Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
G. Töpfer

Transferrin

Transferrin
Synonym(e)
Siderophilin; Metallseromucoid-β-1
Englischer Begriff
transferrin
Definition
Transferrin ist ein Glykoprotein (s. Glykoproteine), das pro Molekül 2 Fe3+-Ionen binden kann, wobei die Sättigung des Moleküls mit Eisen ein Maß für die Verfügbarkeit von Eisen für die Hämoglobin-Synthese darstellt, aber auch für die Möglichkeit von übermäßigen Eisenablagerungen.
Struktur
Transferrin wird mit 2 Kohlenhydratseitenketten, die bis zu 8 endständige Sialinsäure-(Neuraminsäure-)Reste enthalten, synthetisiert. Die Penta-, Tetra- und Trisialoform machen im Serum normalerweise ca. 99 % aus, die Disialoform zumeist weniger als 1,5 %. Bei starkem Alkoholkonsum sind im Serum erhöhte Konzentrationen sog. Kohlenhydrat-defizienter Transferrin-Isoformen zu beobachten (Carbohydrate-deficient transferrin). Diese Isoformen treten auch beim „Carbohydrate-deficient-glycoprotein“-Syndrom („congenital disorder of glycosylation“) auf. Bei den betroffenen Kindern werden Störungen des Nervensystems, Wachstumsretardierung und Lebersynthesestörungen beobachtet. Ein Glykosylierungsdefekt wird dabei auch bei anderen Glykoproteinen (u. a. AT) gesehen.
Im Liquorraum wird β2-Transferrin (τ-Fraktion der Elektrophorese) synthetisiert. Es handelt sich dabei um die Asialoform des Transferrins (Konzentration etwa 6 mg/L). (Liquor-Transferrin (Tf)).
Molmasse
79,6 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Synthese (stimuliert durch niedrige Eisenkonzentrationen im Blutplasma, Östrogene und Kortikosteroide) und Speicherung (an Ferritin gebunden) erfolgen hauptsächlich in der Leber. Synthesehemmend wirkt Tumornekrosefaktor-β bei einer Akute-Phase-Reaktion. Die Synthese ist vermindert bei Aminosäuremangel (s. Aminosäuren) und Leberparenchymschäden. Transferrin ist ein negativer Reaktant der akuten Phase.
Halbwertszeit
7–10 Tage für das intakte Molekül und 14 Tage für die Disialo- und Asialoform.
Funktion – Pathophysiologie
Das Protein transportiert Eisen (Transferrin-gebunden an Funktionseisen = Holotransferrin) zu Zellen mit Transferrinrezeptor (Plasmaeisen-Turnover). 0,15 g/L (weniger als 10 % der normalen Transferrinkonzentration) sind für eine normale Erythropoese ausreichend. An Transferrin ist 1 ‰ (ca. 4 mg) des Gesamtkörpereisenbestandes gebunden. Transferrin verhindert durch diese Bindung die toxischen Wirkungen des freien ionisierten Eisens, 2 Fe3+-Ionen werden maximal von 1 Transferrinmolekül gebunden. Normalerweise ist nur ein Drittel der Transferrin-Eisenbindungskapazität mit Fe3+ besetzt. Besonders das eisenfreie Apotransferrin wirkt bakteriostatisch, indem es Bakterien lebenswichtiges Eisen entzieht. Intravenös hoch dosiertes Transferrin reduzierte im Mausmodell die Konzentration intravasaler Bakterien und Pilze und erhöhte die Lebensdauer der Versuchstiere. Die Eisenbindung färbt das Transferrin lachsrot, was zu einer rosa Einfärbung des Serums bei hohen Eisenwerten führt.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Serum, Heparinplasma, EDTA-Plasma.
Probenstabilität
Serum: 20–25 °C 1 Tag, 4–8 °C ≤3 Tage, −20 °C 6 Monate.
Im Liquor sank β2-Transferrin bei Kontamination durch Streptococcus pneumoniae im Blot unter die Nachweisgrenze.
Präanalytik
Der Patient sollte nüchtern sein.
Analytik
Internationaler Standard: ERM – DA 470 k/IFCC.
Konventionelle Einheit
mg/dL.
Internationale Einheit
g/L.
Referenzbereich – Erwachsene und Kinder
2,0–3,6 g/L.
Indikation
  • Verdacht auf Funktionseisenmangel
  • Verdacht auf Eisenüberladung
Interpretation
Serum
Erhöhte Transferrinkonzentrationen
Transferrinerhöhungen treten schon bei (latentem) Eisenmangel auf. Transferrin ersetzt infolge seiner einfacheren analytischen Bestimmbarkeit zunehmend die totale Eisenbindungskapazität (TEBK). Nährungsweise errechnet sich die TEBK aus dem Transferrin zu:
TEBK μmol/L = Transferrin g/L × 25,12 (SI)
TEBK μg/dL = Transferrin mg/dL × 1,40 (konventionell)
(relative Atommasse von Eisen: 55,847)
Für die Feststellung eines latenten Eisenmangels ist die Transferrinsättigung (%) (Koreaner haben eine höhere Transferrinsättigung als die kaukasische Rasse) empfindlicher als die TEBK und die Eisenkonzentration:
% Transferrinsättigung = Serumeisen μmol/L: TEBK μmol/L × 100 (SI)
% Transferrinsättigung = Serumeisen μmol/L: Transferrin g/L × 3,98 (SI)
% Transferrinsättigung = Serumeisen μg/dL: Transferrin mg/dL × 71,2 (konventionell)
Werte für die Transferrinsättigung von <15 % bei Erwachsenen, <10 % bei Kindern und <8 % bei alten Menschen (in Verbindung mit Ferritin-Werten <45 μg/L) zeigen empfindlich einen „latenten“ oder bei zusätzlichem Abfall von Hämoglobin einen manifesten Eisenmangel an (Eisenmangelanämie).
Besteht dabei eine chronische Entzündung oder eine maligne Erkrankung, so scheint der lösliche Transferrinrezeptor-(sTfR-)Anstieg (Transferrinrezeptor, löslicher) den vorhandenen Eisenmangel noch empfindlicher anzuzeigen.
Es gibt Störfaktoren bei der Bewertung von Eisen- und Transferrinkonzentrationen für die Fragestellung „Eisenmangelanämie“: Wichtig ist, dass der Patient 12 Stunden keine Nahrung aufgenommen hat und dass der zirkadiane Rhythmus für Eisen im Blut beachtet wird (Maximum variabel, überwiegend in den Morgenstunden). Die Blutabnahme für Transferrin und Eisen sollte deshalb zwischen 7 und 10 Uhr erfolgen. Bei der Fragestellung „Eisenüberladung“ sollten 2 Blutabnahmen an 2 verschiedenen Tagen bezüglich der Transferrinsättigung und des Ferritins bewertet werden.
Weiterhin können hohe Estrogenkonzentrationen (Estrogene; Schwangerschaft), Kontrazeptiva und Kortikosteroidkonzentrationen zu erhöhten Transferrinkonzentrationen führen.
Erniedrigte Transferrinkonzentrationen
Wegen dieser Einflussfaktoren empfiehlt es sich, bei der Fragestellung „Eisenmangelanämie“ und/oder „Anämie bei chronischer Entzündung“ neben Transferrin immer auch Ferritin, und auch sTfR bzw. den Ferritinindex (sTfR/log Ferritin) mit zubestimmen sowie außerdem Akute-Phase-Proteine (z. B. α1-saures Glykoprotein, unbeeinflusst durch Östrogene und Lebersynthesestörungen und kaum durch Proteinverlust – und CRP). Außerdem ist eine Kontrolle auf Urinproteine (Verlust des Transferrins) erforderlich. Bei alten Menschen (>65 Jahre) mit einer höheren Transferrinsättigung werden mehr Krankenhaustage und eine höhere Mortalität beobachtet.
Eine erniedrigte Transferrinkonzentration im Blutserum führt zur Drosselung der Hepcidinexpression und damit zu erhöhtem Eisenexport aus Darm und Makrophagen.
Transferrin ist ein empfindlicher Parameter zur Beurteilung eines latenten Proteinmangels/Mangelernährung. Bei Urämikern und Dialysepatienten ist Transferrin als Überwachungsparameter für den Proteinhaushalt (Proteinmangel im Serum) besser geeignet als Retinol-bindendes Protein (RBP) und Präalbumin, es versagt aber hier zur Einschätzung des Eisenmangels. Bei Dialysepatienten, die mit Erythropoese stimulierenden Agenzien behandelt werden, ist Voraussetzung für den Hämoglobinanstieg eine Transferrinsättigung von >20 %.
Tränenflüssigkeit
Transferrin hat in der Tränenflüssigkeit einen Referenzbereich von 0,2–14 mg/L. Patienten mit Conjunctivitis vernalis haben Werte von 10–270 mg/L. Der Quotient Tf Tränenflüssigkeit/Tf Serum beträgt bei Gesunden 0,002 und bei Konjunktivitis visceralis 0,046.
Nasensekret/Liquor
Feststellung von β2-Transferrin (τ-Fraktion = Liquor-Asialotransferrin im Nasensekret beweist Liquorbeimengungen im Nasensekret (Verbindung zwischen Liquor- und Nasenraum) (Liquor-Fistel). Einige Stämme von Staphylococcus aureus entwickeln im Liquor Neuraminidaseaktivität – in der Immunofixation verschwindet β1-Transferrin. Bei multipler Sklerose ist die Transferrinkonzentration nur im Liquor niedrig, und diese Reduktion ist auch assoziiert mit dem Fortschreiten physischer Ausfälle.
Diagnostische Wertigkeit
Bei Verdacht auf ein Eisenüberladung und zu deren Differenzialdiagnostik sollte neben der Transferrinsättigung das Ferritin bestimmt werden (Empfehlungen klinischer Guidelines). Ein Eisen-Mangel (Funktionseisenmangel) wird anhand der Transferrinsättigung von <15 % empfindlich erkannt. Zur Differenzialdiagnose von Entzündungs-/Tumoranämie (Anämie bei chronischer Entzündung), bei der die Transferrinsättigung ebenfalls reduziert ist (Transferrinsynthese sinkt – Eisenaufnahme im Darm und Abgabe aus dem Speicherpool sinken noch stärker), sollten immer Ferritin und Akute-Phase-Proteine (z. B. C-reaktives Protein und α1-saures Glykoprotein) mit bestimmt werden. Die Differenzialdiagnostik wird vereinfacht und verbessert durch zusätzliche Bestimmung des löslichen Transferrinrezeptors (Transferrinrezeptor, löslicher). Besonders bei Ferritinwerten >12 μg/L und <100 μg/L zeigt ein normaler sTfR eine Anämie bei chronischer Entzündung und eine Erhöhung des sTfR eine Eisenmangelanämie oder eine Mischform (Klinik, Akute-Phase-Proteine) an. Zur Verbesserung der Trennschärfe kann hier der Quotient sTfR/log Ferritin (Ferritinindex) geeignet sein (die Hepcidinkonzentration wird bei größerer Verbreitung einen weiteren Zuwachs an Trennschärfe bringen).
Auch zur Überwachung des Eisenstoffwechsels in der Schwangerschaft ist der Ferritinindex geeignet. Ferritin ist in der normalen Schwangerschaft teilweise erhöht, sTfR jedoch zuverlässig nur bei Eisenmangel. Zur Verlaufskontrolle ist Ferritin meist ausreichend. Hypochrome mikrozytäre Anämien können auch durch einen Kupfermangel (Kupfer und Coeruloplasmin erniedrigt) bedingt sein.
Einige Messgrößen zur Differenzialdiagnostik von Eisenmangel-, Entzündungsanämie und Eisenüberladung sind bei der Kenngröße Ferritin tabellarisch erfasst (Transferrinsättigung, sTfR, Ferritin, Eisen).
Literatur
Greiling H, Gressner AM (1994) Lehrbuch der Klinischen Chemie und Pathobiochemie, 3. Aufl. Schattauer Verlag, Stuttgart/New York, S 228–229
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Zegers I, Keller T, Schreiber W et al (2010) Characterization of the new serum protein reference material ERM-DA 470 k/IFCC: value assignment by immunoassay. Clin Chem 56(12):1880–1888CrossRefPubMed