Железо. Когда, сколько, какое, кому, побочки. Дефицит. Избыток. Недостаток.

Автор: Афоня Радостный

Содержание

 

Введение

Железо — эссенциальный (базовый) микроэлемент, активно участвующий в обеспечении тела кислородом.

Наш организм может самостоятельно создавать многие вещества, но он не умеет синтезировать металлы, в т.ч. железо. Поэтому мы обязаны ежедневно поставлять нашему телу железо с продуктами питания.

Международное исследование, в котором были использованы генетические данные почти двух миллионов (!) человек, указывает на то, что поддержание здорового уровня железа в крови может быть ключом к продолжительной жизни [62].

Железо гемовое и негемовое

Железо, поступающее с пищей, имеет две основные формы: гемовую и негемовую.

Гем — это небелковая часть гемоглобина, в его состав входит двухвалентное железо.

Гемоглобин состоит из гема и глобина: гемоглобин = гем + глобин.

Гем

Именно атомы железа делают нашу кровь красной.

Мясо, морепродукты и птица содержат как гемовое, так и негемовое железо.

Растения и обогащённые железом продукты содержат только негемовое железо.

Продукты железо гемовое негемовое

Гемовое и негемовое железо (по крайне мере, в виде сульфата железа) не конкурируют за поглощение [18].

Гемовое VS негемового

Хотя считается, что гемовое железо усваивается несколько лучше, чем негемовое, однако крупное популяционное когортное исследование* продемонстрировало, что

общий риск смертности увеличивается на 15%
при более высоком потреблении гемового железа

с пищей, особенно с красным мясом.

Риск причинно-специфических смертей также возрастает при высоком потреблении гемового железа: от 10% (для рака) до 34% (заболевания почек), за исключением смерти от болезни Альцгеймера, которая показала обратную связь. Также было показано, что гемовое железо связано со многими неприятными последствиями для здоровья, такими, как диабет, сердечно-сосудистые заболевания, фатальная ишемическая болезнь сердца. 

_________________________________________

* Более полумиллиона людей в возрасте 50—71 лет находились под наблюдением в течение почти 16 лет, а общее число смертей от различных причин превысило 128 тыс. [43].

 

Вместе с тем, нельзя не отметить, что эти выводы могут быть справедливы не для гемового железа, как такового, а для красного мяса и иных животных продуктов, среди прочего содержащих и гемовое железо.

Роль

Железо играет множество важных ролей в более чем 180 биохимических реакциях в организме человека, включая транспорт электронов в окислительно-восстановительных реакциях (цитохромы, серные белки), окислительно-восстановительные каталитические функции (цитохром p450, каталаза, пероксидаза) и обратимое хранение и транспорт O2 (гемоглобин, миоглобин) [42].

Железо является критически важным компонентом гемоглобина — белка эритроцитов, который переносит кислород из лёгких в органы тела.

Влияние на функции мозга

Избыток Fe может оказывать вредное воздействие на мозг [1]. С другой стороны, дефицит железа может снизить нейротрансмиссию дофамина, что приводит к ухудшению обучения [11].

В работе [11] обнаружены особенности влияния уровня железа на когнитивные функции мужчин и женщин:

особенности влияния уровня железа на когнитивные функции мужчин и женщин

особенности влияния уровня железа на когнитивные функции женщин

Для мужчин оптимум около 150 мкг/дл = 27 мкмоль/л. Это возле верхнего предела российских референсных значений, а потому вызывает сомнения.

Уровень железа в мозге повышается при возрастных дегенеративных заболеваниях, но неизвестно, является ли это причиной или следствием заболевания [26].

Все дистрофические стареющие микроглии  показывают перегрузку железом [40].

Если Вас интересуют специфические изменения в МРТ головного мозга, наблюдаемые у людей после воздействия железа, то обратитесь к работе [12].

Гомеостаз

Железо в основном циркулирует по всему телу в замкнутой системе и рециркулируется из старых красных кровяных клеток, при этом единственные значительные потери происходят при сильном кровотечении. Менее 0,1% от общего количества железа теряется в среднем ежедневно с мочой, потом, калом и др. [36].

Гомеостаз железа в организме поддерживается только за счёт потребления и последующей абсорбции, поскольку потери железа не регулируются.

Гепсидин — белок, дирижирующий метаболизмом и гомеостазом железа у млекопитающих. При недостатке железа в организме синтез гепсидина угнетается (гепсидин падает), а при избытке — стимулируется (растёт).

Органы-потребители

Львиная доля железа содержится в гемоглобине, а большая часть оставшегося железа хранится в форме ферритина (см. далее) или гемосидерина (продукта распада ферритина) в печени, селезёнке и костном мозге или находится в миоглобине в мышечной ткани [4].

Железо в теле = гемоглобин (железо в работе) + ферритин (банк железа).

Дефицит Fe

По оценкам, железо является дефицитным в рационах одной пятой населения мира [19].

Стадии развития дефицита железа [14]:

Стадии развития дефицита железа

Уровень железа в сыворотке низок при всех формах рака у человека [22].

Дефицит железа уменьшает образование костной ткани и резорбцию кости [23].

Действующие в настоящее время Рекомендации Европейского общества кардиологов по сердечной недостаточности рекомендуют диагностику дефицита железа у всех пациентов с сердечной недостаточностью и внутривенное введение железа с карбоксимальтозой железа для симптоматических пациентов с дефицитом железа.

ЖДА: железодефицитная анемия

Сокращение запасов железа в виде ферритина является первым признаком несоответствия между спросом и предложением железа, поскольку железо мобилизуется из печени и ретикулоэндотелиальной системы. 

Снижение уровня ферритина — первый признак возможного дефицита железа.

Однако сывороточное железо, общая железосвязывающая способность (ОЖСС) и морфология эритроцитов остаются нормальными до тех пор, пока запасы железа не будут исчерпаны. 

После этого уровни железа в сыворотке крови снижаются, ОЖСС увеличивается в попытке повысить усвоение железа. Дисфункциональный эритропоэз и микроцитоз (преобладание микроцитов среди эритроцитов периферической крови) возникают только после того, как насыщение трансферрина (= железо сыворотки/ ОЖСС х100%) падает ниже 15%. Только в этот момент развиваются анемия и низкий уровень гемоглобина [37].

Концентрация гемоглобина ниже 13 г/дл у мужчин и 12 г/дл у женщин возможно свидетельствует о наличии ЖДА [4].

Выделяют три степени тяжести железодефицитной анемии:

  • лёгкую (когда уровень гемоглобина более 90 г на литр);
  • среднюю (если гемоглобин находится в пределах от 70 до 90 г на литр);
  • тяжёлую (уровень гемоглобина менее 70 грамм на литр) [14].

 

С ЖДА связано:

— нарушение минерализации и увеличение резорбции кости [20];

— у мужчин с лёгкой анемией (гемоглобин менее 130 г/л) риск переломов был повышен в 2 раза [20];

— ЖДА может служить эффективным биомаркером долгосрочного риска и прогноза при ишемической болезни сердца и острого коронарного синдрома, сердечной недостаточности и артериальной гипертензии [21].

А есть-ли ЖДА???

С возрастом Вы становитесь «Железным человеком»).

С возрастом Вы становитесь Железным человеком

 

Железо

Ферритин

мкмоль/л

 нг/мл

min

max

mid

min

max

mid

Дети до 14 лет

2,8

22,9

12,9

7

140

73,5

Мужчины от 14 до 18 лет

5,5

30

17,8

20

250

135

Мужчины от 18 лет и старше

11,6

31,3

21,5

20

250

135

Я считаю, что если содержание железа и ферритина находится за границами «взрослых» референсных значений, но в пределах «детских» норм, то необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить ЖДА. Возможно, что это не анемия, а напротив — чрезвычайно здоровое тело!!!

В то же время при наличии сопутствующих симптомов (например, Хеликобактер пилори), следует предполагать ЖДА и использовать соответствующую терапию.

Анемия хронического заболевания

Некоторые хронические, воспалительные, инфекционные и опухолевые заболевания (такие как ревматоидный артрит, воспалительное заболевание кишечника, злокачественные новообразования и др.) могут вызвать анемию хронического заболевания, также известного как анемия воспаления [6]. Анемия хронического заболевания является второй наиболее распространённой формой анемии во всем мире, она характеризуется[6]:

  • низким содержанием железа в сыворотке крови;
  • снижением насыщения трансферрина;
  • уменьшением сидеробластов костного мозга;
  • увеличением количества ретикулоэндотелиального железа.

 

Диагностировать ее не просто.

Сидеробластная анемия

Сидеробластные анемии характеризуются недостаточной утилизацией железа в костном мозге со снижением синтеза гема, несмотря на наличие достаточного или повышенного количества железа (железонасыщенная анемия). Сидеробластные анемии иногда характеризуются наличием полихроматофилии и эритроцитов с базофильной зернистостью (сидероцитов).

Сидеробластную анемию необходимо предполагать у пациентов с микроцитарной анемией или повышением показателя RDW, особенно в сочетании с повышением уровня сывороточного железа, сатурации ферритина и трансферрина [15].

Признаки дефицита

О значимом дефиците железа могут сигнализировать, в частности [24]:

  • учащённое сердцебиение при небольшой физической нагрузке;
  • растрескивание слизистых оболочек в уголках рта, покраснение и сглаженность поверхности языка, атрофия вкусовых сосочков;
  • ломкость, утончение, деформация ногтей;
  • извращение вкуса (тяга к поеданию непищевых веществ), особенно у детей младшего возраста, затруднённое глотание, запоры;
  • повышение общей заболеваемости (простудные и инфекционные болезни у детей, гнойничковые поражения кожи, энтеропатии);
  • головные боли и головокружения;
  • слабость, утомляемость;
  • непереносимость холода;
  • ухудшение памяти и концентрации.

Избыток

Избыток Fe может оказывать вредное воздействие на мозг. Увеличенный уровень Fe связан с повышенным риском развития ряда хронических заболеваний, таких как болезнь сердца, рак, сахарный диабет 2 типа и нейродегенеративные заболевания [1].

Избыток железа оказывает антагонистическое действие на пре-остеобласты, нарушая дифференцировку клеток [23], ингибирует метаболизм остеобластов [20].

Повышенный статус железа увеличивает риск инсульта. Более высокий трансферрин, указывающий на более низкий статус железа, также был связан со снижением риска инсульта [27].

Хорошо известно, что пациенты с перегрузкой Fe часто подвержены инфекционным заболеваниям [28].

Изменения метаболизма железа при различных состояниях

Изменения метаболизма железа при различных состояниях

Состояния

Железо (сыворотка)

ОЖСС

% насыщения трансферрина

Дефицит железа

Беременность

Анемия хронических заболеваний

Гемохроматоз

Сидеробластическая анемия

Дефицит белка

нет данных

 

Старение

Хотя в целом с возрастом количество железа в теле увеличивается, однако весьма часто можно встретить и дефицит Fe, причём одновременно допустимо и отложение этого металла в органах (мозг и др.).

Нарушение метаболизма железа играет важную роль в большом количестве состояний, связанных со старостью. Железодефицит (с анемией или без неё), анемия воспаления и анемия хронического заболевания — всё это широко распространено у пожилых людей.

что старение связано с накоплением железа в клеткахКритически важно, что старение связано с накоплением железа в клетках, что может вызывать внутриклеточную перегрузку железом, приводя в итоге к развитию активных форм кислорода с последующим повреждением тканей и дисфункцией органов [49, 50].

При старении происходит накопление железа в мозге, причём по данным [40], «ожелезнение» мозга связано только с возрастом, индексом массы тела и курением. А пол, объем головного мозга, уровень железа в сыворотке или связанные с железом генетические полиморфизмы влияния не оказывают

Депонирование железа с возрастом отличается в разных областях мозга; важно, что такие регионы с повышенным бременем железа часто участвуют в нейродегенеративных заболеваниях [41].

Подтверждение изменённого гомеостаза железа в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера открыло возможность использования сорбентов железа в качестве нового терапевтического подхода [41].

Вегетарианство

Вероятность небольшого дефицита железа возможна у вегетарианцев (хотя в каждом случае надлежит исследовать, является ли этот дефицит реальным, либо «вычисленным», то есть обнаруженным на основе «норм», которые были установлены для невегетарианцев!).

Вегетарианство также может вызывать низкие уровни ферритина в сыворотке, причём одно исследование показало это у 19% вегетарианцев [52].

«Пищевое» железо

Иногда в рекламе столовых приборов Вы можете встретить фразу, что они изготовлены из «пищевого» железа. Такого особого железа не существует в природе, эта посуда и столовые предметы изготовлены из обычного легированного железа.

Железо и выпадение волос

Установлено, что у людей, страдающих облысением, уровень железа был ниже [59].

ОСТАВАЙТЕСЬ В КУРСЕ! Получите нашу бесплатную рассылку.

Другие исследования подтвердили это утверждение. Например, было продемонстрировано [60], что у женщин с выпадением волос наблюдался низкий уровень ферритина в сыворотке, что свидетельствует о дефиците железа. 

Вот одно из объяснений, почему снижение уровня железа приводит к выпадению волос: когда в организме мало железа, то он направляет ферритин, хранящийся в волосяных фолликулах, для использования в других частях тела. Снижение уровня ферритина в волосяных фолликулах может ослабить сами волосы и привести к их выпадению.

Если Вы наблюдаете у себя выпадение волос, то есть смысл проверить уровень железа. Хотя, конечно, это не единственная причина, но начать можно с этого.

Взаимодействие

Улучшают его абсорбцию

Аскорбиновая кислота способствует восстановлению трёхвалентного железа в двухвалентное, которое всасывается лучше. Увеличение дозы витамина С демонстрировало дозозависимый ответ на абсорбцию железа при одновременном приеме у здоровых добровольцев, начиная от отсутствия изменений в абсорбции сульфата железа при дозах аскорбиновой кислоты ниже 100 мг до 48% увеличения абсорбции элементарного железа 30 мг с аскорбиновой кислотой 500 мг [35].

Долгожительство

А также улучшают усвоение: витамин В12, кислота желудочного сока, пепсин, медь, простые углеводы — лактоза, фруктоза, сорбит, а также аминокислоты: гистидин, лизин и цистеин, полиоксикарбоновые кислоты, такие как цитрат и малат, продукты из мяса, рыбы или птицы [22, 24, 25].

Кислая среда способствует образованию двухвалентных ионов железа, что является оптимальным состоянием для всасывания их кишечником [22]. Следовательно, железо хорошо принимать с яблочным уксусом?

Некоторые ягоды и фрукты улучшают усвоение железа (особенно папайа, гуава и манго), тогда как другие наоборот, ухудшают (яблоко, виноград) [61]:

Усвояемость железа вместе с фруктами и ягодами

Ухудшают его абсорбцию

Пшеничные отруби, фитин, клетчатка, соевый белок, чай и кофе, избыток фосфатов (входят в состав яиц, сыра и молока), оксалатов, кальция, цинка, витамина Е, дисфункция щитовидной железы, гастриты с пониженной кислотообразующей функцией, длительный приём антацидов или препаратов для уменьшения кислотности, дисбактериоз [22, 24,25].

Марганец (Mn) угнетает всасывание железа и может в повышенных дозах привести к снижению синтеза гемоглобина [22].

Хром, цинк и железо имеют общие пути усвоения [22].

Zn: базальная концентрация железа в сыворотке и площадь под кривыми железа значительно снизились после перорального приёма цинка (15—10 мг/день в течение 3 месяцев). Значения гемоглобина, среднего корпускулярного объёма, ферритина, трансферрина, насыщения трансферрина, церулоплазмина и общего белка были в пределах нормальных контрольных диапазонов [17]. Но эти данные относятся к периоду через 210 минут после принятий цинка, а не натощак!

Кальций особенно склонен к ингибированию всасывания железа: исследование показало, что приём добавки кальция (300 мг или 600 мг кальция) одновременно с приёмом добавки железа снижает всасывание железа на 49% и 62% соответственно [38].

Диеты с низким содержанием жиров ингибируют усвоение железа, цинка, марганца и кальция [9].

Оно ухудшает абсорбцию

Избыток железа: медь и цинк [24].

Приём добавок, содержащих 25 мг элементарного железа или более, может снизить абсорбцию цинка и концентрацию цинка в плазме [7, 8].

Высокие дозы двухвалентного железа (но не трехвалентного железа) или других минералов (кальций, магний и цинк) из добавок могут снижать всасывание каротиноидов, таких как бета-каротин, ликопен и астаксантин, из пищевых продуктов и/или добавок [39].

Схема взаимодействия

Схема взаимодействия железа

Фасилитаторы поглощения железа: цитраты и аскорбаты.

Фасилитаторы поглощения железа: цитраты и аскорбаты.

Взаимодействие с лекарствами