن آن از ماكروفاژها براي مصرف بافت خون ساز نقش دارند. جهش در فاكتورهاي تنظيم كننده سطح آهن بدن يكي از عوامل مهم آنمي فقر آهن مقاوم به درمان )IRIDA( ميباشد. در اين مقاله سعي شده است كه نگاه مولكولي به پروسه تنظيم آهن و آنمي فقر آهن مقاوم به درمان گردد. كلمات كليدي: متابوليسم آهن آنمي فقر آهن مقاوم به درمان گرانباري آهن پروسه مولكولي تنظيم آهن عالئم اختصاري ACD= Anemia of chronic disorders )آنمي بيماريهاي مزمن( سارا کهن مظفری کارشناس ارشد ژنتیک پزشکی CP= Ceruloplasmin )سرولوپالسمين( Fnp1= Ferroportin )فروپورتين يا كانال ورود و خروج آهن به گردش خون( Ft= Ferritin )فريتين( Ft-H= Ferritin heavy chain )زنجيره سنگين فريتين( Ft-L= Ferritin light chain )زنجيره سبك فريتين( IRE= Iron response element )جايگاه اتصال پيك سنتز گيرنده ترانسفرين و فريتين به پروتئين تنظيم كننده آهن( IRP= Iron regulatory protein )پروتئين تنظيم كننده آهن( SFt= Serum ferritin )فريتين سرم( HJV= Hemojuvelin 5

2 )هموژوولين( TFR= Transferin receptor )گيرنده ترانسفرين( DMT= Divalent Metal Transporter )كانال عبور فلزات دو ظرفيتي( TF Sat= Transferin saturation )اشباع ترانسفرين( GDF15= Growth differentiation factor 15 TWSG1= Twisted gastrulation factor 1 BMP 6= Bone morphogenetic protein 6 آهن يك فلز حياتي نه تنها براي سنتز هموگلوبين بلكه در ساختار آنزيمهاي مهم سوخت و ساز رشد و تكثير سلولي كارايي سيستم ايمني و به عنوان عامل انتقال الكترون در فعل و انفعالهاي شيميايي بدن كاربرد دارد. از مهم ترين علل كمبود آهن خونريزيهاي گوارشي و خونريزي ماهانه در خانمها است. هر سي سي گلبول قرمز فشرده حاوي يك ميلي گرم آهن است. تشخيص آنمي فقر آهن به ويژه در آقايان پايان راه نيست و بايستي مطالعات سيستم گوارش با اندوسكوپي و كلونوسكوپي براي زخم و پليپ و سرطان صورت گيرد. بهبود كم خوني ناشي از خونريزي احتياج به منبع كافي آهن براي بافت خون ساز دارد. بعد از يك حادثه خونريزي سركوب بيان ژن هپسيدين موجب افزايش جذب آهن از دستگاه گوارش و رها شدن آهن از منابع ذخيرهاي از طريق كانال فروپورتين كه تنها كانال خروجي آهن است ميگردد.) 1 ( بافت خون ساز در پاسخ به اريتروپويتين )EPO( هورمون اريتروفرون )erythroferrone( ترشح ميكند. هورمون اريتروفرون )ERFE( قادر است كه به سرعت بيان ژن هپسيدين را براي جذب و رها شدن آهن خاموش كند. اختالل و ناكارآمد شدن بيان ژن اريتروفرون با بهبودي تاخيري در افزايش هموگلوبين در خونريزيها همراه است و از طرفي بيان بيشتر اريتروفرون موجب گرانباري آهن ميگردد. گمان ميرود كه يك دليل گرانباري آهن در سندرمهاي تاالسمي افزايش بيان هورمون اريتروفرون باشد. )2( هورمون اريتروفرون از گلبولهاي قرمز هسته دار در پاسخ به هورمون اريتروپويتين ترشح ميگردد. اين هورمون با تنظيم منفي ژن هپسيدين و در نتيجه كاهش سنتز هپسيدين موجب افزايش جذب آهن از دستگاه گوارش و خروج آهن از ماكروفاژها از طريق كانال فروپورتين ميگردد كه نتيجه آن فراهم شدن آهن كافي براي بافت خون ساز است. بيان ژن هپسيدين )HAMP( با افزايش ذخاير آهن عفونتها و پديدههاي التهابي افزايش مييابد. هپسيدين با پيوند به كانالهاي فروپورتين )Fpn-1( اسباب تجزيه و تخريب آنها را فراهم ميآورد و از اين رو از ورود آهن توسط سلولهاي گوارشي به گردش خون و خروج آهن از ماكروفاژها جلوگيري ميشود. در آنميهاي ناشي از بيماريهاي التهابي و روماتيسمي با وجود افزايش فريتين كه در گروه پروتئينهاي فاز حاد است آنمي فقر آهن مقاوم به درمان مشاهده ميشود. افزايش IL-6 كه در بيماريهاي التهابي ديده ميشود با افزايش بيان هپسيدين موجب تخريب كانالهاي خروجي آهن )فروپورتين( گرديده و از اين رو جذب آهن صورت نميگيرد. 6

3 در پديدههاي التهابي افزايش بيان ژن هپسيدين موجب تخريب كانالهاي فروپورتين گرديده كه در نتيجه جذب آهن و خروج آهن از ماكروفاژها صورت نميگيرد كه فرآيند اين پديده ايجاد آنمي بيماريهاي مزمن است. تنظيم سيستميك متابوليسم آهن در شكل زير مشاهده ميشود. در تصوير A پروسه جذب توسط سلولهاي گوارش در دوازدهه مشاهده ميشود. آهن از طريق كانال DMT1 (Divalent Metal Transporter) وارد و از طريق كانال فروپورتين خارج ميگردد. در تصوير B انتقال آهن به گلبولهاي قرمز هستهدار مشاهده ميشود. آهن از طريق ترانسفرين حمل و به گيرنده ترانسفرين پيوند داده ميشود و پس از ورود به سيتوپالسم به منظور ساخت هم )Heme( و خوشههاي سولفور- آهن كه مورد نياز آنزيمهاي گوناگون براي رشد و تكثير و چرخه متابوليسم است توسط ميتوفرين وارد ميتوكندري ميگردد. )3( در تصوير C سلول كبد مشاهده ميشود كه با تنظيم ترشح هپسيدين ورود آهن از گوارش و خروج آن از ماكروفاژها )تصوير D( را كنترل ميكند. كمپلكس پروتئينهاي HFE )پروتئين هماكروماتوز( هموژوولين )HJV( گيرنده ترانسفرين )TFR2( 2 و گيرنده( protein BMP-6 (Bone morphogenetic در سطح سلولهاي كبد با فعال كردن مسير عالئم رساني SMAD و ERK-MAPK موجب بيان ژن هپسيدين ميگردند. اختالل در هر كدام از اجزاي اين كمپلكس با كاهش بيان ژن هپسيدين همراه بوده كه موجب گرانباري آهن )Iron-overload( ميگردد. گمان ميرود كه اينترلوكين 6 و اريتروفرون به طور مستقيم در افزايش بيان هپسيدين نقش دارند. كاهش هپسيدين موجب باز بودن كانالهاي فروپورتين براي جذب آهن است. فاكتورهاي GDF15 و TWSG1 و اريتروفرون و ماتريپتاز 2 با ارسال سيگنالهاي منفي سنتز هپسيدين را كاهش داده و موجب افزايش جذب گوارشي آهن و خروج بيشتر آن از ماكروفاژ ميگردد. تنظيم سيستماتيك جذب آهن از دستگاه گوارش و خروج آهن از ماكروفاژها )توضيحات تكميلي در متن آمده است( ميكروRNA (Micro RNA) هاي گوناگوني در بيان پروتئينهاي تنظيم كننده آهن نقش دارند. افزايش يا كاهش بيان ميكرو RNAها در پروسه ترجمه پيك پروتئين سازي پروتئين ها موجب افزايش يا كاهش ترجمه گرديده و از اين رو بيان آنها را افزايش يا كاهش ميدهد. ميكرو RNAها داراي توالي نوكلئوتيدي بوده كه با پيوند به پيك پروتئين سازي اسباب تخريب و جلوگيري از ترجمه آنها را فراهم ميكنند. براي مثال MicroRNA-130 در كمبود آهن افزايش بيان يافته و با هدف قرار دادن پيك سنتز گيرنده BMP موجب كاهش بيان هپسيدين ميگردد و يا براي مثال كاهش بيان MicroRNA-199a در پاسخ به هايپوكسي موجب افزايش بيان HIF-1α و HIF-2α ميگردد كه با افزايش سنتز اريتروپويتين همراه ميگردد. فاكتورهاي Factor) HIF (Hypoxia Inducible از فاكتورهاي نسخه برداري براي افزايش بيان اريتروپويتين ميباشند. جدول زير به انواع ميكرو RNAها در كنترل تنظيم آهن اشاره ميكند. )4( 7

4 صورت به آهن متابوليسم اختالالت ترين شايع آب با فريتين افزايش 4 تا 1 تايپهاي از آهن گرانباري مزمن بيماريهاي آنمي آهن فقر خوني كم مرواريد بروز )IRIDA( درمان به مقاوم آهن فقر خوني كم و ميكند. هماكروماتوز يا )HFE( هماكروماتوز ژن جهشهاي ريز برون غدد و قلب و كبد آهن بار افزايش با كالسيك از پس خانمها در و آقايان در سالگي 50 تا 40 سن در كبدي سيروز و ديابت برنزه پوست ميكند. ظهور منوپاز از گردد ختم هپاتوسلوالر سرطان به است ممكن كه ميباشد. هماكروماتوز عوارض جهشهاي از ناشي جواني نوع يا 2 تايپ هماكروماتوز و )HJV( هموژوولين يا و )HAMP( هپسيدين ژن عالئم است. روز در آهن گرمي ميلي 4 تا 3 جذب 20 تا 15 بين جواني سنين در است ممكن هماكروماتوز كند. بروز سالگي 40 از قبل يا سالگي فريتين افزايش و 55% ترانسفرين اشباع افزايش براي غربالي آزمايشهاي ترين مهم از 200 µg/ L جذب از غذا از پس چاي نوشيدن ميباشد. هماكروماتوز ميكند. جلوگيري آهن از بيشتر فريتين افزايش با هماكروماتوز از گونه يك اين در كه است همراه مرواريد آب با ميكروگرم 1000 به قادر )IRP( آهن گر تنظيم پروتئين در جهش حالت مهار رو اين از و نبوده L نوع فريتين سنتز پيك به اتصال )5( نميگيرد. صورت فريتين سنتز سرم آهن كاهش با پيشرفته حالت در آهن فقر آنمي با ميكند. جلوه سرم فريتين كاهش و TIBC افزايش ميباشد حاد فاز پروتئين يك فريتين كه اين به توجه ميرود باال آن ميزان عفوني و التهابي پروسههاي در و و CRP آزمايشهاي ارسال به اقدام پزشكان از برخي در فريتين جواب ميكنند. فريتين آزمايش با همراه ESR مطمئنتر ESR و CRP آزمايشهاي بودن منفي صورت است. آهن فقر آنمي پارامترهاي اولين كه ميشود گفته )ميانگين CHR پارامتر كاهش و RDW افزايش ميباشد. رتيكولوسيت( هموگلوبين RDW افزايش و هايپوكروم و ميكروسيت مرفولوژي فقر آنمي در زماني هايپوكروم شكل مدادي گلبولهاي و و بوده پيشرفته مرحله در آنمي كه ميشود ظاهر آهن هموگلوبين حالت اين در باشد. شده تهي آهن ذخاير قرمز گلبول شمارش و 12 از كمتر فريتين و 10 از كمتر است. مكعب متر ميلي در ميليون 5 از كمتر پاسخ آهن درمان شروع با سرعت به آهن فقر آنمي از روز 5 از بعد رتيكولوسيت شمارش افزايش و داده قرمز گلبولهاي مرفولوژي ميشود. مشاهده درمان شروع )Dimorphism( دايمرف مرفولوژي درمان شروع با در نرموكروم و هايپوكروم جمعيتهاي و كرده پيدا به مدتي از پس كه ميگردد مشاهده محيطي گستره ميگردد. تبديل نرموكروم و نرموسيتيك مرفولوژي تهي مراحل در آهن فقر آنمي تشخيصي تستهاي خونسازي براي آهن شدن محدود اي ذخيره آهن شدن داشته توجه ميشود. مشاهده پيشرفته آهن فقر آنمي و در تنها هيپوكروم ميكروسيتيك مورفولوژي كه باشيد ميشود. مشاهده آهن فقر پيشرفته مرحله دسترس در با سازي خون حاصل نرموكروم گلبولهاي در هموگلوبين گرم 2 افزايش ميباشد. كافي آهن بودن ميزان كه هنگامي و گرديده مشاهده درمان از هفته 3 براي كرد. قطع را آهن ميتوان رسيد 50 به فريتين و نيست آهن قرص قطع به نيازي فريتين اندازهگيري در است. بالمانع روز از ساعت هر در آن اندازهگيري سفارش ناشتا صبح در سرم آهن اندازهگيري كه حالي آهن روزانه تغييرات كه كرد توجه بايستي و ميشود 8 شماره تابستان تشخیص- و آزمایشگاه فصلنامه

5 سرم )SFe( حتي تا %30 گزارش شده است. ميزان آهن سرم در صبحها نرمال تا افزايش و در غروب به طور فيزيولوژيك كاهش مييابد. اندازه گيري TIBC كمتر تحت اثر تغييرات روزانه است. براي اندازه گيري SFe و TIBC بايستي دو سه روز قرص آهن را قطع كرد. )4( آنمي فقرآهن داراي علل گوناگوني است كه در تابلوي فوق به برخي از آنها اشاره شده است. هرگونه مرفولوژي ميكروسيتيك هايپوكروم كه به درمان آهن پاسخ ندهد در گروه سندرومهاي تاالسمي يا بندرت هموگلوبينوپاتيها و يا در گروه آنمي فقر آهن مقاوم به درمان )IRIDA( قرار ميگيرد. آنمي فقر آهن مقاوم به درمان اكتسابي يا ژنتيكي است. جهش در ژن TMPRSS6 كه موجب اختالل در سنتز پروتئين متريپتاز- 2 )MT2( ميشود از مهم ترين علتهاي ژنتيكي است. متريپتاز- 2 در حالت طبيعي با شكستن پروتئين هموژوولين )HJV( ارتباط آن را با گيرنده BMP-6 كه نقش مهمي در افزايش بيان هپسيدين دارد قطع ميكند و موجب كاهش بيان ژن هپسيدين ميگردد. كاهش بيان ژن هپسيدين با افزايش جذب آهن از گوارش همراه است. جهش MT2 موجب افزايش بيان هپسيدين و تخريب كانالهاي فروپورتين ميگردد كه در اين حالت جذب آهن خوراكي صورت نميگيرد. اين بيماري از اوايل كودكي با آنمي ميكروسيت و هايپوكروم ظاهر شده و از آنجا كه كمبود آهن موجب اختالالت نورولوژيك از قبيل كاهش دقت و تمركز )Neurocognitive( ميشود بايستي هرچه سريع تر بيماري را تشخيص داد. )1( براي كودكي كه به درمان آهن عليرغم آزمايشهاي تاييد كننده فقر آهن جواب نميدهد ارسال آزمايشهاي Anti TTG براي بيماري سلياك )Celiac( عفونت با H.pylori و گاستريت اتوايميون بسيار سودمند است. گاستريت اتوايميون ممكن است عالوه بر آنمي فقرآهن با كاهش ترشح فاكتور داخلي )IF( با كم خوني مگالوبالستيك نيز ظاهر شود. در جدول فوق علت آنمي فقرآهن در 300 بيمار مشاهده ميشود. توجه داشته باشيد كه گاهي آنمي فقرآهن نشانهاي بر بيماري سلياك يا گاستريت اتوايميون نهفته ميباشد. 9

6 گلبولهاي جرم افزايش به توجه با حاملگي هر در 700 تا 500 به نياز زايمان و جفت رشد جنين نياز قرمز 700 تا 500 سنتز براي الزم آهن معادل آهن گرم ميلي سرعت به 50 از كمتر فريتين و است فشرده خون سيسي با اينكه مگر ميكند آهن فقر آنمي به مبتال را حامله خانم مصرف و گردد جبران آهن گرم ميلي 3/5 روزانه جذب استفاده قابل شكل به آهن گرم ميلي 30 تا 20 روزانه در ميكند. كفايت كمبود جبران براي )bioavailable( 30 حدود قاعدگي سيكل ريزي خون متوسط مطالعه يك %5 در و 85 از بيشتر موارد %10 در كه است بوده سي سي جبران صورت در كه ميباشد سي سي 118 از بيشتر موارد ميكند. فقرآهن آنمي مستعد را شخص نشدن اريتروپويتين هورمون كه كليه نارسايي به مبتال بيماران پاسخ شيوه ميكنند دريافت خوني كم درمان براي )Epo( آزاد گيرنده ترانسفرين اشباع روي از ميتوان را درمان به بيني پيش پايه فريتين سطح و )TFR( پالسما در ترانسفرين وTFR>8mg / L با %20 از كمتر ترانسفرين اشباع كرد. به نياز و آهن فقر نشانه 50µg/L از كمتر فريتين سطح از بيشتر به فريتين سطح رساندن براي وريدي آهن تجويز در اريتروپويتين به كافي پاسخ براي ليتر در ميكروگرم 100 فريتين كافي سطح كه حالي در است دياليزي غير بيماران اريتروپويتين درمان به پاسخ جهت دياليزي بيماران براي ميباشد. 200µg/L از بيشتر پروتون پمپ بازدارنده داروهاي از روزافزون استفاده زخم درمان براي )proton pump inhibitors( آنمي عوامل از يكي گاستركتومي و عشر اثني و معده در معده اسيد ترشح ميباشد. درمان به مقاوم آهن فقر بهتر جذب براي ظرفيتي دو به ظرفيتي سه آهن تبديل فسفات )Tannate( اسيد تانيك تركيبات است. الزم آن آهن جذب از نيز )phytate( فيتات و )phosphate( غني منبع چاي كه است گفتني ميكنند. جلوگيري خوراكي است. فيتات منبع تازه خمير و اسيد تانيك از اوالوماكروسيت تصوير داراي مگالوبالستيك خوني كم MCH افزايش RDW افزايش با همراه )MCV>100( MCHC بودن نرمال با است. MCHC نرمال مقدار و از را خوني كم اين ميتوان مگالوبالستيك خوني كم در و MCV MCH پارامتر سه هر كه سرد آگلوتيناسيون داد. افتراق مييابد افزايش MCHC تصوير با هايپرسگمانته نوتروفيلهاي حضور را مگالوبالستيك خوني كم تشخيص اوالوماكروسيت آنمي با مگالوبالستيك آنمي چنانچه ميكند. تر قطعي پوشش ماكروسيت مرفولوژي بر باشد همراه فقرآهن خون در هايپرسگمانته نوتروفيلهاي ولي گذاشته اسيدفوليك يا B12 ويتامين درمان با ميشود. مشاهده نمايان فقرآهن آنمي به مربوط هايپو ميكرو- مرفولوژي )5( ميشود. References 1- New insights into iron deficiency and iron deficiency anemia. Camaschella C. Blood Rev Feb Identification of erythroferrone as an erythroid regulator of iron metabolism.kautz L, Jung G, Valore EV, Rivella S, Nemeth E, Ganz T. Nat Genet Jul; 46(7): Epub 2014 Jun Henry s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods, 22nd Edition by Richard A. McPherson MD MSc Matthew R. Pincus MD PhD Elsevier inc. 4- Wintrobe s Clinical Hematology Thirteenth Edition by John P. Greer MD, Daniel A. Arber MD,Bertil Glader MD PhD.2014, Lippincott inc. 5- Williams Hematology, 9th Edition by Kenneth Kaushansky,Marshall A. Lichtman, Josef Prchal, 2017, MC graw hill inc. 10 شماره تابستان تشخیص- و آزمایشگاه فصلنامه