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Ferritin FT lat ferrum Eisen auch Depot Eisen ist ein Proteinkomplex der in Tieren Pflanzen und Bakterien vorkommt wo er

Ferritin

Ferritin (FT) (lat. ferrum, ‚Eisen‘), auch Depot-Eisen, ist ein Proteinkomplex, der in Tieren, Pflanzen und Bakterien vorkommt, wo er als Speicherstoff für Eisen dient. Im Menschen findet sich Ferritin hauptsächlich in der Leber, Milz und im Knochenmark. Bei gesunden Menschen sind ca. 20 % des gesamten Eisens in Ferritin gespeichert. Mutationen der Gene, die für Ferritin-Untereinheiten codieren, können erbliche Stoffwechselerkrankungen verursachen (siehe Tabelle im Text).

Ferritin
Oberflächenmodell des Maus-Ferritins (eine einzelne Untereinheit ist violett hervorgehoben) nach PDB 1LB3

Vorhandene Strukturdaten: 1fha, 2cei, 2chi, 2cih, clu, cn6, cn7, 2fha, 2iu2

Masse/Länge Primärstruktur 174/182 Aminosäuren (L/H)
Sekundär- bis Quartärstruktur 24-mer
Isoformen L/H
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 1.16.3.1, Oxidoreduktase
Reaktionsart Oxidation
Substrat 4 Fe2+ + 4 H+ + O2
Produkte 4 Fe3+ + 2 H2O
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon Lebewesen

Obwohl sich das meiste Ferritin innerhalb der Zellen befindet, ist die Ferritinkonzentration im menschlichen Blutserum ein aussagekräftiges Maß für den gesamten Eisenspeicher des Organismus. Die Bestimmung des Ferritinspiegels ist heutzutage Routine in der Labordiagnostik und hat vor allem bei der Hämochromatose einen hohen Stellenwert. Obwohl Generationen von Ärzten gelernt haben, dass das Ferritin ein geeigneter Laborparameter zur Diagnose eines Eisenmangels sei, empfehlen neuere Studien, die Transferrinsättigung hierfür heranzuziehen. Zum einen ist das Ferritin ein Akute-Phase-Protein und würde bei Entzündungen durch einen normalen bzw. erhöhten Wert einen Eisenmangel maskieren (Fehldiagnose=Unterdiagnostik), zum anderen kann durch Eiweißmangel, Leberschäden und mangelnde Synthese des Ferritin ein Eisenmangel vorgetäuscht werden, ohne dass dieser auch tatsächlich vorliegt (Fehldiagnose=Überdiagnostik). Bei Verdacht auf Eisenmangel empfiehlt sich daher immer auch die – zusätzliche – Bestimmung der Transferrinsättigung und des MCV (mittleres corpuskuläres Erythrozyten-Volumen = Erythrozytengröße) im Blutbild, da diese einen Eisenmangel zuverlässiger nachweisen als das Ferritin allein. Einen Verdacht auf Eisenüberladung kann bei gleichzeitigem Ausschluss einer Entzündung (parallele CrP-Bestimmung) das Ferritin jedoch zuverlässig bestätigen und stellt eine geeignete Methode dar, wobei auch hier zusätzliche (gentechnische) Untersuchungen angeraten sind, um eine Hämochromatose (Eisenüberladung) diagnostisch zu sichern.[8]

Struktur und Vorkommen Bearbeiten

Ferritine sind etwa 8 Nanometer große, mit Eisenhydroxid-Oxid gefüllte scheibenförmige Proteine, die aus 24 Proteinuntereinheiten aufgebaut sind (s. Bild). Die Untereinheiten haben eine Länge von etwa 150 bis 160 Aminosäuren im Bakterioferritin, 170 bis 180 Aminosäuren im tierischen und bis über 200 Aminosäuren im pflanzlichen Ferritin. Die Proteinhülle ohne Eisenatome im Kern wird Apoferritin genannt und hat eine Masse von 400 kDa. Zusammen mit den etwa 4500 Eisenatomen hat ein Ferritinkomplex beim Menschen damit etwa eine Masse von 900 kDa.

Pflanzliches Apoferritin findet sich in zwei Isoformen in den Chloroplasten. Das menschliche Ferritin besteht aus zwei verschiedenen Untereinheiten, der L (light) chain und der H (heavy) chain. Die heavy chain beinhaltet eine Eisenbindestelle, welche auch ein Ferrooxidasezentrum besitzt, um Eisen auf III+ zu oxidieren. Die light chain hat keine enzymatische Aktivität, ist aber für den Transport der Eisenatome in den Kern verantwortlich. Die Zusammensetzung des Ferritins ist je nach Organ verschieden. Das Ferritin im Herzen und im Hirn weist wesentlich mehr H-Ferritin auf, wohingegen in der Milz und der Leber das L-Ferritin überwiegt, da dort die Eisenlagerungsfunktion überwiegt.

Biosynthese und biologische Funktion Bearbeiten

Eisenionen im Zytosol binden an dort vorliegende latente mRNA-Moleküle, die für FTL (leichte Kette) bzw. für FTH (schwere Kette) codieren, und verursachen ihre Aktivierung und Bindung an Ribosomen mit nachfolgender Translation. Bei Absinken des Eisenspiegels verliert eine bestimmte Aconitase ihre [4Fe-4S]-Cluster, agiert in der Folge als Eisenregulationsprotein (IRP) und hemmt die Ferritintranslation durch Bindung an eisenresponsive Elemente (IRE) in der Ferritin-mRNA.

Die Aufgaben des Ferritin sind Oxidation von Eisen(II), Transport von Eisen(III) in das Molekülinnere, Aufbau des Eisenminerals im Innern und Mobilisierung dieses Eisens bei Bedarf.

Um die Höhlung des Ferritin mit Eisen zu füllen, wird poly(rC) binding protein-1 (PCBP1) als Chaperon benötigt.

Mitochondriales Ferritin (FTMT) kann während pathologischer Zustände als zusätzlicher Eisenspeicher in Mitochondrien dienen. Neben Ferritin sind Hämoglobin und Hämosiderin die wichtigsten Speicherformen des Eisens im Organismus (Anteil ca. 50 bzw. 30 %).

Labordiagnostik Bearbeiten

Referenzbereich Bearbeiten

Für Ferritin gelten für den Menschen folgende Referenzwerte:

Säuglinge:

  • Nabelschnurblut 30–276 ng/ml
  • 2.–3. Woche 90–628 ng/ml
  • 1. Monat 144–399 ng/ml
  • 2. Monat 87–430 ng/ml
  • 4. Monat 37–223 ng/ml

Kinder:

  • 6 Monate bis 15. Lebensjahr 7–142 ng/ml

Frauen:

  • 16.–50. Lebensjahr 22–112 ng/ml
  • 65.–90. Lebensjahr 13–651 ng/ml

Männer:

  • 16.–50. Lebensjahr 34–310 ng/ml
  • 65.–87. Lebensjahr 4–665 ng/ml

Ferritinwert zu niedrig Bearbeiten

Ferritinwert zu hoch Bearbeiten

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: Ferritin – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Richard J. Epstein: Human Molecular Biology: An Introduction to the Molecular Basis of Health and Disease. Cambridge University Press, 2003, ISBN 0-521-64481-X, S. 161.
  2. Andrzej Friedman, Paolo Arosio, Dario Finazzi, Dariusz Koziorowski, Jolanta Galazka-Friedman: Ferritin as an important player in neurodegeneration. In: Parkinsonism & Related Disorders. Band 17, Nr. 6, Juli 2011, ISSN 1353-8020, S. 423–430, doi:10.1016/j.parkreldis.2011.03.016 (elsevier.com [abgerufen am 3. Mai 2018]).
  3. Ferritin. In: Online Mendelian Inheritance in Man. (englisch).
  4. H. Shi u. a.: A cytosolic iron chaperone that delivers iron to ferritin. In: Science. 320, 5880, 2008, S. 1207–1210. PMID 18511687.
  5. P. M. Harrison, P. Arosio: The ferritins: molecular properties, iron storage function and cellular regulation. In: Biochim Biophys Acta. 31, 1275, 1996, S. 161–203. PMID 8695634.
  6. Ferritin. In: Online Mendelian Inheritance in Man. (englisch).
  7. Laborlexikon.

[8]Ponikowski P, van Veldhuisen DJ, Comin-Colet J, Ertl G, Komajda M, Mareev V, McDonagh T, Parkhomenko A, Tavazzi L, Levesque V, Mori C, Roubert B, Filippatos G, Ruschitzka F, Anker SD; CONFIRM-HF Investigators. Beneficial effects of long-term intravenous iron therapy with ferric carboxymaltose in patients with symptomatic heart failure and iron deficiency†. Eur Heart J. 2015 Mar 14;36(11):657-68. doi:10.1093/eurheartj/ehu385. Epub 2014 Aug 31. PMID 25176939; PMCID: PMC 4359359 (freier Volltext).

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Veröffentlichungsdatum:
Ferritin FT lat ferrum Eisen auch Depot Eisen ist ein Proteinkomplex der in Tieren Pflanzen und Bakterien vorkommt wo er als Speicherstoff fur Eisen dient Im Menschen findet sich Ferritin hauptsachlich in der Leber Milz und im Knochenmark Bei gesunden Menschen sind ca 20 des gesamten Eisens in Ferritin gespeichert Mutationen der Gene die fur Ferritin Untereinheiten codieren konnen erbliche Stoffwechselerkrankungen verursachen siehe Tabelle im Text FerritinOberflachenmodell des Maus Ferritins eine einzelne Untereinheit ist violett hervorgehoben nach PDB 1LB3Vorhandene Strukturdaten 1fha 2cei 2chi 2cih clu cn6 cn7 2fha 2iu2Masse Lange Primarstruktur 174 182 Aminosauren L H Sekundar bis Quartarstruktur 24 merIsoformen L HEnzymklassifikationEC Kategorie 1 16 3 1 OxidoreduktaseReaktionsart OxidationSubstrat 4 Fe2 4 H O2Produkte 4 Fe3 2 H2OVorkommenUbergeordnetes Taxon LebewesenObwohl sich das meiste Ferritin innerhalb der Zellen befindet ist die Ferritinkonzentration im menschlichen Blutserum ein aussagekraftiges Mass fur den gesamten Eisenspeicher des Organismus Die Bestimmung des Ferritinspiegels ist heutzutage Routine in der Labordiagnostik und hat vor allem bei der Hamochromatose einen hohen Stellenwert Obwohl Generationen von Arzten gelernt haben dass das Ferritin ein geeigneter Laborparameter zur Diagnose eines Eisenmangels sei empfehlen neuere Studien die Transferrinsattigung hierfur heranzuziehen Zum einen ist das Ferritin ein Akute Phase Protein und wurde bei Entzundungen durch einen normalen bzw erhohten Wert einen Eisenmangel maskieren Fehldiagnose Unterdiagnostik zum anderen kann durch Eiweissmangel Leberschaden und mangelnde Synthese des Ferritin ein Eisenmangel vorgetauscht werden ohne dass dieser auch tatsachlich vorliegt Fehldiagnose Uberdiagnostik Bei Verdacht auf Eisenmangel empfiehlt sich daher immer auch die zusatzliche Bestimmung der Transferrinsattigung und des MCV mittleres corpuskulares Erythrozyten Volumen Erythrozytengrosse im Blutbild da diese einen Eisenmangel zuverlassiger nachweisen als das Ferritin allein Einen Verdacht auf Eisenuberladung kann bei gleichzeitigem Ausschluss einer Entzundung parallele CrP Bestimmung das Ferritin jedoch zuverlassig bestatigen und stellt eine geeignete Methode dar wobei auch hier zusatzliche gentechnische Untersuchungen angeraten sind um eine Hamochromatose Eisenuberladung diagnostisch zu sichern 8 Inhaltsverzeichnis 1 Struktur und Vorkommen 2 Biosynthese und biologische Funktion 3 Labordiagnostik 3 1 Referenzbereich 3 2 Ferritinwert zu niedrig 3 3 Ferritinwert zu hoch 4 Siehe auch 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseStruktur und Vorkommen BearbeitenFerritine sind etwa 8 Nanometer grosse mit Eisenhydroxid Oxid gefullte scheibenformige Proteine die aus 24 Proteinuntereinheiten aufgebaut sind s Bild Die Untereinheiten haben eine Lange von etwa 150 bis 160 Aminosauren im Bakterioferritin 170 bis 180 Aminosauren im tierischen und bis uber 200 Aminosauren im pflanzlichen Ferritin Die Proteinhulle ohne Eisenatome im Kern wird Apoferritin genannt und hat eine Masse von 400 kDa Zusammen mit den etwa 4500 Eisenatomen hat ein Ferritinkomplex beim Menschen damit etwa eine Masse von 900 kDa 1 Pflanzliches Apoferritin findet sich in zwei Isoformen in den Chloroplasten Das menschliche Ferritin besteht aus zwei verschiedenen Untereinheiten der L light chain und der H heavy chain Die heavy chain beinhaltet eine Eisenbindestelle welche auch ein Ferrooxidasezentrum besitzt um Eisen auf III zu oxidieren Die light chain hat keine enzymatische Aktivitat ist aber fur den Transport der Eisenatome in den Kern verantwortlich Die Zusammensetzung des Ferritins ist je nach Organ verschieden Das Ferritin im Herzen und im Hirn weist wesentlich mehr H Ferritin auf wohingegen in der Milz und der Leber das L Ferritin uberwiegt da dort die Eisenlagerungsfunktion uberwiegt 2 Gen Name HGNC Genlocus Lange AA UniProt OMIM PathologieFTL 19q13 3 13 4 174 P02792 134790 Hyperferritinamie Katarakt Syndrom NeuroferritinopathieFTH 11q12 q13 182 P02794 134770 Eisenuberladung autosomal dominantFTMT 5q21 3 193 Q8N4E7 608847Biosynthese und biologische Funktion BearbeitenEisenionen im Zytosol binden an dort vorliegende latente mRNA Molekule die fur FTL leichte Kette bzw fur FTH schwere Kette codieren und verursachen ihre Aktivierung und Bindung an Ribosomen mit nachfolgender Translation Bei Absinken des Eisenspiegels verliert eine bestimmte Aconitase ihre 4Fe 4S Cluster agiert in der Folge als Eisenregulationsprotein IRP und hemmt die Ferritintranslation durch Bindung an eisenresponsive Elemente IRE in der Ferritin mRNA Die Aufgaben des Ferritin sind Oxidation von Eisen II Transport von Eisen III in das Molekulinnere Aufbau des Eisenminerals im Innern und Mobilisierung dieses Eisens bei Bedarf Um die Hohlung des Ferritin mit Eisen zu fullen wird poly rC binding protein 1 PCBP1 als Chaperon benotigt 3 4 5 Mitochondriales Ferritin FTMT kann wahrend pathologischer Zustande als zusatzlicher Eisenspeicher in Mitochondrien dienen Neben Ferritin sind Hamoglobin und Hamosiderin die wichtigsten Speicherformen des Eisens im Organismus Anteil ca 50 bzw 30 6 Labordiagnostik BearbeitenReferenzbereich Bearbeiten Fur Ferritin gelten fur den Menschen folgende Referenzwerte 7 Sauglinge Nabelschnurblut 30 276 ng ml 2 3 Woche 90 628 ng ml 1 Monat 144 399 ng ml 2 Monat 87 430 ng ml 4 Monat 37 223 ng mlKinder 6 Monate bis 15 Lebensjahr 7 142 ng mlFrauen 16 50 Lebensjahr 22 112 ng ml 65 90 Lebensjahr 13 651 ng mlManner 16 50 Lebensjahr 34 310 ng ml 65 87 Lebensjahr 4 665 ng mlFerritinwert zu niedrig Bearbeiten EisenmangelFerritinwert zu hoch Bearbeiten Hamochromatose Tumoranamie Infektanamie ThalassamieSiehe auch BearbeitenTransferrin Hamosiderin HamoglobinWeblinks Bearbeiten nbsp Commons Ferritin Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Ferritin tutorial englisch Einzelnachweise Bearbeiten Richard J Epstein Human Molecular Biology An Introduction to the Molecular Basis of Health and Disease Cambridge University Press 2003 ISBN 0 521 64481 X S 161 Andrzej Friedman Paolo Arosio Dario Finazzi Dariusz Koziorowski Jolanta Galazka Friedman Ferritin as an important player in neurodegeneration In Parkinsonism amp Related Disorders Band 17 Nr 6 Juli 2011 ISSN 1353 8020 S 423 430 doi 10 1016 j parkreldis 2011 03 016 elsevier com abgerufen am 3 Mai 2018 Ferritin In Online Mendelian Inheritance in Man englisch H Shi u a A cytosolic iron chaperone that delivers iron to ferritin In Science 320 5880 2008 S 1207 1210 PMID 18511687 P M Harrison P Arosio The ferritins molecular properties iron storage function and cellular regulation In Biochim Biophys Acta 31 1275 1996 S 161 203 PMID 8695634 Ferritin In Online Mendelian Inheritance in Man englisch Laborlexikon 8 Ponikowski P van Veldhuisen DJ Comin Colet J Ertl G Komajda M Mareev V McDonagh T Parkhomenko A Tavazzi L Levesque V Mori C Roubert B Filippatos G Ruschitzka F Anker SD CONFIRM HF Investigators Beneficial effects of long term intravenous iron therapy with ferric carboxymaltose in patients with symptomatic heart failure and iron deficiency Eur Heart J 2015 Mar 14 36 11 657 68 doi 10 1093 eurheartj ehu385 Epub 2014 Aug 31 PMID 25176939 PMCID PMC 4359359 freier Volltext Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Ferritin amp oldid 238809905