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HOMÉOSTASIE DU FER  

Le fer est un oligo-élément indispensable qui se présente sous deux formes :

  • fer héminique (Fe++) : il représente 65% du fer dans l’organisme chez les Mammifères.
    Cette forme a un rôle catalytique et régulateur dans toutes les cellules. Il est présent dans l’hémoglobine (globules rouges), la myoglobine et les enzymes respiratoires (cytochromes, oxydases, peroxydases, catalases, enzymes du cycle de Krebs…).
  • fer non héminique (Fe+++) : il représente 35% du fer dans l’organisme.
    Il est contenu dans :

    • - une protéine de réserve : la ferritine qui est localisée dans le foie, la rate et la mœlle osseuse et qui contient un noyau d’hydroxyphosphate ferrique.

    - la transferrine : protéine plasmatique qui lie le fer et le transporte vers les cellules.

    Chez les Mammifères le fer est transporté vers le foie et les tissus érythropoïétiques (mœlle osseuse) pour la synthèse de l’hème qui est la forme fonctionnelle de ce métal.

    La mitochondrie participe au début et à la fin de sa synthèse, les étapes intermédiaires ayant lieu dans le cytosol.
    Les précurseurs de l’hème sont les porphyrines.

  • 1ère étape : localisation mitochondriale

    • Elle consiste en une condensation de la glycine avec le succinyl-CoA (métabolite intermédiaire du cycle de Krebs présent dans la matrice), accompagnée d’une décarboxylation, pour former l’acide δ-aminolévulinique (ALA). Cette étape nécessite aussi de la vitamine B6, riboflavine, de l’acide panthoténique pour la production de succinyl-CoA.

  • 2 ème étape : localisation cytosolique

    • C’est une condensation de 2 ALA pour former le noyau pyrrole du porphobilinogène (PBG) ;

  • 3 ème étape : localisation cytosolique.

    • C’est un ensemble complexe de réactions qui débutent avec la condensation de deux molécules de PBG et qui se terminent par la formation d’uroporphyrinogène III.

    4ème (localisation cytosolique), 5 ème et 6 ème étapes (localisation mitochondriale) correspondent à des décarboxylations successives qui conduisent à la synthèse de protoporphyrine IX.

    L’étape finale consiste en une incorporation de Fe++à la protoporphyrine IX pour former l’hème.
    Le déficit en fer est la cause majeure de la déficience en hème.

    Les capacités de biosynthèse de l’hème varient selon les tissus. Ce sont dans les cellules érythroïdes (précurseurs des hématies) et les hépatocytes que la biosynthèse d’hème est la plus importante.
    Rappel : c’est l’hème de l’hémoglobine des hématies qui permet le transport de l’O2 vers les cellules.

    Une diminution de la biosynthèse de l’hème a d’importantes conséquences :

  • dans les cellules érythroïdes : anémie
  • dans les cellules non érythroïdes : perte de l’activité fonctionnelle du complexe IV de la chaîne respiratoire et stress oxydant augmentés. La stoechiométrie est de deux hèmes par complexe IV.

    • Un autre groupement prosthétique a un rôle non négligeable dans l’homéostasie du fer mitochondrial : il s’agit des structures chimiques versatiles Fer-Soufre (Fe-S). Ce sont des cofacteurs pour de nombreuses protéines mitochondriales (chaîne respiratoire et enzymes). Le fer est associé au groupement SH de cystéines de protéines (=protéines Fe-S).

    On les trouve dans :

  • L’aconitase (enzyme du cycle de Krebs) facilite la conversion du citrate en isocitrate.
  • Les complexes I et III de la chaîne respiratoire.
  • La ferrochélatase : enzyme qui permet l’ajout de Fe++ à la protoporphyrine IX lors de l’étape finale de la synthèse de l’hème.

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    Dernière mise à jour : le 26 Novembre 2005. Nombre de visteurs sur Sciencebio depuis le 18 Octobre 2005 :
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