Терапия №4 / 2023
Современные представления о механизмах всасывания железа, активаторы, ингибиторы, регуляция, новые возможности оптимизации
Медицинский институт ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов» (РУДН), г. Москва
Аннотация. В статье приводятся современные литературные данные о механизмах всасывания железа, активаторах и ингибиторах этого процесса. Авторы анализируют опубликованные данные по изучению регуляции поступления железа в кровь, процессах, стимулирующих и угнетающих его абсорбцию, подробно описывают гепцидин-эритроферроновый механизм контроля метаболизма железа. Отдельно приводятся данные о продуктах питания, пищевых добавках, существующих и проходящих исследование новых лекарственных средствах, изменяющих степень всасывания железа в клетки кишечника, подавляющих и потенциирующих влияние гепцидина. Рассматриваются научные исследования, посвященные новой пероральной форме сукросомального железа, данные о механизмах его всасывания, особенностях использования и результатах биологических и клинических исследований.
ВВЕДЕНИЕ
Железо (Fe) – незаменимый микроэлемент для роста и здоровья человека, играющий важнейшую роль во многих клеточных метаболических процессах, таких как связывание кислорода молекулами гемоглобина (Hgb) и миоглобина и транспортировка электронов в различных системах цитохромов, клеточное деление, дифференцировка и регуляция экспрессии генов [1]. Дефицит железа (ДЖ) и крайнее его проявление в виде железодефицитной анемии (ЖДА) классифицируются Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) как наиболее распространенные нарушения питания в мире: в общей сложности они затрагивают более 3,5 млрд человек [2].
ДЖ приводит к развитию сидеропенического синдрома, характеризующегося снижением выработки энергии, нарушением деления клеток, целостности кожи, ее придатков, слизистых, дисгормональными нарушениями, снижением иммунной защиты за счет нарушения процессов фаготитоза, хемотаксиса, выработки цитокинов и иммуноглобулинов, нарушением депонирования кислорода в мышцах с нарушением их функции, уменьшением сократительной способности миокарда. С другой стороны, при его избытке в организме образуется большое количество активных форм кислорода (АФК), что влечет за собой повреждение многих клеточных компонентов, таких как липиды, молекулы ДНК и белки. Механизм токсичности железа основан на способности железа отдавать электроны с образованием гидроксильных радикалов посредством реакции Фентона [3]. В связи с указанными обстоятельствами содержание железа в организме жестко регулируются, что обеспечивается функционированием системы эритроферрон–гепцидин.
Рекомендуемое потребление пищевого железа здоровыми мужчинами в странах Западного мира колеблется от 8 до 11 мг/сут, однако в связи с поступлением большего количества мяса и алкоголя, чем у женщин, оно, как правило, превышает «расчетные» показатели. У здоровых женщин репродуктивного возраста рекомендуемое потребление железа выше и варьируется от 15 до 18 мг/ сут, что связано с физиологическими потерями его при менструациях и беременности. При этом фактическое потребление железа в этой категории значительно ниже рекомендуемого [4, 5].
Частота возникновения ДЖ и ЖДА в экономически неразвитых странах в несколько раз больше, чем в развитых. Указанные обстоятельства приводят к тому, что почти половина детей и женщин этих регионов страдают анемией. Эта проблема актуальна и для России: так, по данным, полученным нами в конце 2021 г., около 63% женщин от 20 до 45 лет в г. Москве имеют сниженные запасы железа [6].
ВОЗ определяет именно неадекватное потребление и всасывание железа основными причинами его дефицита в мире. Красное мясо служит наиболее важным его источником, так как оно богато гемовым железом, обладающим высокой биодоступностью [1, 7]. Поэтому в слаборазвитых и развивающихся странах дефицит потребления этого микроэлемента связан с диетой, основанной на растительных зерновых продуктах, которая содержит в основном негемовое железо, часто усваиваемое менее чем на 10% [19].
При этом надо понимать, что на частоту ДЖ в различных популяциях влияет не только количество потребляемого железа, но и возраст населения, наличие хронических болезней, предшествующее содержание железа в организме, а также одновременное поступление усилителей и ингибиторов его абсорбции, присутствующих в потребляемой пище согласно особенностям той или иной культуры питания.
МЕХАНИЗМЫ ПОСТУПЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В СТЕНКУ КИШЕЧНИКА
Всасывание железа с пищей в основном осуществляется через клетки энтероцитов в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки. Пищевое железо может всасываться и усваиваться организмом как в ионном, так и молекулярном состоянии. Этот микроэлемент в пищевых продуктах обычно существует в двух формах: органическое железо, состоящее из высокодоступного гемового железа животных (комплекс гем–железо) и низкодоступного ферритина железа животных и растений; неорганическое железо – негемовое железо, включающее в основном трехвалентное (Fe3+) и очень небольшое количество двухвалентного железа (Fe2+) [4].
Органическое гемовое железо имеет более высокую биодоступность, чем неорганические соли железа, и поглощается в виде интактной молекулы протопорфирина в 3–4 раза эффективнее последних. Гемовое железо присутствует в основном в гемоглобине эритроцитов и миоглобине миоцитов, содержит Fe2+ и хорошо абсорбируется именно в неизменной форме [2, 4]. По оценкам исследований, в западных обществах на железо, полученное из источников миоглобина и гемоглобина, приходится 2/3 общих запасов железа у среднего жителя, несмотря на то что составляет только 1/3 железа, которое фактически попадает в организм [8].
Поглощение гема является облегченным процессом: во-первых, гем может поглощаться рецептор-опосредованным эндоцитозом, во-вторых, с помощью переносчиков гема, способных транспортировать его из просвета тонкой кишки непосредственно в цитоплазму клеток кишечника. В качестве последних рассматриваются белок-носитель гема 1 (HCP-1) и протонно-связанный перено...
