Heme metabolism as an integral part of iron homeostasis
Journal Title: Advances in Hygiene and Experimental Medicine - Year 2014, Vol 68, Issue
Abstract
Heme, a ferrous iron protoporphyrin IX complex, is employed as a prosthetic group in a number of diverse heme proteins that participate in important cellular and systemic physiological processes. Provision of an adequate amount of iron for heme biosynthesis is one of the elemental hallmarks of intracellular iron homeostasis. In the cell the bioavailability of iron for the two main iron biological pathways – heme synthesis and the biogenesis of iron-sulfur clusters ([Fe-S]) – is mainly regulated by the IRP/IRE posttranscriptional system. The biogenesis of [Fe-S] centers is crucial for heme synthesis because these co-factors determine the activity of IRP1 and that of ferrochelatase, an enzyme responsible for the insertion of an iron into protoporphyrin IX to produce heme. On the other hand, delivery of iron for heme and hemoglobin synthesis in erythroblasts, precursors of erythrocytes in bone marrow, is an indispensable element of body iron homeostasis. This process relies on the recovery of iron from senescent red blood cells through the enzymatic degradation of heme molecules and recycling of iron to the circulation. Molecular coordination of these processes involves the activity of heme oxygenase 1, IRP1 and IRP2 as well as the functioning of the hepcidin-ferroportin regulatory axis. Recent studies show in mammals the existence of an expanded system of proteins involved in the transport of intact heme molecules at the cellular and systemic levels. The biological role of this system is of particular importance when the concentration of free heme reaches a toxic level in the body (intravascular hemolysis) as well as locally in cells having intensive heme metabolism such as erythroblasts and macrophages.
Authors and Affiliations
Paweł Lipiński, Rafał R. Starzyński, Agnieszka Styś, Anna Gajowiak, Robert Staroń
Keywords
Related Articles
- EP ID EP67369
- DOI -
- Views 113
- Downloads 0
Diagnostyka molekularna zapalenia przyzębia
Drobnoustroje wchodzące w skład płytki nazębnej są główną przyczyną zapalenia przyzębia. Poznanie ich oraz zrozumienie złożonych zależności i oddziaływań między nimi, czynnikami środowiskowymi i stanem zdrowia gospodarza...
Basic dermoscopy of melanocytic lesions for beginners
Background. Dermoscopy is a safe, easy-to-repeat diagnostic method used especially in the diagnosis of melanocytic lesions and others. Performing dermoscopy for skin lesions on the whole body takes only one minute more t...
Białkowe czynniki lipogenne – rola w regulacji metabolizmu i funkcji mięśnia sercowego
W kardiomiocytach poziom ekspresji enzymów zaangażowanych w lipogenzę jest zaskakująco wysoki, zwłaszcza że synteza de novo lipidów w mięśniu sercowym jest niewielka. Najnowsze badania wykazały, że enzymy te odgrywają is...
Zastosowanie promieniowania elektromagnetycznego w medycynie
Ostatnie dziesięciolecia poświęcono intensywnym poszukiwaniom odpowiedzi na pytania, związane z oddziaływaniem promieniowania na organizm człowieka. W związku z narastającą modą na zdrowy tryb życia, coraz liczniej zaczę...
Udział czynników genetycznych (polimorfizm PON1) i środowiskowych, a zwłaszcza aktywności fizycznej, w procesie antyoksydacyjnego działania paraoksynazy
Paraoksonaza 1 (PON1) należy do trójgenowej rodziny enzymów (PON1, PON2 i PON3). W osoczu człowieka dominuje aktywność PON1. Enzym ten wydzielany jest przez hepatocyty wątroby do krwi, gdzie wiąże się z lipoproteiną o du...