الحديد في علم الأحياء

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

الحديد الموجود في الهيموجلوبين هو مصدر اللون الأحمر لدم الفقاريات .
مخطط الهيموجلوبين

يُعدّ الحديد عنصرًا بيولوجيًا هامًا. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ويُستخدم في كلٍّ من بروتينات الحديد والكبريت المنتشرة في كل مكان [ 1 ] ، وفي الفقاريات يُستخدم في الهيموجلوبين الضروري لنقل الدم والأكسجين. [ 4 ]

ملخص

الحديد عنصر أساسي للحياة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] تنتشر تجمعات الحديد والكبريت على نطاق واسع، وتشمل إنزيم النيتروجيناز المسؤول عن تثبيت النيتروجين الحيوي . تشارك البروتينات المحتوية على الحديد في نقل الأكسجين وتخزينه واستخدامه. [ 1 ] كما تشارك بروتينات الحديد في نقل الإلكترونات . [ 5 ] وقد أدى انتشار الحديد في الحياة إلى ظهور فرضية عالم الحديد والكبريت ، التي تفترض أن الحديد كان عنصرًا أساسيًا في بيئة الحياة المبكرة. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

عنقود من الحديد والكبريت .
بنية الهيم ب ؛ في البروتين، سيتم ربط ربيطة (ربائط) إضافية بالحديد.

تشمل أمثلة البروتينات المحتوية على الحديد في الكائنات الحية العليا الهيموجلوبين، والسيتوكروم (انظر الحديد عالي التكافؤ )، والكاتالاز . [ 1 ] [ 11 ] يحتوي جسم الإنسان البالغ على حوالي 0.005% من وزنه حديدًا، أي ما يعادل أربعة غرامات تقريبًا، ثلاثة أرباعها في الهيموجلوبين - وهو مستوى ثابت على الرغم من امتصاص حوالي ملليغرام واحد فقط من الحديد يوميًا، [ 5 ] لأن الجسم يعيد تدوير الهيموجلوبين للحصول على الحديد. [ 12 ]

قد يتم تعزيز نمو الميكروبات عن طريق أكسدة الحديد (II) أو عن طريق اختزال الحديد (III). [ 13 ]

الكيمياء الحيوية

يُشكّل امتصاص الحديد مشكلةً للكائنات الهوائية لأن الحديديك قليل الذوبان عند درجة حموضة قريبة من المتعادلة. لذا، طوّرت هذه الكائنات وسائل لامتصاص الحديد على شكل مركبات، فتمتص أحيانًا الحديدوز قبل أكسدته مرة أخرى إلى حديديك. [ 1 ] وعلى وجه الخصوص، طوّرت البكتيريا عوامل عزل ذات ألفة عالية جدًا تُسمى السديروفورات . [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

بعد امتصاص الحديد في خلايا الجسم ، تُنظَّم عملية تخزينه بدقة. [ 1 ] [ 17 ] يُعدّ بروتين الترانسفيرين أحد المكونات الرئيسية لهذه العملية ، حيث يرتبط بأيونات الحديد الممتصة من الاثني عشر وينقلها عبر الدم إلى الخلايا. [ 1 ] [ 18 ] يحتوي الترانسفيرين على أيون الحديد الثلاثي (Fe³⁺) في منتصف ثماني السطوح المشوه ، مرتبطًا بذرة نيتروجين واحدة، وثلاث ذرات أكسجين، وأيون كربونات مخلبي يحبس أيون الحديد الثلاثي . يتميز الترانسفيرين بثابت استقرار عالٍ جدًا ، مما يجعله فعالًا للغاية في امتصاص أيونات الحديد الثلاثي حتى من أكثر المركبات استقرارًا. في نخاع العظم، يُختزل الترانسفيرين من الحديد الثلاثي والحديد الثنائي ، ويُخزَّن على شكل فيريتين ليُدمج في الهيموجلوبين. [ 5 ]

تُعدّ بروتينات الهيم من أكثر مركبات الحديد اللاعضوية الحيوية (جزيئات الحديد البيولوجية) شيوعًا ودراسةً ، ومن أمثلتها الهيموجلوبين ، والميوجلوبين ، والسيتوكروم P450 . [ 1 ] تُشارك هذه المركبات في نقل الغازات، وبناء الإنزيمات ، ونقل الإلكترونات . [ 5 ] أما البروتينات المعدنية فهي مجموعة من البروتينات التي تحتوي على عوامل مساعدة من أيونات المعادن . ومن أمثلة البروتينات المعدنية الحديدية الفيريتين والروبريدوكسين . [ 5 ] تحتوي العديد من الإنزيمات الحيوية على الحديد، مثل الكاتالاز ، [ 19 ] والليب أوكسيجيناز ، [ 20 ] و IRE-BP . [ 21 ]

الهيموجلوبين ناقل للأكسجين يوجد في خلايا الدم الحمراء ، وهو المسؤول عن لونها. ينقل الهيموجلوبين الأكسجين في الشرايين من الرئتين إلى العضلات، حيث يُنقل إلى الميوغلوبين الذي يخزنه لحين الحاجة إليه في عملية أكسدة الجلوكوز ، مُنتجًا الطاقة. [ 1 ] يرتبط الهيموجلوبين بثاني أكسيد الكربون الناتج عن أكسدة الجلوكوز، والذي يُنقل عبر الأوردة بواسطة الهيموجلوبين (غالبًا على شكل أنيونات البيكربونات ) عائدًا إلى الرئتين حيث يُزفر. [ 5 ] في الهيموجلوبين، يوجد الحديد في إحدى مجموعات الهيم الأربع ، وله ستة مواقع تنسيق محتملة؛ أربعة منها تشغلها ذرات النيتروجين في حلقة البورفيرين ، والخامس يشغله نيتروجين الإيميدازول في بقايا الهيستيدين لإحدى سلاسل البروتين المتصلة بمجموعة الهيم، أما السادس فهو مخصص لجزيء الأكسجين الذي يمكن للهيموجلوبين الارتباط به بشكل عكسي. [ 5 ] عندما لا يكون الهيموجلوبين مرتبطًا بالأكسجين (ويُسمى حينها ديوكسي هيموجلوبين)، يكون أيون الحديد الثنائي (Fe2 +) الموجود في مركز مجموعة الهيم (داخل الجزء الداخلي الكاره للماء من البروتين) في حالة دوران مغزلي عالٍ . ولذلك، يكون حجمه كبيرًا جدًا بحيث لا يتسع داخل حلقة البورفيرين، التي تنحني بدلًا من ذلك على شكل قبة، ويكون أيون الحديد الثنائي (Fe2 +) على بُعد حوالي 55 بيكومترًا فوقها. في هذه الحالة، يكون موقع التنسيق السادس المخصص للأكسجين محجوبًا ببقايا هيستيدين أخرى. [ 5 ] 

عندما يلتقط ديوكسي هيموجلوبين جزيء أكسجين، يتحرك بقايا الهيستيدين بعيدًا ثم يعود بمجرد ارتباط الأكسجين به لتكوين رابطة هيدروجينية . ينتج عن ذلك تحول أيون الحديد الثنائي (Fe²⁺ ) إلى حالة دوران مغزلي منخفض، مما يؤدي إلى انخفاض نصف قطره الأيوني بنسبة 20%، ليصبح قادرًا على التواجد داخل حلقة البورفيرين المستوية. [ 5 ] (بالإضافة إلى ذلك، تؤدي هذه الرابطة الهيدروجينية إلى ميلان جزيء الأكسجين، مما ينتج عنه زاوية رابطة Fe–O–O تبلغ حوالي 120 درجة، وهو ما يمنع تكوين جسور Fe–O–Fe أو Fe–O₂– Fe التي قد تؤدي إلى انتقال الإلكترونات، وأكسدة Fe²⁺ إلى Fe³⁺ ، وتدمير الهيموجلوبين). ينتج عن ذلك حركة جميع سلاسل البروتين، مما يؤدي إلى تغيير شكل الوحدات الفرعية الأخرى للهيموجلوبين إلى شكل ذي ألفة أكبر للأكسجين. وبالتالي، عندما يمتص الهيموغلوبين منزوع الأكسجين الأكسجين، تزداد ألفته له، والعكس صحيح. [ 5 ] أما الميوغلوبين، فيحتوي على مجموعة هيم واحدة فقط، ولذا لا يمكن أن يحدث هذا التأثير التعاوني. وهكذا، فبينما يكون الهيموغلوبين مشبعًا تقريبًا بالأكسجين في الضغوط الجزئية العالية للأكسجين الموجودة في الرئتين، فإن ألفته للأكسجين أقل بكثير من ألفة الميوغلوبين، الذي يتأكسد حتى في الضغوط الجزئية المنخفضة للأكسجين الموجودة في أنسجة العضلات. [ 5 ] وكما هو موضح في تأثير بور (نسبةً إلى كريستيان بور ، والد نيلز بور )، تتضاءل ألفة الهيموغلوبين للأكسجين في وجود ثاني أكسيد الكربون. [ 5 ]

وحدة الهيم من كاربوكسي هيموجلوبين الإنسان ، تظهر رابطة الكربونيل في الموضع القمي، عبر بقايا الهيستيدين [ 22 ]

يُعدّ كلٌّ من أول أكسيد الكربون وثلاثي فلوريد الفوسفور سامّين للإنسان لأنهما يرتبطان بالهيموجلوبين بشكلٍ مشابهٍ للأكسجين، ولكن بقوةٍ أكبر بكثير، مما يمنع نقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم. يُعرف الهيموجلوبين المرتبط بأول أكسيد الكربون باسم كاربوكسي هيموجلوبين . يلعب هذا التأثير دورًا ثانويًا في سمية السيانيد ، ولكن التأثير الرئيسي هناك هو تداخله مع الأداء السليم لبروتين نقل الإلكترون، السيتوكروم أ . [ 5 ] تحتوي بروتينات السيتوكروم أيضًا على مجموعات الهيم، وتشارك في أكسدة الجلوكوز بواسطة الأكسجين. يشغل موقع التنسيق السادس إما نيتروجين إيميدازول آخر أو كبريت ميثيونين ، مما يجعل هذه البروتينات خاملة إلى حدٍ كبير تجاه الأكسجين - باستثناء السيتوكروم أ، الذي يرتبط مباشرةً بالأكسجين، وبالتالي يتسمم بسهولةٍ بالغةٍ بالسيانيد. [ 5 ] هنا، يحدث نقل الإلكترون بينما يبقى الحديد في حالة دوران منخفض، ولكنه يتغير بين حالتي الأكسدة +2 و+3. بما أن جهد الاختزال لكل خطوة أكبر قليلاً من سابقتها، فإن الطاقة تُطلق تدريجياً ويمكن بالتالي تخزينها في الأدينوسين ثلاثي الفوسفات . يختلف السيتوكروم أ قليلاً، إذ يوجد في غشاء الميتوكوندريا، ويرتبط مباشرة بالأكسجين، وينقل البروتونات والإلكترونات، كما يلي: [ 5 ]

4 سيتوكروم 2+ + O2 + 8H + داخل الخلية → 4 سيتوكروم 3+ + 2 H2O + 4H + خارج الخلية

على الرغم من أن بروتينات الهيم هي أهم فئة من البروتينات المحتوية على الحديد، فإن بروتينات الحديد والكبريت لا تقل أهمية، إذ تشارك في نقل الإلكترونات، وهو أمر ممكن لأن الحديد يمكن أن يوجد بثبات في حالتي الأكسدة +2 أو +3. تحتوي هذه البروتينات على ذرة حديد واحدة أو اثنتين أو أربع أو ثماني ذرات حديد، ترتبط كل منها بأربع ذرات كبريت بروابط رباعية السطوح تقريبًا؛ وبسبب هذا التنسيق الرباعي السطوح، يكون الحديد فيها دائمًا في حالة دوران مغزلي عالٍ. أبسط هذه المركبات هو الروبيريدوكسين ، الذي يحتوي على ذرة حديد واحدة فقط مرتبطة بأربع ذرات كبريت من بقايا السيستين في سلاسل الببتيد المحيطة. فئة أخرى مهمة من بروتينات الحديد والكبريت هي الفيريدوكسينات ، التي تحتوي على ذرات حديد متعددة. لا ينتمي الترانسفيرين إلى أي من هاتين الفئتين. [ 5 ]

تُسهّل الروابط العضوية المعدنية القائمة على الحديد في طبقة الكيوتيكل الغنية بالبروتين قدرة بلح البحر على التشبث بالصخور في المحيط . وبناءً على نماذج اصطناعية، أدى وجود الحديد في هذه التراكيب إلى زيادة معامل المرونة بمقدار 770 ضعفًا، وقوة الشد بمقدار 58 ضعفًا، والمتانة بمقدار 92 ضعفًا. كما زاد مقدار الإجهاد اللازم لإتلافها بشكل دائم بمقدار 76 ضعفًا. [ 23 ]

استقلاب الفقاريات

يُعدّ الحديد في الفقاريات مكونًا أساسيًا للهيموجلوبين ، وهو البروتين الناقل للأكسجين. [ 4 ] استعرضت مقالة نُشرت عام 2024 استقلاب الحديد وتفاعلاته مع الكالسيوم والمغنيسيوم وبعض العناصر النزرة (النحاس والزنك والرصاص والكادميوم والزئبق والنيكل)، بالإضافة إلى أدوارها في بعض الأمراض. [ 24 ]

مخزون الحديد في جسم الإنسان

رسم توضيحي لإنتاج خلايا الدم في نخاع العظم . في حالة نقص الحديد ، ينتج نخاع العظم عددًا أقل من خلايا الدم، ومع تفاقم النقص، تصبح الخلايا أصغر حجمًا.

يحتوي جسم معظم الأشخاص الذين يتمتعون بتغذية جيدة في الدول الصناعية على 4 إلى 5  غرامات من الحديد (حوالي 38  ملغ حديد/كغ من وزن الجسم للنساء وحوالي 50  ملغ حديد/كغ من وزن الجسم للرجال). [ 25 ] ومن هذا، حوالي يحتوي الهيموجلوبين، اللازم لنقل الأكسجين عبر الدم (حوالي 0.5  ملغ من الحديد لكل مل من الدم)، على 2.5 غرام من الحديد، [ 26 ] بينما يوجد معظم المتبقي (حوالي 2  غرام لدى الرجال البالغين، وأقل قليلاً لدى النساء في سن الإنجاب) في مركبات الفيريتين الموجودة في جميع الخلايا، ولكنها أكثر شيوعًا في نخاع العظم والكبد والطحال . تُعد مخازن الفيريتين في الكبد المصدر الفسيولوجي الرئيسي للحديد الاحتياطي في الجسم. تميل مخازن الحديد في الدول الصناعية إلى أن تكون أقل لدى الأطفال والنساء في سن الإنجاب مقارنةً بالرجال وكبار السن. النساء اللواتي يضطررن إلى استخدام مخازنهن لتعويض الحديد المفقود أثناء الحيض أو الحمل أو الرضاعة لديهن مخازن أقل من الحديد غير المرتبط بالهيموجلوبين، والتي قد تتكون من500  ملغ ، أو حتى أقل.

من إجمالي محتوى الحديد في الجسم، حوالي يُخصص 400 ملغ من الحديد للبروتينات الخلوية التي تستخدمه في عمليات خلوية هامة، مثل تخزين الأكسجين (الميوغلوبين) أو إجراء تفاعلات الأكسدة والاختزال المُنتجة للطاقة ( السيتوكرومات  ). وتدور كمية صغيرة نسبيًا (3-4 ملغ) في البلازما ، مرتبطةً بالترانسفيرين. [ 27 ] ونظرًا لسميته، يُحفظ الحديد الحر الذائب بتركيز منخفض في الجسم.

يؤثر نقص الحديد أولاً على مخزون الحديد في الجسم، ويُعتقد أن استنزاف هذا المخزون لا يُسبب أعراضًا تُذكر، على الرغم من وجود بعض الأعراض الغامضة وغير المحددة المرتبطة به. ولأن الحديد ضروري بشكل أساسي لتكوين الهيموجلوبين، فإن فقر الدم الناتج عن نقص الحديد هو العرض السريري الرئيسي لنقص الحديد. سيعاني الأشخاص المصابون بنقص الحديد أو يموتون نتيجة تلف الأعضاء قبل أن تنفد خلاياهم من الحديد اللازم للعمليات الخلوية الداخلية، مثل نقل الإلكترونات.

تُخزّن البلاعم في الجهاز الشبكي البطاني الحديد كجزء من عملية تكسير ومعالجة الهيموجلوبين من خلايا الدم الحمراء المبتلعة. كما يُخزّن الحديد على شكل صبغة تُسمى الهيموسيديرين ، وهي عبارة عن ترسبات غير محددة المعالم من البروتين والحديد، تُنتجها البلاعم في المناطق التي يتواجد فيها فائض من الحديد، سواءً موضعيًا أو جهازيًا، كما هو الحال لدى الأشخاص الذين يعانون من فرط الحديد نتيجة لتدمير خلايا الدم المتكرر وعمليات نقل الدم الضرورية التي تتطلبها حالتهم. إذا تم تصحيح فرط الحديد الجهازي، فإن الهيموسيديرين يُعاد امتصاصه ببطء بواسطة البلاعم مع مرور الوقت.

آليات تنظيم الحديد

تُضبط مستويات الحديد في جسم الإنسان على مستويين مختلفين. يُوازن مستوى الحديد في الجسم عن طريق امتصاص الحديد الغذائي المُتحكم به بواسطة الخلايا المعوية ، وهي الخلايا التي تُبطن جدار الأمعاء ، وفقدان الحديد غير المُتحكم به نتيجة تقشر الخلايا الظهارية، والتعرق، والإصابات، وفقدان الدم. إضافةً إلى ذلك، يُعاد تدوير الحديد في الجسم باستمرار. أما مستوى الحديد في الخلايا، فيُضبط بشكل مختلف باختلاف أنواع الخلايا، وذلك بسبب التعبير عن بروتينات مُنظمة وناقلة مُحددة للحديد.

تنظيم الحديد في الجسم

يستخدم البشر20  ملغ من الحديد كل يوم لإنتاج خلايا الدم الحمراء الجديدة ، والتي يتم إعادة تدوير جزء كبير منها من خلايا الدم الحمراء القديمة.
امتصاص الحديد الغذائي

يُعدّ امتصاص الحديد الغذائي عملية متغيرة وديناميكية. عادةً ما تكون كمية الحديد الممتصة مقارنةً بالكمية المُتناولة منخفضة، ولكنها قد تتراوح بين 5% و35% تبعًا للظروف ونوع الحديد. وتختلف كفاءة امتصاص الحديد باختلاف مصدره. عمومًا، تُعدّ المنتجات الحيوانية أفضل أشكال الحديد امتصاصًا. يختلف امتصاص الحديد الغذائي على شكل أملاح الحديد (كما في معظم المكملات الغذائية) نوعًا ما وفقًا لحاجة الجسم للحديد، وعادةً ما يتراوح بين 10% و20% من كمية الحديد المُتناولة. أما امتصاص الحديد من المنتجات الحيوانية، وبعض المنتجات النباتية، فيكون على شكل حديد الهيم، وهو أكثر كفاءة، إذ يسمح بامتصاص ما بين 15% و35% من الكمية المُتناولة. يأتي حديد الهيم في الحيوانات من الدم والبروتينات الحاوية على الهيم في اللحوم والميتوكوندريا، بينما في النباتات، يوجد حديد الهيم في الميتوكوندريا في جميع الخلايا التي تستخدم الأكسجين للتنفس.

كما هو الحال مع معظم العناصر الغذائية المعدنية، يُمتص معظم الحديد من الطعام المهضوم أو المكملات الغذائية في الاثني عشر بواسطة الخلايا المعوية المبطنة له. تحتوي هذه الخلايا على جزيئات خاصة تُمكنها من نقل الحديد إلى داخل الجسم. لكي يُمتص الحديد الغذائي، يمكن أن يكون مرتبطًا ببروتين مثل بروتين الهيم، أو يجب أن يكون في صورته الحديدية الثنائية (Fe²⁺) . يقوم إنزيم مختزل الحديديك الموجود على الحافة الفرشية للخلايا المعوية ، وهو السيتوكروم B الاثني عشري ( Dcytb )، باختزال الحديديك الثلاثي (Fe³⁺) إلى الحديد الثنائي (Fe²⁺ ) . [ 28 ] ثم يقوم بروتين يُسمى ناقل المعادن ثنائي التكافؤ 1 ( DMT1 )، القادر على نقل العديد من المعادن ثنائية التكافؤ عبر الغشاء البلازمي، بنقل الحديد عبر غشاء الخلية المعوية إلى داخل الخلية. أما إذا كان الحديد مرتبطًا بالهيم، فإنه يُنقل عبر الغشاء القمي بواسطة بروتين حامل الهيم 1 (HCP1). [ 29 ]

تستطيع خلايا بطانة الأمعاء تخزين الحديد على شكل فيريتين ، وذلك عن طريق ارتباط أيونات الحديد الثنائي (Fe²⁺ ) بالأبوفيريتين (وفي هذه الحالة، يخرج الحديد من الجسم عند موت الخلية ويُطرح مع البراز )، أو يمكن للخلية إطلاقه في الجسم عبر ناقل الحديد الوحيد المعروف في الثدييات، وهو الفيروبورتين . يساعد الهيفايستين ، وهو إنزيم مؤكسد للحديد قادر على أكسدة Fe²⁺ إلى Fe³⁺ ، ويوجد بشكل رئيسي في الأمعاء الدقيقة، الفيروبورتين على نقل الحديد عبر الطرف القاعدي الجانبي لخلايا الأمعاء. في المقابل، يُثبط الفيروبورتين بعد الترجمة بواسطة الهيبسيدين ، وهو هرمون ببتيدي مكون من 25 حمضًا أمينيًا . ينظم الجسم مستويات الحديد من خلال تنظيم كل خطوة من هذه الخطوات. على سبيل المثال، تُصنّع الخلايا المعوية المزيد من Dcytb وDMT1 والفيروبورتين استجابةً لفقر الدم الناتج عن نقص الحديد. [ 30 ] يتحسن امتصاص الحديد من النظام الغذائي في وجود فيتامين ج، ويقل في وجود فائض من الكالسيوم أو الزنك أو المنغنيز. [ 31 ]

يبدو أن معدل امتصاص الحديد في جسم الإنسان يتأثر بمجموعة متنوعة من العوامل المترابطة، بما في ذلك مخزون الحديد الكلي، ومدى إنتاج نخاع العظم لخلايا الدم الحمراء الجديدة، وتركيز الهيموجلوبين في الدم، ومحتوى الأكسجين فيه. كما يقل امتصاص الجسم للحديد خلال فترات الالتهاب ، وذلك لحرمان البكتيريا منه. وتشير الاكتشافات الحديثة إلى أن تنظيم الهيبسيدين للفيروبورتين مسؤول عن متلازمة فقر الدم المصاحبة للأمراض المزمنة.

إعادة تدوير الحديد وفقدانه

يُخزَّن معظم الحديد في الجسم ويُعاد تدويره بواسطة الجهاز الشبكي البطاني، الذي يُحلل خلايا الدم الحمراء الهرمة. وعلى عكس امتصاص الحديد وإعادة تدويره، لا توجد آلية تنظيمية فسيولوجية لإخراج الحديد . يفقد الناس كمية صغيرة ولكن ثابتة من الحديد عن طريق نزيف الجهاز الهضمي، والتعرق، وتساقط خلايا الجلد والبطانة المخاطية للجهاز الهضمي . ويُقدَّر متوسط ​​كمية الحديد المفقودة لدى الأصحاء في العالم المتقدم بـ1  ملغ يوميًا للرجال، و1.5-2  ملغ يوميًا للنساء ذوات الدورة الشهرية المنتظمة. [ 32 ] غالبًا ما يفقد الأشخاص المصابون بعدوى طفيلية معوية، والتي تنتشر بكثرة في البلدان النامية، كميات أكبر من الحديد. [ 33 ] أما أولئك الذين لا يستطيعون تنظيم امتصاص الحديد بشكل كافٍ، فيُصابون باضطرابات فرط الحديد. في هذه الأمراض، تبدأ سمية الحديد بالتغلب على قدرة الجسم على ربطه وتخزينه. [ 34 ]

تنظيم الحديد الخلوي

استيراد الحديد

تمتص معظم أنواع الخلايا الحديد بشكل أساسي عبر عملية الإدخال الخلوي بوساطة المستقبلات، وذلك من خلال مستقبل الترانسفيرين 1 (TFR1) ومستقبل الترانسفيرين 2 (TFR2) وإنزيم GAPDH . يتميز TFR1 بألفة أعلى بثلاثين ضعفًا للحديد المرتبط بالترانسفيرين مقارنةً بـ TFR2، ولذا فهو العامل الرئيسي في هذه العملية. [ 35 ] [ 36 ] كما يعمل إنزيم جليسرالدهيد-3-فوسفات ديهيدروجينيز (GAPDH)، وهو إنزيم متعدد الوظائف من عائلة إنزيمات تحلل الجلوكوز، كمستقبل للترانسفيرين. [ 37 ] [ 38 ] تتعرف مستقبلات الترانسفيرين هذه على الحديد الثلاثي المرتبط بالترانسفيرين، مما يحفز تغيرًا في بنيته الفراغية يؤدي إلى الإدخال الخلوي. بعد ذلك، يدخل الحديد إلى السيتوبلازم من الجسيم الداخلي عبر ناقل DMT1 بعد اختزاله إلى حالته الثنائية بواسطة مختزلة من عائلة STEAP. [ 39 ]

بدلاً من ذلك، يمكن للحديد أن يدخل الخلية مباشرةً عبر ناقلات الكاتيونات ثنائية التكافؤ الموجودة في غشاء البلازما، مثل DMT1 وZIP14 (البروتين الشبيه بـ Zrt-Irt-14). [ 40 ] ومرة ​​أخرى، يدخل الحديد إلى السيتوبلازم في حالته الحديدية بعد اختزاله في الفضاء خارج الخلوي بواسطة مختزلة مثل STEAP2 وSTEAP3 (في خلايا الدم الحمراء) وDcytb (في الخلايا المعوية) وSDR2. [ 39 ]

بركة الحديد غير المستقرة

يوجد الحديدوز في السيتوبلازم في حالة ذائبة قابلة للارتباط، وهو ما يُعرف بمخزون الحديد الحر (حوالي 0.001 ملي مولار). [ 41 ] يُعتقد أن الحديد في هذا المخزون مرتبط بمركبات منخفضة الكتلة مثل الببتيدات والكربوكسيلات والفوسفات، على الرغم من أن بعضها قد يكون في صورة حرة مُمَيَّأة ( أيونات مائية ). [ 41 ] بدلاً من ذلك، قد ترتبط أيونات الحديد ببروتينات متخصصة تُعرف باسم البروتينات المرافقة للمعادن . [ 42 ] على وجه التحديد، يبدو أن بروتينات ربط عديد r(C) PCBP1 و PCBP2 تُسهِّل نقل الحديد الحر إلى الفيريتين (للتخزين) وإنزيمات الحديد غير الهيمية (للاستخدام في التحفيز). [ 40 ] [ 43 ] يُعد مخزون الحديد الحر سامًا نظرًا لقدرة الحديد على توليد أنواع الأكسجين التفاعلية. يمكن للميتوكوندريا امتصاص الحديد من هذا المخزون عبر الميتوفرين لتخليق تجمعات الحديد والكبريت ومجموعات الهيم. [ 39 ]

حوض تخزين الحديد

يمكن تخزين الحديد في الفيريتين على شكل حديد ثلاثي التكافؤ (حديديك) بفضل نشاط الفيروكسيداز في السلسلة الثقيلة للفيريتين. [ 44 ] قد يتراكم الفيريتين المختل وظيفيًا على شكل هيموسيديرين ، مما قد يُسبب مشاكل في حالات فرط الحديد. [ 45 ] يُعد مخزون الحديد في الفيريتين أكبر بكثير من مخزون الحديد الحر، حيث يتراوح تركيزه بين 0.7 و3.6 ملي مولار. [ 41 ]

تصدير الحديد

يحدث تصدير الحديد في أنواع مختلفة من الخلايا، بما في ذلك الخلايا العصبية ، وخلايا الدم الحمراء، والبلعميات، والخلايا المعوية. وتكتسب النوعان الأخيران أهمية خاصة لاعتماد مستويات الحديد في الجسم عليهما. يوجد مُصدِّر حديد واحد معروف فقط، وهو الفيروبورتين . [ 46 ] ينقل الفيروبورتين الحديدوز خارج الخلية، بمساعدة السيرولوبلازمين و/أو الهيفايستين (خاصةً في الخلايا المعوية)، اللذين يؤكسدان الحديد إلى حالته الحديدية ليرتبط بالفيريتين في الوسط خارج الخلوي. [ 39 ] يُسبب الهيبسيدين دخول الفيروبورتين إلى الخلية، مما يُقلل من تصدير الحديد. إضافةً إلى ذلك، يبدو أن الهيبسيدين يُثبِّط كلاً من TFR1 وDMT1 عبر آلية غير معروفة. [ 47 ] ومن العوامل الأخرى التي تُساعد الفيروبورتين في تصدير الحديد الخلوي، إنزيم GAPDH. [ 48 ] ​​يتم استقطاب نظير محدد من GAPDH معدل بعد الترجمة إلى سطح الخلايا المحملة بالحديد، حيث يقوم باستقطاب بروتين أبو-ترانسفيرين بالقرب من بروتين فيروبورتين لكي يرتبط بسرعة بالحديد المطروح. [ 49 ]

يخضع التعبير عن الهيبسيدين، الذي يقتصر وجوده على أنواع معينة من الخلايا مثل خلايا الكبد ، لرقابة دقيقة على مستوى النسخ، وهو يمثل حلقة الوصل بين استتباب الحديد الخلوي والجهازي، نظرًا لدور الهيبسيدين كـ"بوابة" لإطلاق الحديد من الخلايا المعوية إلى باقي أجزاء الجسم. [ 39 ] تنتج الأرومات الحمراء الإريثرون ، وهو هرمون يثبط الهيبسيدين، وبالتالي يزيد من توافر الحديد اللازم لتكوين الهيموجلوبين. [ 50 ]

التحكم الترجمي للحديد الخلوي

على الرغم من وجود بعض التحكم على مستوى النسخ، إلا أن تنظيم مستويات الحديد الخلوي يُتحكم فيه في نهاية المطاف على مستوى الترجمة بواسطة البروتينات الرابطة لعناصر الاستجابة للحديد IRP1، وخاصة IRP2. [ 51 ] عندما تكون مستويات الحديد منخفضة، تستطيع هذه البروتينات الارتباط بعناصر الاستجابة للحديد (IREs). وعناصر الاستجابة للحديد هي تراكيب حلقية جذعية في المناطق غير المترجمة (UTRs) من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA). [ 39 ]

يحتوي كل من الفيريتين والفيروبورتين على عنصر استجابة للحديد (IRE) في منطقة 5' غير المترجمة (5' UTR)، لذا في حالة نقص الحديد، يتم تثبيط ترجمتهما بواسطة بروتين تنظيم الحديد 2 (IRP2)، مما يمنع التخليق غير الضروري لبروتين التخزين والتصدير الضار للحديد. في المقابل، يحتوي TFR1 وبعض متغيرات DMT1 على عناصر استجابة للحديد (IRE) في منطقة 3' غير المترجمة (3' UTR)، والتي ترتبط بـ IRP2 في حالة نقص الحديد، مما يؤدي إلى استقرار mRNA، وهو ما يضمن تخليق ناقلات الحديد. [ 39 ]

الأنظمة البحرية

يلعب الحديد دورًا أساسيًا في النظم البيئية البحرية، وقد يكون عنصرًا غذائيًا محددًا لنشاط العوالق. [ 52 ] ولهذا السبب، فإن النقص الحاد في الحديد قد يؤدي إلى انخفاض معدلات نمو الكائنات الحية العوالق النباتية، مثل الدياتومات. [ 53 ] كما يمكن للميكروبات البحرية أكسدة الحديد في ظروف غنية بالحديد وفقيرة بالأكسجين. [ 54 ]

يمكن للحديد أن يدخل الأنظمة البحرية عبر الأنهار المجاورة ومباشرةً من الغلاف الجوي. وبمجرد دخوله المحيط، ينتشر في عمود الماء من خلال اختلاط مياه المحيط وإعادة تدويره على المستوى الخلوي. [ 55 ] في القطب الشمالي، يلعب الجليد البحري دورًا رئيسيًا في تخزين الحديد وتوزيعه في المحيط، حيث يستنزف مخزون الحديد المحيطي عند تجمده شتاءً، ثم يُطلقه مجددًا في الماء عند ذوبانه صيفًا. [ 56 ] قد تُغير دورة الحديد أشكال الحديد من الحالة المائية إلى الحالة الجزيئية، مما يؤثر على توافره للكائنات المنتجة الأولية. [ 57 ] كما أن زيادة الضوء والحرارة تزيد من كمية الحديد الموجودة بأشكال قابلة للاستخدام من قِبل هذه الكائنات. [ 58 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 "الحديد" . مركز معلومات المغذيات الدقيقة، معهد لينوس باولينغ، جامعة ولاية أوريغون، كورفاليس، أوريغون. أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 6 مارس 2018 .
  2. 1 2 دلوهي، أدريان سي؛ أوتين، كارين إي (2013). بانسي، لوسيا (محرر). علم المعادن والخلية . أيونات المعادن في علوم الحياة. المجلد 12. سبرينغر. الصفحات 241-278 . doi : 10.1007/978-94-007-5561-1_8 . ISBN   978-94-007-5560-4. PMC 3924584 . PMID 23595675 .  رقم الكتاب الإلكتروني الدولي (ISBN) 978-94-007-5561-1
  3. 1 2 يي، جيريون م.؛ تولمان، ويليام ب. (2015). "معقدات الفلزات الانتقالية وتنشيط الأكسجين الجزيئي". في بيتر إم إتش كرونيك؛ مارثا إي سوسا توريس (محرران). استدامة الحياة على كوكب الأرض: الإنزيمات الفلزية التي تتحكم في الأكسجين الجزيئي والغازات الأخرى . أيونات الفلزات في علوم الحياة. المجلد 15. سبرينغر. الصفحات 131-204 . doi : 10.1007/978-3-319-12415-5_5 . ISBN   978-3-319-12414-8PMID 25707468​​ 
  4. 1 2 ماتون، أنثيا؛ جين هوبكنز؛ تشارلز ويليام ماكلولين؛ سوزان جونسون؛ ماريانا كوون وارنر؛ ديفيد لاهارت؛ جيل د. رايت (1993). علم الأحياء البشري والصحة . إنجلوود كليفس، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية: برنتيس هول. ISBN 978-0-13-981176-0.
  5. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 غرينوود وإيرنشو، الصفحات 1098-1104
  6. ↑ واشترشاوزر، غونتر (1988-12-01). "قبل الإنزيمات والقوالب: نظرية استقلاب السطح" . مجلة علم الأحياء الدقيقة والجزيئية ، 52 (4): 452-484 . doi : 10.1128/MMBR.52.4.452-484.1988 . PMC 373159. PMID 3070320 .  
  7. ↑ واشترشاوزر، ج. (يناير 1990). "تطور الدورات الأيضية الأولى" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 87 (1): 200-204 . Bibcode : 1990PNAS...87..200W . doi : 10.1073 / pnas.87.1.200 . PMC 53229. PMID 2296579 .  
  8. ↑ غونتر فاخترشاوزر، ج. (1992). "أسس الكيمياء الحيوية التطورية: عالم الحديد والكبريت" . التقدم في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية . 58 (2): 85-201 . doi : 10.1016/0079-6107(92)90022-X . PMID 1509092 . 
  9. ↑ غونتر فاخترشاوزر، ج. (2006). "من الأصول البركانية للحياة الكيميائية ذاتية التغذية إلى البكتيريا والعتائق وحقيقيات النوى" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 361 (1474): 1787-1806 ، مناقشة 1806-1808. doi : 10.1098/rstb.2006.1904 . PMC 1664677. PMID 17008219 .  
  10. ↑ واخترشاوزر، غونتر (2007). " حول كيمياء وتطور الكائن الرائد". الكيمياء والتنوع البيولوجي . 4 (4): 584-602 . doi : 10.1002/cbdv.200790052 . PMID 17443873. S2CID 23597542 .  
  11. ↑ ليبارد، إس جيه؛ بيرج، جيه إم (1994). مبادئ الكيمياء الحيوية غير العضوية . ميل فالي: منشورات جامعة العلوم. ISBN 0-935702-73-3.
  12. ↑ كيكوتشي، جي.؛ يوشيدا، تي.؛ نوغوتشي، إم. (2005). "أكسيجيناز الهيم وتحلل الهيم". مجلة الاتصالات البحثية في الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية . 338 (1): 558-67 . Bibcode : 2005BBRC..338..558K . doi : 10.1016/j.bbrc.2005.08.020 . PMID 16115609 . 
  13. ↑ "محتويات المجلدات في سلسلة أيونات المعادن في علوم الحياة" . المعادن، والميكروبات، والمعادن - الجانب البيوجيوكيميائي للحياة . دي جرويتر. 2021. الصفحات 25-46 . doi : 10.1515/9783110589771-006 . ISBN  9783110589771.
  14. ↑ نيلاندز، جيه بي (1995). "السايدروفورات: بنية ووظيفة مركبات نقل الحديد الميكروبية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 270 (45): 26723-26726 . doi : 10.1074/jbc.270.45.26723 . PMID 7592901 . 
  15. ↑ نيلاندز، جيه بي (1981). "مركبات الحديد الميكروبية". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 50 (1): 715-31 . doi : 10.1146/annurev.bi.50.070181.003435 . PMID 6455965 . 
  16. ↑ بوخلفة، حكيم؛ كرامبليس، ألفين ل . (2002). "الجوانب الكيميائية لنقل الحديد بوساطة السديروفور". المعادن الحيوية . 15 (4): 325-339 . doi : 10.1023/A:1020218608266 . PMID 12405526. S2CID 19697776 .  
  17. ↑ نانامي، م.؛ أوكاوارا، ت.؛ أوتاكي، ي.؛ إيتو، ك.؛ موريغوتشي، ر.؛ مياغاوا، ك.؛ هاسويكي، ي.؛ إيزومي، م.؛ إيغوتشي، هـ.؛ سوزوكي، ك.؛ ناكانيشي، ت. (2005). "احتجاز الحديد والإجهاد التأكسدي الناجم عن عامل نخر الورم ألفا في الخلايا البطانية البشرية" . تصلب الشرايين، والتخثر، وبيولوجيا الأوعية الدموية . 25 (12): 2495-2501 . doi : 10.1161/01.ATV.0000190610.63878.20 . PMID 16224057 . 
  18. ↑ روولت، تريسي أ. (2003). "كيف تحصل الثدييات على الحديد اللازم لعمليات الأيض القائمة على الأكسجين وتوزعه" . مجلة PLOS Biology . 1 (3): e9. doi : 10.1371/journal.pbio.0000079 . PMC 300689. PMID 14691550 .  
  19. ↑ بون إي إم، داونز إيه، مارسي دي. " الآلية المقترحة للكاتالاز" . الكاتالاز: H₂O₂ : H₂O₂ أوكسيدوريدوكتاز : الكاتالاز - دليل هيكلي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2007 .
  20. ↑ بوينغتون، جيه سي، غافني، بي جيه، أمزل، إل إم (1993). "البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيم أراكيدونيك أسيد 15-ليب أوكسيجيناز". مجلة ساينس . 260 (5113): 1482-1486 . ​​Bibcode : 1993Sci...260.1482B . doi : 10.1126/science.8502991 . PMID 8502991 . 
  21. ↑ غراي، ن.ك.؛ هينتز، م.و. (أغسطس 1994). "بروتين تنظيم الحديد يمنع ارتباط معقد ما قبل بدء الترجمة 43S بـ mRNA الفيريتين وeALAS" . مجلة EMBO . 13 (16): 3882-91 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06699.x . PMC 395301. PMID 8070415 .  
  22. ↑ غريغوري ب. فاسكيز؛ شينخوا جي؛ كلارا فرونتيتشيلي؛ غاري ل. غيلاند (1998). "هيموغلوبين الكربوكسي البشري بدقة 2.2 أنغستروم: مقارنات البنية والمذيبات للهيموغلوبين في الحالة R، والحالة R2، والحالة T". Acta Crystallogr. D. 54 ( 3): 355–66 . Bibcode : 1998AcCrD..54..355V . doi : 10.1107/S0907444997012250 . PMID 9761903 . 
  23. ↑ ساندرسون، ك. (2017). "قبضة بلح البحر الحديدية تُلهم بوليمرًا قويًا ومرنًا" . أخبار الكيمياء والهندسة . 95 (44). الجمعية الكيميائية الأمريكية: 8. doi : 10.1021/cen-09544-notw3 . تاريخ الاسترجاع: 2 نوفمبر 2017 .
  24. ↑ روليتش، تارا؛ يزداني، مازيار؛ مانديتش، سانيا؛ ديستانتي، سونيا (2025-04-01). "استقلاب الحديد، والكالسيوم، والمغنيسيوم، والعناصر النزرة: مراجعة" . مجلة أبحاث العناصر النزرة البيولوجية . 203 (4): 2216-2225 . doi : 10.1007/s12011-024-04289-z . ISSN 1559-0720 . PMC 11920315. PMID 38969940 .   
  25. ↑ غروبر، سارين س.؛ سميث، جاك ل. (2013). التغذية المتقدمة واستقلاب الإنسان ( الطبعة السادسة). بلمونت، كاليفورنيا: وادسوورث. ص 481. ISBN   978-1133104056.
  26. ↑ تروسويل، أ. ستيوارت (15 يوليو 2010). أساسيات التغذية . جون وايلي وأولاده. ص 52. ISBN  9781444314229.
  27. ↑ كاماشيلا سي، شريير إس إل (2011-11-07). "تنظيم توازن الحديد" . UpToDate . تم الاسترجاع في 2012-03-11 .
  28. ↑ ماكي إيه تي، بارو دي، لاتوندي-دادا جي أو، رولفس إيه، ساجر جي، مودالي إي، مودالي إم، ريتشاردسون سي، بارلو دي، بومفورد إيه، بيترز تي جيه، راجا كيه بي، شيرالي إس، هيديجر إم إيه، فرزانة إف، سيمبسون آر جيه (مارس 2001). " مختزل حديدي منظم بالحديد مرتبط بامتصاص الحديد الغذائي" . مجلة ساينس . 291 (5509): 1755-1759 . Bibcode : 2001Sci...291.1755M . doi : 10.1126/science.1057206 . PMID 11230685. S2CID 44351106 .  
  29. ↑ روولت، تريسي أ . (9 سبتمبر 2005). "الكشف عن ناقل الهيم المعوي" . مجلة الخلية . 122 (5): 649-651 . doi : 10.1016/j.cell.2005.08.027 . ISSN 0092-8674 . PMID 16143096. S2CID 9180328 .   
  30. ↑ فليمنج، ر. إي.، وبيكون، ب. ر. (أبريل 2005). "تنظيم استتباب الحديد". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 352 (17): 1741-1744 . doi : 10.1056/NEJMp048363 . PMID 15858181 . 
  31. ↑ عباسبور، نازانين (فبراير 2014). " مراجعة حول الحديد وأهميته لصحة الإنسان" . مجلة البحوث الطبية والعلوم . 19 (2): 164-174 . PMC 3999603. PMID 24778671 .  
  32. ↑ جانيت، ر. هانت (يونيو 2009). "إفراز الحديد في الجسم لدى الرجال والنساء الأصحاء" . المجلة الأمريكية للتغذية السريرية . 89 (6): 1792-1798 . doi : 10.3945/ajcn.2009.27439 . PMID 19386738 . 
  33. ↑ كونراد إم إي، أومبريت جيه إن (أبريل 2000). "اضطرابات استقلاب الحديد". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 342 (17): 1293-1294 . doi : 10.1056/NEJM200004273421716 . PMID 10787338 . 
  34. ↑ شريير إس إل، بيكون بي آر (2011-11-07). "متلازمات فرط الحديد بخلاف داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي" . UpToDate . تم الاسترجاع في 2012-03-11 .
  35. ↑ كاواباتا هـ، جيرمان ر.س، فونغ ب.ت، ناكاماكي ت، سعيد ج.و، كوفلر هـ.ب (يونيو 2000). "يدعم مستقبل الترانسفيرين 2-ألفا نمو الخلايا في كل من الخلايا المزروعة المرتبطة بالحديد وفي الجسم الحي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 275 (22): 16618-25 . doi : 10.1074/jbc.M908846199 . PMID 10748106 . 
  36. ↑ ويست إيه بي، بينيت إم جيه، سيلرز في إم، أندروز إن سي، إينز سي إيه، بيوركمان بي جيه (ديسمبر 2000). "مقارنة تفاعلات مستقبل الترانسفيرين ومستقبل الترانسفيرين 2 مع الترانسفيرين وبروتين داء ترسب الأصبغة الدموية الوراثي HFE" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 275 (49): 38135-38138 . doi : 10.1074/jbc.C000664200 . PMID 11027676 . 
  37. ↑ كومار إس، شيوكاند إن، مهاديشوار إم إيه، راجي سي آي، راجي إم (يناير 2012). "توصيف إنزيم جليسرالدهيد-3-فوسفات ديهيدروجينيز كمستقبل جديد للترانسفيرين". المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية . 44 (1): 189-199 . doi : 10.1016/j.biocel.2011.10.016 . PMID 22062951 . 
  38. ↑ شيوكاند ن، كومار س، مالهوترا هـ، تيلو ف، راجي سي آي، راجي م (يونيو 2013). "إنزيم غليسيرالدهيد-3-فوسفات ديهيدروجينيز المُفرَز هو مستقبل ترانسفيرين ذاتي الإفراز متعدد الوظائف لاكتساب الحديد الخلوي". مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - مواضيع عامة . 1830 (6): 3816-27 . doi : 10.1016/j.bbagen.2013.03.019 . PMID 23541988 . 
  39. 1 2 3 4 5 6 7 هينتز إم دبليو، موكينثالر إم يو، غالي بي، كاماشيلا سي (يوليو 2010). "اثنان للتانغو: تنظيم استقلاب الحديد لدى الثدييات" . الخلية . 142 ( 1): 24-38 . doi : 10.1016/j.cell.2010.06.028 . PMID 20603012. S2CID 23971474 .  
  40. لين ، دي جيه آر؛ ميرلوت، إيه إم؛ هوانغ، إم إل-إتش؛ باي، دي-إتش؛ جانسون، بي جيه؛ ساهني، إس؛ كالينوفسكي، دي إس؛ ريتشاردسون، دي آر (مايو 2015). "امتصاص الحديد الخلوي، ونقله، واستقلابه: الجزيئات والآليات الرئيسية وأدوارها في المرض". مجلة بيوشيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - أبحاث الخلية الجزيئية . 1853 (5): 1130-1144 . doi : 10.1016/j.bbamcr.2015.01.021 . PMID 25661197 . 
  41. يهودا س ، موستوفسكي دي آي، محرران. (2010). نقص الحديد وزيادته: من علم الأحياء الأساسي إلى الطب السريري . التغذية والصحة. نيويورك، نيويورك: دار هومانا للنشر . ص 230. doi : 10.1007/978-1-59745-462-9 . ISBN  9781934115220.
  42. ↑ فيني إل إيه، أوهالوران تي في (مايو 2003). "تحديد أنواع المعادن الانتقالية في الخلية: رؤى من كيمياء مستقبلات أيونات المعادن". مجلة ساينس . 300 (5621): 931-936 . Bibcode : 2003Sci...300..931F . doi : 10.1126/science.1085049 . PMID 12738850. S2CID 14863354 .  
  43. ↑ فيلبوت، كارولين سي؛ ريو، مون-سون (22 يوليو 2014). " توصيل خاص: توزيع الحديد في سيتوبلازم خلايا الثدييات" . مجلة فرونتيرز إن فارماكولوجي . 5 : 173. doi : 10.3389/fphar.2014.00173 . PMC 4106451. PMID 25101000 .  
  44. ↑ أروسيو ب، ليفي س (أغسطس 2002). "الفيريتين، توازن الحديد، والضرر التأكسدي". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 33 (4): 457-463 . doi : 10.1016/s0891-5849(02)00842-0 . PMID 12160928 . 
  45. ↑ روولت، تي. أ.، وكوبرمان، إس. (سبتمبر 2006). "استقلاب الحديد في الدماغ". ندوات في طب أعصاب الأطفال . 13 (3): 142-148 . doi : 10.1016/j.spen.2006.08.002 . PMID 17101452 . 
  46. ↑ غانز تي (مارس 2005). "الحديد الخلوي: الفيروبورتين هو المخرج الوحيد" . أيض الخلية . 1 (3): 155-157 . doi : 10.1016/j.cmet.2005.02.005 . PMID 16054057 . 
  47. ↑ دو ف، تشيان س، تشيان ز م، وو إكس م، شي هـ، يونغ و هـ، كي ي (يونيو 2011). "يُثبِّط الهيبسيدين مباشرةً التعبير عن مستقبل الترانسفيرين 1 في الخلايا النجمية عبر مسار كيناز البروتين A المرتبط بـ AMP الحلقي". جليا . 59 ( 6): 936-45 . doi : 10.1002/glia.21166 . PMID 21438013. S2CID 25678955 .  
  48. ^ بوراديا، فيشانت ماهيندرا؛ راجي مانوج. راجي ، تشايا ينجار (1 ديسمبر 2014). "القمر البروتيني في استقلاب الحديد: هيدروجيناز الجليسرالديهايد -3 فوسفات (GAPDH)". معاملات المجتمع الكيميائي الحيوي . 42 (6): 1796–1801 . دوى : 10.1042 / BST20140220 . بميد 25399609 . 
  49. ↑ شيوكاند ن، مالهوترا هـ، كومار س، تيلو ف.أ، تشوهان أ.س، راجي س.إ، راجي م (أكتوبر 2014). "إنزيم GAPDH السطحي ذو الوظيفة المتعددة يستقطب الأبوترانسفيرين لتفعيل خروج الحديد من خلايا الثدييات" . مجلة علوم الخلية . 127 (الجزء 19): 4279-91 . doi : 10.1242/jcs.154005 . PMID 25074810 . 
  50. ↑ كاوتز إل، جونغ جي، فالور إي في، ريفيلا إس، نيميث إي، غانز تي (يوليو 2014). "تحديد الإريثروفرون كمنظم استقلاب الحديد في خلايا الدم الحمراء" . علم الوراثة الطبيعية . 46 (7): 678-84 . doi : 10.1038/ng.2996 . PMC 4104984. PMID 24880340 .  
  51. ↑ موكينثالر، إم يو، وجالي، بي، وهينتز، إم دبليو (2008). "التوازن العام للحديد وشبكة تنظيم عنصر الاستجابة للحديد/البروتين المنظم للحديد (IRE/IRP)". المراجعة السنوية للتغذية . 28 : 197-213 . doi : 10.1146/annurev.nutr.28.061807.155521 . PMID 18489257 . 
  52. ↑ موريل، فرانسوا إم إم؛ هدسون، روبرت جيه إم؛ برايس، نيل إم. (1991). "تحديد الإنتاجية بواسطة المعادن النزرة في البحر" . علم البحيرات والمحيطات . 36 (8): 1742-1755 . Bibcode : 1991LimOc..36.1742M . doi : 10.4319/lo.1991.36.8.1742 .
  53. ↑ بريجينسكي، مارك أ.؛ باينز، ستيفن ب.؛ بالش، ويليام م.؛ بيوشر، شارلوت ب.؛ تشاي، فاي؛ دوجديل، ريتشارد س.؛ كراوس، جيفري و.؛ لاندري، مايكل ر.؛ مارشي، ألبرت؛ ميجرز، كريس إ.؛ نيلسون، ديفيد م.؛ باركر، ألكسندر إ.؛ بولتون، أليكس ج.؛ سيلف، كارين إ.؛ ستراتون، بيتر ج.؛ تايلور، أندرو ج.؛ توينينج، بنجامين س. (2011). "التحديد المشترك للدياتومات بواسطة الحديد وحمض السيليسيك في المحيط الهادئ الاستوائي". أبحاث أعماق البحار، الجزء الثاني: دراسات موضوعية في علم المحيطات . 58 ( 3-4 ): 493-511 . Bibcode : 2011DSRII..58..493B . doi : 10.1016/j.dsr2.2010.08.005 .
  54. ↑ فيلد، إي كيه؛ كاتو، إس؛ فيندلاي، إيه جيه؛ ماكدونالد، دي جيه؛ تشيو، بي كيه؛ لوثر، جي دبليو؛ تشان، سي إس (2016). "مؤكسدات الحديد البحرية العوالقية تحفز تمعدن الحديد في ظروف نقص الأكسجين". علم الأحياء الجيولوجي . 14 (5): 499-508 . Bibcode : 2016Gbio...14..499F . doi : 10.1111/gbi.12189 . PMID 27384464. S2CID 23568932 .  
  55. ↑ ويلز، مارك ل.؛ برايس، نيل م.؛ برولاند، كينيث و. (1995). "كيمياء الحديد في مياه البحر وعلاقتها بالعوالق النباتية: تقرير ورشة عمل". الكيمياء البحرية . 48 (2): 157-182 . Bibcode : 1995MarCh..48..157W . doi : 10.1016/0304-4203(94)00055-I .
  56. ^ لانوزيل، د.؛ فانكوبينول، م.؛ فان دير ميروي، ب. دي يونج، J .؛ ماينرز، كم . غروتي، م. نيشيوكا، J.؛ شومان، ف. (2016). "الحديد في الجليد البحري: مراجعة ورؤى جديدة" . العنصر: علم الأنثروبوسين . 4 : 000130. بيب كود : 2016EleSA...4.0130L . دوى : 10.12952/journal.elementa.000130 . hdl : 2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/247732 .
  57. ↑ رايزويل، ر. (2011). "نقل الحديد من القارات إلى المحيط المفتوح: دورة الشيخوخة والتجديد". العناصر . 7 (2): 101-106 . Bibcode : 2011Eleme...7..101R . doi : 10.2113/gselements.7.2.101 .
  58. ↑ تاغليابو، أليساندرو؛ بوب، لوران؛ أومون، أوليفييه؛ أريغو، كيفن ر. (2009). "تأثير الضوء ودرجة الحرارة على دورة الحديد البحرية: من النمذجة النظرية إلى النمذجة العالمية" (ملف PDF) . دورات الجيوكيمياء العالمية . 23 (2) 2008GB003214. Bibcode : 2009GBioC..23.2017T . doi : 10.1029/2008GB003214 . S2CID 128910409 .