Studying the relationship of iron concentration in blood serum with ferritin, transferrin and other chemical elements

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. Iron is an essential component of key metabolic processes in the body. Transferrin and ferritin are the main compounds that affect serum iron levels. For a competent diagnosis of iron metabolism disorders, knowledge of the principles of various analytical techniques is necessary. It is necessary to consider the interactions between iron and other chemical elements that affect the metabolism of iron in the body.

The aim of the study. The aim of the study was to study the relationship between the iron concentration measured by the standard method and the ICP-MS method, with the indicators of ferritin and transferrin in blood serum; study of correlations of iron with other elements in blood serum.

Material and methods. The study was conducted using a database of laboratory tests. In the blood serum of the examined, ferritin, transferrin, iron were measured by the ICP-MS method, the iron colorimetric method (6786, 1809, 13161, 10073 laboratory tests, respectively), as well as other chemical elements by the ICP-MS method. The relationship between the indicators was assessed using the Spearman rank correlation coefficient.

Results. It was shown that the traditionally accepted relationships between the concentrations of iron and ferritin, transferrin are not manifested in the entire range of concentrations of these proteins. At different concentrations of transferrin and ferritin, certain patterns of changes in the concentration of serum iron in men and women were revealed. Statistically significant correlations of iron concentrations in blood serum with zinc, vanadium, selenium, nickel, manganese, magnesium, potassium, iodine, copper, chromium, cobalt, cadmium were determined.

Conclusion. On a large sample the relationship of iron concentrations in blood serum with ferritin, transferrin, and other chemical elements was studied. It is necessary to evaluate the results of measurements of iron metabolism, taking into account the gender of the subject and the presence of interelement interactions.

About the authors

Galina D. Morozova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Golikov Research Center of Toxicology

Author for correspondence.
Email: morozova0826@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8600-902X

Junior researcher, Laboratory assistant

Russian Federation, Trubetskaya str. 8/2, Moscow, 119991; Bekhtereva str. 1, St. Petersburg, 192019

Arsenii R. Sadykov

Laboratory of metabolomic diagnostics

Email: arsenysadykov91@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1269-0427

Data analyst Laboratory of metabolomic diagnostics

Russian Federation, Starokaluzhskoe sh. 63, Moscow, 117630

Anna A. Logvinenko

Private healthcare institution «Central clinical hospital «RZD-Medicine»

Email: lgvnnk@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9788-998X

biologist of the clinical diagnostic laboratory

Russian Federation, Volokolamskoe sh., 84, Moscow, 125367

Eugenia D. Namiot

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: enamiot@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3725-6360

student

Russian Federation, Trubetskaya str. 8/2, Moscow, 119991

Vasiliy V. Yurasov

Laboratory of metabolomic diagnostics

Email: v.yurasov@lab4p.ru
ORCID iD: 0000-0002-2320-9806

Medical Affairs Director Laboratory of metabolomic diagnostics, Candidate of Medical Sciences

Russian Federation, Starokaluzhskoe sh. 63, Moscow, 117630

Anatoly V. Skalny

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Peoples Friendship University of Russia

Email: skalny.sport@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7838-1366

Head of the Center for Bioelementology and Human Ecology, Head of Department of Medical Elementology, Doctor of Medical Sciences, Professor

Russian Federation, Trubetskaya str. 8/2, Moscow, 119991; Mikluho-Maklaya str. 6, Moscow, 117198

References

  1. Максимчук Т.П., Скальный А.В., Радыш И.В. Бионеорганическая химия с основами медицинской элементологии: учебник. М.: Российский ун-т дружбы народов, 2019; 624. [Maksimchuk T.P., Skalnyj A.V., Radysh I.V. Bioinorganic chemistry with the basics of medical elementology: a textbook. Rossijskij un-t druzhby narodov, 2019; 624 (in Russian)]
  2. Оберлис Д., Харланд Б., Скальный А. Биологическая роль макро- и микроэлементов у человека и животных. СПб.: Наука, 2008; 544. [Oberleas D., Harland B., Skalny A. Biological role of macro- and trace elements ments in humans and animals. Saint Petersburg: Nauka, 2008; 544 (in Russian)]
  3. Aaseth J., Skalny A.V., Roos P.M., Alexander J., Aschner M., Tinkov A.A. Copper, Iron, Selenium and Lipo-Glycemic Dysmetabolism in Alzheimer’s Disease. Int. J. Mol. Sci. 2021; 22 (17): 9461. DOI: 10,3390/ijms22179461.
  4. Долгов В.В., Луговская С.А., Почтарь М.Е. Федорова М.М., Лабораторная диагностика нарушений обмена железа: учебное пособие. М.-Тверь: Триада, 2014. [Dolgov V.V., Lugovskaya S.A., Pochtar M.E., Fedorova M.M., Laboratory diagnosis of iron metabolism disorders: textbook. M.-Tver: Triada, 2014 (in Russian)]
  5. Nelson D.L., Michael M.C. Lehninger Principles of Biochemistry. 7th ed., W.H. Freeman. 2017.
  6. Burtis C.A., Ashwood E.R., Bruns D.E. Tietz textbook of clinical chemistry and molecular diagnostics-e-book. Elsevier Health Sciences. 2012.
  7. Arezes J., Nemeth E. Hepcidin and iron disorders: new biology and clinical approaches. Int. J. Lab Hematol. 2015; 37 (1): 92–8. DOI: 10,1111/ijlh.12358.
  8. Brissot P., Ropert M., Le Lan C., Loréal O. Non-transferrin bound iron: a key role in iron overload and iron toxicity. Biochim Biophys Acta. 2012; 1820 (3): 403–10, DOI: 10,1016/j.bbagen.2011.07.014.
  9. Patel M., Ramavataram D.V. Non transferrin bound iron: nature, manifestations and analytical approaches for estimation. Indian J. Clin. Biochem. 2012; 4: 322–32. DOI: 10,1007/s12291-012-0250-7.
  10. Lukaski H.C., Bolonchuk W.W., Siders W.A., Milne D.B. Chromium supplementation and resistance training: effects on body composition, strength, and trace element status of men. Am. J. Clin. Nutr. 1996; 63 (6): 954–65. DOI: 10,1093/ajcn/63.6.954.
  11. Campbell W., Beard J.L., Joseph L.J., Davey S.L., Evans W.J. Chromium picolinate supplementation and resistive training by older men: effects on iron status and hematological indices. Am. J. Clin. Nutr. 1997; 66: 944–9.
  12. Olivares M., Pizarro F., Ruz M., de Romaña D. L. Acute inhibition of iron bioavailability by zinc: studies in humans. Biometals : an international journal on the role of metal ions in biology, biochemistry, and medicine. 2012; 25 (4): 657–64. DOI: 10,1007/s10534-012-9524-z
  13. Olivares M., Pizarro F., Ruz M. New insights about iron bioavailability inhibition by zinc. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.). 2007; 23 (4): 292–5. DOI:10,1016/j.nut.2007.01.006
  14. Bjørklund G., Aaseth J., Skalny A.V., Suliburska J., Skalnaya M.G., Nikonorov A.A., Tinkov A.A. Interactions of iron with manganese, zinc, chromium, and selenium as related to prophylaxis and treatment of iron deficiency. J. Trace Elem Med Biol. 2017; 41: 41–53. DOI: 10,1016/j.jtemb.2017.02.005.
  15. Olivares M., Hertrampf E., Uauy R. Copper and zinc interactions in anemia: a public health perspective. Nutritional Anemia. 2007; 99–109.
  16. Wajeunnesa M., Begum N., Ferdousi S., Akhter S., Quaraishi S. B. Serum Zinc and Copper in Iron deficient adolescents. Journal of Bangladesh Society of Physiologist. 2009; 4 (2): 77–80,
  17. Konomi A., Yokoi K. Changes of erythropoietin concentrations in plasma and kidney induced by zinc deficiency in rats. FASEB J. 2010; 24: 718.2.
  18. Piskin E., Cianciosi D., Gulec S., Tomas M., Capanoglu E. Iron Absorption: Factors, Limitations, and Improvement Methods. ACS Omega. 2022; 7 (24): 20441–56. DOI: 10,1021/acsomega.2c01833.
  19. Choi J.W., Kim S.K. Relationships of lead, copper, zinc, and cadmium levels versus hematopoiesis and iron parameters in healthy adolescents. Ann Clin Lab Sci. 2005; 35 (4): 428–34.
  20. Kretsinger R.H., Uversky V.N., Permiakov E.A. Encyclopedia of Metalloproteins. Springer: New York, 2013.
  21. Van Nhien N., Khan N.C., Yabutani T, Ninh N.X., Kassu A., Huong B.T., Do T.T., Motonaka J., Ota F. Serum levels of trace elements and iron-deficiency anemia in adult Vietnamese. Biol Trace Elem Res. 2006; 111 (1–3): 1–9. DOI: 10,1385/BTER:111:1:1.
  22. Bárány E., Bergdahl I.A., Bratteby L.E., Lundh T., Samuelson G., Skerfving S., Oskarsson A. Iron status influences trace element levels in human blood and serum. Environ Res. 2005; 98 (2): 215–23. DOI: 10,1016/j.envres.2004.09.010

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».