دید کلی

این پرسش که چرا انسان زنگ نمی‌زند؟ پیش از توجه به آنکه هر روز بطور متوسط یک درصد گلبول های قرمز در بدن انسان از بین می‌رود و با گلبولهای جدید جانشین می‌شود، بی‌معنی به نظر می‌رسد. هموگلوبین موجود در گلبولهای قرمز شامل 30 میلی‌‌گرم (Fe(III است که در آب نامحلول است. اگر بدن انسان ترتیب به‌خصوصی برای دفع این آهن نامحلول نداشته باشد، احتیاج به مقدار بسیار زیادی ، حدود 10 تریلیون لیتر ، آب در روز خواهد داشت، تا از مسدود شدن کلیه ها با زنگ آهن جلوگیری کند.

فریتین

به خاطر فعالیت پروتئینی مرسوم به فریتین ، انسانها احتیاج به نوشیدن این حجم عظیم از آب در روز را ندارند. فریتین در گیاهان و جانوران وجود دارد و در بعضی از باکتریها نیز یافت می‌شود. احتمالا از نخستین روزهای حیات در زمین که موجودات زنده شروع به افزودن اکسیژن به اتمسفر کردند، وجود داشته است.

نقش فریتین

محلول‌ترین شکل آهن ، (Fe(II است، اما این شکل با اکسیژن موجود در خون و سایر مایعات زیست شناختی به سرعت به (Fe(III اکسید می‌شود. بطور معمول یونهای (Fe(III توده‌های عظیمی شبیه به زنگار را در خون ایجاد خواهند کرد، ولی فریتین با ایجاد یک پوشش محافظ اطراف یونهای (Fe(III آنها را پایدار خواهد کرد. یونهای (Fe(II ابتدا در خون به قسمت خارجی ، که پوسته‌ای از پروتین ، شامل 24 اسید آمینه است، متصل شده و در این قسمت به (Fe(III اکسید می‌شوند.

وقتی یونهای (Fe(III با اکسیژن ترکیب می‌شوند که توده‌ها را بوجود آورند، به قسمت میانی پوشش پروتئینی و سپس به هسته پروتئینی انتقال می‌یابند. این هسته قادر است بیش از 4000 اتم آهن را در خود نگه دارد. بنابراین پروتئین شامل فریتین کمپلکس آهن به صورت محلول باقی می‌ماند.

نحوه ورود آهن به پروتئین

در پژوهش‌های اولیه نشان داده شده است که پوسته خارجی پروتئین به شکل کره بزرگ توخالی است که کانال‌های زیادی به آن وارد شده است. تصور می‌رود که یونهای (Fe(II از طریق این کانال‌ها به هسته پروتئین می‌رسند. نتایج همچنین نشان داده است که مقدار فریتین تولید شده از طریق سلولهای بدن توسط غلظت آهن در سلولها تعیین می‌شود. همچنین تصور بر این است که آهن بطور غیرمستقیم با بخشهای ژنتیکی سلول برخورد می‌کند و موجب می‌شود ژنهای تولیدکننده پروتئین ، فعال یا غیرفعال شوند.

شکل فریتین

سلولهای بخشهای مختلف بدن اشکال متنوعی از فریتین می‌سازند. مثلا ترکیب اسید آمینه فریتینی که در سلولهای جگر ساخته می‌شود، مقدار کمی با فریتین گلبولهای قرمز خون تفاوت دارد. علت این تفاوتها هنوز ناشناخته است ولی تصور می‌شود، مربوط به این باشد که سرعت وارد شدن آهن به فریتین گلبولهای خون بیشتر از فریتین سلولهای جگر است.