что такое кофакторы железа
Что такое кофакторы железа
Назначение железа как доношенным, так и недоношенным детям является одним из наиболее противоречивых вопросов. Дефицит железа широко распространен, он оказывает долгосрочное влияние на развитие нервной системы и поведенческие функции, нарушение которых может быть необратимым процессом. В то же время известно, что избыток железа токсичен.
Граница между терапевтической и токсической дозами железа весьма условна. Вопросы, которые вызывают противоречивые мнения, касаются адекватных лабораторных методов для оценки содержания железа в организме; времени начала дополнительного введения железа и безопасности такого вмешательства у недоношенных детей с учетом возможного побочного действия избыточного количества железа; времени начала дополнительного введения железа детям, находящимся исключительно на грудном вскармливании.
Железо — важнейший нутриент, участвующий в биологических процессах, включающих репликацию ДНК, экспрессию генов, клеточное дыхание (в т.ч. образование АТФ), а также в транспорте и усвоении кислорода. Железо нужно для эритропоэза (образования гемоглобина). Кроме того, оно является неотъемлемым компонентом многих ферментов, необходимых для развития головного мозга и чрезвычайно важных для работы мышц сердца и скелетных мышц (в частности, миоглобина).
Подобно кальцию и многим другим минералам, 80% железа, имеющегося в организме доношенного ребенка, накапливается плодом на сроке гестации между 24 и 40 нед со скоростью 1,6—2 мг/кг/сут. Общее содержание железа к моменту рождения составляет 75 мг/кг независимо от размеров ребенка; 75% железа находится в эритроцитах, 15% — в печени.
Железо может усваиваться организмом как в органической, так и в неорганической форме. Органическая форма в виде ферритина или гемопротеинов отличается высокой биодоступностью и содержится в печени и «красных» мышцах. Для новорожденных детей, диета которых не содержит мяса, эти продукты не могут служить источником железа. Неорганическую форму железа (или двухвалентное железо) часто используют в виде добавки к пище.
Она может быть подвержена хелированию и преципитации при взаимодействии с другими компонентами пищи, что снижает ее биодоступность. В частности, так действуют фитаты, фосфаты, таннаты, оксалаты и карбонаты. Как показали исследования с применением стабильных изотопов железа, количество неорганического железа, которое всасывается у недоношенных детей, составляет 34—42%. Это превышает количество железа (7-12%), поступающего в организм доношенного ребенка.
Схема обмена железа в организме взрослого человека
К факторам, усиливающим абсорбцию у недоношенных детей, относят постнатальный возраст, дефицит железа, введение железа (в т.ч. в составе сертифицированных смесей) между приемами пищи, нормальное содержание витамина С в организме. К факторам, уменьшающим абсорбцию железа, относят искусственное вскармливание (такие дети чаще имеют дефицит железа по сравнению с получающими грудное молоко) и гемотрансфузии. Гестационный возраст, постконцептуальный возраст и терапия эритропоэтином оказывают минимальный эффект на усвоение организмом железа.
Всасывание железа у взрослых происходит на апикальной поверхности энтероцитов двенадцатиперстной кишки. Органическое (или гемовое) железо транспортируется в энтероцит через недавно открытый белок-переносчик гема 1. Дальнейший путь железа после проникновения его в энтероцит до конца не изучен, хотя известно, что фермент гемоксигеназа, который высвобождает железо из протопорфиринового кольца, находится в микросомальной части энтероцита.
Гораздо больше известно о всасывании негемового железа. Один из путей заключается в превращении трехвалентного железа в двухвалентное на щеточной кайме энтероцитов при участии фермента дуоденальной редуктазы трехвалентного железа. Затем транспортер бивалентных металлов 1 переносит редуцированную форму железа через апикальную мембрану.
Когда железо попадает в энтероцит, оно может накапливаться в виде ферритина для дальнейшего использования или утрачивается при «слущивании» стареющего энтероцита. Внутриклеточное негемовое железо может быть транспортировано в кровь через базолатеральную мембрану с помощью транспортера негемового железа ферропор-тина, который является важнейшим экспортером внутриклеточного железа. Ферропортин расположен на базолатеральной поверхности энтероцитов, гепатоцитов и макрофагов.
После попадания в кровь железо соединяется с трансферрином и переносится к месту использования или накопления. Предшественники эритроцитов имеют большое количество рецепторов трансферрина 1 (TfR1), что позволяет им иметь преимущества в захвате циркулирующего железа. Стареющие эритроциты поглощаются макрофагами. Макрофаги экспортируют восстановленное железо с помощью ферропортина (того же переносчика, который содержится в дуоденальных энтероцитах). Железо накапливается в печени, которая захватывает его из портальной системы с помощью TfR1.
Суточная потребность организма в железе
Организм человека обладает способностью распределять доступное железо между органами, исходя из приоритетной потребности в нем. При дефиците железа в первую очередь расходуются его запасы в печени, затем — в скелетных мышцах и кишечнике. При выраженном дефиците железа сначала истощаются его запасы в сердечной мышце, затем — в головном мозге и, наконец, в эритроцитах. Железодефицитная анемия является тяжелой формой дефицита железа.
Эритроциты имеют большую потребность в железе даже по сравнению с головным мозгом, несмотря на возможные отрицательные неврологические последствия для ребенка, обусловленные дефицитом железа в мозговой ткани. Железо играет важную роль в процессах пролиферации нейронов, миелинизации, метаболизма энергии, нейротрансмиссии и работе различных ферментов в ЦНС. Существует система приоритетов по распределению и расходованию железа в пределах одного органа, что было показано в экспериментах на головном мозге новорожденных детенышей крысы. Наиболее чувствительными к дефициту железа в перинатальном периоде оказались гиппокамп и зона коры головного мозга.
Эритроциты являются приоритетным местом использования железа в организме, очевидна их исключительная функция в транспортировке кислорода в организме. Кислород обратимо присоединяется к гемоглобину в условиях высокого парциального давления кислорода в легких и высвобождается из этой связи при относительно низком парциальном давлении кислорода в тканях. На аффинность кислорода влияет ряд факторов, в т.ч. концентрация 2,3-дифосфоглицерата и рН.
Для осуществления обратимой связи кислорода с гемоглобином железо гемовой части должно находиться в двухвалентной форме. В эритроцитах существует специальный механизм для поддержания железа в редуцированной двухвалентной форме, однако в условиях действия лекарств, обладающих окислительной активностью, или токсинов, а также при генетических нарушениях в эритроцитах или аномалиях самого гемоглобина данные защитные механизмы не работают и гемоглобин не выполняет свою функцию. Высвобождение кислорода в мышцах частично зависит от концентрации миоглобина в тканях. Так же, как и в случае с гемоглобином, дефицит железа тормозит синтез миоглобина.
Низкое содержание миоглобина в мышцах, подобно низкой концентрации гемоглобина в крови, ухудшает высвобождение кислорода.
Железо и железодефицитная анемия
Чуть ли не каждая вторая моя клиентка имеет жалобы на что-то из следующего: недостаток энергии, раздражительность, перепады настроения, слабость и головокружения, снижение концентрации внимания и памяти, низкий иммунитет и многие другие неспецифические симптомы. Причины могут быть различными, но часто дело в скрытом железодефиците. Уверена, эта тема актуальна для многих, поэтому я и решила написать для вас эту статью.
Скрытый железодефицит — это очень распространенное состояние, особенно если речь идет о женщинах детородного возраста, обильно менструирующих, и женщинах после родов. У мужчин железодефицит бывает реже, но тоже встречается.
Для начала, рассмотрим сам элемент железа — зачем он нам нужен и какие функции выполняет.
Функции железа в организме
В нашем организме в норме содержится около 4,5 г железа. Железо входит в состав гемоглобина и миоглобина. Основная функция: перенос кислорода из лёгких в органы и ткани, включая кожу. Железо участвует в процессе дыхания, состоит в порядка 100 различных ферментов и поэтому опосредованно влияет на реакции окисления, иммунный ответ, энергетический баланс, холестериновый обмен, синтез ДНК и др.
Железо в нашем организме может быть:
Почему нам так часто не хватает железа?
Из пищи мы получаем около 10-20 мг железа, но усвоение крайне низкое — около 10-20 % (у годовалых детей лучше — до 70 %, к 10 годам усвоение падает до примерно тех же значений, что у взрослых). При этом, мы тратим его довольно-таки много — порядка 2 мг у женщин и 0,6 мг у мужчин. Основные потери: с кровью (в т.ч. менструальной), потом, калом, слущенным эпидермисом. Кормящие женщины теряют железо с молоком. Таким образом, чтобы возместить запасы с учетом низкой всасываемости, нам нужно съедать достаточно много продуктов, его содержащих.
Источники железа: мясо животных, субпродукты, птица, рыба, хлеб и крупы, орехи, зелень, сухофрукты. Но важно понимать, что железо — железу рознь. Различают гемовое железо (в животных продуктах), которое, как видно из статистики ниже, усваивается лучше, и железо в растительных продуктах, которое усваивается гораздо хуже.
Хорошая новость: железо неплохо накапливается в организме (если этому процессу не мешать). Наличие в пище фитиновой кислоты (сухие завтраки, растительные продукты), кофеина и танина (кофе, чай, другие кофеинсодержащие напитки), фосфатов (яйца, молоко, сыр), оксалатов (растительные продукты) ухудшает всасывание железа, т. к. образуются нерастворимые комплексы. Также мешают усвоению кальций, алкоголь, болезни ЖКТ, глисты, инфекции, гипоацидность (низкая кислотность желудка).
Что помогает усвоению:
Показатели уровня железа в крови
С пищевыми продуктами и усвоением разобрались. Теперь предлагаю поговорить о диагностике железодефицита и научиться, наконец, разбираться во всех этих многочисленных лабораторных показателях.
Гемоглобин:
Существует представление: если гемоглобин в норме, то и с уровнем железа все ОК. Увы, но все несколько сложнее, да и нормы по гемоглобину — понятия в наших лабораториях очень растяжимые.
Гемоглобин — это железосодержащий белок в эритроцитах, который переносит в ткани кислород. Молекула гемоглобина может нести до 4 молекул кислорода. В легких кислорода много, там он соединяется с гемоглобином, который затем переносит его в другие ткани, где кислорода мало, и где он высвобождается и вступает в окислительные процессы. Освобожденный от кислорода гемоглобин забирает с собой водород и углекислый газ обратно в легкие.
Количество гемоглобина растет при повышении содержания эритроцитов. Низкий гемоглобин — признак анемии, однако, по нему одному невозможно судить о ее причинах. Свободный (вне эритроцитов) гемоглобин токсичен для организма (возникает тканевая гипоксия).
Сывороточное железо:
Это второй анализ, по которому часто пытаются исключить анемию и железодефицит. Железо сыворотки — это внеклеточное железо, которое очень непостоянно и меняется в течение дня. Именно поэтому рассматривать этот показатель отдельно от других анализов не стоит.
Трансферрин:
Трансферрин — это белок плазмы крови, который осуществляет перенос железа. С трансферрином связано около 0,1% всех ионов железа (порядка 4 мг), одна молекула переносит сразу два иона трёх-валентного железа. Трансферрин производится в основном в печени, а также в мозге и некоторых других тканях. Главная роль трансферрина — доставка железа из центра поглощения в двенадцатиперстной кишке и переваривания эритроцитов макрофагами ко всем тканям. Особенно важна его роль при активном делении клеток (например, при кроветворении).
Трансферрин участвует в обеспечении врожденного иммунитета (в слизистых защищает от бактерий). Концентрация трансферрина снижается при воспалении, нефротическом синдроме, циррозе печени, гемохроматозе и др. Часто железодефицитная анемия сопровождается повышением уровня трансферрина — это компенсаторный ответ организма на снижение количества железа, за счет которого увеличенное количество трансферрина связывается с низким количеством Fe в сыворотке крови. В норме же всего 1/3 железосвязывающих центров будет заполнена.
Ферритин:
Это железопротеид (комплекс белка + Fe), основная роль которого — хранение запаса железа внутри клеток. Одна молекула ферритина может содержать до 4000 атомов железа! Содержится почти во всех органах и тканях (макрофагах печени, селезенке, костном мозге, эритроцитах, даже в митохондриях) и является донором железа клеткам, которые в нем нуждаются.
Свободные атомы железа токсичны для организма, а благодаря ферритину, они находятся в растворенной и нетоксичной форме. В случае нехватки железа (кровопотеря, дефицит железа в пище) организм начинает добывать железо из клеток, вследствие чего уровень ферритина снижается. Если ситуация с нехваткой поступления железа затягивается, запасы истощаются.
Таким образом, по уровню ферритина можно судить о железодефиците задолго до симптомов полноценной анемии. Вслед за сниженным ферритином, рано или поздно снизится и гемоглобин, но надо понимать, что гемоглобин будет снижаться последним, т.к. организм сделает всё, чтобы защитить его как жизненно-важный элемент. Однако, высокий ферритин (>150 нг/мл) может являться признаком воспаления. Также, при заболеваниях печени, алкоголизме, приеме контрацептивов уровень ферритина не будет показательным для исключения железодефицита.
Общая железосвязывающая способность сыворотки (ОЖСС):
Данный показатель помогает определит т.н. «Fe-голодание» сыворотки (степень нехватки железа в сыворотке) и говорит о том, сколько железа может в принципе переносить транферрин, косвенно говоря и о количестве самого трансферрина. При определении ОЖСС в исследуемую сыворотку добавляют определённое количество железа. Часть добавленного Fe связывается в сыворотке с белками-переносчиками, а железо, которое не связалось с белками, удаляют из сыворотки и определяют его количество. При железодефицитных анемиях сыворотка связывает больше железа, чем в норме, о чем и будет свидетельствовать увеличение ОЖСС (хотя показатель также вариабелен).
Латентная железосвязывающая способность сыворотки (ЛЖСС):
Это показатель, отражающий потенциальную способность сыворотки крови к связыванию дополнительного количества железа (т.е., оставшиеся 2/3 центров в трансферрине). При нехватке железа ЛЖСС будет расти, при избытке, соответственно, падать.
Стадии железодефицита
Прелатентный железодефицит: депо железа истощается.
В анализах мы увидим: ферритин снижен, остальные показатели пока в норме. Клиника (жалобы) может отсутствовать.
Латентный железодефицит: активность тканевых ферментов снижается.
ТОП препаратов железа
Препараты железа назначаются для лечения железодефицитной анемии, которая диагностируется преимущественно у детей и женщин. Среди основных причин развития данного состояния следует выделить нерациональное питание и кровотечения. При дефиците железа в организме развивается анемия, которая характеризуется понижением гемоглобина.
Типичные признаки – бледность кожи, головокружения, быстрая утомляемость, раздражительность и вялость.
Железо, поступающее с пищей, усваивается не полностью. Недостаток жизненно необходимого микроэлемента приводит к снижению уровня ферритина и гемоглобина в крови, что чревато затруднением тканевого дыхания. Восполнять дефицит рекомендуется с помощью специальных медикаментов. Лучшие препараты железа представлены в ТОПе. Ниже описаны эффективные лекарства для взрослых, детей и беременных женщин.
Классификация антианемических средств
Причины развития железодефицитной анемии
Организм нуждается в Fe3+ для производства гемоглобина, белка, ответственного за транспортировку кислорода в ткани. Анемия возникает, когда уровень гемоглобина в эритроцитах снижается. Следовательно, когда в кровотоке недостаточно микроэлемента, органы и ткани не получают необходимый им кислород.
Тем, кто входит в группу риска и испытывает симптомы дефицита нужно обратиться к врачу. Специалист направит на анализ крови, и, возможно, предложит некоторые изменения в питании и при необходимости назначит лечение.
Рейтинг препаратов железа
Какой препарат железа при анемии выбрать подскажет ТОП-15. Мы собрали наиболее эффективные лекарственные средства, которые практически не вызывают побочных реакций. Рейтинг медикаментов основан на анализе характеристик всех медикаментов и отзывах покупателей.
ТОП лучших препаратов железа при низком гемоглобине
№1 – «Фенюльс» (капсулы)
Производитель: Ranbaxy [Ранбакси], Индия
№2 – «Феррум Лек» (жевательные таблетки)
Лучший препарат для поднятия железа, который относится к группе трехвалентных. Отличается стабильностью, не выделяя свободных ионов. По структуре активный компонент имеет схожесть с естественным соединением Fe3+, поэтому хорошо усваивается.
Ионы активно всасываются в области кишечника, что исключает вероятность интоксикации, вызванной передозировкой. «Феррум Лек» назначается младенцам и детям младшего возраста, а также могут быть использованы в период беременности.
Производитель: Lek d. d. [Лек д.д.], Словения
№3 – «Феррум Лек» (раствор)
Эффективное средство для лечения анемии, которое предназначено для лиц, страдающих нарушениями со стороны желудочно-кишечного тракта. Отличается стабильным макромолекулярным комплексом.
Производитель: Lek d. d. [Лек д.д.], Словения
№4 – «Сорбифер Дурулес» (таблетки)
Хорошее железо в таблетках, которое поэтапно высвобождается на протяжении длительного периода, постепенно насыщая организм. Используется в качестве профилактики в период беременности, при лактации и у людей, которые являются донорами крови.
Производитель: EGIS Pharmaceuticals [ЭГИС Фармасьютикалс], Венгрия
№5 – «Тотема» (раствор для приема внутрь)
Производитель: Innothera Chouzy [Иннотек Шузи], Франция
№6 – «Мальтофер» (капли)
Антианемическое средство имеет доказанную клиническую эффективность. Широко используется для новорожденных и недоношенных детей. Всасываемое вещество Fe3+ используется организмом для синтеза гемоглобина в области костного мозга или хранится в печени (где связывается с ферритином).
Производитель: Vifor [Вифор], Швейцария
№7 – «Мальтофер Фол» (жевательные таблетки)
Содержит такие действующие вещества, как гидроксид железа с полимальтозой и фолиевую кислоту. Подходит для взрослых и детей с 12 лет. Недостаток заключается в наличии вероятности передозировки.
При несоблюдении рекомендаций производителя или при индивидуальной предрасположенности организма возможно развитие побочных реакций в виде головной боли, кожного зуда, мышечных спазмов. Жевательные таблетки могут спровоцировать окрашивание кала в темный цвет, что не является отклонением.
Производитель: Vifor [Вифор], Швейцария
№8 – «Мальтофер» (таблетки жевательные)
Назначается для лечения латентного дефицита (без анемии). Таблетированная форма удобна для расчета дозировки. Исключает вероятность причинения вреда организму, вызванного передозировкой.
Производитель: Vifor [Вифор], Швейцария
№9 – «Мальтофер» (сироп)
Препарат железа при анемии, который лучше усваивается. Форма выпуска в виде сиропа удобна тем, что имеется возможность в более точном дозировании. Таблетки нужно дробить или раскалывать, чтоб добиться нужной дозы активного компонента. Сироп позволяет упростить процесс. Выпускается в виде сиропа быстрее усваивается.
Единственный недостаток – более высокая цена, чем другие формы выпуска.
Производитель: Vifor [Вифор], Швейцария
№10 – «Ферлатум» (раствор)
Производитель: Italfarmaco [Италфармако], Испания
Производитель: Italfarmaco [Италфармако], Италия
№12 – «Ферретаб» (капсулы)
Производитель: Lannacher Heilmittel [Ланнахер Хайльмиттель], Австрия
№13 – «Фероглобин В12» (капсулы)
Занимает не последние места в рейтинг препаратов железа. Способствует формированию эритроцитов и синтезу аминокислот. Медь и аскорбиновая кислота повышают эффективность всасывания основного действующего вещества. Марганец регулирует углеводные обменные процессы в организме.
Капсулы «Фероглобин В12» нормализуют биосинтез гемоглобина и активируют окислительно-восстановительные процессы, устраняя симптомы, которые сопутствуют анемии (вялость и слабость, недостаточную умственную и физическую активность).
Производитель: Vitabiotics [Витабиотикс Лтд.], Великобритания
№14 – «Актиферрин» (капли для приема внутрь)
Антианемическое средство содержит Fe3+ и D,L-серин. Способствует быстрому восстановлению нормального баланса. Уникальная фармакологическая разработка обеспечивает лучшую переносимость действующих веществ, позволяя снизить нужную дозу.
Производитель: Merckle [Меркле], Германия
Высокие дозировки могут стать причиной развития жизнеугрожающих состояний. Именно поэтому дозировку должен рассчитывать специалист. Неконтролируемый прием недопустим. Применение при беременности и лактации возможно только в том случае, если потенциальная польза для матери превышает возможный вред для ребенка.
Лучшие таблетки для поднятия уровня железа самостоятельно подобрать сложно. Важно учитывать индивидуальные особенности организма, сопутствующие заболевания и лабораторные показатели. Окончательное решение должен принимать врач. Перед покупкой обязательно проконсультируйтесь со специалистом.
Большинство покупателей отдает предпочтение таким фирмам производителям, как Lek d. d. (Словения), Vifor (Швейцария), Ranbaxy (Индия) и др. Вопрос, какие препараты железа лучше принимать, задавайте своему лечащему врачу. Рейтинг представлен исключительно в ознакомительных целях и не должен быть использован в качестве терапевтической рекомендации.