Метаболизм железа

Железо участвует в функционировании всех систем организма. Суточная потребность в железе составляет для мужчин 10 мг, для женщин 18 мг (в период беременности и лактации — 38 и 33 мг соответственно). Общее количество железа (преимущественно в составе гема Hb) в организме — около 3,5 г (у женщин — 3,0 г). Железо абсолютно необходимо для эритропоэза. Различают клеточное железо, внеклеточное железо и железо запасов (рис. 24–17).

Рис. 24–17. Схема обмена железа (Fe) в организме здорового мужчины с массой тела 70 кг [16]

· Клеточное железо. Составляет значительную часть от общего количества железа в организме, участвует во внутреннем обмене железа и входит в состав гемсодержащих соединений (гемоглобина, миоглобина, ферментов, например, цитохромов, каталаз, пероксидазы), негемовых ферментов (например, НАДН–дегидрогеназы), металлопротеидов (например, аконитазы).

· Внеклеточное железо. К нему относят свободное железо плазмы и железосвязывающие сывороточные белки (трансферрин, лактоферрин), участвующие в транспорте железа.

· Железо запасов. Находится в организме в виде двух белковых соединений — ферритина и гемосидерина — с преимущественным отложением в печени, селезёнке и мышцах и включается в обмен при недостаточности клеточного железа.

Основная масса железа организма входит в состав гема (Hb, миоглобин, цитохромы). Часть железа запасается в виде ферритина (в гепатоцитах, макрофагах костного мозга и селезёнки) и гемосидерина (в клетках фон Купффера печени и макрофагах костного мозга). Некоторое количество находится в лабильном состоянии в связи с трансферрином. Железо, необходимое для синтеза гема, извлекается преимущественно из разрушенных эритроцитов. Источники железа — поступление с пищей и разрушенные эритроциты.

· Железо, поступающее с пищей, всасывается в кишечнике в двенадцатиперстной кишке и начальном отделе тощей кишки. Железо всасывается преимущественно в двухвалентной форме (Fe²⁺). Всасывание Fe²⁺ в ЖКТ ограничено и контролируется его концентрацией в плазме крови [соотношением белков — апоферритина (свободного от железа) и ферритина]. Усиливают всасывание аскорбиновая, янтарная, пировиноградная кислоты, сорбит, алкоголь; подавляют — оксалаты, препараты кальция и содержащие кальций продукты (например, творог, молоко и т.д.). В среднем в сутки всасывается 10 мг железа. В ЖКТ железо накапливается в эпителиальных клетках слизистой оболочки тонкого кишечника. Отсюда трансферрин переносит железо в красный костный мозг (для эритропоэза, это всего 5% всосавшегося Fe²⁺), в печень, селезёнку, мышцы и другие органы (для запасания).

· Железо погибших эритроцитов при помощи трансферрина поступает в эритробласты красного костного мозга (около 90%), часть этого железа (10%) запасается в составе ферритина и гемосидерина.

· Физиологическая потеря железа происходит с калом. Незначительная часть железа теряется с потом и клетками эпидермиса. Общая потеря железа — 1 мг/сут. Также физиологическими считают потери железа с менструальной кровью и с грудным молоком.

· Дефицит железа наступает, когда его потери превышают 2 мг/сут. При дефиците железа развивается самая распространённая анемия — железодефицитная, т.е. анемия вследствие абсолютного снижения ресурсов железа в организме.

à Причины развития дефицита железа

Ú Снижение поступления железа в организм вследствие общего голодания, значительного уменьшения в рационе продуктов питания, содержащих железо, нарушения всасывания железа в ЖКТ (нарушение всасывания Fe²⁺ развивается при хронических гастритах, энтеритах, резекциях желудка и особенно тонкой кишки).

Ú Увеличение потерь железа при хронических, повторных кровопотерях (желудочных, кишечных, маточных и др.), а также массированных кровоизлияниях.

Ú Возрастание расходования железа организмов при беременности и последующем вскармливании ребёнка (за этот период теряется в общей сложности более 800 мг железа), особенно на фоне ещё не проявляющегося клинического дефицита железа).

à Анемия — любое состояние, при котором количество эритроцитов, содержание Hb и Ht снижены относительно нормы (содержание Hb <100 г/л, количество эритроцитов <4,0´10¹²/л, содержание железа сыворотки крови <14,3 мкмоль/л). Термин «анемия» без детализации не определяет конкретного заболевания, а лишь указывает на изменения в анализах крови, т.е. анемию следует считать всего лишь одним из симптомов патологических состояний. Важными критериями объективной оценки при анемиях являются средний эритроцитарный объём (в норме составляет 80‑94 фемтолитра — фл), среднее содержание Hb в эритроците (в норме — 27‑33 пикограмма — пг), содержание железа в крови (норма составляет 14,3–28 мкмоль/л), общая железосвязывающая способность сыворотки (норма — 55–65 мкмоль/л).

ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА И ВИТАМИН B₁₂

При массовом образовании новых клеток крови активно синтезируется ДНК. Для этого необходимы витамин B₁₂ и фолиевая кислота. Фолаты и витамин B₁₂ поступают с пищей и всасываются в тонком кишечнике.

Витамин В₁₂

· Внутренний фактор. Для всасывания витамина B₁₂ в кишечнике необходим (внутренний) фактор Касла, синтезируемый париетальными клетками желудка. Фактор связывает витамин B₁₂ и защищает его от разрушения ферментами. Комплекс внутреннего фактора с витамином B₁₂ в присутствии ионов Ca²⁺ взаимодействует с рецепторами эпителиальной клетки дистального отдела подвздошной кишки. При этом витамин B₁₂ поступает в клетку, а внутренний фактор высвобождается. Отсутствие внутреннего фактора приводит к развитию анемии.

· Транспорт витамина B₁₂. Из эпителия кишечника витамин B₁₂ с помощью транскобаламина II переносится в костный мозг (витамин B₁₂ деметилирует фолаты, предотвращая их выход из клеток; участвует в синтезе ДНК) и в печень (для запасания). Транскобаламин II вырабатывают эпителиальные клетки кишечника.

· Дефицит витамина В₁₂. Алиментарный (пищевой) дефицит витамина В₁₂ в развитых странах встречается редко; исключение составляют грудные дети матерей — строгих вегетарианок. Обычная причина дефицита — нарушение процессов всасывания; одна из причин — дифиллоботриоз (гельминтоз, вызванный Diphyllobothrium latum [ Лентец широкий ], эндемичен для некоторых районов России).

Фолиевая кислота. Фолаты в качестве кофермента участвуют в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований.

· Алиментарный дефицит фолиевой кислоты — редкое явление; может развиться у грудного ребёнка, вскармливаемого кипячёным или козьим молоком.

· Нарушение всасывания фолатов наблюдают при синдроме мальабсорбции (болезнь Крона, целиакия), характеризующемся поражением тонкого кишечника.

· Повышенная потребность в фолатах развивается при состояниях, сопровождающихся усилением метаболических процессов (беременность, хронический гемолиз, злокачественные новообразования).

· Нарушения метаболизма фолатов могут вызвать некоторые противосудорожные препараты (фенитоин и фенобарбитал).