Iron is a trace element that is vital for life. It is a component of innumerable hemoproteins and many essential non-heme iron proteins that are involved in oxygen binding and metabolism and electron transfer. Nevertheless, iron can also be toxic to cells as it catalyses the production of oxygen radicals. Iron uptake, transport, storage and utilization are therefore strictly regulated to meet the body's iron needs and to avoid its potential toxicity. Any imbalance in iron homeostasis may lead to the development of pathological conditions associated with either iron overload or iron deficiency. In this paper, we review the current understanding of iron biology with a focus on erythroid iron demand. In addition, we will discuss molecular pathophysiology with implications for novel therapies of selected hereditary defects of iron homeostasis.

• MeSH
• biologický transport MeSH
• deficit železa MeSH
• dietní železo farmakokinetika   MeSH
• duodenum fyziologie   MeSH
• enterocyty metabolismus   MeSH
• erytroidní buňky metabolismus   MeSH
• erytropoéza fyziologie   MeSH
• hemoproteiny fyziologie   MeSH
• homeostáza genetika   fyziologie   MeSH
• intestinální absorpce MeSH
• kationické antimikrobiální peptidy fyziologie   MeSH
• kyslík krev   metabolismus   MeSH
• lidé MeSH
• makrofágy metabolismus   MeSH
• myši knockoutované MeSH
• myši MeSH
• nehemové proteiny obsahující železo fyziologie   MeSH
• přetížení železem metabolismus   MeSH
• proteiny vázající železo fyziologie   MeSH
• vrozené poruchy metabolismu kovů genetika   metabolismus   MeSH
• železo metabolismus   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• myši MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Železo je nezastupitelný biogenní prvek, jako katalytická součást mnoha metaloproteinů se uplatňuje téměř ve všech biochemických drahách, je však také schopno iniciovat tvorbu škodlivých volných radikálů. Tento přehledový článek shrnuje nové poznatky o mechanizmech, regulacích a poruchách absorpce a transportu železa.

Iron is an indispensable element. As a catalytical center in many Fe metalloproteins it participates in almost all biochemical pathways. This element, however is able to initiate the generation of toxic free radicals. This review article summarizes the available knowledge on the mechanisms, regulations and disorders of iron absorption, transport and storage.

• Klíčová slova
• hepcidin,
• MeSH
• anemie z nedostatku železa etiologie   patofyziologie   MeSH
• ferritin fyziologie   metabolismus   MeSH
• hemoproteiny fyziologie   metabolismus   MeSH
• kationické antimikrobiální peptidy metabolismus   MeSH
• lidé MeSH
• poruchy metabolismu železa * etiologie   patofyziologie   MeSH
• přetížení železem etiologie   patofyziologie   MeSH
• proteiny obsahující železo a síru fyziologie   krev   metabolismus   MeSH
• proteiny regulující obsah železa MeSH
• proteiny vázající železo fyziologie   metabolismus   MeSH
• transferin fyziologie   metabolismus   MeSH
• železo * chemie   krev   metabolismus   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

Duodenal biopsies are considered a suitable source of enterocytes for studies of dietary iron absorption. However, the expression level of molecules involved in iron absorption may vary along the length of duodenum. We aimed to determine whether the expression of molecules involved in the absorption of heme and non-heme iron differs depending on the location in the duodenum. Analysis was performed with samples of duodenal biopsies from 10 individuals with normal iron metabolism. Samples were collected at the following locations: (a) immediately post-bulbar, (b) 1-2 cm below the papilla of Vater and (c) in the distal duodenum. The gene expression was analyzed at the mRNA and protein level using real-time PCR and Western blot analysis. At the mRNA level, significantly different expression of HCP1, DMT1, ferroportin and Zip8 was found at individual positions of duodenum. Position-dependent expression of other molecules, especially of FLVCR1, HMOX1 and HMOX2 was also detected but with no statistical significances. At the protein level, we observed statistically significantly decreasing expression of transporters HCP1, FLVCR1, DMT1, ferroportin, Zip14 and Zip8 with advancing positions of duodenum. Our results are consistent with a gradient of diminishing iron absorption along the duodenum for both heme and non-heme iron.

• MeSH
• duodenum * metabolismus   MeSH
• hem metabolismus   MeSH
• iontový transport MeSH
• lidé MeSH
• messenger RNA genetika   metabolismus   MeSH
• železo * metabolismus   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

The globin-coupled oxygen sensor, YddV, is a heme-based oxygen sensor diguanylate cyclase. Oxygen binding to the heme Fe(II) complex in the N-terminal sensor domain of this enzyme substantially enhances its diguanylate cyclase activity which is conducted in the C-terminal functional domain. Leu65 is located on the heme distal side and is important for keeping the stability of the heme Fe(II)-O2 complex by preventing the entry of the water molecule to the heme complex. In the present study, it was found that (i) Escherichia coli-overexpressed and purified L65N mutant of the isolated heme-bound domain of YddV (YddV-heme) contained the verdoheme iron complex and other modified heme complexes as determined by optical absorption spectroscopy and mass spectrometry; (ii) CO was generated in the reconstituted system composed of heme-bound L65N and NADPH:cytochrome P450 reductase as confirmed by gas chromatography; (iii) CO generation of heme-bound L65N in the reconstituted system was inhibited by superoxide dismutase and catalase. In a concordance with the result, the reactive oxygen species increased the CO generation; (iv) the E. coli cells overexpressing the L65N protein of YddV-heme also formed significant amounts of CO compared to the cells overexpressing the wild type protein; (v) generation of verdoheme and CO was also observed for other mutants at Leu65 as well, but to a lesser extent. Since Leu65 mutations are assumed to introduce the water molecule into the heme distal side of YddV-heme, it is suggested that the water molecule would significantly contribute to facilitating heme oxygenase reactions for the Leu65 mutants.

• MeSH
• hem chemie   MeSH
• hemová oxygenasa (decyklizující) metabolismus   MeSH
• kyslík metabolismus   MeSH
• leucin genetika   MeSH
• lyasy štěpící vazby P-O genetika   metabolismus   MeSH
• mutace * MeSH
• oxid uhelnatý metabolismus   MeSH
• proteiny z Escherichia coli genetika   metabolismus   MeSH
• voda chemie   MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

• MeSH
• biologický transport fyziologie   MeSH
• enterocyty metabolismus   MeSH
• erytrocyty metabolismus   MeSH
• hem metabolismus   MeSH
• intestinální absorpce fyziologie   MeSH
• makrofágy metabolismus   MeSH
• železo metabolismus   MeSH

The gene lmbB2 of the lincomycin biosynthetic gene cluster of Streptomyces lincolnensis ATCC 25466 was shown to code for an unusual tyrosine hydroxylating enzyme involved in the biosynthetic pathway of this clinically important antibiotic. LmbB2 was expressed in Escherichia coli, purified near to homogeneity and shown to convert tyrosine to 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA). In contrast to the well-known tyrosine hydroxylases (EC 1.14.16.2) and tyrosinases (EC 1.14.18.1), LmbB2 was identified as a heme protein. Mass spectrometry and Soret band-excited Raman spectroscopy of LmbB2 showed that LmbB2 contains heme b as prosthetic group. The CO-reduced differential absorption spectra of LmbB2 showed that the coordination of Fe was different from that of cytochrome P450 enzymes. LmbB2 exhibits sequence similarity to Orf13 of the anthramycin biosynthetic gene cluster, which has recently been classified as a heme peroxidase. Tyrosine hydroxylating activity of LmbB2 yielding DOPA in the presence of (6R)-5,6,7,8-tetrahydro-L-biopterin (BH4) was also observed. Reaction mechanism of this unique heme peroxidases family is discussed. Also, tyrosine hydroxylation was confirmed as the first step of the amino acid branch of the lincomycin biosynthesis.

• MeSH
• antibakteriální látky biosyntéza   MeSH
• bakteriální proteiny genetika   metabolismus   MeSH
• cirkulární dichroismus MeSH
• dihydroxyfenylalanin metabolismus   MeSH
• Escherichia coli enzymologie   genetika   MeSH
• exprese genu MeSH
• hem chemie   metabolismus   MeSH
• hemoproteiny genetika   metabolismus   MeSH
• hydroxylace MeSH
• linkomycin biosyntéza   MeSH
• multigenová rodina MeSH
• rekombinantní proteiny genetika   metabolismus   MeSH
• Streptomyces enzymologie   genetika   MeSH
• tyrosin-3-monooxygenasa genetika   metabolismus   MeSH
• tyrosin metabolismus   MeSH
• vysokoúčinná kapalinová chromatografie MeSH
• železo chemie   metabolismus   MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Patients with alcoholic liver disease (ALD) often display disturbed iron indices. Hepcidin, a key regulator of iron metabolism, has been shown to be down-regulated by alcohol in cell lines and animal models. This down-regulation led to increased duodenal iron transport and absorption in animals. In this study, we investigated gene expression of duodenal iron transport molecules and hepcidin in three groups of patients with ALD (with anaemia, with iron overload and without iron overload) and controls. Expression of DMT1, FPN1, DCYTB, HEPH, HFE and TFR1 was measured in duodenal biopsies by using real-time PCR and Western blot. Serum hepcidin levels were measured by using ELISA. Serum hepcidin was decreased in patients with ALD. At the mRNA level, expressions of DMT1, FPN1 and TFR1 genes were significantly increased in ALD. This pattern was even more pronounced in the subgroups of patients without iron overload and with anaemia. Protein expression of FPN1 paralleled the increase at the mRNA level in the group of patients with ALD. Serum ferritin was negatively correlated with DMT1 mRNA. The down-regulation of hepcidin expression leading to up-regulation of iron transporters expression in the duodenum seems to explain iron metabolism disturbances in ALD. Alcohol consumption very probably causes suppression of hepcidin expression in patients with ALD.

• MeSH
• alkoholické nemoci jater metabolismus   MeSH
• cytochromy typu b genetika   metabolismus   MeSH
• dospělí MeSH
• duodenum metabolismus   MeSH
• exprese genu MeSH
• hepcidiny fyziologie   MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• membránové proteiny genetika   metabolismus   MeSH
• oxidoreduktasy genetika   metabolismus   MeSH
• proteiny přenášející kationty genetika   metabolismus   MeSH
• senioři nad 80 let MeSH
• senioři MeSH
• studie případů a kontrol MeSH
• železo krev   MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři nad 80 let MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

In vitro utilization of haem and non-haem iron by Giardia intestinalis, the effect of iron deficiency on Giardia metabolism and the possible effect of Giardia on iron absorption by enterocytes using cultured intestinal cell line Caco -2 will be studied.

Projekt řeší zužitkovatelnost komplexů hemového a nehemového železa buňkami Giardia intestinalis, vliv nedostatku železa na metabolismus parazita a možný vliv parazita na vstřebávání železa enterocyty v modelovém systému in vitro.

• MeSH
• ferritin metabolismus   MeSH
• Giardia lamblia metabolismus   růst a vývoj   MeSH
• nehemové proteiny obsahující železo MeSH
• železo metabolismus   MeSH

• Konspekt
• Patologie. Klinická medicína
• NLK Obory
• parazitologie
• hematologie a transfuzní lékařství
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

Anémie je v celosvětovém měřítku nejčastějším hematologickým onemocněním vůbec. U nemocných s chronickými zánětlivými chorobami gastrointestinálního traktu (GIT) je často přítomna kombinace několika příčin podílejících se na vzniku anémie. Sideropenická složka vzniká zejména v důsledku zvýšených ztrát z poškozené sliznice GIT, může se na ní podílet i porušená resorpce Fe z trávicího traktu. Současně se na anémii u chronických zánětů střevních podílejí i mechanizmy vedoucí k rozvoji anémie při chronickém onemocnění (ACD). Zvýšená hladina cytokinů (IL‑1, IL‑6), jež je přítomna u zánětů, vede ke zvýšené sekreci regulačního hormonu hepcidinu, jejímž důsledkem je blokáda výdeje zásobního Fe do cirkulace pro potřeby erytropoézy. V dia­gnostice sideropenie se uplatňuje zejména kombinace hladiny feritinu v séru a saturace transferinu. U stavů s kombinovanou poruchou metabolizmu Fe je třeba k odhalení sideropenie většinou použít vyšetření několika parametrů (feritin v séru, cirkulující transferinový receptor, event. hepcidin v séru). V léčbě sideropenie se uplatňuje substituce přípravky obsahujícími Fe. Parenterální podávání Fe je indikováno u stavů s porušenou resorpcí Fe ze střeva, jako velmi efektivní se u těchto stavů ukazuje být podání nových přípravků s vysokou využitelností díky rovnoměrnému postupnému uvolňování i vysokého obsahu Fe v molekule (např. Fe3+ v komplexu s karboxymaltozou). Klíčová slova: anémie z nedostatku železa – anémie při chronickém onemocnění – chronické záněty střeva – dia­gnostika – léčba – – hepcidin

Anemia represents the most frequent hematological disorder in the world. In patiens with inflammatory bowel disease several factors may contribute to development of anemia. Increased iron loss from the damaged intestinum surface is the most frequent cause of iron deficiency together with decreased rate of iron absorption from the gut. Simultaneously, the mechanisms involved in development of anemia of chronic disease (ACD) are also present in inflammatory bowel disease. Increased level of inflammatory cytokines (IL‑1, IL‑6) stimulates secretion of hepcidin, a regulatory hormone that leads to retention of iron in the stores and blocks iron release in circulation for the need of erythropoiesis. A combination of serum ferritin level and transferin saturation represents the most effective laboratory tool for dia­gnosis of iron deficiency. A combination of several parameters (eg. serum ferritin, circulating transferirn receptor, serum hepcidin) is usually necessary for an exact dia­gnosis of iron deficiency in diseases with combined disorder of iron metabolism. Iron deficiency may be corrected with admnistration of mediactions containing iron salts. Parenteral administration of iron is indicated in patients with altered iron absorption from gut, new drugs with bio­availability due to relatively random and gradual release of even high content of iron in molecule (eg. ferric carboxymaltose) may effectively correct iron depletion. Keywords: iron deficiency anemia – anemia of chronic disease – inflammatory bowel disease – dia­gnosis – treatment – hepcidin

• MeSH
• chronická nemoc MeSH
• deficit železa MeSH
• diferenciální diagnóza MeSH
• erytroidní prekurzorové buňky metabolismus   MeSH
• gastrointestinální nemoci * komplikace   metabolismus   patofyziologie   MeSH
• hem metabolismus   MeSH
• hepcidiny MeSH
• hypochromní anemie * diagnóza   etiologie   krev   metabolismus   patofyziologie   terapie   MeSH
• idiopatické střevní záněty * komplikace   patofyziologie   MeSH
• lidé MeSH
• makrofágy metabolismus   MeSH
• těhotenství MeSH
• železo * aplikace a dávkování   krev   metabolismus   terapeutické užití   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• těhotenství MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• přehledy MeSH

Aromatic cytokinins (ortho-topolin riboside, 6-benzylaminopurine riboside and 6-(2-hydroxy-3-methoxybenzyla mino)purine riboside) were tested for their possible interaction with human liver microsomal cytochromes P450 by absorption difference spectroscopy. All three compounds were shown to bind to the CYP enzymes producing a high to low spin shift of the heme iron yielding a Soret absorption band shift to approximately 425 nm. As this type of spectral change means that the substance is able to bind directly to the heme iron, the results obtained open the possibility of an interaction of these compounds with metabolism of other drugs or, in general, with other substrates of cytochromes P450.

• MeSH
• cytokininy chemie   farmakologie   MeSH
• jaterní mikrozomy enzymologie   MeSH
• lidé MeSH
• regulátory růstu rostlin chemie   farmakologie   MeSH
• spektrální analýza MeSH
• systém (enzymů) cytochromů P-450 chemie   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH