Transferrina

Las transferrinas son glicoproteínas presentes en los vertebrados que se unen al hierro (Fe) y, por consiguiente, median su transporte a través del plasma sanguíneo . ^{[ 5 ]} Se producen en el hígado y contienen sitios de unión para dos iones Fe ³⁺ . ^{[ 6 ]} La transferrina humana está codificada por el gen TF y se produce como una glicoproteína de 76 kDa . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Las glicoproteínas transferrina se unen al hierro de forma fuerte, pero reversible. Aunque el hierro unido a la transferrina es menos del 0,1 % (4  mg) del hierro corporal total, forma la reserva de hierro más vital con la mayor tasa de recambio (25  mg/24 h). La transferrina tiene un peso molecular de alrededor de 80 kDa y contiene dos sitios de unión específicos de alta afinidad para Fe(III) . La afinidad de la transferrina por Fe(III) es extremadamente alta ( la constante de asociación es 10²⁰ ^M⁻¹ a pH 7,4) ^{[ 9 ]} , pero disminuye progresivamente al disminuir el pH por debajo de la neutralidad. Las transferrinas no se limitan a unirse solo al hierro, sino también a diferentes iones metálicos. ^{[ 10 ] Estas} glicoproteínas se encuentran en varios fluidos corporales de los vertebrados. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Algunos invertebrados tienen proteínas que actúan como la transferrina que se encuentra en la hemolinfa . ^{[ 11 ] [ 13 ]}

Cuando no está unida al hierro, la transferrina se conoce como "apotransferrina" (véase también apoproteína ).

Las transferrinas son glicoproteínas que se encuentran frecuentemente en los fluidos biológicos de los vertebrados. Cuando una proteína transferrina cargada con hierro se encuentra con un receptor de transferrina en la superficie de una célula , por ejemplo, precursores eritroides en la médula ósea, se une a él y es transportada al interior de la célula en una vesícula mediante endocitosis mediada por receptores . ^{[ 14 ]} El pH de la vesícula se reduce mediante bombas de iones de hidrógeno ( H ⁺ATPasas ) a aproximadamente 5,5, lo que provoca que la transferrina libere sus iones de hierro. ^{[ 11 ]} La tasa de liberación de hierro depende de varios factores, incluidos los niveles de pH, las interacciones entre los lóbulos, la temperatura, la sal y el quelante. ^{[ 14 ]} El receptor con su ligando unido, la transferrina, es transportado a través del ciclo endocítico de vuelta a la superficie celular, listo para otra ronda de captación de hierro. Cada molécula de transferrina tiene la capacidad de transportar dos iones de hierro en forma férrica ( Fe ³⁺). ^{[ 13 ]}

En los seres humanos, la transferrina consta de una cadena polipeptídica de 679 aminoácidos y dos cadenas de carbohidratos. La proteína está compuesta por hélices alfa y láminas beta que forman dos dominios . ^{[ 19 ]} Las secuencias N- y C-terminales están representadas por lóbulos globulares y entre ambos se encuentra un sitio de unión al hierro. ^{[ 12 ]}

Los aminoácidos que unen el ion hierro a la transferrina son idénticos para ambos lóbulos: dos tirosinas , una histidina y un ácido aspártico _{. Para que el ion} ^hierro se una, se requiere un anión , preferiblemente carbonato ( CO₃²⁻ ). ^{[ 19 ] [ 13 ]}

La transferrina también tiene un receptor unido al hierro de la transferrina ; es un homodímero unido por enlaces disulfuro . ^{[ 16 ]} En humanos, cada monómero consta de 760 aminoácidos. Esto permite la unión del ligando a la transferrina, ya que cada monómero puede unirse a uno o dos átomos de hierro. Cada monómero consta de tres dominios: el dominio proteasa, el dominio helicoidal y el dominio apical. La forma de un receptor de transferrina se asemeja a una mariposa debido a la intersección de tres dominios claramente definidos. ^{[ 19 ]} En humanos se encuentran dos receptores principales de transferrina denominados receptor de transferrina 1 (TfR1) y receptor de transferrina 2 (TfR2). Aunque ambos son similares en estructura, el TfR1 solo puede unirse específicamente al TF humano, mientras que el TfR2 también tiene la capacidad de interactuar con el TF bovino . ^{[ 8 ]}

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  La transferrina se unió a su receptor. ^{[ 20 ]}
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  Complejo del receptor de transferrina. ^{[ 21 ]}

La transferrina también está asociada con el sistema inmunitario innato . Se encuentra en la mucosa y se une al hierro, creando así un ambiente con bajo contenido de hierro libre que impide la supervivencia bacteriana en un proceso denominado retención de hierro. El nivel de transferrina disminuye en la inflamación. ^{[ 22 ]}

Un aumento en el nivel de transferrina plasmática se observa con frecuencia en pacientes con anemia por deficiencia de hierro , durante el embarazo y con el uso de anticonceptivos orales, lo que refleja un aumento en la expresión de la proteína transferrina. Cuando aumentan los niveles de transferrina plasmática, se produce una disminución recíproca en el porcentaje de saturación de hierro de la transferrina y un aumento correspondiente en la capacidad total de fijación de hierro en estados de deficiencia de hierro ^{[ 23 ].}

Una disminución del nivel de transferrina plasmática puede ocurrir en enfermedades por sobrecarga de hierro y desnutrición proteica. La ausencia de transferrina es consecuencia de un trastorno genético poco común conocido como atransferrinemia , una afección caracterizada por anemia y hemosiderosis en el corazón y el hígado que conduce a insuficiencia cardíaca y muchas otras complicaciones, así como al síndrome H63D .

Los estudios revelan que una saturación de transferrina (concentración de hierro sérico ÷ capacidad total de fijación de hierro) superior al 60 % en hombres y al 50 % en mujeres permite identificar la presencia de una anomalía en el metabolismo del hierro (hemocromatosis hereditaria, heterocigotos y homocigotos) con una precisión aproximada del 95 %. Este hallazgo facilita el diagnóstico precoz de la hemocromatosis hereditaria, especialmente cuando la ferritina sérica aún se encuentra baja. El hierro retenido en la hemocromatosis hereditaria se deposita principalmente en las células parenquimatosas, mientras que la acumulación en las células reticuloendoteliales se produce muy tardíamente en la enfermedad. Esto contrasta con la sobrecarga de hierro transfusional, en la que el depósito de hierro se produce primero en las células reticuloendoteliales y luego en las células parenquimatosas. Esto explica por qué los niveles de ferritina permanecen relativamente bajos en la hemocromatosis hereditaria, mientras que la saturación de transferrina es alta. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Se ha demostrado que la transferrina y su receptor disminuyen las células tumorales cuando el receptor se utiliza para atraer anticuerpos . ^{[ 16 ]} Se ha demostrado que los niveles de transferrina son un indicador prometedor para el diagnóstico del cáncer de ovario y la deficiencia funcional de hierro asociada al cáncer . ^{[ 26 ] [ 27 ]}

Muchos fármacos se ven limitados al atravesar la barrera hematoencefálica, lo que resulta en una baja absorción en las áreas del cerebro. Las glicoproteínas de transferrina pueden sortear la barrera hematoencefálica mediante el transporte mediado por receptores específicos presentes en las células endoteliales de los capilares cerebrales. ^{[ 28 ]} Debido a esta funcionalidad, se postula que las nanopartículas que actúan como transportadores de fármacos, unidas a las glicoproteínas de transferrina, pueden penetrar la barrera hematoencefálica, permitiendo que estas sustancias lleguen a las células enfermas del cerebro. ^{[ 29 ]} Los avances con nanopartículas conjugadas con transferrina podrían conducir a la distribución no invasiva de fármacos en el cerebro, con potenciales consecuencias terapéuticas para enfermedades del sistema nervioso central (SNC) (por ejemplo, la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson ). ^{[ 30 ]}

La transferrina deficiente en carbohidratos aumenta en la sangre con el consumo excesivo de etanol y puede controlarse mediante pruebas de laboratorio. ^{[ 31 ]}

La transferrina es una proteína de fase aguda y se observa que disminuye en la inflamación, el cáncer y ciertas enfermedades (a diferencia de otras proteínas de fase aguda, como la proteína C reactiva, que aumentan en caso de inflamación aguda). ^{[ 32 ]}

La atransferrinemia está asociada a una deficiencia de transferrina.

En el síndrome nefrótico, la pérdida urinaria de transferrina, junto con otras proteínas séricas como la globulina fijadora de tiroxina, la gammaglobulina y la antitrombina III, puede manifestarse como anemia microcítica resistente al hierro .

Un ejemplo de rango de referencia para la transferrina es de 204 a 360  mg/dL. ^{[ 33 ]} Los resultados de las pruebas de laboratorio deben interpretarse utilizando el rango de referencia proporcionado por el laboratorio que realizó la prueba.

Un nivel elevado de transferrina puede indicar anemia por deficiencia de hierro . Los niveles de hierro sérico y la capacidad total de fijación de hierro (CTFH) se utilizan junto con la transferrina para determinar cualquier anomalía. Véase la interpretación de la CTFH . Un nivel bajo de transferrina probablemente indica desnutrición .

Se ha demostrado que la transferrina interactúa con el factor de crecimiento similar a la insulina 2 ^{[ 34 ]} y la IGFBP3 . ^{[ 35 ]} La regulación transcripcional de la transferrina está regulada positivamente por el ácido retinoico . ^{[ 36 ]}

Entre los miembros de esta familia se incluyen la serotransferrina sanguínea (o siderofilina, generalmente llamada simplemente transferrina); la lactotransferrina (lactoferrina); la transferrina de la leche; la ovotransferrina de la clara de huevo (conalbúmina); y la melanotransferrina asociada a la membrana . ^{[ 37 ]}

• transferrina beta-2
• receptor de transferrina
• Capacidad total de fijación de hierro
• Saturación de transferrina
• Ferritina
• Optiferrina, transferrina humana recombinante
• Atransferrinemia
• Hipotransferrinemia
• Mutación del gen HFE H63D

• Transferrina en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P02787 (Serotransferrina) en el PDBe-KB .