Железо и его применение

Процесс транспортировки  железа трансферрином в костный  мозг осуществляется 10-20 раз в сутки. Ежедневно в организме взрослого человека обновляется 0,8% циркулирующих эритроцитов. В каждом 1 мл крови содержится 1 мг элементарного железа. Не утилизированное предшественниками эритроцитов железо запасается в селезенке, печени и костном мозге в виде ферритина.

При избытке пищевого или медикаментозного железа, несмотря на уменьшение его всасывания в процентном отношении, развивается перегрузка железом, последствия которой клинически манифестируют при гемолитических состояниях, частых гемотрансфузиях  и у больных с гемохроматозом.

Метаболизм железа в организме здорового человека:

Гемовое железо, являющееся главной пищевой формой, абсорбируется  иначе. Наибольшее количество поступает  в форме гемоглобина или миоглобина. Гемовое железо может абсорбироваться непосредственно клетками слизистой оболочки после удаления глобина протеолитическими ферментами дуоденума. Железо освобождается от гема ферментом гемоксигеназой. Тогда оно пересекает клетку и перемещается в плазму как трехвалентное железо. Лишь небольшая часть гема абсорбируется клетками слизистой оболочки, поступая в портальную кровь в неизмененном виде. Всасывание гемового железа увеличивается при дефиците железа, но в меньшей степени, чем трехвалентного железа. Всасывание гемового железа не потенцируется аскорбиновой кислотой, а абсорбция не подавляется такими веществами как фитаты. Она лишь слегка ингибируется одновременным назначением неорганического и негемового железа.

Факторами, уменьшающими всасывание железа в просвете кишки, являются: время транспорта по желудочно-кишечному тракту, ахилия, синдром мальабсорбции, осаждение фосфатами, фитатами и антацидами. Белки молока, сои и альбумин уменьшают всасывание железа. Однако прием молока вместе со злаками не влияет на его абсорбцию. Чай и кофе существенно уменьшают его абсорбцию. Фитат снижает всасывание железа. Так, 5–10 мг фитата в хлебе может уменьшить всасывание негемового железа на 50%. Добавление в рацион мяса или аскорбиновой кислоты полностью изменяет действие фитата на всасывание железа. Некоторые другие растительные волокна (но не целлюлоза) также способны уменьшать абсорбцию железа. Уменьшает всасывание железа и прием пищи, содержащей цинковые и железистые соли.

Абсорбция железа увеличивается при  больших пероральных дозах аскорбиновой кислоты, а также в присутствии лимонной кислоты, янтарной кислоты, сахара и серосодержащих аминокислот. Всасывание увеличивается в присутствии мяса домашней птицы или говядины. Принятый внутрь или назначенный парентерально этанол незначительно влияет на всасывание железа.

Невсосавшееся железо выводится  из организма с мочой и калом. Организм имеет ограниченную способность  экскретировать железо. Ежедневная потеря его у взрослых людей составляет 0,90–1,05 мг или приблизительно 0,013 мг/кг массы тела независимо от потери с  потом. Небольшое увеличение экскреции железа (преимущественно с калом), может наблюдаться при избыточном количестве его в организме. Увеличение экскреции железа с мочой может быть при протеинурии, гематурии, гемоглобинурии и гемосидеринурии.

У женщин ежемесячная потеря железа происходит с менструальной кровью. С трудом поддается количественному анализу потеря железа, связанная с менструацией или беременностью. Хотя менструальная потеря крови у здоровой женщины имеет тенденцию быть постоянной ежемесячно, различия среди женщин значительны. Менструальные потери крови увеличиваются при наличии внутриматочных спиралей и уменьшаются при приеме противозачаточных таблеток.

"Железистая стоимость"  беременности высока. Потеря с  мочой, калом и потом продолжается  и составляет приблизительно 170 мг для всего периода беременности. Железо требуется для увеличения массы эритроцитов, которая происходит в течение второй половины беременности. Приблизительно 270 мг поступает к плоду и еще 90 мг содержится в плаценте.

Количество железа, потерянного при кровотечении в родах, составляет в среднем приблизительно 150 мг.

Кормление грудью является причиной дополнительного расхода  приблизительно 0,5–1 мг железа в день.

Полная "железистая стоимость" нормальной беременности и родов  находится в диапазоне от 420 до 1030 мг, или от 1 до 2,5 мг в день в течение 15 месяцев беременности и кормления грудью.

Потребности в  железе организма человека

Нормальные запасы железа в организме составляют 300–1000 мг для взрослых женщин и 500–1500 мг для  взрослых мужчин. Большее количество людей имеют запас железа на нижней границе нормы. Доказано, что у многих здоровых женщин фактически отсутствуют какие-либо запасы железа.

Суточная потребность  в железе составляет 10 мг у мужчин и 20 мг у женщин. Считается, что оптимальная интенсивность поступления железа составляет 10-20 мг/сутки. Дефицит железа может развиться, если поступление этого элемента в организм будет менее 1 мг/сутки.

Мужчины и неменструирующие женщины при отсутствии патологического  кровотечения могут получать железо, в котором они нуждаются, из общепринятого рациона (12–18 мг в день). Однако многие менструирующие женщины и юные девочки, которые из-за беспокойства о своем весе ограничивают рацион, часто имеют низкое потребление железа – менее 10 мг в день.

Потребность в течение  беременности часто настолько большая, что она превышает количество железа, которое поступает из диеты. Дополнительная терапия железом  для предотвращения его дефицита необходима в течение второй половины беременности и от 2 до 3 месяцев в течение послеродового периода.

Адекватные питание  и терапия должна не только исправить  дефицит поступления железа, но также  восполнить утерянные запасы железа. Безопасное потребление железа при  диетическом питании – до 45 мг/сут.

Пищевые источники железа

Здоровые люди абсорбируют  приблизительно 5–10% диетического железа, а в условиях его дефицита – 10–20%.

Всасывание железа из пищи очень изменчиво. Практически  из всех продуктов железо усваивается  очень плохо (иногда в организм попадают лишь доли процента железа, содержащегося в пище). Из мясных продуктов оно усваивается легче. Самое большое из мяса млекопитающих – говядины, меньше – из мяса домашней птицы или рыбы и меньше всего – из печени, яиц, молока и хлебных злаков. К продуктам, в которых содержится большое количество железа с высокой биодоступностью, т.е. способностью всасываться, относятся коровья печень и почки, яйци, рыба.

В целом железо больше усваивается у детей, чем у  взрослых.

Железо плохо абсорбируется  из ростков пшеницы, масла бобовых, шпината, чечевицы и зелени свеклы – пищевых продуктов с высоким содержанием фитата. Напротив, хорошая абсорбция железа из моркови, картофеля, корней свеклы, тыквы, брокколи, помидоров, цветной капусты, белокочанной капусты, репы и квашеной капусты – овощей, которые содержат существенные количества яблочной, лимонной или аскорбиновой кислоты.

Наиболее богаты железом  также: сушеные белые грибы, персики, абрикосы, зелень петрушки, яблоки, айва, толокно, устрицы, овсяная крупа, какао, горох, листовая зелень, пивные дрожжи, инжир и изюм.

В ряде стран используются обогащенные железом продукты. Обычный  метод для обогащения муки железом  предполагает введение металлического порошка. Используется металлическое  железо потому, что хлеб, содержащий добавленное растворимое железо (сульфат железа), вскоре начинает неприятно пахнуть. Хотя в качестве транспортного средства для железа чаще используется мука пшеницы, с этой целью могут применяться другие продукты. Сахар, соль, соусы и приправы подходят для добавки в них железа.

Медицинские препараты  железа примерно на 90 процентов уходят из организма в неизменном виде. Следовательно, их доза в 10 раз превышает  суточную потребность. Скажем, нормальный здоровый мужчина за сутки теряет 1 мг железа, а потреблять должен 10-20 мг. Женщинам нужно потреблять больше железа.

Токсичность железа

Порог токсичности железа для человека составляет 200 мг/сутки.

Летальная доза для человека: 7-35 г. Летальным исходом для ребенка  может стать прием сульфата железа в дозе 3 г и выше.

Оценка статуса  железа в организме человека

Оценка содержания железа в организме проводится по результатам  исследований крови и мочи.

Среднее содержание железа в плазме крови составляет 0,8-1,4 мкг/л, в моче – 10-25 мкг/л.

Для диагностики дефицита железа в организме обычно используют комбинацию тестов, включающих в себя определение сывороточного железа, сывороточного ферритина , общей железосвязывающей способности сыворотки , свободного порфирина эритроцитов . Также изучается содержания железа в аспиратах костного мозга.

Пониженное  содержание железа в организме

По данным ВОЗ около 1 млрд. человек на земле страдают железодефицитными состояниями  разной степени.

Симптомы железодефицита в начале могут быть скрыты. Пациенты могут не осознавать наличие болезни. При умеренной и тяжелой степени анемии бывают усталость, бледность, одышка при нагрузке, сильное сердцебиение и повышенная утомляемость. Часто отмечаются похолодание и парестезии рук и ног, проявления, связанные с желудочно-кишечным трактом. Обычны неопределенные жалобы – снижение аппетита, метеоризм, эпигастральный дискомфорт, отрыжка, запор или диарея и тошнота. У некоторых пациентов наблюдается геофагия (извращенные вкусовые пристрастия): еда глины, крахмала, соли, картона и льда. Геофагия не всегда исправляется препаратами железа. Железодефицит может вызывать явления вторичной мальабсорбции, что связано с уменьшением содержания железа или железозависимых ферментов в клетках слизистой оболочки кишечника. Гастроскопия с биопсией желудка выявляет гастрит с различной степенью повреждения железистых клеток приблизительно у 80% пациентов и у некоторых из них – атрофический гастрит. Глоссит, характеризующийся различными степенями атрофии сосочков языка и чувствительности, обнаруживается чаще у пациентов старше 40 лет и с большей частотой у женщин, чем у мужчин. Ангулярный стоматит развивается у 10–15% больных, особенно среди тех, у кого отсутствуют зубы. Ногти могут стать матовыми (тусклыми), тонкими, ломкими, сглаженными, в последующем иметь форму ложки (койлонихия). При концентрации гемоглобина ниже 60 г/л наблюдается расширение границ сердца. Иногда пальпируется селезенка. Выявляется умеренная степень витилиго и пастозность. Неврологический статус нормальный, несмотря на парестезии. Иногда могут быть выявлены отек соска зрительного нерва, нарушения зрения и повышение давления спинномозговой жидкости, симулирующее внутричерепную опухоль. Эти необычные проявления исправляются терапией железом. Количество лейкоцитов обычно нормально, но у 14% пациентов оно может снижаться до 2,5×109/ л, при нормальной их дифференцировке. Уровень тромбоцитов может быть как снижен, так и повышен.

Выраженная железодефицитная анемия характеризуется гипохромией  и микроцитозом красных клеток крови. Концентрация железа сыворотки снижена, а ее железосвязывающая способность повышена.

Диагноз умеренной железодефицитной анемии или состояние железодефицита без анемии установить более сложно. У этих пациентов отсутствует  микроцитоз и гипохромия, свойственные тяжелой анемии. Остаются нормальной железосвязывающая способность сыворотки. Насыщенность трансферрина может быть нормальна. Однако концентрация ферритина сыворотки обычно уменьшена даже при умеренном железодефиците и после недавнего назначения экзогенного железа.

Причины дефицита железа

Существует множество  патологических состояний и естественных факторов, которые могут способствовать уменьшению содержания железа в организме:

• Недостаточное поступление (неадекватное питание, вегетарианская диета, недоедание).
• Усиленное расходование железа (в периоды интенсивного роста и развития, при беременности и лактации).
• Потери железа связанные с травмами, кровопотерями при операциях, обильными менструациями, язвенными болезнями, донорством, занятиями спортом.
• Нарушения всасывания в желудочно-кишечном тракте (гастриты со пониженной кислотообразующей функцией, дисбактериоз, снижение всасывания железа в кишечнике).
• Глистные инвазии.
• Различные системные и опухолевые заболевания.
• Нарушение регуляции обмена витамина С.
• Гормональные нарушения (дисфункция щитовидной железы).
• Избыточное поступление в организм фосфатов, оксалатов, кальция, цинка, витамина Е.
• Поступление в организм железосвязывающих веществ (комплексонов).
• Отравление свинцом, антацидами.

 В свою очередь,  недостаток железа является одной из самых распространенных причин возникновения анемий, обильных кровотечений, ослабления организма, нарушения нервно-психических функций и снижения интеллекта у детей.

Основные проявления дефицита железа

• Развитие железодефицитных анемий.
• Головные боли и головокружения, слабость, утомляемость, непереносимость холода, снижение памяти и концентрации внимания.
• Замедление умственного и физического развития у детей, неадекватное поведение.
• Учащенное сердцебиение при незначительной физической нагрузке.
• Растрескивание слизистых оболочек в углах 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, затрудненное глотание, запоры.
• Угнетение клеточного и гуморального иммунитета.
• Повышение общей заболеваемости (простудные и инфекционные болезни у детей, гнойничковые поражения кожи, энтеропатии).
• Увеличение риска развития опухолевых заболеваний.