Chapitre 10 : Exploration biochimique du métabolisme du fer

• Introduction
• I. Le métabolisme du fer
• A. Répartition dans l'organisme
• B. Besoins et pertes
• B.1. Besoins quotidiens
• B.2. Pertes
• B.3. Apports alimentaires
• C. Absorption intestinale
• C.1. Absorption du fer non héminique (Fe³⁺)
• C.2. Absorption du fer héminique (Fe²⁺)
• C.3. Transport vers la circulation
• C.4. Régulation de l'absorption
• D. Transport sanguin
• E. Réserves en fer
• E.1. Ferritine
• E.2. Hémosidérine
• II. Exploration du métabolisme du fer
• A. Exploration du fer circulant
• A.1. Fer plasmatique
• A.2. Transferrine
• A.3. Capacité totale de fixation (CTF)
• A.4. Coefficient de saturation (CS)
• B. Exploration des réserves
• B.1. Ferritine plasmatique
• B.2. Récepteurs solubles de Transferrine
• III. Pathologies du métabolisme du fer
• A. Carence en fer
• A.1. Signes biologiques (3 phases)
• A.2. Causes principales

Introduction

Le métabolisme du fer joue un rôle majeur dans l'organisme :

• Rôle essentiel dans l'érythropoïèse (synthèse de l'hémoglobine)
• L'hémoglobine est le constituant principal des GR, crucial pour le transport de l'oxygène
• L'hémoglobine contient 65% du fer de l'organisme
• La carence en fer (carence martiale) → anémie, l'une des pathologies les plus fréquentes au monde

I. Le métabolisme du fer

Caractéristiques principales :

• Recyclage permanent avec pertes minimes
• Forme un cycle
• Carences et surcharges : lentes à s'installer et à corriger

A. Répartition dans l'organisme

Capital en fer chez l'adulte sain : 3-5g (♂ > ♀)

Deux formes :

• Fer héminique (Fe²⁺) d'origine animale
• Fer ferrique (Fe³⁺) non héminique

B. Besoins et pertes

B.1. Besoins quotidiens

compensent les pertes

• Homme et femme ménopausée : 1 mg/j
• Femme en période d'activité génitale : 2 mg/j
• Grossesse (2 derniers trimestres) ou croissance : 3 mg/j

B.2. Pertes

Régulières :

• Desquamation cellules intestinales
• Pertes fécales, urinaires et cutanées
• 1 mg/j (♂) et 2 mg/j (♀)
• Pertes menstruelles : 8-20 mg/mois

Épisodiques :

• Hémorragies
• Grossesse
• Allaitement

B.3. Apports alimentaires

• 10-20 mg/jour
• Sources : foie, viande, poisson, lentilles, œufs

C. Absorption intestinale

Localisation : Duodénum +++ et jéjunum supérieur

Taux d'absorption : 10-20% du fer alimentaire

Facteurs influençant l'absorption :

• Favorisants : ↑
• Acidité gastrique
• Pepsine
• Acide ascorbique
• Inhibants : ↓
• Tanins
• Phytates
• Oxalates végétaux
• Phosphates
• Antiacides

C.1. Absorption du fer non héminique (Fe³⁺)

1. Dans l'estomac :
• Libération du Fe³⁺ par la pepsine
• Réduction Fe³⁺ → Fe²⁺ par :
• Acidité gastrique
• Ferroréductase (DcyB)
• Acide ascorbique
2. Dans la lumière intestinale :
• Transport Fe²⁺ via DMT1 (Divalent Metal Transporter)

C.2. Absorption du fer héminique (Fe²⁺)

Dans l'entérocyte :

1. Fixation sur HCP-1 (hème carrier protein 1)
2. Endocytose
3. Dissociation par hème oxygénase (HMOX1)
4. Deux destins possibles :
• Stockage dans la ferritine
• Transport vers le pôle basal

C.3. Transport vers la circulation

Protéines impliquées :

1. Ferroportine : transport trans-membranaire Fe²⁺
2. Héphaestine : oxydation Fe²⁺ → Fe³⁺

C.4. Régulation de l'absorption

Trois mécanismes principaux :

1. IREP (Iron Regulatory Proteins) :
• Si fer bas : ↑ récepteurs transferrine et DMT1, ↓ ferritine
• Si fer élevé : effet inverse
2. Protéine HFE :
• Forme complexe avec β2-microglobuline et récepteur transferrine
• ↑ absorption du fer au pôle basal
3. Hepcidine :
• Peptide hépatique de 25 AA
• ↓ absorption intestinale du fer
• Se lie à la ferroportine → dégradation

D. Transport sanguin

Transferrine (sidérophiline) :

• Protéine spécifique (β1-glycoprotéine)
• Synthèse hépatique
• 1 molécule lie 2 atomes Fe³⁺
• Synthèse ↑ quand réserves ↓

E. Réserves en fer

30% du fer total sous deux formes :

E.1. Ferritine

• PM : 465 kDa (24 sous-unités)
• Capacité : 5000 atomes Fe/molécule
• 1 µg/L ferritine = 8-10 mg fer stocké
• Localisation : foie, rate, moelle osseuse, plasma
• Mobilisation rapide

E.2. Hémosidérine

• Mobilisation difficile
• Synthèse si surcharge en ferritine
• Localisation : macrophages et hépatocytes

II. Exploration du métabolisme du fer

A. Exploration du fer circulant

A.1. Fer plasmatique

• Prélèvement : tube hépariné/sec, éviter hémolyse
• Moment : 8-10h (cycle nycthéméral)
• VN : 12-30 µmol/L (0,67-1,68 mg/L)
• Variations : ♂ > ♀, ↑ nouveau-né, ↓ 1 an

A.2. Transferrine

• Prélèvement : tube sec/héparine
• VN : 2-4 g/L
• Reflet précoce des réserves

A.3. Capacité totale de fixation (CTF)

• VN : 45-72 µmol/L
• Variations :
• ↑ carence martiale
• ↓ hémochromatose, inflammation

A.4. Coefficient de saturation (CS)

• Formule : CS = Fer sérique/CTF (%)
• VN : 20-40%
• Variations :
• ↓ carence en fer
• ↑ surcharge en fer

B. Exploration des réserves

B.1. Ferritine plasmatique

• VN :
• ♂ : 30-300 µg/L
• ♀ : 10-200 µg/L
• Marqueur précoce de carence
• Limite : ↑ dans inflammation/tumeurs

B.2. Récepteurs solubles de Transferrine

• Meilleur marqueur que ferritine
• Indépendant de l'inflammation
• Stable selon âge et sexe

III. Pathologies du métabolisme du fer

A. Carence en fer

A.1. Signes biologiques (3 phases)

1. Phase 1 : Déplétion des réserves
• Ferritine < 12 mg/L
2. Phase 2 : Érythropoïèse altérée
• ↓ Fer sérique
• ↑ Transferrine et CTF
• ↓ CS
• Hémoglobine normale
3. Phase 3 : Anémie sidéropénique
• Fer bas
• Anémie hypochrome microcytaire

A.2. Causes principales

• Saignements répétés :
• Gynécologiques (stérilet, fibromes)
• Digestifs (ulcère, parasitoses)
• Dons de sang
• Carences d'apport alimentaire
• ↑ besoins (croissance, grossesse)