Разное

Железо в организме функции: функции и роль, нормы содержания и признаки недостатка

Содержание

функции и роль, нормы содержания и признаки недостатка

Железа, которое содержится в теле человека, хватит на крупный гвоздь. Это приблизительно 2,5–4,5 грамм. Казалось бы, совсем немного. Тем не менее влияние железа на многие жизненно важные процессы огромно, и его недостаток (как и избыток) моментально сказывается на нашем самочувствии и может привести к серьезным последствиям.

Роль железа в организме: микроэлемент с важной миссией

У железа очень много функций. Вот основные из них:

  • Транспортировка кислорода к тканям. Железо входит в состав гемоглобина — белка, из которого состоят красные кровяные тельца (эритроциты). Именно железо отвечает за захват кислорода, после чего эритроциты переносят его ко всем органам и системам организма. Эти же кровяные тельца (и снова при помощи железа!) подбирают отработанный углекислый газ и транспортируют его в легкие для утилизации. Без железа дыхательные процессы на клеточном уровне были бы просто невозможны.
  • Метаболизм. Железо в организме человека является составной частью многих ферментов и белков, которые необходимы для обменных процессов — разрушения и утилизации токсинов, холестеринового обмена, превращения калорий в энергию. Оно также помогает иммунной системе организма справляться с агрессорами.

Нет ничего удивительного в том, что недостаток железа отражается на внешности, здоровье и самочувствии.

При дефиците этого элемента кожа становится бледной и сухой, волосы — тусклыми и слабыми, а ногти — ломкими. В уголках губ возникают незаживающие язвочки, а на кистях рук и ступнях — очень болезненные трещины.

По мере снижения количества железа в организме самочувствие ухудшается — пропадает аппетит, многие замечают дискомфорт при глотании. Иногда вкусы меняются самым странным образом, например, человеку очень хочется погрызть мел или пожевать бумагу.

Люди с нехваткой железа испытывают постоянный упадок сил — они даже просыпаются уставшими. Малейшие физические нагрузки вызывают сильную одышку — так сказывается недостаток кислорода. Другие типичные симптомы дефицита железа — головокружения и даже обмороки, сонливость, раздражительность, ухудшение памяти.

Для людей, страдающих нехваткой железа, типичны постоянные простуды и кишечные инфекции. Как мы уже говорили, железо принимает непосредственное участие в работе защитной системы организма, и при его дефиците иммунитет не может вовремя отражать атаки болезнетворных бактерий.

Наверняка многим эти симптомы покажутся очень знакомыми. Ничего удивительного: по статистике ВОЗ, примерно у 60% населения планеты отмечается недостаток железа в организме, а у 30% дефицит этого элемента так велик, что речь идет уже о железодефицитной анемии — состоянии, при котором значительно понижается уровень гемоглобина.

Интересный факт
Железодефицитная анемия — самый распространенный тип анемии, на нее приходится более 90% всех случаев.


Норма содержания, или Сколько железа мы «носим»?

Как уже было сказано, в нашем организме содержится 2,5–4,5 г железа, и его запас необходимо постоянно пополнять.

Женщинам требуется больше железа, чем мужчинам — это объясняется ежемесячными кровопотерями во время менструаций, а также некоторыми особенностями гормональной системы. В среднем женщина должна ежедневно получать 15 мг железа, а во время беременности и лактации — 20 мг и даже больше.

Мужчинам необходимо 10 мг железа ежедневно.

Детям и подросткам до 18 лет необходимо получать 5–15 мг железа в сутки — потребность в этом элементе повышается с возрастом.

Важно!
Рацион питания современного человека практически не позволяет получать достаточное количество железа с пищей. В среднем мы потребляем около 10–20% от ежедневной нормы железа. Остальное можно восполнить при помощи биодобавок и витаминных комплексов.

Ничто не дает такого точного представления об уровне железа в организме, как обычный биохимический анализ крови, который можно сделать в любой лаборатории.

Нормальный уровень железа для мужчин — от 11,64 до 30,43 мкмоль/л, у женщин — от 8,95 до 30,43 мкмоль/л. У новорожденных детей норма содержания железа в крови гораздо выше — от 17,9 до 44,8 мкмоль/л. Но уже к концу первого года жизни она понижается до 7,16–17,9 мкмоль/л, а к пубертатному периоду достигает взрослых показателей.

Недостаток и переизбыток железа в организме человека: причины и последствия

Избыток железа встречается гораздо реже, чем недостаток. Такая ситуация часто складывается при очень высоком содержании железа в питьевой воде, при болезнях печени и селезенки, а также при метаболических нарушениях. Избыток железа включает такие симптомы, как непрекращающиеся расстройства пищеварения (метеоризм, диареи и запоры, тошнота и рвота, изжога), упадок сил и головокружения, появление пигментации на коже. Если не предпринимать никаких мер, возможно развитие осложнений — артритов, диабета, заболеваний печени. Некоторые специалисты также полагают, что переизбыток железа — один из факторов риска при развитии онкологических заболеваний.

Недостаток железа диагностируется гораздо чаще. И, как правило, он вызван несбалансированной диетой, бедной этим элементом. Другие типичные причины недостатка железа в организме — его активный расход (во время роста, беременности и кормления грудью), кровопотери из-за травм, операций, внутренних кровотечений или обильных менструаций, гастриты, глистные инвазии и дисбактериозы (из-за этих болезней нарушается процесс всасывания железа), нехватка витаминов С и В12, без которых железо не усваивается, нарушения в работе щитовидной железы и отравление свинцом.

Снижение иммунитета, вызванное нехваткой железа, рано или поздно приводит к тому, что инфекционные заболевания приобретают хронический характер, и это одна из главных опасностей дефицита железа. Железодефицитная анемия — значительный фактор риска при развитии сердечной недостаточности и заболеваний печени. Особенно опасна анемия для беременных — у матерей, страдавших ею во время вынашивания ребенка, часто рождаются дети с врожденной анемией.

Как поднять уровень железа?

Даже если анализ крови показал дефицит железа в организме, не стоит немедленно бежать в аптеку за минеральным комплексом и считать, что вопрос закрыт. Необходима консультация врача, так как недостаток железа в организме может говорить о наличии серьезных заболеваний, при которых всасывание железа нарушено.

Если дефицит железа в организме вызван неправильным питанием, это легко поправить.

Диета. Необходимо есть как можно больше продуктов с высоким содержанием железа. Самые ценные его источники — красное мясо, субпродукты (особенно печень), устрицы, яйца, орехи, бобовые, яблоки, гранаты, изюм, инжир. Нужно также пополнить рацион продуктами, которые содержат витамин С (облепиха, шиповник, брюссельская капуста, цитрусовые) и витамин В12 (рыба и морепродукты), они нужны для того, чтобы поступающее железо усваивалось. Употребление чая, кофе и газировки лучше ограничить, а от алкоголя следует отказаться совсем.

Витаминные комплексы. Дополнительный прием витаминов — эффективный способ профилактики дефицита железа в организме. Помимо этого элемента, в комплекс должны входить витамины А, С, Е и D, все витамины группы В, а также медь, марганец и цинк — это оптимальный состав «спасательной команды» при железодефиците.

БАДы. Существует немало биологически активных добавок для людей, страдающих нехваткой железа. Самым известным БАДом для улучшения состояния при анемии является, пожалуй, знакомый всем с детства гематоген. Это сладкая плитка, напоминающая ирис и содержащая большое количество альбумина — природного источника железа.

Если у дефицита железа в организме нет других причин, кроме неправильного питания, уже через месяц-другой при помощи диеты, БАДов и витаминов можно добиться улучшения. А чтобы ускорить процесс, рекомендуем больше двигаться — физическая активность способствует насыщению тканей кислородом и помогает справиться с усталостью и сонливостью — первыми признаками нехватки железа.


Железо в организме: зачем оно нужно и как его получить

В организме часто бывает дефицит железа. Это связано с низкой биодоступностью железа — при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые слабо растворимы и поэтому сложно доступны для поглощения организмом.

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа, когда абсорбция железа в течение длительного периода не успевает за метаболическими потребностями в железе, или происходит резкая потеря железа, связанная с кровопотерей.

Основные причины дефицита железа:

  • обильные менструальные или маточные кровопотери,
  • кровопотери при хирургических вмешательствах,
  • приtм антикоагулянтов или антиагрегантов,
  • частое донорство,
  • вегетарианство и анорексия,
  • хронические заболевания с нарушением всасывания железа (различные гастро-энтерологические патологии, хроническая сердечная, почечная недостаточность).

Группа риска — беременные женщины, недоношенные и дети в периоды интенсивного роста, женщины с обильными месячными и вегетарианцы. Очень часто дефицит железа встречается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте.

Когда запасов железа в организме недостаточно, синтез гемоглобина нарушается, и появляются симптомы дефицита железа и анемии.

Наиболее частые симптомы дефицита железа или анемии

  • усталость и недостаток энергии,
  • одышка при обычной нагрузке,
  • заметное сердцебиение (учащенное сердцебиение),
  • бледная кожа, десны и слизистая рта.

Менее распространенные симптомы

  • трудности с концентрацией внимания,
  • необычные вкусовые пристрастия (желание грызть лед, есть мел, клей или землю),
  • сильная сухость во рту, трещины в уголках рта и сглаженный язык,
  • головная боль и ухудшение памяти,
  • непереносимость холода (постоянно холодные руки и ноги),
  • снижение иммунитета,
  • легко возникающие синяки и кровоизлияния на коже,
  • сухость кожи, ломкость ногтей и выпадение волос,
  • синдром беспокойных ног.

Последствия дефицита железа

Дефицит железа — это снижение уровня железа в организме при сохранении нормальной концентрации гемоглобина, когда уровень его все еще достаточен для производства эритроцитов, но другие органы и ткани страдают от недостатка железа.

Если не восполнить запасы, то развивается более тяжелое заболевание — железодефицитная анемия. Это состояние, когда железа недостаточно для формирования гемоглобина в эритроцитах, снижается его уровень и количество переносимого кислорода, а значит возникает кислородное голодание тканей всего организма.

По статистике Всемирной организации здравоохранения, анемию имеют треть женщин детородного возраста, а также 42% детей до пяти лет.

Чем меньше железа, тем ниже концентрация гемоглобина в эритроците, тем тяжелее анемия и гипоксия. Даже легкие и умеренные формы анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие, механизмы иммунитета, способность к обучению и работоспособность.

Риски дефицита железа во время беременности

Дефицит железа опасен во время беременности — возрастает потребность самого организма матери и растет плод — железодефицитная анемия быстро усугубляется.

Риски для женщины:

  • недоразвитие плаценты,
  • самопроизвольный аборт,
  • преждевременные роды,
  • вероятность развития тяжелых послеродовых кровотечений.

Риски для ребенка:

  • внутриутробная задержка развития плода,
  • высокий риск внутриутробной смерти,
  • рождение с низкой массой тела или недоношенностью,
  • задержка нейрокогнитивного развития после рождения (отстают в развитии и способности к обучению).

Функции железа в организме человека: польза препаратов с железом

Железо — химический элемент, жизненно необходимый для организма человека. Ему отведена центральная роль в молекулах гемоглобина, присутствующих в эритроцитах. В них железо отвечает за доставку кислорода в ткани и перенос диоксида углерода в легкие. Этот элемент также участвует в:

  • метаболических процессах;
  • физико-химических процессах, приводящих к выработке энергии в организме;
  • синтезе ДНК.
Внимание! Подробнее о других свойствах железа можно прочить в «Кратком справочнике физико-химических величин» под авторством А. А. Равделя и А. М. Пономарева. Эта книга представляет интерес не только для медиков, но и для термистов и специалистов в области электроники.


К чему может привести дефицит железа в организме

Дефицит железа — распространенная проблема. Железодефицитная анемия (ЖДА) чаще всего наблюдается у младенцев до двух лет, девочек-подростков, беременных и пожилых людей. Согласно исследованиям, проведенным в США, недостаток вещества был обнаружен у 30–50% представителей этих групп риска.

Причиной дефицита железа могут стать:

  • сокращение рациона в ходе диет;
  • увеличившаяся потребность в этом микроэлементе;
  • снижение его усвоения;
  • потеря крови;
  • сочетание перечисленных факторов. 
Внимание! Во время беременности и лактации, а также в некоторых других случаях могут назначаться пищевые добавки с железом. Причина в том, что резкое увеличение потребности в этом микроэлементе не может удовлетворяться только за счет включения в рацион продуктов с его высоким содержанием.

Для выявления недостатка железа в организме производится анализ на ферритин сыворотки крови. Известно, что даже близкий к крайней границе нормы дефицит железа оказывает отрицательное действие на иммунитет человека. 

У людей с ЖДА высок риск инфекций, атрофии лимфатической ткани. Наблюдаются частые простуды.

Дефицит железа приводит к:

  • заметному снижению внимательности;
  • ухудшению способности концентрации;
  • сокращению производительности труда; 
  • уменьшению выносливости.

К счастью, прием препаратов с железом помогает восстановить нормальную умственную активность и трудоспособность.

Важность железа для женщин  


Как известно, при менструации женщина обычно теряет 40–80 мл крови. В случае более обильных месячных может развиться железодефицитная анемия. В то же время есть мнение, что ЖДА приводит к чрезмерной менструальной кровопотере или меноррагии. 

Внимание! Рекомендуется в профилактических целях принимать добавки с железом в дозе 100 мг/в сутки.

Как уже было сказано, железо важно и для беременных. Оно доставляется плоду через плаценту и пуповину. Для предотвращения его дефицита рекомендуется ежедневно принимать препараты железа в дозировке 60 мг. 

Дозировка, побочные эффекты и лекарственное взаимодействие

Наиболее востребованные добавки — фумарат и сульфат железа. Однако в последние годы специалисты все чаще рекомендуют употреблять пирофосфат и бисглицинат. У этих форм БАД отсутствуют побочные эффекты со стороны ЖКТ.

Внимание! При ЖДА обычно рекомендуется принимать 30 мг железа 2 раза в день между приемами пищи.

Что касается побочных эффектов, то к числу наиболее распространенных относятся запор, легкое раздражение ЖКТ и тошнота. Они обычно наблюдаются при приеме фумарата или сульфата железа. Пирофосфат или бисглицинат, как правило, переносятся гораздо лучше.

Некоторые исследователи указывают на увеличение риска развития сердечно-сосудистых заболеваний при повышении уровня железа в крови.
В связи с этим принимать добавки с этим микроэлементом можно лишь по назначению врача.

Статьи: Роль железа в организме и чем опасен железодефицит

Микроэлемента железа (Fe, феррум) в организме настолько мало, что его едва хватит, чтобы изготовить небольшой гвоздь весом около 5 г. Но…Роль даже такого небольшого количества железа настолько велика, что его нехватка сразу же отражается на нашем здоровье и самочувствии. Давайте же уделим отдельное внимание этому жизненно важному микроэлементу и определим его место в нашей повседневной жизни.

В главной роли – железо

Железо – один из наиболее распространенных микроэлементов на планете. Железо из воды и грунта впитывается корнями растений и по пищевой цепи попадает в организм живых организмов. При участи железа растениями осуществляется фотосинтез – процесс образования органических соединений из углекислого газа и воды при участии солнечного света. И, что важно, в процессе этой реакции происходит выделение кислорода – основы жизни на планете.

Какие главные функции железа в нашем организме?

При участии железа в организме человека происходят наиболее важны процессы: дыхательная деятельность, синтез ферментов, белков, ДНК, энергетический обмен, окислительно-восстановительные реакции и т. д.

Больше всего железа в организме человека содержится в красных клетках крови – эритроцитах, в соединении железа и белка – гемоглобине. Именно благодаря железу гемоглобин способен удерживать кислород и доставлять его от легких ко всем клеткам организма, а углекислый газ – в обратную сторону. Без железа процесс дыхания на клеточном уровне был бы просто невозможен.

Другое соединение белка и железа – миоглобин – содержится в мышцах и сердце. Главной функцией миоглобина является формирование запасов кислорода и расходование по мере необходимости организмом.

Кроме этого, железо в организме принимает участие в образовании многих ферментов и белков, превращении калорий в энергию, обмене холестерина, разрушении и утилизации токсинов, стимулирует рост и физическое развитие детей, укрепляет иммунитет, поддерживает работу щитовидной железы и печени, поддерживает красоту волос, кожи и ногтей.

 

Сколько надо железа, чтобы быть здоровыми?

На потребность организма в этом микроэлементе влияют пол, возраст и физиологическое состояние. Женщинам требуется больше железа, чем мужчинам. Это связано с ежемесячной потерей крови во время менструации и особенностями гормональной системы. Каждый день женщина должна получать не менее 15 мг железа с едой, а во время беременности и лактации – 20 мг и более. Суточная потребность в железе для мужчин составляет 10 мг, для детей и подростков до 18 лет – 5-15 мг: чем старше ребенок, тем выше потребность.

Почему возникает дефицит железа в организме?

Нехватка железа может возникнуть по разным причинам. Его основной источник – продукты питания, поэтому чаще всего дефицит железа возникает из-за несбалансированного питания, недостаточного поступления с пищей этого микроэлемента и витаминов А, С, В9 и В12, которые способствуют его усвоению.

Очень часто железодефицитное состояние возникает при отказе от продуктов животного происхождения, ведь они являются источником легкоусвояемого гемового железа. Известно, что из мясных продуктов железо усваивается до 35%, а из растительной пищи только на 1-5%.

Другой основной причиной недостатка железа в организме является его активный расход в периоды роста, во время беременности и лактации.

Дефицит железа может наблюдаться при потере крови вследствие операции, ранении, родах, обильных менструациях. При различных заболеваниях желудка и кишечника, глистных инвазиях чаще всего нарушено всасывание этого микроэлемента, что также приводит к его недостатку в организме.

Нехватка железа в организме может возникать при чрезмерных физических нагрузках из-за сбоев транспортировки железа.

Какие признаки указывают на нехватку железа в организме?

При железодефиците человек постоянно испытывает слабость и быструю утомляемость, усталость беспокоит даже утром после пробуждения. Могут беспокоить ухудшение памяти, рассеянность, раздражительность, сонливость, головные боли, мелькание «мушек» перед глазами, головокружения и даже обмороки.

При недостатке этого микроэлемента кожа становится сухой и бледной, ногти – ломкие, волосы – сухие и тусклые. В уголках рта зачастую появляется шелушение и трещинки.

Если есть длительная нехватка железа в организме, типичны постоянные простудные заболевания и кишечные инфекции, так как железо принимает активное участие в формировании иммунной защиты человека.

Даже незначительные физические нагрузки вызывают учащение сердцебиения и одышку – сказывается нехватка кислорода в организме.

По мере усугубления выраженности железодефицита может нарушаться аппетит, искажаться вкусовые ощущения, возникать дискомфорт при глотании.

Самым надежным и достоверным методом определения нехватки железа в организме является анализ крови и определение уровня железа в сыворотке крови. Обращайтесь к доктору хотя бы 1 раз в год и проходите эти исследования, чтобы не допустить развитие железодефицита и не бороться потом с его последствиями.

Как же не допустить дефицит железа в организме и как с ним бороться?

Основным источником железа являются продукты питания, поэтому, в первую очередь, откорректируйте ваш рацион. Обратите внимание на продукты с большим содержанием железа и веществ, которые помогают ему лучше усваиваться.

Лидируют в списке железосодержащих продуктов красное мясо и субпродукты, особенно печень, яйца, устрицы, тунец, гречка, свекла, сельдерей, томатный сок, бобовые, печеный картофель в мундире, орехи, гранаты, яблоки, персики, абрикосы, инжир, чернослив, изюм, орехи, горький шоколад.

Также пополните свой рацион продуктами, содержащими витамин С – шиповник, цитрусовые, грецкие орехи, смородина, красный перец, облепиха, петрушка, укроп, брокколи, брюссельская и цветная капуста.

Для насыщения организма витаминами А и В12, которые помогут железу усвоиться, употребляйте больше рыбы, морепродуктов, субпродуктов, молочных продуктов, фруктов и овощей желтых, красных и оранжевых оттенков.

Употребление крепкого чая, кофе следует ограничить, а от алкоголя – и вовсе отказаться, ведь они препятствуют усвоению железа организмом.

Больше двигайтесь. Умеренная физическая нагрузка усиливает кровоснабжение всех органов, организм лучше насыщается кислородом и так легче избавиться от усталости и сонливости.

Если у железодефицита нет других, более серьезных проблем, то уже через месяц-другой сбалансированного питания и умеренной физической активности можно добиться улучшения. Если же, по-прежнему, состояние не улучшается, следует обратиться к вашему доктору для детального обследования и решения проблемы.

Дополнительный прием железосодержащих биодобавок – надежный способ профилактики и коррекции железодефицитных состояний. Но очень важно выбирать правильный продукт, который содержит железо в биологически доступной легкоусвояемой форме и те компоненты, которые способствуют наилучшему усвоению этого микроэлемента. Именно такими свойствами обладает новый натуральный витаминный комплекс от Amrita – «Феррум Баланс».

Учитывая пользу и незаменимость для нашего организма, железо по праву претендует на титул жизненно важного микроэлемента. Благодаря ему мы способны дышать, жить, хорошо выглядеть и ежедневно справляться с тысячей задач. Поэтому каждый день формируйте свой рацион и образ жизни с пользой для своего организма, не забывайте хотя бы раз в год посещать доктора для контроля уровня железа в крови. Будьте здоровы и активны!

Функции железа в организме человека – за что отвечает и где содержится

Мало, кто знает, что железо – это один из незаменимых микроэлементов в нашем организме. Именно оно отвечает за уровень гемоглобина в крови. А, что такое гемоглобин и почему он нам необходим узнаем сегодня.

О гемоглобине

Это сложный белок, который связывается с кислородом и транспортирует его ко всем клеткам, тканям и органам. Поэтому недостаток железа может отрицательно сказаться на здоровье человека.

Что говорит о дефиците железа в крови

Первым делом выступит усталость, быстрая утомляемость. После значительно отреагирует кожа, волосы и ноги. Всё буквально будет сыпаться и ломаться от любого прикосновения. В период похудения недостаток железа преподнесёт вам значительный плюс на весах. Почему? Этот микроэлемент имеет непосредственное влияния на работу щитовидной железы, которая отвечает за обмен веществ. Таким образом, в дефиците железа метаболизм значительно замедлится и не захочет отдавать «запасы».

Причины потери железа

  • Несбалансированное питание или жёсткая диета. Большинство из нас пересело на фаст-фуд, котором не богат микроэлементами.

  • Не сочетаемость продуктов. Мы часто запиваем пищу чаем или кофе, тем самым препятствуем усвоению элемента. Также одновременной употребления железа и кальция нейтрализуют друг друга.

  • Активный рост организма. Это характерно для детей, у которых и все ткани и органы нуждаются в достаточном количестве железа.

  • Беременность. В этот период организм женщины вдвойне нуждается в минералах, витаминах.

  • Физические нагрузки. Большое количество железа выходит вместе с потом.

  • Частые кровопотери. Например, травмы, заболевания, менструация или донорство приводят к дефициту железа.

Итак, расставим акценты. Железо необходимо для:

  • доставки кислорода в организм;
  • функционирования таких процессов как кроветворения, копирование ДНК, жизнедеятельности клеток, метаболизма;
  • поддержания иммунитета;
  • образования коллагена;
  • роста тела;
  • формирования нервных волокон.

Сколько нам нужно железа?

Норма употребления железа у человека выявляется в зависимости от пола и возраста.

  • женщине необходимо 18-20 мг в сутки;
  • взрослому мужчине – 8 мг;
  • детям до 13 лет – 7-10 мг;
  • подросткам – 10 мг для мальчиков и 15 мг для девочек;
  • беременным – не менее 30 мг в день.
  • пожилым — 0.9 мг в день.
Где взять железо?

Железо содержится в пище как животного происхождения, так и в растительных продуктах.

  • Мясо: говядина, баранина, нежирная свинина, мясо индейки и курицы, любая печень. Причем, чем темнее мясо, тем больше в нем железа;

  • Морепродукты: моллюски, устрицы, мидии, сардины, креветки, тунец, красная и черная икра;

  • Яйца;

  • Каши: гречневая, овсяная, ячневая крупа;

  • Овощи: шпинат, цветная капуста, брокколи, свекла, кукуруза, спаржа, фасоль, бобы, чечевица, горох;

  • Фрукты, ягоды: гранат, слива, хурма, яблоки, кизил;

  • Сухофрукты;

  • Все виды орехов.

Неприятные последствия

Игнорирования такого важно микроэлемента в скором времени может привести к развитию острых и хронических кровотечений, заболеваниям желудочно-кишечного тракта — язва, а далее к целому букету онкологических болезней.

Автор: Анастасия Светлакова

функции, содержание и признаки недостатка

Железо (Fe, феррум) является верным союзником человека на протяжении всей истории Homo sapiens. Нас ежедневно окружают сотни предметов, имеющих железо в своем составе. Более того, этот металл присутствует в нашем организме. «Внутри» человека содержится всего несколько грамм, но приносимая ими польза поистине огромна.

В главных ролях… железо, или Функции микроэлемента в организме

Железо — один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Оно содержится в горных породах и почве, а также в грунтовых, пресных и соленых водах. Присутствующее в воде и грунте железо впитывается корнями растений, и далее по пищевой цепи — попадает в организмы животных. При содействии железа осуществляется фотосинтез и формирование тканей растений. Именно поэтому агрономы нередко лечат ослабленных представителей флоры внесением «железной подкормки». С участием этого минерала происходят важнейшие процессы жизнедеятельности животных и человека: дыхательная деятельность, энергетический обмен, синтез ДНК, ферментов и белков, окислительно-восстановительные реакции в тканях и кровеносной системе[1].

Железо составляет около 6% от массы коры и мантии Земли[2]. Более того, по предположению ученых, ядро нашей планеты главным образом состоит как раз из Fe и его сплавов[3]. А судя по метеоритам, содержащим от 20 до 90% железа[4], этот элемент широко распространен во всей нашей Галактике.

Львиная доля содержащегося в организме железа находится в гемоглобине[5] — сложном белковом соединении, входящем в состав эритроцитов. Именно железо придает белку способность удерживать и переносить кислород от легких к клеткам и углекислый газ — по венам в обратную сторону[6].

Существуют и другие гемопротеины. В частности — содержащийся в сердечных и скелетных мышцах миоглобин (другие названия: миогемоглобин, мышечный гемоглобин). Ключевой функцией миоглобина является формирование запасов поступающего в мышцы кислорода и расходование по мере необходимости[7]. Высокая активность миоглобина имеет плюсы и минусы. Польза заключается в способности прочно связывать токсичные вещества (синильную кислоту, например) и тем самым купировать легкие формы отравлений[8]. Вторая сторона медали — при высвобождении вследствие тяжелых травм (в норме этого не происходит) миоглобин сам становится токсичным. Вызывает риск развития смертельно опасных патологий: травматического токсикоза, тканевой гипоксии, закупорки канальцев почек, ведущей к некрозу[9].

Еще две группы гемопротеинов — цитохромы, железосерные ферменты — участвуют в энергетическом обмене, активно транспортируя электроны в реакциях биологического окисления с высвобождением энергии, необходимой нам для поддержания жизнедеятельности[10]. Способность быть донором электронов за счет перемены валентности также делает железо незаменимым участником окислительно-восстановительных процессов.

Железо присутствует в ферменте рибонуклеотидредуктаза, который регулирует синтез цепей ДНК[11].

Кроме того, микроэлемент регулирует обмен веществ, стимулирует рост и физическое развитие детей и подростков, укрепляет иммунитет, поддерживает работу щитовидной железы и печени, отвечает за здоровый вид кожи, волос и ногтей.

Нормы содержания железа в организме человека

В организме мужчины содержится порядка 4–5 г железа, женщины — около 3 г[12]. У детей количество железа возрастает по мере взросления в связи с увеличением массы тела и количества циркулирующей крови.

Новорожденные малыши появляются на свет с «багажом» в 300–400 мг железа[13]. В связи с усиленным ростом и развитием этого количества младенцу едва хватит на первые 4–6 месяцев жизни[14]. Так как физиология требует не только сохранить, но и приумножить железное богатство, источником для непрерывного пополнения запасов являются материнское молоко или смеси для искусственного вскармливания.

Порядка 60% железа входит в состав гемоглобина, еще 5% — миоглобина и гемовых ферментов. Остальное — идет в резерв и откладывается в виде ферритина в печени, селезенке, костном мозге и мышечной ткани[15]. Ферритин и его разновидность — трансферрин являются сложными железопротеиновыми молекулами, содержащими до 4000 атомов железа, которыми они охотно снабжают клетки по первому же запросу[16].

Определить, достаточно ли железа в организме, помогает анализ крови. При этом нужно учитывать, что содержание гемоглобина в плазме крови наиболее высоко утром и снижается ко второй половине дня[17]. Концентрация биоэлемента в плазме зависит также от пола и возраста.

Таблица. Нормы содержания железа в сыворотке крови по возрастам[18]

Возраст

Норма железа, мкмоль/л

Норма железа, мг/л

1 месяц

17,9–44,81

1–2,5

1–12 месяцев

7,2–17,91

0,45–1

1–14 лет

9,0–21,5

0,5–1,5

Женщины от 14 лет

9,0–30,4 

0,5–1,65

Мужчины от 14 лет

11,6–31,3 

0,65–1,75

Пол, возраст, а также наличие беременности влияют и на среднесуточную потребность в железе. В день грудничкам требуется порядка 200 мкг металла, детям от года до 16 лет — примерно 20–22мкг на каждый кг веса, мужчинам — от 800 мкг, женщинам – почти вдвое больше — 1,4–1,5 г, а дамам в положении и кормящим мамам — до 5–6 мг[19].

Физиологическая потребность в железе возникает из-за ежедневного вывода из организма верхнего слоя слизистой желудка (он разрушается под агрессивным действием соляной кислоты и ферментов), обновления кожного покрова, роста волос и ногтей. Эти потери составляют около 1 мг в сутки[20]. Еще до 100 мкг выводится с мочой[21]. Повышенные потребности в ферруме у детей объясняются ростом и делением клеток, у беременных — формированием и развитием плода, а также увеличением циркулирующей крови.

Признаки нехватки микроэлемента

Утраченное железо главным образом восполняется из пищи. В случае железодефицитной анемии (ЖДА) могут быть также назначены лекарственные средства, в тяжелых случаях — вливания цельной донорской крови (вместе с эритроцитами).

Анемия — это третья, заключительная стадия нехватки железа. Ей предшествуют еще 2 периода:

  • прелатентный: когда исчерпывается «стабилизационный фонд» биоэлемента, т.е. расходуется все атомы Fe из ферритина;
  • латентный (когда происходит снижение активности тканевых ферментов)[22].

По данным ВОЗ, железодефицит развивается в анемию более чем у 30% населения мира. В развивающихся странах нехватку железа испытывает каждая вторая беременная женщина и около 40% малышей до 6 лет[23].

Пациенты с ЖДА жалуются на слабость, головную боль, нередко теряют сознание. К признакам недостатка железа в организме относятся:

  • шелушение, сухость и дряблость кожи;
  • выпадение, истончение и ломкость волос, несвоевременная потеря пигментации;
  • слоение, ломкость, искривление ногтей[24].

Нехватка железа выявляются лабораторными методами: при ОАК — общем анализе крови — из пальца или биохимическом — из вены. ОАК является косвенным методом, т. к. здесь исследуется уровень гемоглобина и эритроцитов, в состав которых входит железо. На дефицит микроэлемента укажет сниженная концентрация железосодержащих кровяных клеток.

Биохимические анализы на железо более точны и информативны. Существуют специальные тесты, определяющие концентрацию железа сыворотки, ферритина и трансферрина, а также латентную (ненасыщенная) и общую железосвязывающую способность сыворотки крови.

Причины недостатка железа в организме

Дефицит железа может возникнуть по разным причинам. В первую очередь, из-за несбалансированного питания, приводящего к недостаточному поступлению железа, витаминов A, С и группы B, способствующих его усвоению. Не исключено ошибочное сочетание железосодержащей пищи с микроэлементами-ингибиторами, которые мешают Fe усваиваться (цинк, магний, хром, кальций)[25].

Железодефицит — не редкость при отказе от животной пищи, являющейся источником легкоусвояемого гемового железа. Ведь из мяса и субпродуктов усваивается от 15 до 35% содержащегося в них железа, из растительной пищи в среднем 1–5% (и только из зелени — до 20%)[26].

Недостаток железа может возникнуть от потерь крови (при ранениях, операциях, донорстве, родах и менструациях — обильных и продолжительных). К низкому уровню железа в крови приводят сбои в работе ЖКТ, мешающие усвоению поступающего с пищей биоэлемента. Причина может крыться в болезнях желудка или кишечника, поражении паразитарными организмами.

«Железное голодание» клетки могу испытывать из-за сбоев в транспортировке железа (дефицита трансферрина), при усиленных физических нагрузках.

Железо не относится к благородным металлам, но, учитывая его пользу и незаменимость для организма, имеет полное право на этот титул. Оно передает нам свою силу, делая выносливыми и работоспособными. Без него невозможно кроветворение и образование сотен ферментов. Благодаря ему наша кожа сияет здоровьем, волосы блестят, ногти растут крепкими. И главное — благодаря ему каждая клеточка организма способна дышать, функционировать и развиваться.


Дефицит железа

Специалисты много говорят о нехватке железа в организме и ее последствиях, неустанно напоминая о важности время от времени сдавать анализы для проверки запасов железа. В последнее время также большое значение уделяется солнечному гормону или витамину D в поддержании здоровья.

Анемия сама по себе не является основным диагнозом. Это предвестник какого-то другого процесса в организме, который вызывает, среди прочего, анемию, и поэтому он не должен оставаться без обследования и лечения. Анемия — это изменение в составе крови, которое приводит к уменьшению количества красных телец или содержащегося в них гемоглобина. Когда они уменьшаются, крови не хватает «транспортных единиц», ответственных за доставку достаточного количества кислорода везде, где это необходимо. А именно, функция красных телец или эритроцитов заключается в доставке кислорода из легких в ткани по всему телу и углекислого газа в обратном направлении — из тканей в легкие для выдоха. В эритроцитах, которым отводится эта важная роль, кислород транспортируется гемоглобином, железосодержащим белком, который также придает клетке характерный красный цвет.

 

ВАЖНО ЗНАТЬ:

Чаще всего анемия носит хронический характер. Это означает, что потеря эритроцитов или гемоглобина является умеренной и может быть частично компенсирована организмом, поэтому последствия не являются существенными. Таким образом, дефицит железа вначале часто упускается из виду.

 

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ АНЕМИЮ?

• Нужно сделать анализ крови — образец крови, взятый из вены в лаборатории, который называется общий анализ крови. Он предоставляет информацию о количестве различных клеток крови и гемоглобина, а также о других показателях, которые могут помочь врачу определить направление, в котором следует искать причину анемии.

• Существуют также так называемые методы экспресс-диагностики, при которых небольшое количество гемоглобина можно измерить менее чем за одну минуту, нанеся небольшое количество крови из пальца на тест-полоску с помощью специального устройства, которое сейчас доступно в большинстве практик семейных врачей. На практике семейных врачей наиболее распространена железодефицитная анемия. Она возникает, когда организму не хватает основного источника гемоглобина — железа. Железодефицитная анемия возникает либо из-за недостаточного потребления железа, либо при возникновении осложнений.

ПРИЗНАКИ НЕДОСТАТКА ЖЕЛЕЗА. ЕСЛИ ВЫ ЗАМЕТИЛИ КАКОЙ-ЛИБО ИЗ НИХ, НУЖНО ОБЯЗАТЕЛЬНО ОБРАТИТЬСЯ К ВРАЧУ, ЧТОБЫ ВОВРЕМЯ ВЫЯСНИТЬ ПРИЧИНУ

• длительная усталость;

• сонливость;

• бледность;

• слабость;

• головокружение;

• подавленное настроение;

• ломкость ногтей и волос;

• у женщин нередки расстройства  менструальные цикла.

 

СЛЕДУЕТ СОБЛЮДАТЬ!

К сожалению, женщины чаще страдают от железодефицитной анемии, потому что она может быть вызвана ежемесячной менструацией, во время которой происходит усиленная кровопотеря, что приводит к истощению запасов железа в организме. Женщины должны обсудить эти вопросы со своим гинекологом или семейным врачом! Если натуральных источников железа — мяса, особенно говядины или телятины, печени, яичного желтка, абрикосов, гранатов и гранатового сока, бобовых, шпината - недостаточно, врач обычно рекомендует препараты железа. Существующая анемия обычно не компенсируется диетой и требует лечения. Лечение анемии требует терпения и времени, так как в среднем это занимает 4-6 месяцев. Обычно лечение начинают с так называемых пероральных средств (таблетки, капсулы, сиропы). Внутривенное введение железа эффективно и требует от 10 до 20 инъекций. Длительное, хотя и умеренное, голодание наносит серьезный ущерб клеткам организма, и они не в состоянии правильно выполнять свои функции.

 

АНЕМИЯ ОБЫЧНО ВОЗНИКАЕТ, ЕСЛИ:

• повышенное разрушение эритроцитов;

• недостаточное производство эритроцитов;

• происходит потеря крови.

 

 

Семейный врач Дарта Микелсоне, Capital Clinic Riga и эндокринолог Гита Эрта

Обзор железа и его значения для здоровья человека

J Res Med Sci. 2014 фев; 19 (2): 164–174.

Назанин Аббаспур

Департамент наук о системах окружающей среды, Институт наземных экосистем, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ричард Харрелл

1 Департамент здравоохранения и технологий, Лаборатория питания человека, Институт пищевых продуктов , Питание и здоровье, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ройя Келишади

2 Исследовательский центр детского роста и развития, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Департамент науки о системах окружающей среды, Институт наземных исследований Экосистема, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

1 Департамент медицинских наук и технологий, Лаборатория питания человека, Институт продовольствия, питания и здравоохранения, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

2 Исследования роста и развития детей Ce nter, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Адрес для корреспонденции: Prof. Роя Келишади, Исследовательский центр детского роста и развития Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран. Эл. Почта: [email protected]

Поступила в редакцию 8 июня 2013 г .; Пересмотрено 3 ноября 2013 г .; Принято 27 ноября 2013 г.

Авторские права: © Journal of Research in Medical Sciences

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение в на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что недостаток или чрезмерное воздействие различных элементов оказывает заметное влияние на здоровье человека. Действие элемента определяется несколькими характеристиками, включая абсорбцию, метаболизм и степень взаимодействия с физиологическими процессами. Железо является важным элементом почти для всех живых организмов, поскольку оно участвует в широком спектре метаболических процессов, включая транспорт кислорода, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и транспорт электронов. Однако, поскольку железо может образовывать свободные радикалы, его концентрацию в тканях организма необходимо строго регулировать, поскольку в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. Нарушения метаболизма железа являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека и охватывают широкий спектр заболеваний с различными клиническими проявлениями, от анемии до перегрузки железом и, возможно, до нейродегенеративных заболеваний. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в исследованиях метаболизма и биодоступности железа, а также наше текущее понимание потребности человека в железе, а также последствий и причин дефицита железа.Наконец, мы обсуждаем стратегии профилактики дефицита железа.

Ключевые слова: Анемия, потребность человека в железе, биодоступность железа, дефицит железа, метаболизм железа

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человек осознавал особую роль железа в здоровье и болезнях [1]. Железо вначале использовалось в медицине египтянами, индуистами, греками и римлянами. [2, 3] В 17 веках железо использовалось для лечения хлороза (зеленой болезни), состояния, часто возникающего из-за дефицита железа.[4] Однако только в 1932 году важность железа была окончательно установлена ​​убедительным доказательством того, что неорганическое железо необходимо для синтеза гемоглобина. [5] В течение многих лет пищевой интерес к железу был сосредоточен на его роли в образовании гемоглобина и транспорте кислорода. [6] В настоящее время, хотя низкое потребление железа и / или его биодоступность являются причиной большинства анемий в промышленно развитых странах, на них приходится только около половины анемии в развивающихся странах [7], где инфекционные и воспалительные заболевания (особенно малярия), кровопотеря от паразитарных инфекций. , и дефицит других питательных веществ (витамина А, рибофлавина, фолиевой кислоты и витамина B12) также являются важными причинами.[8]

Биохимия и физиология

В отличие от цинка, железо является распространенным элементом на Земле [2,9] и является биологически важным компонентом каждого живого организма. [10,11] Однако, несмотря на его геологическое изобилие, железо часто является фактором, ограничивающим рост в окружающей среде. [9] Этот кажущийся парадокс связан с тем, что при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые очень нерастворимы и, следовательно, не доступны для поглощения организмами [2]. В ответ возникли различные клеточные механизмы захвата железа из окружающей среды в биологически полезных формах.Примерами являются сидерофоры, секретируемые микробами для захвата железа в высокоспецифический комплекс [12], или механизмы восстановления железа из нерастворимого трехвалентного железа (Fe +3 ) до растворимой двухвалентной формы (Fe +2 ), как в дрожжах. [13] Многие механизмы, обнаруженные у низших организмов, имеют аналогичные аналоги у высших организмов, включая человека. В организме человека железо в основном существует в сложных формах, связанных с белком (гемопротеином), в виде гемовых соединений (гемоглобин или миоглобин), гемовых ферментов или негемовых соединений (ферменты флавин-железо, переносчики и ферритин). [3] Организму требуется железо для синтеза белков, переносящих кислород, в частности гемоглобина и миоглобина, а также для образования гемовых ферментов и других железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах. [14,3] Почти две трети железа в организме содержится в гемоглобине, присутствующем в циркулирующих эритроцитах, 25% содержится в легко мобилизуемых запасах железа, а оставшиеся 15% связаны с миоглобином в мышечной ткани и с различными ферментами, участвующими в окислительном процессе. метаболизм и многие другие функции клеток.[15]

Железо перерабатывается и, таким образом, сохраняется в организме. показана схематическая диаграмма цикла железа в организме. Железо доставляется в ткани с помощью циркулирующего трансферрина, переносчика, который захватывает железо, высвобождаемое в плазму, в основном из кишечных энтероцитов или ретикулоэндотелиальных макрофагов. Связывание нагруженного железом трансферрина с рецептором трансферрина на клеточной поверхности (TfR) 1 приводит к эндоцитозу и поглощению металлического груза. Интернализованное железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема или кластеров железо-сера, которые являются неотъемлемой частью нескольких металлопротеинов, а избыток железа накапливается и детоксифицируется в цитозольном ферритине.

Железо связывается и транспортируется в организме через трансферрин и хранится в молекулах ферритина. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме кровопотери, то есть беременности, менструации или другого кровотечения обычно низкий, но может колебаться от 5% до 35% в зависимости от обстоятельств и типа железа. [3]

Поглощение железа происходит энтероцитами переносчиком двухвалентного металла 1, членом группы переносчиков растворенных веществ мембранных транспортных белков.Это происходит преимущественно в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки [16]. Затем он переносится через слизистую двенадцатиперстной кишки в кровь, где транспортируется трансферрином к клеткам или костному мозгу для эритропоэза [производства красных кровяных телец (эритроцитов)]. [14,17,18] Существует механизм обратной связи, который усиливается. всасывание железа у людей с дефицитом железа. Напротив, люди с перегрузкой железом снижают абсорбцию железа через гепсидин. В настоящее время общепринято, что абсорбция железа контролируется ферропортином, который позволяет или не позволяет железу из клетки слизистой оболочки попадать в плазму.

Физическое состояние железа, поступающего в двенадцатиперстную кишку, сильно влияет на его всасывание. При физиологическом pH двухвалентное железо (Fe +2 ) быстро окисляется до нерастворимой трехвалентной формы (Fe +3 ). Желудочная кислота понижает pH в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки, уменьшая Fe +3 в просвете кишечника за счет редуктазы железа, тем самым обеспечивая последующий транспорт Fe +2 через апикальную мембрану энтероцитов. Это увеличивает растворимость и поглощение трехвалентного железа.Когда продукция желудочного сока нарушена (например, ингибиторами кислотного насоса, такими как лекарство, прилосек), абсорбция железа существенно снижается.

Диетический гем также может транспортироваться через апикальную мембрану по еще неизвестному механизму и впоследствии метаболизироваться в энтероцитах гемоксигеназой 1 (HO-1) с высвобождением (Fe +2 ) [19]. Этот процесс более эффективен, чем абсорбция неорганического железа, и не зависит от рН двенадцатиперстной кишки. Таким образом, на него не влияют такие ингибиторы, как фитат и полифенолы.Следовательно, красное мясо с высоким содержанием гемоглобина является отличным источником железа. Непосредственно интернализованный Fe +2 обрабатывается энтероцитами и в конечном итоге (или нет) экспортируется через базолатеральную мембрану в кровоток через транспортер ферропортин Fe +2 . Ферропортин-опосредованный отток Fe +2 связан с его повторным окислением с Fe +2 , катализируемым мембраносвязанным ферроксидазным гефестином, который физически взаимодействует с ферропортином [20] и, возможно, также его гомологом в плазме церулоплазмином. Экспортируемое железо улавливается трансферрином, который поддерживает Fe +3 в окислительно-восстановительном инертном состоянии и доставляет его в ткани. Общее содержание железа в трансферрине (≈3 мг) соответствует менее 0,1% железа в организме, но оно очень динамично и подвергается более чем 10-кратному ежедневному обороту для поддержания эритропоэза. Пул трансферрина с железом пополняется в основном за счет железа, рециркулируемого из неэффективных эритроцитов, и, в меньшей степени, за счет вновь абсорбированного пищевого железа. Стареющие эритроциты очищаются ретикулоэндотелиальными макрофагами, которые метаболизируют гемоглобин и гем и высвобождают железо в кровоток.По аналогии с кишечными энтероцитами, макрофаги экспортируют Fe +2 из своей плазматической мембраны через ферропортин в процессе, сопряженном с повторным окислением Fe +2 до Fe +3 церулоплазмином с последующей загрузкой Fe +3. на трансферрин. [21]

Theil et al . , [21] недавно сообщили, что существует также независимый механизм абсорбции растительных ферритинов, в основном присутствующих в бобовых. Однако актуальность переносчика ферритина неясна, поскольку большая часть ферритина, по-видимому, разлагается во время обработки и переваривания пищи, тем самым высвобождая неорганическое железо из оболочки ферритина для поглощения по нормальному механизму.[22] Поскольку одна молекула ферритина содержит 1000 или более атомов железа и на нее также не должны влиять ингибиторы абсорбции железа, такой механизм может стать важным источником железа в развивающихся странах, где обычно потребляются бобовые.

Регулирование гомеостаза железа

Поскольку железо требуется для ряда разнообразных клеточных функций, для поддержания гомеостаза железа требуется постоянный баланс между поглощением, транспортом, хранением и использованием железа. [11] Поскольку в организме отсутствует определенный механизм активного выведения железа, баланс железа в основном регулируется в точке абсорбции. [23,24]

Гепсидин — это циркулирующий пептидный гормон, секретируемый печенью, который играет центральную роль в регуляции гомеостаза железа. Это главный регулятор системного гомеостаза железа, координирующий использование и хранение железа с приобретением железа. [25] Этот гормон в основном вырабатывается гепатоцитами и является негативным регулятором поступления железа в плазму []. Гепцидин действует путем связывания с ферропортином, переносчиком железа, присутствующим на клетках двенадцатиперстной кишки, макрофагах и клетках плаценты.Связывание гепсидина вызывает интернализацию и деградацию ферропортина. [26] Потеря ферропортина с поверхности клетки предотвращает попадание железа в плазму []. Снижение поступления железа в плазму приводит к низкому насыщению трансферрина и меньшему количеству железа доставляется в развивающийся эритробласт. Напротив, снижение экспрессии гепсидина приводит к увеличению ферропортина на клеточной поверхности и увеличению абсорбции железа [27] []. У всех видов концентрация железа в биологических жидкостях строго регулируется, чтобы обеспечить необходимое железо и избежать токсичности, поскольку избыток железа может привести к образованию активных форм кислорода.[28] Гомеостаз железа у млекопитающих регулируется на уровне кишечной абсорбции, поскольку для железа не существует экскреторного пути.

Гепсидин-опосредованная регуляция гомеостаза железа. (а) Повышенная экспрессия гепсидина печенью является результатом воспалительных стимулов. Высокий уровень гепсидина в кровотоке приводит к интернализации и деградации ферропортина, экспортера железа. Потеря ферропортина на клеточной поверхности приводит к загрузке железа макрофагами, низким уровням железа в плазме и снижению эритропоэза из-за снижения количества железа, связанного с трансферрином.Снижение эритропоэза приводит к анемии хронического заболевания. (b) Нормальные уровни гепсидина в ответ на потребность в железе регулируют уровень импорта железа в плазму, нормальное насыщение трансферрина и нормальные уровни эритропоэза. (c) Гемохроматоз или перегрузка железом возникает из-за недостаточного уровня гепсидина, вызывая повышенный импорт железа в плазму, высокое насыщение трансферрина и избыточное отложение железа в печени. Источник: Де Доменико, и др. . [27]

Уровни гепсидина в плазме регулируются различными стимулами, включая цитокины, железо в плазме, анемию и гипоксию.Нарушение регуляции экспрессии гепсидина приводит к нарушениям железа. Избыточная экспрессия гепсидина приводит к анемии хронического заболевания, в то время как низкая продукция гепсидина приводит к наследственному гемохроматозу (HFE) с последующим накоплением железа в жизненно важных органах []. Большинство наследственных заболеваний, связанных с железом, возникает в результате недостаточного производства гепсидина по сравнению со степенью накопления железа в тканях. Было показано, что нарушение экспрессии гепсидина является результатом мутаций в любом из 4 различных генов: TfR2, HFE, гемохроматоз типа 2 (HFE2) и антимикробный пептид гепсидина (HAMP). Мутации в HAMP, гене, кодирующем гепсидин, приводят к болезни, связанной с перегрузкой железом, поскольку отсутствие гепсидина обеспечивает постоянное высокое всасывание железа. Роль других генов (TFR2, HFE и HFE2) в регуляции продукции гепсидина не ясна [27].

Хранение

Концентрация ферритина вместе с концентрацией гемосидерина отражает запасы железа в организме. Они хранят железо в нерастворимой форме и присутствуют в основном в печени, селезенке и костном мозге. [2] Большая часть железа связана с широко распространенным и высококонсервативным железосвязывающим белком ферритином.[18] Гемосидерин представляет собой комплекс хранения железа, который с меньшей готовностью выделяет железо для нужд организма. В условиях устойчивого состояния сывороточные концентрации ферритина хорошо коррелируют с общими запасами железа в организме. [29] Таким образом, сывороточный ферритин является наиболее удобным лабораторным тестом для оценки запасов железа.

Экскреция

Помимо потерь железа из-за менструации, другого кровотечения или беременности, железо очень консервативно и нелегко выводится из организма. [30] Существует некоторая обязательная потеря железа из организма в результате физиологического отшелушивания клеток с эпителиальных поверхностей [30], включая кожу, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты.[3] Однако, по оценкам, эти потери очень ограничены (≈1 мг / день). [31] Потери железа из-за кровотечения могут быть значительными, а чрезмерная менструальная кровопотеря является наиболее частой причиной дефицита железа у женщин.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Пищевое железо встречается в двух формах: гемовая и негемовая. [23] Основными источниками гемового железа являются гемоглобин и миоглобин из мяса, птицы и рыбы, тогда как негемовое железо получают из злаков, бобовых, бобовых, фруктов и овощей.[32] Гемовое железо обладает высокой биодоступностью (15–35%), и диетические факторы мало влияют на его абсорбцию, тогда как абсорбция негемового железа намного ниже (2–20%) и сильно зависит от присутствия других пищевых компонентов. [23] Напротив, количество негемового железа в рационе во много раз превышает количество гемового железа в большинстве приемов пищи. Таким образом, несмотря на более низкую биодоступность, негемовое железо обычно вносит больший вклад в питание железом, чем гемовое железо. [33] Основными ингибиторами абсорбции железа являются фитиновая кислота, полифенолы, кальций и пептиды из частично переваренных белков.[23] Усилители — это аскорбиновая кислота и мышечная ткань, которые могут восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа и связывать его в растворимые комплексы, доступные для абсорбции. [23]

Факторы, повышающие абсорбцию железа

На абсорбцию железа влияет ряд диетических факторов. Аскорбат и цитрат частично увеличивают усвоение железа, действуя как слабые хелаторы, помогая растворить металл в двенадцатиперстной кишке []. [34] Железо легко переносится из этих соединений в клетки слизистой оболочки. Исследователи продемонстрировали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной аскорбиновой кислоты на абсорбцию железа.[34] Усиливающий эффект в значительной степени связан с его способностью восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа, но также из-за его способности хелатировать железо. [35] Аскорбиновая кислота преодолеет отрицательное влияние на абсорбцию железа всех ингибиторов, включая фитат, [36] полифенолы, [37], кальций и белки, содержащиеся в молочных продуктах [38], и увеличит абсорбцию как нативного, так и обогащенного железа. Во фруктах и ​​овощах усиливающий эффект аскорбиновой кислоты часто нивелируется ингибирующим действием полифенолов.[39] Аскорбиновая кислота является единственным усилителем всасывания в вегетарианских диетах, а всасывание железа из вегетарианских и веганских блюд можно оптимизировать путем включения овощей, содержащих аскорбиновую кислоту. [40] Варка, промышленная переработка и хранение разлагают аскорбиновую кислоту и устраняют ее усиливающий эффект на усвоение железа. [41]

Таблица 1

Факторы, которые могут влиять на всасывание железа

Было показано усиливающее действие мяса, рыбы или птицы на всасывание железа из вегетарианских блюд [42], и 30 г мышечной ткани считается эквивалентом 25 мг аскорбиновой кислоты. .[33] Бьорн-Расмуссен и Халлберг [43] сообщили, что добавление курицы, говядины или рыбы к кукурузной муке увеличивало всасывание негемового железа в 2-3 раза без влияния того же количества белка, что и яичного альбумина. Как и в случае с аскорбиновой кислотой, было несколько сложнее продемонстрировать усиливающий эффект мяса при многократном приёме пищи и в полных исследованиях диеты. Редди и др. ., [44] сообщили только о незначительном улучшении всасывания железа (35%) в самостоятельно выбранных диетах в течение 5 дней, когда ежедневное потребление мышечной ткани было увеличено до 300 г / день, хотя в аналогичных 5-дневных рационах. В ходе дневного исследования 60 г свинины, добавленные к вегетарианской диете, увеличили всасывание железа на 50%.[45]

Факторы, ингибирующие абсорбцию железа

В растительной диете фитат (мио-инозитол гексакисфосфат) является основным ингибитором абсорбции железа. [23] Было показано, что отрицательное влияние фитата на абсорбцию железа зависит от дозы и начинается с очень низких концентраций 2-10 мг / прием пищи. [37,46] Молярное отношение фитата к железу может быть использовано для оценки влияния на абсорбцию. . Соотношение должно составлять 1: 1 или предпочтительно 0,4: 1 для значительного улучшения всасывания железа в простых злаковых или бобовых блюдах, которые не содержат каких-либо усилителей усвоения железа, или 6: 1 в комбинированных блюдах с некоторыми овощами, содержащими аскорбин. кислота и мясо как усилители.[47]

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, таких как овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино. Ингибирующее действие полифенолов на абсорбцию железа было показано с черным чаем и в меньшей степени с травяными чаями. [48,49] В зерновых и бобовых культурах полифенолы усиливают ингибирующий эффект фитата, как было показано в исследовании, сравнивающем сорго с высоким и низким содержанием полифенолов. [23]

Было показано, что кальций отрицательно влияет на абсорбцию негемового и гемового железа, что отличает его от других ингибиторов, влияющих только на абсорбцию негемового железа. [50] Дозозависимые ингибирующие эффекты были показаны при дозах 75-300 мг, когда кальций добавлялся в булочки, и при дозах 165 мг кальция из молочных продуктов. [51] Предполагается, что исследования однократного приема пищи показывают отрицательное влияние кальция на абсорбцию железа, тогда как исследования многократного приема пищи с большим разнообразием продуктов и различными концентрациями других ингибиторов и усилителей показывают, что кальций лишь ограниченно влияет на абсорбцию железа. [52]

Было показано, что животные белки, такие как молочные белки, яичные белки и альбумин, ингибируют абсорбцию железа.[53] Было показано, что две основные белковые фракции коровьего молока, казеин и сыворотка, а также яичный белок ингибируют абсорбцию железа у человека. [54] Белки сои также снижают всасывание железа. [55]

Конкуренция с железом

Исследования конкуренции показывают, что несколько других тяжелых металлов могут участвовать в пути всасывания железа в кишечнике. К ним относятся свинец, марганец, кобальт и цинк. Поскольку дефицит железа часто сочетается с интоксикацией свинцом, это взаимодействие может вызвать особенно серьезные медицинские осложнения у детей.[56]

Свинец является особенно опасным элементом для метаболизма железа. [57] Свинец поглощается механизмом поглощения железа (DTM1) и вторично блокирует железо за счет конкурентного торможения. Кроме того, свинец препятствует ряду важных железозависимых метаболических этапов, таких как биосинтез гема. Это многогранное влияние имеет особенно тяжелые последствия для детей, поскольку свинец не только вызывает анемию, но и может ухудшить когнитивное развитие. Свинец естественным образом присутствует в больших количествах в грунтовых водах и почве в некоторых регионах и может тайно нанести вред здоровью детей.По этой причине большинство педиатров в США обычно проверяют содержание свинца в раннем возрасте с помощью простого анализа крови.

ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ

В раннем детстве потребности в железе удовлетворяются за счет небольшого количества железа, содержащегося в грудном молоке. [58] Потребность в железе заметно возрастает через 4-6 месяцев после рождения и составляет около 0,7-0,9 мг / день в течение оставшейся части первого года [58]. В возрасте от 1 до 6 лет содержание железа в организме снова увеличивается вдвое. [58] Потребность в железе также очень высока у подростков, особенно в период скачка роста.У девочек обычно происходит скачок роста до менархе, но к этому времени рост не заканчивается. У мальчиков наблюдается заметное увеличение массы и концентрации гемоглобина в период полового созревания. На этой стадии потребности в железе повышаются до уровня, превышающего средние потребности в железе у менструирующих женщин [58] [см.].

Таблица 2

Потребность в железе 97,5% людей с точки зрения абсорбированного железа a , в разбивке по возрастным группам и полу (Всемирная организация здравоохранения, 1989)

В среднем взрослый человек хранит около 1-3 г железа в своей или ее тело.Точный баланс между потреблением и потерей пищи поддерживает этот баланс. Около 1 мг железа теряется каждый день из-за отшелушивания клеток кожи и слизистых оболочек, включая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. [59] Менструация увеличивает среднесуточную потерю железа примерно до 2 мг в день у взрослых женщин в пременопаузе. [60] Увеличение массы тела во время скачков роста в неонатальном и детском возрасте временно увеличивает потребность в железе. [61]

Потребление железа с пищей необходимо для восполнения потери железа с калом и мочой, а также через кожу.Эти базальные потери составляют примерно 0,9 мг железа для взрослого мужчины и 0,8 мг для взрослой женщины. [62] У женщин репродуктивного возраста необходимо учитывать потерю железа с менструальной кровью [].

ГРУППЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА

Наибольшая вероятность возникновения дефицита железа обнаруживается в тех частях населения, которые не имеют надлежащего доступа к продуктам, богатым усвояемым железом, во время стадий высокой потребности в железе. Эти группы соответствуют детям, подросткам и женщинам репродуктивного возраста, особенно во время беременности.[63,58]

У младенцев и подростков повышенная потребность в железе является результатом быстрого роста. Для женщин репродуктивного возраста основная причина — чрезмерная кровопотеря во время менструации. Во время беременности потребность в железе значительно возрастает из-за быстрого роста плаценты и плода, а также увеличения глобулярной массы. [63] Напротив, взрослые мужчины и женщины в постменопаузе имеют низкий риск дефицита железа, и количество железа в нормальном рационе обычно достаточно для удовлетворения их физиологических потребностей.[63]

ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА

Последствия дефицита железа

Дефицит железа определяется как состояние, при котором отсутствуют мобилизуемые запасы железа и при котором появляются признаки нарушения поступления железа в ткани, включая эритрон. , отмечены. [64] Дефицит железа может сопровождаться анемией или без нее. Некоторые функциональные изменения могут произойти в отсутствие анемии, но наиболее функциональные нарушения, по-видимому, возникают при развитии анемии. [2] Даже легкие и средние формы железодефицитной анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие [65], механизмы иммунитета [66] и работоспособность.[67] Дефицит железа во время беременности связан с множеством неблагоприятных исходов как для матери, так и для ребенка, включая повышенный риск сепсиса, материнской смертности, перинатальной смертности и низкой массы тела при рождении. [68] Дефицит железа и анемия также снижают способность к обучению и связаны с повышенным уровнем заболеваемости. [68]

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа и возникает, когда абсорбция железа не может идти в ногу с метаболическими потребностями в железе для поддержания роста и восполнения потери железа, что в первую очередь связано с кровопотерей. .[2] Основные причины дефицита железа включают низкое потребление биодоступного железа, повышенную потребность в железе в результате быстрого роста, беременности, менструации и избыточную кровопотерю, вызванную патологическими инфекциями, такими как анкилостомы и власоглавы, вызывающие потерю крови из желудочно-кишечного тракта [2] 69,70,71,72] и нарушение всасывания железа. [73] Частота дефицита железа увеличивается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте [74]. Другими факторами риска дефицита железа у молодых женщин являются высокий паритет, использование внутриматочной спирали и вегетарианская диета.[75]

Дефицит железа в питании возникает, когда физиологические потребности не могут быть удовлетворены за счет абсорбции железа из рациона. [72] Биодоступность пищевого железа низка в группах населения, потребляющих однообразные растительные диеты с небольшим количеством мяса. [72] Во многих развивающихся странах растительные продукты для отлучения от груди редко обогащаются железом, а частота анемии превышает 50% у детей младше 4 лет. [64]

Когда запасы железа истощаются и железа недостаточно для эритропоэза, синтез гемоглобина в предшественниках эритроцитов нарушается и появляются гематологические признаки железодефицитной анемии.

ОЦЕНКА СТАТУСА ЖЕЛЕЗА

Дефицит железа и, в конечном итоге, анемия развиваются поэтапно и могут быть оценены путем измерения различных биохимических показателей. Хотя некоторые ферменты железа чувствительны к дефициту железа [63], их активность не использовалась в качестве успешного рутинного измерения статуса железа [2].

Лабораторные измерения необходимы для правильной диагностики дефицита железа. Они наиболее информативны, когда несколько показателей уровня железа исследуются и оцениваются в контексте питания и истории болезни.

Пул железа в плазме или сыворотке — это фракция всего железа в организме, которая циркулирует в основном связанном с трансферрином. Три способа оценки уровня железа в плазме или сыворотке включают: 1) измерение общего содержания железа в единице объема в мкг / дл; 2) измерение общего количества сайтов связывания для атомов железа на трансферрине, известного как общая железосвязывающая способность в мкг / дл 2 ; и 3) оценка процента двух сайтов связывания на всех занятых молекулах трансферрина, называемого процентным насыщением трансферрина.[76] Однако заметные биологические вариации этих значений могут возникать в результате суточных колебаний, наличия инфекции или воспалительных состояний и недавнего потребления железа с пищей. [76]

Протопорфирин цинка отражает нехватку железа на последних стадиях синтеза гемоглобина, так что цинк вставляется в молекулу протопорфирина вместо железа. Протопорфирин цинка может быть обнаружен в эритроцитах с помощью флуориметрии и является мерой тяжести дефицита железа. [76]

Сывороточный ферритин является хорошим индикатором запасов железа в организме в большинстве случаев.Когда концентрация сывороточного ферритина ≥15 мкг / л, присутствуют запасы железа; более высокие концентрации отражают размер склада железа; при низкой концентрации (<12 мкг / л для детей младше 5 лет и <15 мкг / л для детей старше 5 лет) запасы железа истощаются. [76] Однако ферритин является белком-реагентом острой фазы, и его сывороточные концентрации могут быть повышены независимо от изменения запасов железа, инфекции или воспаления. [76,2] Это означает, что может быть трудно интерпретировать концентрацию ферритина в инфекционных зонах. болезни распространены.

Еще одним индикатором статуса железа является концентрация TfR в сыворотке крови. Поскольку TfR в основном происходит из развивающихся эритроцитов, он отражает интенсивность эритропоэза и потребность в железе. Когда запасы железа истощаются, концентрация повышается при железодефицитной анемии, что указывает на серьезную недостаточность железа. Это при условии, что нет других причин аномального эритропоэза. [76] Клинические исследования показывают, что сывороточный TfR менее подвержен воспалению, чем сывороточный ферритин. [77] Основным преимуществом TfR как индикатора является возможность оценки величины функционального дефицита железа после истощения запасов железа.[78]

Отношение TfR к ферритину (TfR / ферритин) было разработано для оценки изменений как в накопленном железе, так и в функциональном железе и считается более полезным, чем TfR или ферритин отдельно. [79] TfR / ферритин использовался для оценки запасов железа в организме как у детей, так и у взрослых. [80] Однако высокая стоимость и отсутствие стандартизации анализа TfR до сих пор ограничивали применимость метода [81].

Низкая концентрация гемоглобина является показателем анемии, конечной стадии дефицита железа.[76,2]

АНЕМИЯ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

Анемия описывает состояние, при котором количество эритроцитов в крови низкое или в клетках крови содержится меньше нормального гемоглобина. Человека, страдающего анемией, называют анемичным. Целью эритроцитов является доставка кислорода из легких в другие части тела. Молекула гемоглобина является функциональной единицей эритроцитов и представляет собой сложную белковую структуру, которая находится внутри эритроцитов. Несмотря на то, что эритроциты производятся в костном мозге, в их производство вовлечены многие другие факторы.Например, железо — очень важный компонент молекулы гемоглобина; эритропоэтин, молекула, секретируемая почками, способствует образованию эритроцитов в костном мозге.

Наличие правильного количества эритроцитов и профилактика анемии требует взаимодействия между почками, костным мозгом и питательными веществами в организме. Если почки или костный мозг не функционируют, или организм плохо питается, то нормальное количество и функции эритроцитов может быть трудно поддерживать.

Анемия на самом деле является признаком болезненного процесса, а не самой болезни.Обычно его классифицируют как хронический или острый. Хроническая анемия возникает в течение длительного периода времени. Острая анемия возникает быстро. Определение того, присутствует ли анемия в течение длительного времени или это что-то новое, помогает врачам найти причину. Это также помогает предсказать, насколько серьезными могут быть симптомы анемии. При хронической анемии симптомы обычно начинаются медленно и постепенно прогрессируют; тогда как при острой анемии симптомы могут быть резкими и более тревожными.

Эритроциты живут около 100 дней, поэтому организм постоянно пытается их заменить.У взрослых производство эритроцитов происходит в костном мозге. Врачи пытаются определить, вызвано ли низкое количество эритроцитов повышенной кровопотерей эритроцитов или их снижением в костном мозге. Знание того, изменилось ли количество лейкоцитов и / или тромбоцитов, также помогает определить причину анемии.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), два миллиарда человек во всем мире страдают анемией и примерно 50% всех анемий объясняются дефицитом железа. [64] Это происходит на всех этапах жизненного цикла, но чаще встречается у беременных женщин и маленьких детей.[82] Анемия является результатом множества причин, которые можно изолировать, но чаще всего они сосуществуют. Некоторые из этих причин включают следующие:

Железодефицитная анемия

Наиболее важной и частой причиной анемии является дефицит железа. [82] Если потребление железа ограничено или неадекватно из-за плохого питания, в результате может возникнуть анемия. Это называется железодефицитной анемией. Железодефицитная анемия также может возникать при наличии язвы желудка или других источников медленного хронического кровотечения (рак толстой кишки, рак матки, полипы кишечника, геморрой и т. Д.).[83]

Анемия хронического заболевания

Любое длительное заболевание может привести к анемии. Этот тип анемии является вторым по распространенности после анемии, вызванной дефицитом железа, и развивается у пациентов с острым или хроническим системным заболеванием или воспалением. [84] Это состояние было названо «анемией воспаления» из-за повышенного содержания гепсидина, который блокирует как рециркуляцию железа из макрофагов, так и абсорбцию железа. [85]

Анемия из-за активного кровотечения

Потеря крови из-за обильного менструального кровотечения или ран может вызвать анемию.[82] Язвы желудочно-кишечного тракта или раковые заболевания, такие как рак толстой кишки, могут медленно терять кровь и также могут вызывать анемию. [86,87]

Анемия, связанная с заболеванием почек

Почки выделяют гормон эритропоэтин, который помогает костному мозгу сделать эритроциты. У людей с хроническим (длительным) заболеванием почек выработка этого гормона снижена, а это, в свою очередь, снижает выработку эритроцитов, вызывая анемию. [88] Хотя дефицит эритропоэтина является основной причиной анемии при хронической почечной недостаточности, это не единственная причина.Следовательно, необходимо минимальное обследование, чтобы исключить дефицит железа и другие аномалии клеточной линии. [89]

Анемия, связанная с беременностью

Увеличение объема плазмы во время беременности приводит к разбавлению эритроцитов и может проявляться как анемия. [90] Железодефицитная анемия составляет 75% всех анемий во время беременности. [90]

Анемия, связанная с плохим питанием

Витамины и минералы необходимы для образования эритроцитов. Помимо железа, для правильного производства гемоглобина необходимы витамин B12, виамин A, фолиевая кислота, рибофлавин и медь.[82] Дефицит любого из этих питательных микроэлементов может вызвать анемию из-за недостаточного производства эритроцитов. Плохое питание — важная причина низкого уровня витаминов и, как следствие, анемии.

Ожирение и анемия

Ожирение характеризуется хроническим слабым системным воспалением, повышенным уровнем гепсидина, что, в свою очередь, связано с анемией хронического заболевания. Ausk и Ioannou [91] предположили, что ожирение может быть связано с особенностями анемии хронического заболевания, включая низкую концентрацию гемоглобина, низкое содержание железа и трансферрина в сыворотке, а также повышенный уровень ферритина в сыворотке.Избыточный вес и ожирение были связаны с изменениями сывороточного железа, насыщения трансферрина и ферритина, которые, как ожидается, произойдут в условиях хронического системного воспаления. Воспаление, связанное с ожирением, может повышать концентрацию гепсидина и снижать доступность железа. Aeberli и др. ., [92] сравнили уровень железа, потребление железа с пищей и его биодоступность, а также циркулирующие уровни гепсидина, лептина и интерлейкина-6 (ИЛ-6) у детей с избыточной массой тела и детей с нормальным весом.Они указали, что существует пониженная доступность железа для эритропоэза у детей с избыточным весом, и что это, вероятно, связано с опосредованным гепсидином сниженным всасыванием железа и / или повышенным секвестрацией железа, а не с низким содержанием железа с пищей.

Алкоголизм

Алкоголь оказывает многочисленные неблагоприятные эффекты на различные типы клеток крови и их функции. [93] У алкоголиков часто есть дефектные эритроциты, которые преждевременно разрушаются. [93,94] Сам по себе алкоголь также может быть токсичным для костного мозга и может замедлять производство эритроцитов.[93,94] Кроме того, плохое питание и дефицит витаминов и минералов связаны с алкоголизмом. [95] Сочетание этих факторов может привести к анемии у алкоголиков.

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний. [96] Это заболевание, связанное с кровью, которое влияет на молекулу гемоглобина и приводит к изменению формы всей клетки крови в стрессовых условиях [97]. В таком состоянии проблема с гемоглобином бывает качественной или функциональной.Аномальные молекулы гемоглобина могут вызвать проблемы в целостности структуры эритроцитов, и они могут стать серповидными (серповидные клетки). [97] Существуют разные типы серповидно-клеточной анемии разной степени тяжести. Это особенно распространено у африканцев, ближневосточных и средиземноморских предков. [97]

Талассемия

Это еще одна группа причин анемии, связанных с гемоглобином, которая связана с отсутствием или ошибками в генах, ответственных за выработку гемоглобина. [97] Молекула гемоглобина имеет субъединицы, обычно называемые альфа- и бета-цепями глобина.Отсутствие определенной субъединицы определяет тип альфа- или бета-талассемии. [97,98] Существует много типов талассемии, которые различаются по степени тяжести от легкой (малая талассемия) до тяжелой (большая талассемия). [98] Они также являются наследственными, но вызывают количественные аномалии гемоглобина, то есть вырабатывается недостаточное количество молекул правильного типа. Альфа- и бета-талассемии являются наиболее распространенными наследственными моногенными заболеваниями в мире с наибольшей распространенностью в районах, где малярия была или остается эндемичной.[97]

Апластическая анемия

Апластическая анемия — это заболевание, при котором разрушается костный мозг и снижается выработка клеток крови. [99] Это вызывает дефицит всех трех типов клеток крови (панцитопения), включая эритроциты (анемия), лейкоциты (лейкопения) и тромбоциты (тромбоцитопения). [100,101] Многие распространенные лекарства могут иногда вызывать этот тип анемии в качестве побочного эффекта. у некоторых людей. [99]

Гемолитическая анемия

Гемолитическая анемия — это тип анемии, при которой происходит разрыв эритроцитов, известный как гемолиз, который разрушается быстрее, чем костный мозг может их заменить.[102] Гемолитическая анемия может возникнуть по разным причинам и часто классифицируется как приобретенная или наследственная. Распространенными приобретенными причинами гемолитической анемии являются аутоиммунитет, микроангиопатия и инфекции. Нарушения ферментов эритроцитов, мембран и гемоглобина вызывают наследственную гемолитическую анемию. [102]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗА (СТРАТЕГИИ ВМЕШАТЕЛЬСТВА)

Четыре основных стратегии коррекции эффективности микронутриентов в популяциях могут использоваться для коррекции дефицита железа, как по отдельности, так и в комбинации.Это обучение в сочетании с модификацией диеты для улучшения потребления железа и его биодоступности; добавление железа (обеспечение железом, обычно в более высоких дозах, без еды), обогащение пищевых продуктов железом и новый подход к биофортификации. Однако есть некоторые трудности в применении некоторых из этих стратегий при рассмотрении железа.

Диверсификация продуктов питания

Модификации рациона питания для сокращения потребления Индийской стоматологической ассоциации включают увеличение потребления продуктов, богатых железом, особенно мясных продуктов, увеличение потребления фруктов и овощей, богатых аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и снижение потребления чая и кофе, которые подавляют всасывание негемового железа.[103,58] Другая стратегия — снизить содержание антинутриентов, чтобы сделать железо, поступающее из их пищевых источников, более доступным. Биодоступность железа может быть увеличена такими методами, как проращивание и ферментация, которые способствуют ферментативному гидролизу фитиновой кислоты в цельнозерновых зерновых и бобовых культурах за счет повышения активности эндогенных или экзогенных ферментов фитазы. [104] Даже использование неферментативных методов, таких как термическая обработка, замачивание и измельчение, для снижения содержания фитиновой кислоты в основных продуктах растительного происхождения было успешным в улучшении биодоступности железа (и цинка).[105,106]

Добавка

Для перорального приема добавок железа предпочтительны соли двухвалентного железа (сульфат двухвалентного железа и глюконат двухвалентного железа) из-за их низкой стоимости и высокой биодоступности. [72] Хотя абсорбция железа выше при приеме добавок железа натощак, тошнота и боль в эпигастрии могут развиться из-за введенных более высоких доз железа (обычно 60 мг Fe / день). Если возникают такие побочные эффекты, следует попытаться снизить дозу между приемами пищи или давать железо во время еды, хотя пища снижает всасывание лекарственного железа примерно на две трети.[107] Добавки железа во время беременности рекомендуется в развивающихся странах, где женщины часто вступают в беременность с низкими запасами железа. [108] Хотя обычно считалось, что польза от приема добавок железа перевешивает предполагаемый риск, есть некоторые свидетельства того, что добавление в дозах, рекомендованных для здоровых детей, несет в себе риск увеличения тяжести инфекционного заболевания на фоне малярии. [109,110]

Обогащение

Обогащение пищевых продуктов железом сложнее, чем обогащение такими питательными веществами, как цинк в муке, йод в соли и витамин А в кулинарном масле.[72] Наиболее биодоступные соединения железа растворимы в воде или разбавленной кислоте, но часто вступают в реакцию с другими пищевыми компонентами, вызывая неприятный запах, изменение цвета или окисление жиров. [103] Таким образом, менее растворимые формы железа, хотя и хуже усваиваются, часто выбираются для обогащения, чтобы избежать нежелательных сенсорных изменений. [72] Обогащение обычно производится с гораздо более низкими дозами железа, чем с добавками. Это ближе к физиологической среде и может быть самым безопасным вмешательством в малярийных областях. [111] Нет никаких опасений по поводу безопасности добавок железа или обогащения железа в немалярийных эндемичных районах.[112]

Соединения железа, рекомендованные [7] для обогащения пищевых продуктов, включают сульфат железа, фумарат железа, пирофосфат железа и порошок электролитического железа. Пшеничная мука является наиболее распространенным пищевым продуктом, обогащенным железом, и обычно она обогащается порошками элементарного железа, которые не рекомендуются ВОЗ. [7,113] Харрелл и Эгли [23] сообщили, что из 78 национальных программ по пшеничной муке только восемь улучшатся. статус железа. В этих программах использовались рекомендуемые соединения железа на рекомендованных уровнях.В других странах использовались не рекомендуемые соединения или более низкие уровни железа по сравнению с потреблением муки. Коммерческое детское питание, такое как смеси и злаки, также обычно обогащено железом.

Биообогащение

Содержание железа колеблется от 25 до 56 мг / кг в различных сортах пшеницы и 7-23 мг / кг в зернах риса. Однако большая часть этого железа удаляется в процессе измельчения. Поглощение железа зерновыми и бобовыми культурами, многие из которых имеют высокое содержание самородного железа, обычно низкое из-за высокого содержания в них фитата, а иногда и полифенолов.[48] ​​Стратегии биофортификации включают селекцию растений и генную инженерию. Уровни железа в обычных бобах и просе были успешно увеличены за счет селекции растений, но использование других основных продуктов питания является более трудным или невозможным (рис) из-за недостаточной естественной генетической изменчивости. Lucca и др. ., [114] увеличили содержание железа в эндосперме риса, чтобы улучшить его всасывание в кишечнике человека с помощью генной инженерии. Они ввели ген ферритина из Phaseolus vulgaris в рисовые зерна, увеличив содержание железа в них вдвое.Для увеличения биодоступности железа они ввели в эндосперм риса термотолерантную фитазу из Aspergillus fumigatus . Они указали, что этот рис с более высоким содержанием железа и богатым фитазой имеет большой потенциал для существенного улучшения питания железом в тех популяциях, где дефицит железа так широко распространен. [114] К сожалению, фитаза не устояла перед приготовлением. Важность различных минералов, таких как цинк [115] и железо, требует большего внимания на индивидуальном уровне и уровне общественного здравоохранения.

Сноски

Источник поддержки: Нет

Конфликт интересов: Не объявлен.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борода Дж. Л., Доусон HD. Железо. В: О’Делл Б.Л., Сунде Р.А., редакторы. Справочник по незаменимым в питании минеральным элементам. Нью-Йорк: CRC Press; 1997. С. 275–334. [Google Scholar] 2. Вуд Р.Дж., Ронненберг А. Железо. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы. Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005 г.С. 248–70. [Google Scholar] 3. Макдауэлл LR. 2-е изд. Амстердам: Elsevier Science; 2003. Минералы в питании животных и человека; п. 660. [Google Scholar] 4. Гуггенхайм KY. Хлороз: возникновение и исчезновение болезни, связанной с питанием. J Nutr. 1995; 125: 1822–5. [PubMed] [Google Scholar] 5. Ип Р., Даллман PR. Железо. В: Ziegler EE, Filer LJ, редакторы. Присутствуют знания в области питания. 7-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: ILSI Press; 1996. С. 278–92. [Google Scholar] 6. Андервуд Э.Дж., Саттл Н.Ф. 3-е изд. Уоллингфорд: международное издательство CABI; 1999 г.Минеральное питание скота; п. 614. [Google Scholar] 7. Аллен Л., де Бенуа Б., Дари О., Харрелл Р., редакторы. Женева: ВОЗ и ФАО; 2006. ВОЗ. Рекомендации по обогащению пищевых продуктов микронутриентами; п. 236. [Google Scholar] 8. Брабин Б.Дж., Премжи З., Верхое ff Ф. Анализ анемии и детской смертности. J Nutr. 2001; 131: 636–45С. [PubMed] [Google Scholar] 9. Quintero-Gutiérrez AG, González-Rosendo G, Sánchez-Muñoz J, Polo-Pozo J, Rodríguez-Jerez JJ. Биодоступность гемового железа в начинке для печенья с использованием поросят в качестве модели животных для человека.Int J Biol Sci. 2008; 4: 58–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Айзен П., Эннс С., Весслинг-Резник М. Химия и биология метаболизма железа в эукариотах. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 940–59. [PubMed] [Google Scholar] 11. Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье и болезнях. Мол Аспекты Мед. 2001; 2: 1–87. [PubMed] [Google Scholar] 12. Guerinot ML. Транспорт микробного железа. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 743–72. [PubMed] [Google Scholar] 13. Асквит К., Каплан Дж.Транспорт железа и меди в дрожжах и его значение для болезней человека. Trends Biochem Sci. 1998. 23: 135–8. [PubMed] [Google Scholar] 15. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001. МОМ. Институт медицины. железо. В: Нормы потребления витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка; С. 290–393. [PubMed] [Google Scholar] 16. Мьюир А., Хопфер У. Региональная специфичность поглощения железа щеточно-граничными мембранами тонкого кишечника у нормальных мышей и мышей с дефицитом железа.Am J Physiol. 1985; 248: G376–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Фрейзер Д.М., Андерсон Г.Дж. Импорт железа. I. Абсорбция железа в кишечнике и ее регуляция. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289: G631–5. [PubMed] [Google Scholar] 18. Наддур С.С., Шрирама К., Мудипалли А. Механизмы транспорта и гомеостаза железа: их роль в здоровье и болезнях. Индийский J Med Res. 2008; 128: 533–44. [PubMed] [Google Scholar] 20. Yeh KY, Yeh M, Mims L, Glass J. Кормление железом индуцирует миграцию и взаимодействие ферропортина 1 и гефестина в двенадцатиперстном эпителии крыс.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009. 296: 55–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Тейл Э.С., Чен Х., Миранда С., Янсер Х., Эльзенханс Б., Нуньес М.Т. и др. Абсорбция железа из ферритина не зависит от гемового железа и солей двухвалентного железа у женщин и сегментов кишечника крыс. J Nutr. 2012; 142: 478–83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Hoppler M, Schoenbaechler A, Meile L, Hurrell RF, Walczyk T. Ферритин-железо высвобождается во время кипячения и in vitro при пищеварении в желудке .J Nutr. 2008. 138: 878–84. [PubMed] [Google Scholar] 23. Hurrell R, Egli I. Биодоступность железа и диетические контрольные значения. Am J Clin Nutr. 2010; 91: 1461–7S. [PubMed] [Google Scholar] 25. Немет Э., Ганц Т. Регулирование метаболизма железа гепсидином. Annu Rev Nutr. 2006; 26: 323–42. [PubMed] [Google Scholar] 26. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и индуцируя его интернализацию. Наука. 2004; 306: 2090–3.[PubMed] [Google Scholar] 28. Браун В., Киллманн Х. Бактериальные решения проблемы снабжения железом. Trends Biochem Sci. 1999; 24: 104–109. [PubMed] [Google Scholar] 29. Хант-младший. Насколько важна биодоступность железа с пищей? Am J Clin Nutr. 2001; 73: 3–4. [PubMed] [Google Scholar] 30. Хант-младший, Зито, Калифорния, Джонсон, Лос-Анджелес. Выведение железа из организма здоровыми мужчинами и женщинами. Am J Clin Nutr. 2009; 89: 1–7. [PubMed] [Google Scholar] 31. Фэрбенкс В.Ф. Железо в медицине и питании. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы.Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 1999. С. 193–221. [Google Scholar] 32. потребности человека в витаминах и минералах. Рим: ФАО; 2001. ФАО / ВОЗ. Пищевые подходы к удовлетворению потребностей в витаминах и минералах; С. 7–25. [Google Scholar] 33. Monsen ER, Hallberg L, Layrisse M, Hegsted DM, Cook JD, Mertz W. и др. Оценка доступного пищевого железа. Am J Clin Nutr. 1978; 31: 134–41. [PubMed] [Google Scholar] 34. Конрад ME, Umbreit JN. Краткий обзор: абсорбция железа — путь муцин-мобилферрин-интегрин.Конкурентоспособный путь поглощения металлов. Am J Hematol. 1993; 42: 67–73. [PubMed] [Google Scholar] 35. Конрад М.Э., Шаде С.Г. Хелаты аскорбиновой кислоты в абсорбции железа: роль соляной кислоты и желчи. Гастроэнтерология. 1968; 55: 35–45. [PubMed] [Google Scholar] 36. Холлберг Л., Брюн М., Россандер Л. Поглощение железа у человека: аскорбиновая кислота и дозозависимое ингибирование фитатом. Am J Clin Nutr. 1989; 49: 140–4. [PubMed] [Google Scholar] 37. Зигенберг Д., Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Макфарлейн Б.Дж., Лампарелли Р.Д., Car NG и др.Аскорбиновая кислота предотвращает дозозависимое ингибирующее действие полифенолов и фитатов на абсорбцию негемового железа. Am J Clin Nutr. 1991; 53: 537–41. [PubMed] [Google Scholar] 38. Стекель А., Оливарес М., Писарро Ф., Чадуд П., Лопес И., Амар М. Поглощение обогащающего железа из молочных смесей у младенцев. Am J Clin Nutr. 1986; 43: 917–22. [PubMed] [Google Scholar] 39. Бюллетень D, Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Гиллули М., Макфарлейн Б.Дж., Макфэйл А.П. и др. Влияние фруктовых соков и фруктов на усвоение железа из рисовой муки.Br J Nutr. 1987; 57: 331–43. [PubMed] [Google Scholar] 40. Линч SR, Кук JD. Взаимодействие витамина С и железа. Ann N Y Acad Sci. 1980; 355: 32–44. [PubMed] [Google Scholar] 41. Teucher B, Olivares M, Cori H. Усилители поглощения железа: аскорбиновая кислота и другие органические кислоты. Int J Vitam Nutr Res. 2004; 74: 403–19. [PubMed] [Google Scholar] 42. Линч С.Р., Харрелл Р.Ф., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Влияние пищевых белков на биодоступность железа у человека. Adv Exp Med Biol. 1989; 249: 117–32. [PubMed] [Google Scholar] 43.Бьорн-Расмуссен Э., Халльберг Л. Влияние животных белков на усвоение пищевого железа человеком. Нутр Метаб. 1979; 23: 192–202. [PubMed] [Google Scholar] 44. Редди МБ, Харрелл Р.Ф., Кук Дж.Д. Разнообразное питание незначительно влияет на всасывание негемового железа у нормальных людей. J Nutr. 2006; 136: 576–81. [PubMed] [Google Scholar] 45. Бах Кристенсен М., Хелс О, Морберг С., Марвинг Дж., Бугель С., Тетенс I. Свинина увеличивает усвоение железа при 5-дневной полностью контролируемой диете по сравнению с вегетарианской диетой с аналогичным содержанием витамина С и фитиновой кислоты.Br J Nutr. 2005. 94: 78–83. [PubMed] [Google Scholar] 46. Харрелл Р.Ф., Джуллерат М.А., Редди М.Б., Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Соевый белок, фитат и абсорбция железа у человека. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 573–8. [PubMed] [Google Scholar] 47. Hurrell RF. Разложение фитиновой кислоты как средство улучшения усвоения железа. Int J Vitam Nutr Res. 2004. 74: 445–52. [PubMed] [Google Scholar] 48. Харрелл Р.Ф., Редди М., Кук Дж. Д.. Подавление абсорбции негемного железа у человека напитками, содержащими полифенолы. Br J Nutr.1999. 81: 289–95. [PubMed] [Google Scholar] 49. Холлберг Л., Россандер Л. Влияние различных напитков на усвоение негемового железа из сложных блюд. Hum Nutr Appl Nutr. 1982; 36: 116–23. [PubMed] [Google Scholar] 50. Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Ингибирование усвоения гемового железа у человека кальцием. Br J Nutr. 1993; 69: 533–40. [PubMed] [Google Scholar] 51. Hallberg L, Rossander-Hulthen L. Потребность в железе у менструирующих женщин. Am J Clin Nutr. 1991; 54: 1047–58. [PubMed] [Google Scholar] 52.Линч SR. Влияние кальция на усвоение железа. Nutr Res Rev.2000; 13: 141–58. [PubMed] [Google Scholar] 53. Кук JD, Monsen ER. Поглощение пищевого железа у людей. III. Сравнение влияния животных белков на всасывание негемового железа. Am J Clin Nutr. 1976; 29: 859–67. [PubMed] [Google Scholar] 54. Харрелл РФ, Линч С.Р., Тринидад Т.П., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Абсорбция железа у людей: бычий сывороточный альбумин по сравнению с говяжьими мышцами и яичным белком. Am J Clin Nutr. 1988; 47: 102–7. [PubMed] [Google Scholar] 55.Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д., Джульерат М.А., Харрелл РФ. Ингибирующий эффект фрагмента, связанного с соевым белком, на абсорбцию железа у людей. Am J Clin Nutr. 1994; 60: 567–72. [PubMed] [Google Scholar] 56. Piomelli S, Seaman C, Kapoor S. Вызванные свинцом аномалии метаболизма порфирина, связь с дефицитом железа. Ann N Y Acad Sci. 1987; 514: 278–88. [PubMed] [Google Scholar] 58. 2-е изд. Бангкок: 2004 г. ФАО / ВОЗ. Консультация экспертов по потребностям человека в витаминах и минералах, потребностях в витаминах и минералах в питании человека: отчет совместного экспертного заключения ФАО / ВОЗ; п.341. [Google Scholar] 59. Cook JD, Skikne BS, Lynch SR, Reusser ME. Оценки достаточности железа у населения США. Кровь. 1986; 68: 726–31. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ботвелл TH, Чарльтон RW. Общий подход к проблемам железодефицита и перегрузки железом у населения в целом. Semin Hematol. 1982; 19: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 61. Гибсон Р.С., Макдональд А.С., Смит-Вандеркой П.Д. Параметры сывороточного ферритина и пищевого железа в выборке канадских детей дошкольного возраста. J Can Dietetic Assoc.1988; 49: 23–8. [Google Scholar] 62. ДеМайер Э.М., Даллман П., Герни Дж. М., Холлберг Л., Суд С. К., Срикантия С. Г., редакторы. Женева: Всемирная организация здравоохранения; 1989. ВОЗ. Профилактика и контроль железодефицитной анемии с помощью первичной медико-санитарной помощи: руководство для администраторов здравоохранения и руководителей программ; п. 58. [Google Scholar] 63. Даллман П. Айрон. В: Браун М.Л., редактор. Настоящие знания в области питания. 6-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Фонд питания; 1990. С. 241–50. [Google Scholar] 64. Женева: Швейцария: Всемирная организация здравоохранения; 2001 г.ВОЗ / ЮНИСЕФ / УООН. Оценка, профилактика и контроль железодефицитной анемии; п. 114. [Google Scholar] 65. Борода Дж. Л., Коннор-младший. Статус железа и нейронное функционирование. Annu Rev Nutr. 2003. 23: 41–58. [PubMed] [Google Scholar] 66. Failla ML. Микроэлементы и защита хозяина: последние достижения и сохраняющиеся проблемы. J Nutr. 2003; 133: S1443–7. [PubMed] [Google Scholar] 67. Витери Ф.Е., Торунь Б. Анемия и физическая работоспособность. В: Гарби Л., редактор. Клиники гематологии. Vol. 3. Лондон: У. Б. Сондерс; 1974. стр.609–26. [Google Scholar] 68. CDC. Табель успеваемости по грудному вскармливанию, США: показатели результатов (публикация из Центров по контролю и профилактике заболеваний, Национальное обследование иммунизации. 2010 г. [последний доступ 11 мая 2010 г.]. Http://www.cdc.gov/breastfeeding/data/index .htm .69. Купер Е.С., Банди Д.А. Трихоцефалопатия. Ballieres Clin Trop Med Commun Dis. 1987; 2: 629–43. [Google Scholar] 70. Всемирная организация здравоохранения, Женева; 1995. ВОЗ. Отчет неофициальной консультации ВОЗ. на анкилостомоз и анемию у девочек и женщин; с.46. ​​[Google Scholar] 71. Crompton DW, Nesheim MC. Пищевая ценность кишечных гельминтозов в течение жизненного цикла человека. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 35–99. [PubMed] [Google Scholar] 72. Ларок Р., Касапиа М., Готуццо Е., Дьоркос Т.В. Взаимосвязь между интенсивностью заражения гельминтами, передающимися через почву, и анемией во время беременности. Am J Trop Med Hyg. 2005. 73: 783–9. [PubMed] [Google Scholar] 73. Циммерманн МБ, Харрелл РФ. Недостаток пищевого железа. Ланцет. 2007; 370: 115–20. [Google Scholar] 74. Харви LJ, Armah CN, Dainty JR, Foxall RJ, John Lewis D, Langford NJ и др.Влияние менструальной кровопотери и диеты на дефицит железа у женщин в Великобритании. Br J Nutr. 2005. 94: 557–64. [PubMed] [Google Scholar] 75. Борода JL. Потребность в железе у девочек-подростков. Симпозиум: Повышение уровня железа у подростков до деторождения. J Nutr. 2000; 130: S440–2. [PubMed] [Google Scholar] 77. Бегин Ю. Растворимый рецептор трансферрина для оценки эритропоэза и статуса железа. Clinica Chimica Acta. 2003. 329: 9–22. [PubMed] [Google Scholar] 79. Повар JD, Flowers CH, Skikne BS. Количественная оценка bodyiron.Кровь. 2003. 101: 3359–64. [PubMed] [Google Scholar] 80. Кук JD, Boy E, Flowers C, Daroca Mdel C. Влияние высокогорной жизни на железо тела. Кровь. 2005; 106: 1441–6. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян З., Дьюи К.Г., Лоннердал Б., Хернелл О., Чапарро С., Аду-Афарвуа С. и др. Сравнение концентрации ферритина в плазме с соотношением рецептора трансферрина в плазме и ферритина для оценки запасов железа в организме: результаты 4 интервенционных испытаний. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 1892–8. [PubMed] [Google Scholar] 82.Де Бенуа Б., Маклин Э., Эгли И., Когсуэлл М. — редакторы. Женева: Пресса ВОЗ, Всемирная организация здравоохранения; 2008. ВОЗ / CDC. Библиотечная каталогизация в публикации. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: глобальная база данных ВОЗ по анемии; п. 40. [Google Scholar] 83. Джонсон-Уимбли Т.Д., Грэм Д.Ю. Диагностика и лечение железодефицитной анемии в 21 веке. Ther Adv Гастроэнтерол. 2011; 4: 177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Зарычанский Р., Хьюстон Д.С. Анемия хронического заболевания: вредное заболевание или адаптивная, полезная реакция? Can Med Assoc J.2008; 179: 333–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. Weiss G, Goodnough LT. Анемия хронического заболевания. N Engl J Med. 2005; 352: 1011–23. [PubMed] [Google Scholar] 86. 2-е изд. Женева: 2004 г. ВОЗ / CDC. Отчет о совместной технической консультации Всемирной организации здравоохранения / Центров по контролю и профилактике заболеваний по оценке статуса железа на уровне населения; п. 108. [Google Scholar] 87. Knight K, Wade S, Balducci L. Распространенность и исходы анемии при раке: систематический обзор литературы.Am J Med. 2004; 116: 11–26С. [PubMed] [Google Scholar] 88. О’Мара NB. Больные анемией с хроническими заболеваниями почек. Спектр диабета. 2008; 21: 12–9. [Google Scholar] 89. Нурко С. Анемия при хронической болезни почек: причины, диагностика, лечение. Cleve Clin J Med. 2006. 73: 289–97. [PubMed] [Google Scholar] 90. Горовиц К.М., Ингардия С.Дж., Боргида А.Ф. 2013, Анемия при беременности. Clin Lab Med. 2013; 33: 281–91. [PubMed] [Google Scholar] 91. Ауск К.Дж., Иоанну Г.Н. Связано ли ожирение с анемией хронического заболевания? Популяционное исследование.Ожирение. 2008. 16: 2356–61. [PubMed] [Google Scholar] 92. Aeberli I, Hurrell RF, Zimmermann MB. Дети с избыточным весом имеют более высокие концентрации циркулирующего гепсидина и более низкий статус железа, но их потребление железа с пищей и биодоступность сопоставимы с детьми с нормальным весом. Int J Obes. 2009; 33: 1111–7. [PubMed] [Google Scholar] 94. Lewis G, Wise MP, Poynton C, Godkin A. Случай стойкой анемии и злоупотребления алкоголем. Нат Клин Практ Гастроэнтерол Гепатол. 2007; 4: 521–6. [PubMed] [Google Scholar] 95. Lindenbaum J, Роман MJ.Пищевая анемия при алкоголизме. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 2727–35. [PubMed] [Google Scholar] 96. Cox SE, L’Esperance V, Makani J, Soka D, Prentice AM, Hill CM и др. Серповидно-клеточная анемия: доступность железа и ночная оксиметрия. J Clin Sleep Med. 2012; 8: 541–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 98. Манси Х.Л., младший, Кэмпбелл Дж. Альфа- и бета-талассемия. Я семейный врач. 2009; 80: 339–44. [PubMed] [Google Scholar] 99. Сегель ГБ, Лихтман М.А. Апластическая анемия: приобретенная и наследственная. В: Каушанский К., Вильямс В.Дж., редакторы.Гематология Вильямса. 8-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical; 2010. С. 569–90. [Google Scholar] 100. Янг Н.С., Каладо Р.Т., Шейнберг П. Современные концепции патофизиологии и лечения апластической анемии. Кровь. 2006; 108: 2509–19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 101. Шейнберг П., Чен Дж. Апластическая анемия: что мы узнали на моделях на животных и в клинике. Semin Hematol. 2013; 50: 156–64. [PubMed] [Google Scholar] 102. Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM., Jr Гемолитическая анемия.Я семейный врач. 2004. 69: 2599–606. [PubMed] [Google Scholar] 103. Hurrell RF. Как обеспечить адекватное усвоение железа из продуктов, обогащенных железом. Nutr Rev. 2002; 60: S7–15. [PubMed] [Google Scholar] 104. Повар JD. Диагностика и лечение железодефицитной анемии. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005; 18: 319–32. [PubMed] [Google Scholar] 105. Schlemmer U, Frølich W, Prieto RM, Grases F. Фитат в пищевых продуктах и ​​значение для человека: источники пищи, потребление, обработка, биодоступность, защитная роль и анализ.Mol Nutr Food Res. 2009; 53: S330–75. [PubMed] [Google Scholar] 106. Лян Дж., Хан Б.З., Ноут М.Дж., Хамер Р.Дж. Влияние замачивания, прорастания и ферментации на общую фитиновую кислоту и растворимый цинк in vitro в коричневом рисе. Food Chem. 2008; 110: 821–8. [PubMed] [Google Scholar] 107. Кавалли-Сфорца Т., Бергер Дж., Смитасири С., Витери Ф. Еженедельный прием добавок железа и фолиевой кислоты для женщин репродуктивного возраста: обзор воздействия, извлеченные уроки, планы расширения и вклад в достижение целей развития тысячелетия.Nutr Rev.2005; 63: S152–8. [PubMed] [Google Scholar] 109. Oppenheimer SJ. Железо и его отношение к иммунитету и инфекционным заболеваниям. J Nutr. 2001; 131: S616–33. [PubMed] [Google Scholar] 110. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A и др. Влияние рутинных профилактических добавок с железом и фолиевой кислотой на госпитализацию и смертность детей дошкольного возраста в условиях высокой передачи малярии: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование на уровне общины. Ланцет. 2006; 367: 133–43.[PubMed] [Google Scholar] 112. Hurrell RF. Обогащение железом: его эффективность и безопасность в отношении инфекций. Еда Nutr Bull. 2007. 28: 585–94. [PubMed] [Google Scholar] 114. Лукка П., Харрелл Р., Потрикус И. Борьба с железодефицитной анемией с помощью риса, богатого железом. J Am Coll Nutr. 2002; 21: 184С – 90. [PubMed] [Google Scholar] 115. Рухани Н., Харрелл Р., Келишади Р., Шулин Р. Цинк и его значение для здоровья человека: комплексный обзор. J Res Med Sci. 2013; 18: 144–57. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Обзор железа и его значения для здоровья человека

J Res Med Sci.2014 фев; 19 (2): 164–174.

Назанин Аббаспур

Департамент наук о системах окружающей среды, Институт наземных экосистем, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ричард Харрелл

1 Департамент здравоохранения и технологий, Лаборатория питания человека, Институт пищевых продуктов , Питание и здоровье, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ройя Келишади

2 Исследовательский центр детского роста и развития, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Департамент науки о системах окружающей среды, Институт наземных исследований Экосистема, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

1 Департамент медицинских наук и технологий, Лаборатория питания человека, Институт продовольствия, питания и здравоохранения, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

2 Исследования роста и развития детей Ce nter, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Адрес для корреспонденции: Prof.Роя Келишади, Исследовательский центр детского роста и развития Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран. Эл. Почта: [email protected]

Поступила в редакцию 8 июня 2013 г .; Пересмотрено 3 ноября 2013 г .; Принято 27 ноября 2013 г.

Авторские права: © Journal of Research in Medical Sciences

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение в на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что недостаток или чрезмерное воздействие различных элементов оказывает заметное влияние на здоровье человека. Действие элемента определяется несколькими характеристиками, включая абсорбцию, метаболизм и степень взаимодействия с физиологическими процессами. Железо является важным элементом почти для всех живых организмов, поскольку оно участвует в широком спектре метаболических процессов, включая транспорт кислорода, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и транспорт электронов.Однако, поскольку железо может образовывать свободные радикалы, его концентрацию в тканях организма необходимо строго регулировать, поскольку в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. Нарушения метаболизма железа являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека и охватывают широкий спектр заболеваний с различными клиническими проявлениями, от анемии до перегрузки железом и, возможно, до нейродегенеративных заболеваний. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в исследованиях метаболизма и биодоступности железа, а также наше текущее понимание потребности человека в железе, а также последствий и причин дефицита железа.Наконец, мы обсуждаем стратегии профилактики дефицита железа.

Ключевые слова: Анемия, потребность человека в железе, биодоступность железа, дефицит железа, метаболизм железа

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человек осознавал особую роль железа в здоровье и болезнях [1]. Железо вначале использовалось в медицине египтянами, индуистами, греками и римлянами. [2, 3] В 17 веках железо использовалось для лечения хлороза (зеленой болезни), состояния, часто возникающего из-за дефицита железа.[4] Однако только в 1932 году важность железа была окончательно установлена ​​убедительным доказательством того, что неорганическое железо необходимо для синтеза гемоглобина. [5] В течение многих лет пищевой интерес к железу был сосредоточен на его роли в образовании гемоглобина и транспорте кислорода. [6] В настоящее время, хотя низкое потребление железа и / или его биодоступность являются причиной большинства анемий в промышленно развитых странах, на них приходится только около половины анемии в развивающихся странах [7], где инфекционные и воспалительные заболевания (особенно малярия), кровопотеря от паразитарных инфекций. , и дефицит других питательных веществ (витамина А, рибофлавина, фолиевой кислоты и витамина B12) также являются важными причинами.[8]

Биохимия и физиология

В отличие от цинка, железо является распространенным элементом на Земле [2,9] и является биологически важным компонентом каждого живого организма. [10,11] Однако, несмотря на его геологическое изобилие, железо часто является фактором, ограничивающим рост в окружающей среде. [9] Этот кажущийся парадокс связан с тем, что при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые очень нерастворимы и, следовательно, не доступны для поглощения организмами [2]. В ответ возникли различные клеточные механизмы захвата железа из окружающей среды в биологически полезных формах.Примерами являются сидерофоры, секретируемые микробами для захвата железа в высокоспецифический комплекс [12], или механизмы восстановления железа из нерастворимого трехвалентного железа (Fe +3 ) до растворимой двухвалентной формы (Fe +2 ), как в дрожжах. [13] Многие механизмы, обнаруженные у низших организмов, имеют аналогичные аналоги у высших организмов, включая человека. В организме человека железо в основном существует в сложных формах, связанных с белком (гемопротеином), в виде гемовых соединений (гемоглобин или миоглобин), гемовых ферментов или негемовых соединений (ферменты флавин-железо, переносчики и ферритин).[3] Организму требуется железо для синтеза белков, переносящих кислород, в частности гемоглобина и миоглобина, а также для образования гемовых ферментов и других железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах. [14,3] Почти две трети железа в организме содержится в гемоглобине, присутствующем в циркулирующих эритроцитах, 25% содержится в легко мобилизуемых запасах железа, а оставшиеся 15% связаны с миоглобином в мышечной ткани и с различными ферментами, участвующими в окислительном процессе. метаболизм и многие другие функции клеток.[15]

Железо перерабатывается и, таким образом, сохраняется в организме. показана схематическая диаграмма цикла железа в организме. Железо доставляется в ткани с помощью циркулирующего трансферрина, переносчика, который захватывает железо, высвобождаемое в плазму, в основном из кишечных энтероцитов или ретикулоэндотелиальных макрофагов. Связывание нагруженного железом трансферрина с рецептором трансферрина на клеточной поверхности (TfR) 1 приводит к эндоцитозу и поглощению металлического груза. Интернализованное железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема или кластеров железо-сера, которые являются неотъемлемой частью нескольких металлопротеинов, а избыток железа накапливается и детоксифицируется в цитозольном ферритине.

Железо связывается и транспортируется в организме через трансферрин и хранится в молекулах ферритина. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме кровопотери, то есть беременности, менструации или другого кровотечения обычно низкий, но может колебаться от 5% до 35% в зависимости от обстоятельств и типа железа. [3]

Поглощение железа происходит энтероцитами переносчиком двухвалентного металла 1, членом группы переносчиков растворенных веществ мембранных транспортных белков.Это происходит преимущественно в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки [16]. Затем он переносится через слизистую двенадцатиперстной кишки в кровь, где транспортируется трансферрином к клеткам или костному мозгу для эритропоэза [производства красных кровяных телец (эритроцитов)]. [14,17,18] Существует механизм обратной связи, который усиливается. всасывание железа у людей с дефицитом железа. Напротив, люди с перегрузкой железом снижают абсорбцию железа через гепсидин. В настоящее время общепринято, что абсорбция железа контролируется ферропортином, который позволяет или не позволяет железу из клетки слизистой оболочки попадать в плазму.

Физическое состояние железа, поступающего в двенадцатиперстную кишку, сильно влияет на его всасывание. При физиологическом pH двухвалентное железо (Fe +2 ) быстро окисляется до нерастворимой трехвалентной формы (Fe +3 ). Желудочная кислота понижает pH в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки, уменьшая Fe +3 в просвете кишечника за счет редуктазы железа, тем самым обеспечивая последующий транспорт Fe +2 через апикальную мембрану энтероцитов. Это увеличивает растворимость и поглощение трехвалентного железа.Когда продукция желудочного сока нарушена (например, ингибиторами кислотного насоса, такими как лекарство, прилосек), абсорбция железа существенно снижается.

Диетический гем также может транспортироваться через апикальную мембрану по еще неизвестному механизму и впоследствии метаболизироваться в энтероцитах гемоксигеназой 1 (HO-1) с высвобождением (Fe +2 ) [19]. Этот процесс более эффективен, чем абсорбция неорганического железа, и не зависит от рН двенадцатиперстной кишки. Таким образом, на него не влияют такие ингибиторы, как фитат и полифенолы.Следовательно, красное мясо с высоким содержанием гемоглобина является отличным источником железа. Непосредственно интернализованный Fe +2 обрабатывается энтероцитами и в конечном итоге (или нет) экспортируется через базолатеральную мембрану в кровоток через транспортер ферропортин Fe +2 . Ферропортин-опосредованный отток Fe +2 связан с его повторным окислением с Fe +2 , катализируемым мембраносвязанным ферроксидазным гефестином, который физически взаимодействует с ферропортином [20] и, возможно, также его гомологом в плазме церулоплазмином.Экспортируемое железо улавливается трансферрином, который поддерживает Fe +3 в окислительно-восстановительном инертном состоянии и доставляет его в ткани. Общее содержание железа в трансферрине (≈3 мг) соответствует менее 0,1% железа в организме, но оно очень динамично и подвергается более чем 10-кратному ежедневному обороту для поддержания эритропоэза. Пул трансферрина с железом пополняется в основном за счет железа, рециркулируемого из неэффективных эритроцитов, и, в меньшей степени, за счет вновь абсорбированного пищевого железа. Стареющие эритроциты очищаются ретикулоэндотелиальными макрофагами, которые метаболизируют гемоглобин и гем и высвобождают железо в кровоток.По аналогии с кишечными энтероцитами, макрофаги экспортируют Fe +2 из своей плазматической мембраны через ферропортин в процессе, сопряженном с повторным окислением Fe +2 до Fe +3 церулоплазмином с последующей загрузкой Fe +3. на трансферрин. [21]

Theil et al ., [21] недавно сообщили, что существует также независимый механизм абсорбции растительных ферритинов, в основном присутствующих в бобовых. Однако актуальность переносчика ферритина неясна, поскольку большая часть ферритина, по-видимому, разлагается во время обработки и переваривания пищи, тем самым высвобождая неорганическое железо из оболочки ферритина для поглощения по нормальному механизму.[22] Поскольку одна молекула ферритина содержит 1000 или более атомов железа и на нее также не должны влиять ингибиторы абсорбции железа, такой механизм может стать важным источником железа в развивающихся странах, где обычно потребляются бобовые.

Регулирование гомеостаза железа

Поскольку железо требуется для ряда разнообразных клеточных функций, для поддержания гомеостаза железа требуется постоянный баланс между поглощением, транспортом, хранением и использованием железа. [11] Поскольку в организме отсутствует определенный механизм активного выведения железа, баланс железа в основном регулируется в точке абсорбции.[23,24]

Гепсидин — это циркулирующий пептидный гормон, секретируемый печенью, который играет центральную роль в регуляции гомеостаза железа. Это главный регулятор системного гомеостаза железа, координирующий использование и хранение железа с приобретением железа. [25] Этот гормон в основном вырабатывается гепатоцитами и является негативным регулятором поступления железа в плазму []. Гепцидин действует путем связывания с ферропортином, переносчиком железа, присутствующим на клетках двенадцатиперстной кишки, макрофагах и клетках плаценты.Связывание гепсидина вызывает интернализацию и деградацию ферропортина. [26] Потеря ферропортина с поверхности клетки предотвращает попадание железа в плазму []. Снижение поступления железа в плазму приводит к низкому насыщению трансферрина и меньшему количеству железа доставляется в развивающийся эритробласт. Напротив, снижение экспрессии гепсидина приводит к увеличению ферропортина на клеточной поверхности и увеличению абсорбции железа [27] []. У всех видов концентрация железа в биологических жидкостях строго регулируется, чтобы обеспечить необходимое железо и избежать токсичности, поскольку избыток железа может привести к образованию активных форм кислорода.[28] Гомеостаз железа у млекопитающих регулируется на уровне кишечной абсорбции, поскольку для железа не существует экскреторного пути.

Гепсидин-опосредованная регуляция гомеостаза железа. (а) Повышенная экспрессия гепсидина печенью является результатом воспалительных стимулов. Высокий уровень гепсидина в кровотоке приводит к интернализации и деградации ферропортина, экспортера железа. Потеря ферропортина на клеточной поверхности приводит к загрузке железа макрофагами, низким уровням железа в плазме и снижению эритропоэза из-за снижения количества железа, связанного с трансферрином.Снижение эритропоэза приводит к анемии хронического заболевания. (b) Нормальные уровни гепсидина в ответ на потребность в железе регулируют уровень импорта железа в плазму, нормальное насыщение трансферрина и нормальные уровни эритропоэза. (c) Гемохроматоз или перегрузка железом возникает из-за недостаточного уровня гепсидина, вызывая повышенный импорт железа в плазму, высокое насыщение трансферрина и избыточное отложение железа в печени. Источник: Де Доменико, и др. . [27]

Уровни гепсидина в плазме регулируются различными стимулами, включая цитокины, железо в плазме, анемию и гипоксию.Нарушение регуляции экспрессии гепсидина приводит к нарушениям железа. Избыточная экспрессия гепсидина приводит к анемии хронического заболевания, в то время как низкая продукция гепсидина приводит к наследственному гемохроматозу (HFE) с последующим накоплением железа в жизненно важных органах []. Большинство наследственных заболеваний, связанных с железом, возникает в результате недостаточного производства гепсидина по сравнению со степенью накопления железа в тканях. Было показано, что нарушение экспрессии гепсидина является результатом мутаций в любом из 4 различных генов: TfR2, HFE, гемохроматоз типа 2 (HFE2) и антимикробный пептид гепсидина (HAMP).Мутации в HAMP, гене, кодирующем гепсидин, приводят к болезни, связанной с перегрузкой железом, поскольку отсутствие гепсидина обеспечивает постоянное высокое всасывание железа. Роль других генов (TFR2, HFE и HFE2) в регуляции продукции гепсидина не ясна [27].

Хранение

Концентрация ферритина вместе с концентрацией гемосидерина отражает запасы железа в организме. Они хранят железо в нерастворимой форме и присутствуют в основном в печени, селезенке и костном мозге. [2] Большая часть железа связана с широко распространенным и высококонсервативным железосвязывающим белком ферритином.[18] Гемосидерин представляет собой комплекс хранения железа, который с меньшей готовностью выделяет железо для нужд организма. В условиях устойчивого состояния сывороточные концентрации ферритина хорошо коррелируют с общими запасами железа в организме. [29] Таким образом, сывороточный ферритин является наиболее удобным лабораторным тестом для оценки запасов железа.

Экскреция

Помимо потерь железа из-за менструации, другого кровотечения или беременности, железо очень консервативно и нелегко выводится из организма. [30] Существует некоторая обязательная потеря железа из организма в результате физиологического отшелушивания клеток с эпителиальных поверхностей [30], включая кожу, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты.[3] Однако, по оценкам, эти потери очень ограничены (≈1 мг / день). [31] Потери железа из-за кровотечения могут быть значительными, а чрезмерная менструальная кровопотеря является наиболее частой причиной дефицита железа у женщин.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Пищевое железо встречается в двух формах: гемовая и негемовая. [23] Основными источниками гемового железа являются гемоглобин и миоглобин из мяса, птицы и рыбы, тогда как негемовое железо получают из злаков, бобовых, бобовых, фруктов и овощей.[32] Гемовое железо обладает высокой биодоступностью (15–35%), и диетические факторы мало влияют на его абсорбцию, тогда как абсорбция негемового железа намного ниже (2–20%) и сильно зависит от присутствия других пищевых компонентов. [23] Напротив, количество негемового железа в рационе во много раз превышает количество гемового железа в большинстве приемов пищи. Таким образом, несмотря на более низкую биодоступность, негемовое железо обычно вносит больший вклад в питание железом, чем гемовое железо. [33] Основными ингибиторами абсорбции железа являются фитиновая кислота, полифенолы, кальций и пептиды из частично переваренных белков.[23] Усилители — это аскорбиновая кислота и мышечная ткань, которые могут восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа и связывать его в растворимые комплексы, доступные для абсорбции. [23]

Факторы, повышающие абсорбцию железа

На абсорбцию железа влияет ряд диетических факторов. Аскорбат и цитрат частично увеличивают усвоение железа, действуя как слабые хелаторы, помогая растворить металл в двенадцатиперстной кишке []. [34] Железо легко переносится из этих соединений в клетки слизистой оболочки. Исследователи продемонстрировали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной аскорбиновой кислоты на абсорбцию железа.[34] Усиливающий эффект в значительной степени связан с его способностью восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа, но также из-за его способности хелатировать железо. [35] Аскорбиновая кислота преодолеет отрицательное влияние на абсорбцию железа всех ингибиторов, включая фитат, [36] полифенолы, [37], кальций и белки, содержащиеся в молочных продуктах [38], и увеличит абсорбцию как нативного, так и обогащенного железа. Во фруктах и ​​овощах усиливающий эффект аскорбиновой кислоты часто нивелируется ингибирующим действием полифенолов.[39] Аскорбиновая кислота является единственным усилителем всасывания в вегетарианских диетах, а всасывание железа из вегетарианских и веганских блюд можно оптимизировать путем включения овощей, содержащих аскорбиновую кислоту. [40] Варка, промышленная переработка и хранение разлагают аскорбиновую кислоту и устраняют ее усиливающий эффект на усвоение железа. [41]

Таблица 1

Факторы, которые могут влиять на всасывание железа

Было показано усиливающее действие мяса, рыбы или птицы на всасывание железа из вегетарианских блюд [42], и 30 г мышечной ткани считается эквивалентом 25 мг аскорбиновой кислоты. .[33] Бьорн-Расмуссен и Халлберг [43] сообщили, что добавление курицы, говядины или рыбы к кукурузной муке увеличивало всасывание негемового железа в 2-3 раза без влияния того же количества белка, что и яичного альбумина. Как и в случае с аскорбиновой кислотой, было несколько сложнее продемонстрировать усиливающий эффект мяса при многократном приёме пищи и в полных исследованиях диеты. Редди и др. ., [44] сообщили только о незначительном улучшении всасывания железа (35%) в самостоятельно выбранных диетах в течение 5 дней, когда ежедневное потребление мышечной ткани было увеличено до 300 г / день, хотя в аналогичных 5-дневных рационах. В ходе дневного исследования 60 г свинины, добавленные к вегетарианской диете, увеличили всасывание железа на 50%.[45]

Факторы, ингибирующие абсорбцию железа

В растительной диете фитат (мио-инозитол гексакисфосфат) является основным ингибитором абсорбции железа. [23] Было показано, что отрицательное влияние фитата на абсорбцию железа зависит от дозы и начинается с очень низких концентраций 2-10 мг / прием пищи. [37,46] Молярное отношение фитата к железу может быть использовано для оценки влияния на абсорбцию. . Соотношение должно составлять 1: 1 или предпочтительно 0,4: 1 для значительного улучшения всасывания железа в простых злаковых или бобовых блюдах, которые не содержат каких-либо усилителей усвоения железа, или 6: 1 в комбинированных блюдах с некоторыми овощами, содержащими аскорбин. кислота и мясо как усилители.[47]

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, таких как овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино. Ингибирующее действие полифенолов на абсорбцию железа было показано с черным чаем и в меньшей степени с травяными чаями. [48,49] В зерновых и бобовых культурах полифенолы усиливают ингибирующий эффект фитата, как было показано в исследовании, сравнивающем сорго с высоким и низким содержанием полифенолов. [23]

Было показано, что кальций отрицательно влияет на абсорбцию негемового и гемового железа, что отличает его от других ингибиторов, влияющих только на абсорбцию негемового железа.[50] Дозозависимые ингибирующие эффекты были показаны при дозах 75-300 мг, когда кальций добавлялся в булочки, и при дозах 165 мг кальция из молочных продуктов. [51] Предполагается, что исследования однократного приема пищи показывают отрицательное влияние кальция на абсорбцию железа, тогда как исследования многократного приема пищи с большим разнообразием продуктов и различными концентрациями других ингибиторов и усилителей показывают, что кальций лишь ограниченно влияет на абсорбцию железа. [52]

Было показано, что животные белки, такие как молочные белки, яичные белки и альбумин, ингибируют абсорбцию железа.[53] Было показано, что две основные белковые фракции коровьего молока, казеин и сыворотка, а также яичный белок ингибируют абсорбцию железа у человека. [54] Белки сои также снижают всасывание железа. [55]

Конкуренция с железом

Исследования конкуренции показывают, что несколько других тяжелых металлов могут участвовать в пути всасывания железа в кишечнике. К ним относятся свинец, марганец, кобальт и цинк. Поскольку дефицит железа часто сочетается с интоксикацией свинцом, это взаимодействие может вызвать особенно серьезные медицинские осложнения у детей.[56]

Свинец является особенно опасным элементом для метаболизма железа. [57] Свинец поглощается механизмом поглощения железа (DTM1) и вторично блокирует железо за счет конкурентного торможения. Кроме того, свинец препятствует ряду важных железозависимых метаболических этапов, таких как биосинтез гема. Это многогранное влияние имеет особенно тяжелые последствия для детей, поскольку свинец не только вызывает анемию, но и может ухудшить когнитивное развитие. Свинец естественным образом присутствует в больших количествах в грунтовых водах и почве в некоторых регионах и может тайно нанести вред здоровью детей.По этой причине большинство педиатров в США обычно проверяют содержание свинца в раннем возрасте с помощью простого анализа крови.

ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ

В раннем детстве потребности в железе удовлетворяются за счет небольшого количества железа, содержащегося в грудном молоке. [58] Потребность в железе заметно возрастает через 4-6 месяцев после рождения и составляет около 0,7-0,9 мг / день в течение оставшейся части первого года [58]. В возрасте от 1 до 6 лет содержание железа в организме снова увеличивается вдвое. [58] Потребность в железе также очень высока у подростков, особенно в период скачка роста.У девочек обычно происходит скачок роста до менархе, но к этому времени рост не заканчивается. У мальчиков наблюдается заметное увеличение массы и концентрации гемоглобина в период полового созревания. На этой стадии потребности в железе повышаются до уровня, превышающего средние потребности в железе у менструирующих женщин [58] [см.].

Таблица 2

Потребность в железе 97,5% людей с точки зрения абсорбированного железа a , в разбивке по возрастным группам и полу (Всемирная организация здравоохранения, 1989)

В среднем взрослый человек хранит около 1-3 г железа в своей или ее тело.Точный баланс между потреблением и потерей пищи поддерживает этот баланс. Около 1 мг железа теряется каждый день из-за отшелушивания клеток кожи и слизистых оболочек, включая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. [59] Менструация увеличивает среднесуточную потерю железа примерно до 2 мг в день у взрослых женщин в пременопаузе. [60] Увеличение массы тела во время скачков роста в неонатальном и детском возрасте временно увеличивает потребность в железе. [61]

Потребление железа с пищей необходимо для восполнения потери железа с калом и мочой, а также через кожу.Эти базальные потери составляют примерно 0,9 мг железа для взрослого мужчины и 0,8 мг для взрослой женщины. [62] У женщин репродуктивного возраста необходимо учитывать потерю железа с менструальной кровью [].

ГРУППЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА

Наибольшая вероятность возникновения дефицита железа обнаруживается в тех частях населения, которые не имеют надлежащего доступа к продуктам, богатым усвояемым железом, во время стадий высокой потребности в железе. Эти группы соответствуют детям, подросткам и женщинам репродуктивного возраста, особенно во время беременности.[63,58]

У младенцев и подростков повышенная потребность в железе является результатом быстрого роста. Для женщин репродуктивного возраста основная причина — чрезмерная кровопотеря во время менструации. Во время беременности потребность в железе значительно возрастает из-за быстрого роста плаценты и плода, а также увеличения глобулярной массы. [63] Напротив, взрослые мужчины и женщины в постменопаузе имеют низкий риск дефицита железа, и количество железа в нормальном рационе обычно достаточно для удовлетворения их физиологических потребностей.[63]

ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА

Последствия дефицита железа

Дефицит железа определяется как состояние, при котором отсутствуют мобилизуемые запасы железа и при котором появляются признаки нарушения поступления железа в ткани, включая эритрон. , отмечены. [64] Дефицит железа может сопровождаться анемией или без нее. Некоторые функциональные изменения могут произойти в отсутствие анемии, но наиболее функциональные нарушения, по-видимому, возникают при развитии анемии. [2] Даже легкие и средние формы железодефицитной анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие [65], механизмы иммунитета [66] и работоспособность.[67] Дефицит железа во время беременности связан с множеством неблагоприятных исходов как для матери, так и для ребенка, включая повышенный риск сепсиса, материнской смертности, перинатальной смертности и низкой массы тела при рождении. [68] Дефицит железа и анемия также снижают способность к обучению и связаны с повышенным уровнем заболеваемости. [68]

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа и возникает, когда абсорбция железа не может идти в ногу с метаболическими потребностями в железе для поддержания роста и восполнения потери железа, что в первую очередь связано с кровопотерей. .[2] Основные причины дефицита железа включают низкое потребление биодоступного железа, повышенную потребность в железе в результате быстрого роста, беременности, менструации и избыточную кровопотерю, вызванную патологическими инфекциями, такими как анкилостомы и власоглавы, вызывающие потерю крови из желудочно-кишечного тракта [2] 69,70,71,72] и нарушение всасывания железа. [73] Частота дефицита железа увеличивается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте [74]. Другими факторами риска дефицита железа у молодых женщин являются высокий паритет, использование внутриматочной спирали и вегетарианская диета.[75]

Дефицит железа в питании возникает, когда физиологические потребности не могут быть удовлетворены за счет абсорбции железа из рациона. [72] Биодоступность пищевого железа низка в группах населения, потребляющих однообразные растительные диеты с небольшим количеством мяса. [72] Во многих развивающихся странах растительные продукты для отлучения от груди редко обогащаются железом, а частота анемии превышает 50% у детей младше 4 лет. [64]

Когда запасы железа истощаются и железа недостаточно для эритропоэза, синтез гемоглобина в предшественниках эритроцитов нарушается и появляются гематологические признаки железодефицитной анемии.

ОЦЕНКА СТАТУСА ЖЕЛЕЗА

Дефицит железа и, в конечном итоге, анемия развиваются поэтапно и могут быть оценены путем измерения различных биохимических показателей. Хотя некоторые ферменты железа чувствительны к дефициту железа [63], их активность не использовалась в качестве успешного рутинного измерения статуса железа [2].

Лабораторные измерения необходимы для правильной диагностики дефицита железа. Они наиболее информативны, когда несколько показателей уровня железа исследуются и оцениваются в контексте питания и истории болезни.

Пул железа в плазме или сыворотке — это фракция всего железа в организме, которая циркулирует в основном связанном с трансферрином. Три способа оценки уровня железа в плазме или сыворотке включают: 1) измерение общего содержания железа в единице объема в мкг / дл; 2) измерение общего количества сайтов связывания для атомов железа на трансферрине, известного как общая железосвязывающая способность в мкг / дл 2 ; и 3) оценка процента двух сайтов связывания на всех занятых молекулах трансферрина, называемого процентным насыщением трансферрина.[76] Однако заметные биологические вариации этих значений могут возникать в результате суточных колебаний, наличия инфекции или воспалительных состояний и недавнего потребления железа с пищей. [76]

Протопорфирин цинка отражает нехватку железа на последних стадиях синтеза гемоглобина, так что цинк вставляется в молекулу протопорфирина вместо железа. Протопорфирин цинка может быть обнаружен в эритроцитах с помощью флуориметрии и является мерой тяжести дефицита железа. [76]

Сывороточный ферритин является хорошим индикатором запасов железа в организме в большинстве случаев.Когда концентрация сывороточного ферритина ≥15 мкг / л, присутствуют запасы железа; более высокие концентрации отражают размер склада железа; при низкой концентрации (<12 мкг / л для детей младше 5 лет и <15 мкг / л для детей старше 5 лет) запасы железа истощаются. [76] Однако ферритин является белком-реагентом острой фазы, и его сывороточные концентрации могут быть повышены независимо от изменения запасов железа, инфекции или воспаления. [76,2] Это означает, что может быть трудно интерпретировать концентрацию ферритина в инфекционных зонах. болезни распространены.

Еще одним индикатором статуса железа является концентрация TfR в сыворотке крови. Поскольку TfR в основном происходит из развивающихся эритроцитов, он отражает интенсивность эритропоэза и потребность в железе. Когда запасы железа истощаются, концентрация повышается при железодефицитной анемии, что указывает на серьезную недостаточность железа. Это при условии, что нет других причин аномального эритропоэза. [76] Клинические исследования показывают, что сывороточный TfR менее подвержен воспалению, чем сывороточный ферритин. [77] Основным преимуществом TfR как индикатора является возможность оценки величины функционального дефицита железа после истощения запасов железа.[78]

Отношение TfR к ферритину (TfR / ферритин) было разработано для оценки изменений как в накопленном железе, так и в функциональном железе и считается более полезным, чем TfR или ферритин отдельно. [79] TfR / ферритин использовался для оценки запасов железа в организме как у детей, так и у взрослых. [80] Однако высокая стоимость и отсутствие стандартизации анализа TfR до сих пор ограничивали применимость метода [81].

Низкая концентрация гемоглобина является показателем анемии, конечной стадии дефицита железа.[76,2]

АНЕМИЯ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

Анемия описывает состояние, при котором количество эритроцитов в крови низкое или в клетках крови содержится меньше нормального гемоглобина. Человека, страдающего анемией, называют анемичным. Целью эритроцитов является доставка кислорода из легких в другие части тела. Молекула гемоглобина является функциональной единицей эритроцитов и представляет собой сложную белковую структуру, которая находится внутри эритроцитов. Несмотря на то, что эритроциты производятся в костном мозге, в их производство вовлечены многие другие факторы.Например, железо — очень важный компонент молекулы гемоглобина; эритропоэтин, молекула, секретируемая почками, способствует образованию эритроцитов в костном мозге.

Наличие правильного количества эритроцитов и профилактика анемии требует взаимодействия между почками, костным мозгом и питательными веществами в организме. Если почки или костный мозг не функционируют, или организм плохо питается, то нормальное количество и функции эритроцитов может быть трудно поддерживать.

Анемия на самом деле является признаком болезненного процесса, а не самой болезни.Обычно его классифицируют как хронический или острый. Хроническая анемия возникает в течение длительного периода времени. Острая анемия возникает быстро. Определение того, присутствует ли анемия в течение длительного времени или это что-то новое, помогает врачам найти причину. Это также помогает предсказать, насколько серьезными могут быть симптомы анемии. При хронической анемии симптомы обычно начинаются медленно и постепенно прогрессируют; тогда как при острой анемии симптомы могут быть резкими и более тревожными.

Эритроциты живут около 100 дней, поэтому организм постоянно пытается их заменить.У взрослых производство эритроцитов происходит в костном мозге. Врачи пытаются определить, вызвано ли низкое количество эритроцитов повышенной кровопотерей эритроцитов или их снижением в костном мозге. Знание того, изменилось ли количество лейкоцитов и / или тромбоцитов, также помогает определить причину анемии.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), два миллиарда человек во всем мире страдают анемией и примерно 50% всех анемий объясняются дефицитом железа. [64] Это происходит на всех этапах жизненного цикла, но чаще встречается у беременных женщин и маленьких детей.[82] Анемия является результатом множества причин, которые можно изолировать, но чаще всего они сосуществуют. Некоторые из этих причин включают следующие:

Железодефицитная анемия

Наиболее важной и частой причиной анемии является дефицит железа. [82] Если потребление железа ограничено или неадекватно из-за плохого питания, в результате может возникнуть анемия. Это называется железодефицитной анемией. Железодефицитная анемия также может возникать при наличии язвы желудка или других источников медленного хронического кровотечения (рак толстой кишки, рак матки, полипы кишечника, геморрой и т. Д.).[83]

Анемия хронического заболевания

Любое длительное заболевание может привести к анемии. Этот тип анемии является вторым по распространенности после анемии, вызванной дефицитом железа, и развивается у пациентов с острым или хроническим системным заболеванием или воспалением. [84] Это состояние было названо «анемией воспаления» из-за повышенного содержания гепсидина, который блокирует как рециркуляцию железа из макрофагов, так и абсорбцию железа. [85]

Анемия из-за активного кровотечения

Потеря крови из-за обильного менструального кровотечения или ран может вызвать анемию.[82] Язвы желудочно-кишечного тракта или раковые заболевания, такие как рак толстой кишки, могут медленно терять кровь и также могут вызывать анемию. [86,87]

Анемия, связанная с заболеванием почек

Почки выделяют гормон эритропоэтин, который помогает костному мозгу сделать эритроциты. У людей с хроническим (длительным) заболеванием почек выработка этого гормона снижена, а это, в свою очередь, снижает выработку эритроцитов, вызывая анемию. [88] Хотя дефицит эритропоэтина является основной причиной анемии при хронической почечной недостаточности, это не единственная причина.Следовательно, необходимо минимальное обследование, чтобы исключить дефицит железа и другие аномалии клеточной линии. [89]

Анемия, связанная с беременностью

Увеличение объема плазмы во время беременности приводит к разбавлению эритроцитов и может проявляться как анемия. [90] Железодефицитная анемия составляет 75% всех анемий во время беременности. [90]

Анемия, связанная с плохим питанием

Витамины и минералы необходимы для образования эритроцитов. Помимо железа, для правильного производства гемоглобина необходимы витамин B12, виамин A, фолиевая кислота, рибофлавин и медь.[82] Дефицит любого из этих питательных микроэлементов может вызвать анемию из-за недостаточного производства эритроцитов. Плохое питание — важная причина низкого уровня витаминов и, как следствие, анемии.

Ожирение и анемия

Ожирение характеризуется хроническим слабым системным воспалением, повышенным уровнем гепсидина, что, в свою очередь, связано с анемией хронического заболевания. Ausk и Ioannou [91] предположили, что ожирение может быть связано с особенностями анемии хронического заболевания, включая низкую концентрацию гемоглобина, низкое содержание железа и трансферрина в сыворотке, а также повышенный уровень ферритина в сыворотке.Избыточный вес и ожирение были связаны с изменениями сывороточного железа, насыщения трансферрина и ферритина, которые, как ожидается, произойдут в условиях хронического системного воспаления. Воспаление, связанное с ожирением, может повышать концентрацию гепсидина и снижать доступность железа. Aeberli и др. ., [92] сравнили уровень железа, потребление железа с пищей и его биодоступность, а также циркулирующие уровни гепсидина, лептина и интерлейкина-6 (ИЛ-6) у детей с избыточной массой тела и детей с нормальным весом.Они указали, что существует пониженная доступность железа для эритропоэза у детей с избыточным весом, и что это, вероятно, связано с опосредованным гепсидином сниженным всасыванием железа и / или повышенным секвестрацией железа, а не с низким содержанием железа с пищей.

Алкоголизм

Алкоголь оказывает многочисленные неблагоприятные эффекты на различные типы клеток крови и их функции. [93] У алкоголиков часто есть дефектные эритроциты, которые преждевременно разрушаются. [93,94] Сам по себе алкоголь также может быть токсичным для костного мозга и может замедлять производство эритроцитов.[93,94] Кроме того, плохое питание и дефицит витаминов и минералов связаны с алкоголизмом. [95] Сочетание этих факторов может привести к анемии у алкоголиков.

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний. [96] Это заболевание, связанное с кровью, которое влияет на молекулу гемоглобина и приводит к изменению формы всей клетки крови в стрессовых условиях [97]. В таком состоянии проблема с гемоглобином бывает качественной или функциональной.Аномальные молекулы гемоглобина могут вызвать проблемы в целостности структуры эритроцитов, и они могут стать серповидными (серповидные клетки). [97] Существуют разные типы серповидно-клеточной анемии разной степени тяжести. Это особенно распространено у африканцев, ближневосточных и средиземноморских предков. [97]

Талассемия

Это еще одна группа причин анемии, связанных с гемоглобином, которая связана с отсутствием или ошибками в генах, ответственных за выработку гемоглобина. [97] Молекула гемоглобина имеет субъединицы, обычно называемые альфа- и бета-цепями глобина.Отсутствие определенной субъединицы определяет тип альфа- или бета-талассемии. [97,98] Существует много типов талассемии, которые различаются по степени тяжести от легкой (малая талассемия) до тяжелой (большая талассемия). [98] Они также являются наследственными, но вызывают количественные аномалии гемоглобина, то есть вырабатывается недостаточное количество молекул правильного типа. Альфа- и бета-талассемии являются наиболее распространенными наследственными моногенными заболеваниями в мире с наибольшей распространенностью в районах, где малярия была или остается эндемичной.[97]

Апластическая анемия

Апластическая анемия — это заболевание, при котором разрушается костный мозг и снижается выработка клеток крови. [99] Это вызывает дефицит всех трех типов клеток крови (панцитопения), включая эритроциты (анемия), лейкоциты (лейкопения) и тромбоциты (тромбоцитопения). [100,101] Многие распространенные лекарства могут иногда вызывать этот тип анемии в качестве побочного эффекта. у некоторых людей. [99]

Гемолитическая анемия

Гемолитическая анемия — это тип анемии, при которой происходит разрыв эритроцитов, известный как гемолиз, который разрушается быстрее, чем костный мозг может их заменить.[102] Гемолитическая анемия может возникнуть по разным причинам и часто классифицируется как приобретенная или наследственная. Распространенными приобретенными причинами гемолитической анемии являются аутоиммунитет, микроангиопатия и инфекции. Нарушения ферментов эритроцитов, мембран и гемоглобина вызывают наследственную гемолитическую анемию. [102]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗА (СТРАТЕГИИ ВМЕШАТЕЛЬСТВА)

Четыре основных стратегии коррекции эффективности микронутриентов в популяциях могут использоваться для коррекции дефицита железа, как по отдельности, так и в комбинации.Это обучение в сочетании с модификацией диеты для улучшения потребления железа и его биодоступности; добавление железа (обеспечение железом, обычно в более высоких дозах, без еды), обогащение пищевых продуктов железом и новый подход к биофортификации. Однако есть некоторые трудности в применении некоторых из этих стратегий при рассмотрении железа.

Диверсификация продуктов питания

Модификации рациона питания для сокращения потребления Индийской стоматологической ассоциации включают увеличение потребления продуктов, богатых железом, особенно мясных продуктов, увеличение потребления фруктов и овощей, богатых аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и снижение потребления чая и кофе, которые подавляют всасывание негемового железа.[103,58] Другая стратегия — снизить содержание антинутриентов, чтобы сделать железо, поступающее из их пищевых источников, более доступным. Биодоступность железа может быть увеличена такими методами, как проращивание и ферментация, которые способствуют ферментативному гидролизу фитиновой кислоты в цельнозерновых зерновых и бобовых культурах за счет повышения активности эндогенных или экзогенных ферментов фитазы. [104] Даже использование неферментативных методов, таких как термическая обработка, замачивание и измельчение, для снижения содержания фитиновой кислоты в основных продуктах растительного происхождения было успешным в улучшении биодоступности железа (и цинка).[105,106]

Добавка

Для перорального приема добавок железа предпочтительны соли двухвалентного железа (сульфат двухвалентного железа и глюконат двухвалентного железа) из-за их низкой стоимости и высокой биодоступности. [72] Хотя абсорбция железа выше при приеме добавок железа натощак, тошнота и боль в эпигастрии могут развиться из-за введенных более высоких доз железа (обычно 60 мг Fe / день). Если возникают такие побочные эффекты, следует попытаться снизить дозу между приемами пищи или давать железо во время еды, хотя пища снижает всасывание лекарственного железа примерно на две трети.[107] Добавки железа во время беременности рекомендуется в развивающихся странах, где женщины часто вступают в беременность с низкими запасами железа. [108] Хотя обычно считалось, что польза от приема добавок железа перевешивает предполагаемый риск, есть некоторые свидетельства того, что добавление в дозах, рекомендованных для здоровых детей, несет в себе риск увеличения тяжести инфекционного заболевания на фоне малярии. [109,110]

Обогащение

Обогащение пищевых продуктов железом сложнее, чем обогащение такими питательными веществами, как цинк в муке, йод в соли и витамин А в кулинарном масле.[72] Наиболее биодоступные соединения железа растворимы в воде или разбавленной кислоте, но часто вступают в реакцию с другими пищевыми компонентами, вызывая неприятный запах, изменение цвета или окисление жиров. [103] Таким образом, менее растворимые формы железа, хотя и хуже усваиваются, часто выбираются для обогащения, чтобы избежать нежелательных сенсорных изменений. [72] Обогащение обычно производится с гораздо более низкими дозами железа, чем с добавками. Это ближе к физиологической среде и может быть самым безопасным вмешательством в малярийных областях. [111] Нет никаких опасений по поводу безопасности добавок железа или обогащения железа в немалярийных эндемичных районах.[112]

Соединения железа, рекомендованные [7] для обогащения пищевых продуктов, включают сульфат железа, фумарат железа, пирофосфат железа и порошок электролитического железа. Пшеничная мука является наиболее распространенным пищевым продуктом, обогащенным железом, и обычно она обогащается порошками элементарного железа, которые не рекомендуются ВОЗ. [7,113] Харрелл и Эгли [23] сообщили, что из 78 национальных программ по пшеничной муке только восемь улучшатся. статус железа. В этих программах использовались рекомендуемые соединения железа на рекомендованных уровнях.В других странах использовались не рекомендуемые соединения или более низкие уровни железа по сравнению с потреблением муки. Коммерческое детское питание, такое как смеси и злаки, также обычно обогащено железом.

Биообогащение

Содержание железа колеблется от 25 до 56 мг / кг в различных сортах пшеницы и 7-23 мг / кг в зернах риса. Однако большая часть этого железа удаляется в процессе измельчения. Поглощение железа зерновыми и бобовыми культурами, многие из которых имеют высокое содержание самородного железа, обычно низкое из-за высокого содержания в них фитата, а иногда и полифенолов.[48] ​​Стратегии биофортификации включают селекцию растений и генную инженерию. Уровни железа в обычных бобах и просе были успешно увеличены за счет селекции растений, но использование других основных продуктов питания является более трудным или невозможным (рис) из-за недостаточной естественной генетической изменчивости. Lucca и др. ., [114] увеличили содержание железа в эндосперме риса, чтобы улучшить его всасывание в кишечнике человека с помощью генной инженерии. Они ввели ген ферритина из Phaseolus vulgaris в рисовые зерна, увеличив содержание железа в них вдвое.Для увеличения биодоступности железа они ввели в эндосперм риса термотолерантную фитазу из Aspergillus fumigatus . Они указали, что этот рис с более высоким содержанием железа и богатым фитазой имеет большой потенциал для существенного улучшения питания железом в тех популяциях, где дефицит железа так широко распространен. [114] К сожалению, фитаза не устояла перед приготовлением. Важность различных минералов, таких как цинк [115] и железо, требует большего внимания на индивидуальном уровне и уровне общественного здравоохранения.

Сноски

Источник поддержки: Нет

Конфликт интересов: Не объявлен.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борода Дж. Л., Доусон HD. Железо. В: О’Делл Б.Л., Сунде Р.А., редакторы. Справочник по незаменимым в питании минеральным элементам. Нью-Йорк: CRC Press; 1997. С. 275–334. [Google Scholar] 2. Вуд Р.Дж., Ронненберг А. Железо. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы. Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005 г.С. 248–70. [Google Scholar] 3. Макдауэлл LR. 2-е изд. Амстердам: Elsevier Science; 2003. Минералы в питании животных и человека; п. 660. [Google Scholar] 4. Гуггенхайм KY. Хлороз: возникновение и исчезновение болезни, связанной с питанием. J Nutr. 1995; 125: 1822–5. [PubMed] [Google Scholar] 5. Ип Р., Даллман PR. Железо. В: Ziegler EE, Filer LJ, редакторы. Присутствуют знания в области питания. 7-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: ILSI Press; 1996. С. 278–92. [Google Scholar] 6. Андервуд Э.Дж., Саттл Н.Ф. 3-е изд. Уоллингфорд: международное издательство CABI; 1999 г.Минеральное питание скота; п. 614. [Google Scholar] 7. Аллен Л., де Бенуа Б., Дари О., Харрелл Р., редакторы. Женева: ВОЗ и ФАО; 2006. ВОЗ. Рекомендации по обогащению пищевых продуктов микронутриентами; п. 236. [Google Scholar] 8. Брабин Б.Дж., Премжи З., Верхое ff Ф. Анализ анемии и детской смертности. J Nutr. 2001; 131: 636–45С. [PubMed] [Google Scholar] 9. Quintero-Gutiérrez AG, González-Rosendo G, Sánchez-Muñoz J, Polo-Pozo J, Rodríguez-Jerez JJ. Биодоступность гемового железа в начинке для печенья с использованием поросят в качестве модели животных для человека.Int J Biol Sci. 2008; 4: 58–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Айзен П., Эннс С., Весслинг-Резник М. Химия и биология метаболизма железа в эукариотах. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 940–59. [PubMed] [Google Scholar] 11. Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье и болезнях. Мол Аспекты Мед. 2001; 2: 1–87. [PubMed] [Google Scholar] 12. Guerinot ML. Транспорт микробного железа. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 743–72. [PubMed] [Google Scholar] 13. Асквит К., Каплан Дж.Транспорт железа и меди в дрожжах и его значение для болезней человека. Trends Biochem Sci. 1998. 23: 135–8. [PubMed] [Google Scholar] 15. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001. МОМ. Институт медицины. железо. В: Нормы потребления витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка; С. 290–393. [PubMed] [Google Scholar] 16. Мьюир А., Хопфер У. Региональная специфичность поглощения железа щеточно-граничными мембранами тонкого кишечника у нормальных мышей и мышей с дефицитом железа.Am J Physiol. 1985; 248: G376–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Фрейзер Д.М., Андерсон Г.Дж. Импорт железа. I. Абсорбция железа в кишечнике и ее регуляция. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289: G631–5. [PubMed] [Google Scholar] 18. Наддур С.С., Шрирама К., Мудипалли А. Механизмы транспорта и гомеостаза железа: их роль в здоровье и болезнях. Индийский J Med Res. 2008; 128: 533–44. [PubMed] [Google Scholar] 20. Yeh KY, Yeh M, Mims L, Glass J. Кормление железом индуцирует миграцию и взаимодействие ферропортина 1 и гефестина в двенадцатиперстном эпителии крыс.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009. 296: 55–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Тейл Э.С., Чен Х., Миранда С., Янсер Х., Эльзенханс Б., Нуньес М.Т. и др. Абсорбция железа из ферритина не зависит от гемового железа и солей двухвалентного железа у женщин и сегментов кишечника крыс. J Nutr. 2012; 142: 478–83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Hoppler M, Schoenbaechler A, Meile L, Hurrell RF, Walczyk T. Ферритин-железо высвобождается во время кипячения и in vitro при пищеварении в желудке .J Nutr. 2008. 138: 878–84. [PubMed] [Google Scholar] 23. Hurrell R, Egli I. Биодоступность железа и диетические контрольные значения. Am J Clin Nutr. 2010; 91: 1461–7S. [PubMed] [Google Scholar] 25. Немет Э., Ганц Т. Регулирование метаболизма железа гепсидином. Annu Rev Nutr. 2006; 26: 323–42. [PubMed] [Google Scholar] 26. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и индуцируя его интернализацию. Наука. 2004; 306: 2090–3.[PubMed] [Google Scholar] 28. Браун В., Киллманн Х. Бактериальные решения проблемы снабжения железом. Trends Biochem Sci. 1999; 24: 104–109. [PubMed] [Google Scholar] 29. Хант-младший. Насколько важна биодоступность железа с пищей? Am J Clin Nutr. 2001; 73: 3–4. [PubMed] [Google Scholar] 30. Хант-младший, Зито, Калифорния, Джонсон, Лос-Анджелес. Выведение железа из организма здоровыми мужчинами и женщинами. Am J Clin Nutr. 2009; 89: 1–7. [PubMed] [Google Scholar] 31. Фэрбенкс В.Ф. Железо в медицине и питании. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы.Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 1999. С. 193–221. [Google Scholar] 32. потребности человека в витаминах и минералах. Рим: ФАО; 2001. ФАО / ВОЗ. Пищевые подходы к удовлетворению потребностей в витаминах и минералах; С. 7–25. [Google Scholar] 33. Monsen ER, Hallberg L, Layrisse M, Hegsted DM, Cook JD, Mertz W. и др. Оценка доступного пищевого железа. Am J Clin Nutr. 1978; 31: 134–41. [PubMed] [Google Scholar] 34. Конрад ME, Umbreit JN. Краткий обзор: абсорбция железа — путь муцин-мобилферрин-интегрин.Конкурентоспособный путь поглощения металлов. Am J Hematol. 1993; 42: 67–73. [PubMed] [Google Scholar] 35. Конрад М.Э., Шаде С.Г. Хелаты аскорбиновой кислоты в абсорбции железа: роль соляной кислоты и желчи. Гастроэнтерология. 1968; 55: 35–45. [PubMed] [Google Scholar] 36. Холлберг Л., Брюн М., Россандер Л. Поглощение железа у человека: аскорбиновая кислота и дозозависимое ингибирование фитатом. Am J Clin Nutr. 1989; 49: 140–4. [PubMed] [Google Scholar] 37. Зигенберг Д., Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Макфарлейн Б.Дж., Лампарелли Р.Д., Car NG и др.Аскорбиновая кислота предотвращает дозозависимое ингибирующее действие полифенолов и фитатов на абсорбцию негемового железа. Am J Clin Nutr. 1991; 53: 537–41. [PubMed] [Google Scholar] 38. Стекель А., Оливарес М., Писарро Ф., Чадуд П., Лопес И., Амар М. Поглощение обогащающего железа из молочных смесей у младенцев. Am J Clin Nutr. 1986; 43: 917–22. [PubMed] [Google Scholar] 39. Бюллетень D, Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Гиллули М., Макфарлейн Б.Дж., Макфэйл А.П. и др. Влияние фруктовых соков и фруктов на усвоение железа из рисовой муки.Br J Nutr. 1987; 57: 331–43. [PubMed] [Google Scholar] 40. Линч SR, Кук JD. Взаимодействие витамина С и железа. Ann N Y Acad Sci. 1980; 355: 32–44. [PubMed] [Google Scholar] 41. Teucher B, Olivares M, Cori H. Усилители поглощения железа: аскорбиновая кислота и другие органические кислоты. Int J Vitam Nutr Res. 2004; 74: 403–19. [PubMed] [Google Scholar] 42. Линч С.Р., Харрелл Р.Ф., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Влияние пищевых белков на биодоступность железа у человека. Adv Exp Med Biol. 1989; 249: 117–32. [PubMed] [Google Scholar] 43.Бьорн-Расмуссен Э., Халльберг Л. Влияние животных белков на усвоение пищевого железа человеком. Нутр Метаб. 1979; 23: 192–202. [PubMed] [Google Scholar] 44. Редди МБ, Харрелл Р.Ф., Кук Дж.Д. Разнообразное питание незначительно влияет на всасывание негемового железа у нормальных людей. J Nutr. 2006; 136: 576–81. [PubMed] [Google Scholar] 45. Бах Кристенсен М., Хелс О, Морберг С., Марвинг Дж., Бугель С., Тетенс I. Свинина увеличивает усвоение железа при 5-дневной полностью контролируемой диете по сравнению с вегетарианской диетой с аналогичным содержанием витамина С и фитиновой кислоты.Br J Nutr. 2005. 94: 78–83. [PubMed] [Google Scholar] 46. Харрелл Р.Ф., Джуллерат М.А., Редди М.Б., Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Соевый белок, фитат и абсорбция железа у человека. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 573–8. [PubMed] [Google Scholar] 47. Hurrell RF. Разложение фитиновой кислоты как средство улучшения усвоения железа. Int J Vitam Nutr Res. 2004. 74: 445–52. [PubMed] [Google Scholar] 48. Харрелл Р.Ф., Редди М., Кук Дж. Д.. Подавление абсорбции негемного железа у человека напитками, содержащими полифенолы. Br J Nutr.1999. 81: 289–95. [PubMed] [Google Scholar] 49. Холлберг Л., Россандер Л. Влияние различных напитков на усвоение негемового железа из сложных блюд. Hum Nutr Appl Nutr. 1982; 36: 116–23. [PubMed] [Google Scholar] 50. Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Ингибирование усвоения гемового железа у человека кальцием. Br J Nutr. 1993; 69: 533–40. [PubMed] [Google Scholar] 51. Hallberg L, Rossander-Hulthen L. Потребность в железе у менструирующих женщин. Am J Clin Nutr. 1991; 54: 1047–58. [PubMed] [Google Scholar] 52.Линч SR. Влияние кальция на усвоение железа. Nutr Res Rev.2000; 13: 141–58. [PubMed] [Google Scholar] 53. Кук JD, Monsen ER. Поглощение пищевого железа у людей. III. Сравнение влияния животных белков на всасывание негемового железа. Am J Clin Nutr. 1976; 29: 859–67. [PubMed] [Google Scholar] 54. Харрелл РФ, Линч С.Р., Тринидад Т.П., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Абсорбция железа у людей: бычий сывороточный альбумин по сравнению с говяжьими мышцами и яичным белком. Am J Clin Nutr. 1988; 47: 102–7. [PubMed] [Google Scholar] 55.Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д., Джульерат М.А., Харрелл РФ. Ингибирующий эффект фрагмента, связанного с соевым белком, на абсорбцию железа у людей. Am J Clin Nutr. 1994; 60: 567–72. [PubMed] [Google Scholar] 56. Piomelli S, Seaman C, Kapoor S. Вызванные свинцом аномалии метаболизма порфирина, связь с дефицитом железа. Ann N Y Acad Sci. 1987; 514: 278–88. [PubMed] [Google Scholar] 58. 2-е изд. Бангкок: 2004 г. ФАО / ВОЗ. Консультация экспертов по потребностям человека в витаминах и минералах, потребностях в витаминах и минералах в питании человека: отчет совместного экспертного заключения ФАО / ВОЗ; п.341. [Google Scholar] 59. Cook JD, Skikne BS, Lynch SR, Reusser ME. Оценки достаточности железа у населения США. Кровь. 1986; 68: 726–31. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ботвелл TH, Чарльтон RW. Общий подход к проблемам железодефицита и перегрузки железом у населения в целом. Semin Hematol. 1982; 19: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 61. Гибсон Р.С., Макдональд А.С., Смит-Вандеркой П.Д. Параметры сывороточного ферритина и пищевого железа в выборке канадских детей дошкольного возраста. J Can Dietetic Assoc.1988; 49: 23–8. [Google Scholar] 62. ДеМайер Э.М., Даллман П., Герни Дж. М., Холлберг Л., Суд С. К., Срикантия С. Г., редакторы. Женева: Всемирная организация здравоохранения; 1989. ВОЗ. Профилактика и контроль железодефицитной анемии с помощью первичной медико-санитарной помощи: руководство для администраторов здравоохранения и руководителей программ; п. 58. [Google Scholar] 63. Даллман П. Айрон. В: Браун М.Л., редактор. Настоящие знания в области питания. 6-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Фонд питания; 1990. С. 241–50. [Google Scholar] 64. Женева: Швейцария: Всемирная организация здравоохранения; 2001 г.ВОЗ / ЮНИСЕФ / УООН. Оценка, профилактика и контроль железодефицитной анемии; п. 114. [Google Scholar] 65. Борода Дж. Л., Коннор-младший. Статус железа и нейронное функционирование. Annu Rev Nutr. 2003. 23: 41–58. [PubMed] [Google Scholar] 66. Failla ML. Микроэлементы и защита хозяина: последние достижения и сохраняющиеся проблемы. J Nutr. 2003; 133: S1443–7. [PubMed] [Google Scholar] 67. Витери Ф.Е., Торунь Б. Анемия и физическая работоспособность. В: Гарби Л., редактор. Клиники гематологии. Vol. 3. Лондон: У. Б. Сондерс; 1974. стр.609–26. [Google Scholar] 68. CDC. Табель успеваемости по грудному вскармливанию, США: показатели результатов (публикация из Центров по контролю и профилактике заболеваний, Национальное обследование иммунизации. 2010 г. [последний доступ 11 мая 2010 г.]. Http://www.cdc.gov/breastfeeding/data/index .htm .69. Купер Е.С., Банди Д.А. Трихоцефалопатия. Ballieres Clin Trop Med Commun Dis. 1987; 2: 629–43. [Google Scholar] 70. Всемирная организация здравоохранения, Женева; 1995. ВОЗ. Отчет неофициальной консультации ВОЗ. на анкилостомоз и анемию у девочек и женщин; с.46. ​​[Google Scholar] 71. Crompton DW, Nesheim MC. Пищевая ценность кишечных гельминтозов в течение жизненного цикла человека. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 35–99. [PubMed] [Google Scholar] 72. Ларок Р., Касапиа М., Готуццо Е., Дьоркос Т.В. Взаимосвязь между интенсивностью заражения гельминтами, передающимися через почву, и анемией во время беременности. Am J Trop Med Hyg. 2005. 73: 783–9. [PubMed] [Google Scholar] 73. Циммерманн МБ, Харрелл РФ. Недостаток пищевого железа. Ланцет. 2007; 370: 115–20. [Google Scholar] 74. Харви LJ, Armah CN, Dainty JR, Foxall RJ, John Lewis D, Langford NJ и др.Влияние менструальной кровопотери и диеты на дефицит железа у женщин в Великобритании. Br J Nutr. 2005. 94: 557–64. [PubMed] [Google Scholar] 75. Борода JL. Потребность в железе у девочек-подростков. Симпозиум: Повышение уровня железа у подростков до деторождения. J Nutr. 2000; 130: S440–2. [PubMed] [Google Scholar] 77. Бегин Ю. Растворимый рецептор трансферрина для оценки эритропоэза и статуса железа. Clinica Chimica Acta. 2003. 329: 9–22. [PubMed] [Google Scholar] 79. Повар JD, Flowers CH, Skikne BS. Количественная оценка bodyiron.Кровь. 2003. 101: 3359–64. [PubMed] [Google Scholar] 80. Кук JD, Boy E, Flowers C, Daroca Mdel C. Влияние высокогорной жизни на железо тела. Кровь. 2005; 106: 1441–6. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян З., Дьюи К.Г., Лоннердал Б., Хернелл О., Чапарро С., Аду-Афарвуа С. и др. Сравнение концентрации ферритина в плазме с соотношением рецептора трансферрина в плазме и ферритина для оценки запасов железа в организме: результаты 4 интервенционных испытаний. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 1892–8. [PubMed] [Google Scholar] 82.Де Бенуа Б., Маклин Э., Эгли И., Когсуэлл М. — редакторы. Женева: Пресса ВОЗ, Всемирная организация здравоохранения; 2008. ВОЗ / CDC. Библиотечная каталогизация в публикации. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: глобальная база данных ВОЗ по анемии; п. 40. [Google Scholar] 83. Джонсон-Уимбли Т.Д., Грэм Д.Ю. Диагностика и лечение железодефицитной анемии в 21 веке. Ther Adv Гастроэнтерол. 2011; 4: 177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Зарычанский Р., Хьюстон Д.С. Анемия хронического заболевания: вредное заболевание или адаптивная, полезная реакция? Can Med Assoc J.2008; 179: 333–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. Weiss G, Goodnough LT. Анемия хронического заболевания. N Engl J Med. 2005; 352: 1011–23. [PubMed] [Google Scholar] 86. 2-е изд. Женева: 2004 г. ВОЗ / CDC. Отчет о совместной технической консультации Всемирной организации здравоохранения / Центров по контролю и профилактике заболеваний по оценке статуса железа на уровне населения; п. 108. [Google Scholar] 87. Knight K, Wade S, Balducci L. Распространенность и исходы анемии при раке: систематический обзор литературы.Am J Med. 2004; 116: 11–26С. [PubMed] [Google Scholar] 88. О’Мара NB. Больные анемией с хроническими заболеваниями почек. Спектр диабета. 2008; 21: 12–9. [Google Scholar] 89. Нурко С. Анемия при хронической болезни почек: причины, диагностика, лечение. Cleve Clin J Med. 2006. 73: 289–97. [PubMed] [Google Scholar] 90. Горовиц К.М., Ингардия С.Дж., Боргида А.Ф. 2013, Анемия при беременности. Clin Lab Med. 2013; 33: 281–91. [PubMed] [Google Scholar] 91. Ауск К.Дж., Иоанну Г.Н. Связано ли ожирение с анемией хронического заболевания? Популяционное исследование.Ожирение. 2008. 16: 2356–61. [PubMed] [Google Scholar] 92. Aeberli I, Hurrell RF, Zimmermann MB. Дети с избыточным весом имеют более высокие концентрации циркулирующего гепсидина и более низкий статус железа, но их потребление железа с пищей и биодоступность сопоставимы с детьми с нормальным весом. Int J Obes. 2009; 33: 1111–7. [PubMed] [Google Scholar] 94. Lewis G, Wise MP, Poynton C, Godkin A. Случай стойкой анемии и злоупотребления алкоголем. Нат Клин Практ Гастроэнтерол Гепатол. 2007; 4: 521–6. [PubMed] [Google Scholar] 95. Lindenbaum J, Роман MJ.Пищевая анемия при алкоголизме. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 2727–35. [PubMed] [Google Scholar] 96. Cox SE, L’Esperance V, Makani J, Soka D, Prentice AM, Hill CM и др. Серповидно-клеточная анемия: доступность железа и ночная оксиметрия. J Clin Sleep Med. 2012; 8: 541–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 98. Манси Х.Л., младший, Кэмпбелл Дж. Альфа- и бета-талассемия. Я семейный врач. 2009; 80: 339–44. [PubMed] [Google Scholar] 99. Сегель ГБ, Лихтман М.А. Апластическая анемия: приобретенная и наследственная. В: Каушанский К., Вильямс В.Дж., редакторы.Гематология Вильямса. 8-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical; 2010. С. 569–90. [Google Scholar] 100. Янг Н.С., Каладо Р.Т., Шейнберг П. Современные концепции патофизиологии и лечения апластической анемии. Кровь. 2006; 108: 2509–19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 101. Шейнберг П., Чен Дж. Апластическая анемия: что мы узнали на моделях на животных и в клинике. Semin Hematol. 2013; 50: 156–64. [PubMed] [Google Scholar] 102. Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM., Jr Гемолитическая анемия.Я семейный врач. 2004. 69: 2599–606. [PubMed] [Google Scholar] 103. Hurrell RF. Как обеспечить адекватное усвоение железа из продуктов, обогащенных железом. Nutr Rev. 2002; 60: S7–15. [PubMed] [Google Scholar] 104. Повар JD. Диагностика и лечение железодефицитной анемии. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005; 18: 319–32. [PubMed] [Google Scholar] 105. Schlemmer U, Frølich W, Prieto RM, Grases F. Фитат в пищевых продуктах и ​​значение для человека: источники пищи, потребление, обработка, биодоступность, защитная роль и анализ.Mol Nutr Food Res. 2009; 53: S330–75. [PubMed] [Google Scholar] 106. Лян Дж., Хан Б.З., Ноут М.Дж., Хамер Р.Дж. Влияние замачивания, прорастания и ферментации на общую фитиновую кислоту и растворимый цинк in vitro в коричневом рисе. Food Chem. 2008; 110: 821–8. [PubMed] [Google Scholar] 107. Кавалли-Сфорца Т., Бергер Дж., Смитасири С., Витери Ф. Еженедельный прием добавок железа и фолиевой кислоты для женщин репродуктивного возраста: обзор воздействия, извлеченные уроки, планы расширения и вклад в достижение целей развития тысячелетия.Nutr Rev.2005; 63: S152–8. [PubMed] [Google Scholar] 109. Oppenheimer SJ. Железо и его отношение к иммунитету и инфекционным заболеваниям. J Nutr. 2001; 131: S616–33. [PubMed] [Google Scholar] 110. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A и др. Влияние рутинных профилактических добавок с железом и фолиевой кислотой на госпитализацию и смертность детей дошкольного возраста в условиях высокой передачи малярии: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование на уровне общины. Ланцет. 2006; 367: 133–43.[PubMed] [Google Scholar] 112. Hurrell RF. Обогащение железом: его эффективность и безопасность в отношении инфекций. Еда Nutr Bull. 2007. 28: 585–94. [PubMed] [Google Scholar] 114. Лукка П., Харрелл Р., Потрикус И. Борьба с железодефицитной анемией с помощью риса, богатого железом. J Am Coll Nutr. 2002; 21: 184С – 90. [PubMed] [Google Scholar] 115. Рухани Н., Харрелл Р., Келишади Р., Шулин Р. Цинк и его значение для здоровья человека: комплексный обзор. J Res Med Sci. 2013; 18: 144–57. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Обзор железа и его значения для здоровья человека

J Res Med Sci.2014 фев; 19 (2): 164–174.

Назанин Аббаспур

Департамент наук о системах окружающей среды, Институт наземных экосистем, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ричард Харрелл

1 Департамент здравоохранения и технологий, Лаборатория питания человека, Институт пищевых продуктов , Питание и здоровье, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ройя Келишади

2 Исследовательский центр детского роста и развития, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Департамент науки о системах окружающей среды, Институт наземных исследований Экосистема, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

1 Департамент медицинских наук и технологий, Лаборатория питания человека, Институт продовольствия, питания и здравоохранения, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

2 Исследования роста и развития детей Ce nter, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Адрес для корреспонденции: Prof.Роя Келишади, Исследовательский центр детского роста и развития Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран. Эл. Почта: [email protected]

Поступила в редакцию 8 июня 2013 г .; Пересмотрено 3 ноября 2013 г .; Принято 27 ноября 2013 г.

Авторские права: © Journal of Research in Medical Sciences

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение в на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что недостаток или чрезмерное воздействие различных элементов оказывает заметное влияние на здоровье человека. Действие элемента определяется несколькими характеристиками, включая абсорбцию, метаболизм и степень взаимодействия с физиологическими процессами. Железо является важным элементом почти для всех живых организмов, поскольку оно участвует в широком спектре метаболических процессов, включая транспорт кислорода, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и транспорт электронов.Однако, поскольку железо может образовывать свободные радикалы, его концентрацию в тканях организма необходимо строго регулировать, поскольку в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. Нарушения метаболизма железа являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека и охватывают широкий спектр заболеваний с различными клиническими проявлениями, от анемии до перегрузки железом и, возможно, до нейродегенеративных заболеваний. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в исследованиях метаболизма и биодоступности железа, а также наше текущее понимание потребности человека в железе, а также последствий и причин дефицита железа.Наконец, мы обсуждаем стратегии профилактики дефицита железа.

Ключевые слова: Анемия, потребность человека в железе, биодоступность железа, дефицит железа, метаболизм железа

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человек осознавал особую роль железа в здоровье и болезнях [1]. Железо вначале использовалось в медицине египтянами, индуистами, греками и римлянами. [2, 3] В 17 веках железо использовалось для лечения хлороза (зеленой болезни), состояния, часто возникающего из-за дефицита железа.[4] Однако только в 1932 году важность железа была окончательно установлена ​​убедительным доказательством того, что неорганическое железо необходимо для синтеза гемоглобина. [5] В течение многих лет пищевой интерес к железу был сосредоточен на его роли в образовании гемоглобина и транспорте кислорода. [6] В настоящее время, хотя низкое потребление железа и / или его биодоступность являются причиной большинства анемий в промышленно развитых странах, на них приходится только около половины анемии в развивающихся странах [7], где инфекционные и воспалительные заболевания (особенно малярия), кровопотеря от паразитарных инфекций. , и дефицит других питательных веществ (витамина А, рибофлавина, фолиевой кислоты и витамина B12) также являются важными причинами.[8]

Биохимия и физиология

В отличие от цинка, железо является распространенным элементом на Земле [2,9] и является биологически важным компонентом каждого живого организма. [10,11] Однако, несмотря на его геологическое изобилие, железо часто является фактором, ограничивающим рост в окружающей среде. [9] Этот кажущийся парадокс связан с тем, что при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые очень нерастворимы и, следовательно, не доступны для поглощения организмами [2]. В ответ возникли различные клеточные механизмы захвата железа из окружающей среды в биологически полезных формах.Примерами являются сидерофоры, секретируемые микробами для захвата железа в высокоспецифический комплекс [12], или механизмы восстановления железа из нерастворимого трехвалентного железа (Fe +3 ) до растворимой двухвалентной формы (Fe +2 ), как в дрожжах. [13] Многие механизмы, обнаруженные у низших организмов, имеют аналогичные аналоги у высших организмов, включая человека. В организме человека железо в основном существует в сложных формах, связанных с белком (гемопротеином), в виде гемовых соединений (гемоглобин или миоглобин), гемовых ферментов или негемовых соединений (ферменты флавин-железо, переносчики и ферритин).[3] Организму требуется железо для синтеза белков, переносящих кислород, в частности гемоглобина и миоглобина, а также для образования гемовых ферментов и других железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах. [14,3] Почти две трети железа в организме содержится в гемоглобине, присутствующем в циркулирующих эритроцитах, 25% содержится в легко мобилизуемых запасах железа, а оставшиеся 15% связаны с миоглобином в мышечной ткани и с различными ферментами, участвующими в окислительном процессе. метаболизм и многие другие функции клеток.[15]

Железо перерабатывается и, таким образом, сохраняется в организме. показана схематическая диаграмма цикла железа в организме. Железо доставляется в ткани с помощью циркулирующего трансферрина, переносчика, который захватывает железо, высвобождаемое в плазму, в основном из кишечных энтероцитов или ретикулоэндотелиальных макрофагов. Связывание нагруженного железом трансферрина с рецептором трансферрина на клеточной поверхности (TfR) 1 приводит к эндоцитозу и поглощению металлического груза. Интернализованное железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема или кластеров железо-сера, которые являются неотъемлемой частью нескольких металлопротеинов, а избыток железа накапливается и детоксифицируется в цитозольном ферритине.

Железо связывается и транспортируется в организме через трансферрин и хранится в молекулах ферритина. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме кровопотери, то есть беременности, менструации или другого кровотечения обычно низкий, но может колебаться от 5% до 35% в зависимости от обстоятельств и типа железа. [3]

Поглощение железа происходит энтероцитами переносчиком двухвалентного металла 1, членом группы переносчиков растворенных веществ мембранных транспортных белков.Это происходит преимущественно в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки [16]. Затем он переносится через слизистую двенадцатиперстной кишки в кровь, где транспортируется трансферрином к клеткам или костному мозгу для эритропоэза [производства красных кровяных телец (эритроцитов)]. [14,17,18] Существует механизм обратной связи, который усиливается. всасывание железа у людей с дефицитом железа. Напротив, люди с перегрузкой железом снижают абсорбцию железа через гепсидин. В настоящее время общепринято, что абсорбция железа контролируется ферропортином, который позволяет или не позволяет железу из клетки слизистой оболочки попадать в плазму.

Физическое состояние железа, поступающего в двенадцатиперстную кишку, сильно влияет на его всасывание. При физиологическом pH двухвалентное железо (Fe +2 ) быстро окисляется до нерастворимой трехвалентной формы (Fe +3 ). Желудочная кислота понижает pH в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки, уменьшая Fe +3 в просвете кишечника за счет редуктазы железа, тем самым обеспечивая последующий транспорт Fe +2 через апикальную мембрану энтероцитов. Это увеличивает растворимость и поглощение трехвалентного железа.Когда продукция желудочного сока нарушена (например, ингибиторами кислотного насоса, такими как лекарство, прилосек), абсорбция железа существенно снижается.

Диетический гем также может транспортироваться через апикальную мембрану по еще неизвестному механизму и впоследствии метаболизироваться в энтероцитах гемоксигеназой 1 (HO-1) с высвобождением (Fe +2 ) [19]. Этот процесс более эффективен, чем абсорбция неорганического железа, и не зависит от рН двенадцатиперстной кишки. Таким образом, на него не влияют такие ингибиторы, как фитат и полифенолы.Следовательно, красное мясо с высоким содержанием гемоглобина является отличным источником железа. Непосредственно интернализованный Fe +2 обрабатывается энтероцитами и в конечном итоге (или нет) экспортируется через базолатеральную мембрану в кровоток через транспортер ферропортин Fe +2 . Ферропортин-опосредованный отток Fe +2 связан с его повторным окислением с Fe +2 , катализируемым мембраносвязанным ферроксидазным гефестином, который физически взаимодействует с ферропортином [20] и, возможно, также его гомологом в плазме церулоплазмином.Экспортируемое железо улавливается трансферрином, который поддерживает Fe +3 в окислительно-восстановительном инертном состоянии и доставляет его в ткани. Общее содержание железа в трансферрине (≈3 мг) соответствует менее 0,1% железа в организме, но оно очень динамично и подвергается более чем 10-кратному ежедневному обороту для поддержания эритропоэза. Пул трансферрина с железом пополняется в основном за счет железа, рециркулируемого из неэффективных эритроцитов, и, в меньшей степени, за счет вновь абсорбированного пищевого железа. Стареющие эритроциты очищаются ретикулоэндотелиальными макрофагами, которые метаболизируют гемоглобин и гем и высвобождают железо в кровоток.По аналогии с кишечными энтероцитами, макрофаги экспортируют Fe +2 из своей плазматической мембраны через ферропортин в процессе, сопряженном с повторным окислением Fe +2 до Fe +3 церулоплазмином с последующей загрузкой Fe +3. на трансферрин. [21]

Theil et al ., [21] недавно сообщили, что существует также независимый механизм абсорбции растительных ферритинов, в основном присутствующих в бобовых. Однако актуальность переносчика ферритина неясна, поскольку большая часть ферритина, по-видимому, разлагается во время обработки и переваривания пищи, тем самым высвобождая неорганическое железо из оболочки ферритина для поглощения по нормальному механизму.[22] Поскольку одна молекула ферритина содержит 1000 или более атомов железа и на нее также не должны влиять ингибиторы абсорбции железа, такой механизм может стать важным источником железа в развивающихся странах, где обычно потребляются бобовые.

Регулирование гомеостаза железа

Поскольку железо требуется для ряда разнообразных клеточных функций, для поддержания гомеостаза железа требуется постоянный баланс между поглощением, транспортом, хранением и использованием железа. [11] Поскольку в организме отсутствует определенный механизм активного выведения железа, баланс железа в основном регулируется в точке абсорбции.[23,24]

Гепсидин — это циркулирующий пептидный гормон, секретируемый печенью, который играет центральную роль в регуляции гомеостаза железа. Это главный регулятор системного гомеостаза железа, координирующий использование и хранение железа с приобретением железа. [25] Этот гормон в основном вырабатывается гепатоцитами и является негативным регулятором поступления железа в плазму []. Гепцидин действует путем связывания с ферропортином, переносчиком железа, присутствующим на клетках двенадцатиперстной кишки, макрофагах и клетках плаценты.Связывание гепсидина вызывает интернализацию и деградацию ферропортина. [26] Потеря ферропортина с поверхности клетки предотвращает попадание железа в плазму []. Снижение поступления железа в плазму приводит к низкому насыщению трансферрина и меньшему количеству железа доставляется в развивающийся эритробласт. Напротив, снижение экспрессии гепсидина приводит к увеличению ферропортина на клеточной поверхности и увеличению абсорбции железа [27] []. У всех видов концентрация железа в биологических жидкостях строго регулируется, чтобы обеспечить необходимое железо и избежать токсичности, поскольку избыток железа может привести к образованию активных форм кислорода.[28] Гомеостаз железа у млекопитающих регулируется на уровне кишечной абсорбции, поскольку для железа не существует экскреторного пути.

Гепсидин-опосредованная регуляция гомеостаза железа. (а) Повышенная экспрессия гепсидина печенью является результатом воспалительных стимулов. Высокий уровень гепсидина в кровотоке приводит к интернализации и деградации ферропортина, экспортера железа. Потеря ферропортина на клеточной поверхности приводит к загрузке железа макрофагами, низким уровням железа в плазме и снижению эритропоэза из-за снижения количества железа, связанного с трансферрином.Снижение эритропоэза приводит к анемии хронического заболевания. (b) Нормальные уровни гепсидина в ответ на потребность в железе регулируют уровень импорта железа в плазму, нормальное насыщение трансферрина и нормальные уровни эритропоэза. (c) Гемохроматоз или перегрузка железом возникает из-за недостаточного уровня гепсидина, вызывая повышенный импорт железа в плазму, высокое насыщение трансферрина и избыточное отложение железа в печени. Источник: Де Доменико, и др. . [27]

Уровни гепсидина в плазме регулируются различными стимулами, включая цитокины, железо в плазме, анемию и гипоксию.Нарушение регуляции экспрессии гепсидина приводит к нарушениям железа. Избыточная экспрессия гепсидина приводит к анемии хронического заболевания, в то время как низкая продукция гепсидина приводит к наследственному гемохроматозу (HFE) с последующим накоплением железа в жизненно важных органах []. Большинство наследственных заболеваний, связанных с железом, возникает в результате недостаточного производства гепсидина по сравнению со степенью накопления железа в тканях. Было показано, что нарушение экспрессии гепсидина является результатом мутаций в любом из 4 различных генов: TfR2, HFE, гемохроматоз типа 2 (HFE2) и антимикробный пептид гепсидина (HAMP).Мутации в HAMP, гене, кодирующем гепсидин, приводят к болезни, связанной с перегрузкой железом, поскольку отсутствие гепсидина обеспечивает постоянное высокое всасывание железа. Роль других генов (TFR2, HFE и HFE2) в регуляции продукции гепсидина не ясна [27].

Хранение

Концентрация ферритина вместе с концентрацией гемосидерина отражает запасы железа в организме. Они хранят железо в нерастворимой форме и присутствуют в основном в печени, селезенке и костном мозге. [2] Большая часть железа связана с широко распространенным и высококонсервативным железосвязывающим белком ферритином.[18] Гемосидерин представляет собой комплекс хранения железа, который с меньшей готовностью выделяет железо для нужд организма. В условиях устойчивого состояния сывороточные концентрации ферритина хорошо коррелируют с общими запасами железа в организме. [29] Таким образом, сывороточный ферритин является наиболее удобным лабораторным тестом для оценки запасов железа.

Экскреция

Помимо потерь железа из-за менструации, другого кровотечения или беременности, железо очень консервативно и нелегко выводится из организма. [30] Существует некоторая обязательная потеря железа из организма в результате физиологического отшелушивания клеток с эпителиальных поверхностей [30], включая кожу, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты.[3] Однако, по оценкам, эти потери очень ограничены (≈1 мг / день). [31] Потери железа из-за кровотечения могут быть значительными, а чрезмерная менструальная кровопотеря является наиболее частой причиной дефицита железа у женщин.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Пищевое железо встречается в двух формах: гемовая и негемовая. [23] Основными источниками гемового железа являются гемоглобин и миоглобин из мяса, птицы и рыбы, тогда как негемовое железо получают из злаков, бобовых, бобовых, фруктов и овощей.[32] Гемовое железо обладает высокой биодоступностью (15–35%), и диетические факторы мало влияют на его абсорбцию, тогда как абсорбция негемового железа намного ниже (2–20%) и сильно зависит от присутствия других пищевых компонентов. [23] Напротив, количество негемового железа в рационе во много раз превышает количество гемового железа в большинстве приемов пищи. Таким образом, несмотря на более низкую биодоступность, негемовое железо обычно вносит больший вклад в питание железом, чем гемовое железо. [33] Основными ингибиторами абсорбции железа являются фитиновая кислота, полифенолы, кальций и пептиды из частично переваренных белков.[23] Усилители — это аскорбиновая кислота и мышечная ткань, которые могут восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа и связывать его в растворимые комплексы, доступные для абсорбции. [23]

Факторы, повышающие абсорбцию железа

На абсорбцию железа влияет ряд диетических факторов. Аскорбат и цитрат частично увеличивают усвоение железа, действуя как слабые хелаторы, помогая растворить металл в двенадцатиперстной кишке []. [34] Железо легко переносится из этих соединений в клетки слизистой оболочки. Исследователи продемонстрировали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной аскорбиновой кислоты на абсорбцию железа.[34] Усиливающий эффект в значительной степени связан с его способностью восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа, но также из-за его способности хелатировать железо. [35] Аскорбиновая кислота преодолеет отрицательное влияние на абсорбцию железа всех ингибиторов, включая фитат, [36] полифенолы, [37], кальций и белки, содержащиеся в молочных продуктах [38], и увеличит абсорбцию как нативного, так и обогащенного железа. Во фруктах и ​​овощах усиливающий эффект аскорбиновой кислоты часто нивелируется ингибирующим действием полифенолов.[39] Аскорбиновая кислота является единственным усилителем всасывания в вегетарианских диетах, а всасывание железа из вегетарианских и веганских блюд можно оптимизировать путем включения овощей, содержащих аскорбиновую кислоту. [40] Варка, промышленная переработка и хранение разлагают аскорбиновую кислоту и устраняют ее усиливающий эффект на усвоение железа. [41]

Таблица 1

Факторы, которые могут влиять на всасывание железа

Было показано усиливающее действие мяса, рыбы или птицы на всасывание железа из вегетарианских блюд [42], и 30 г мышечной ткани считается эквивалентом 25 мг аскорбиновой кислоты. .[33] Бьорн-Расмуссен и Халлберг [43] сообщили, что добавление курицы, говядины или рыбы к кукурузной муке увеличивало всасывание негемового железа в 2-3 раза без влияния того же количества белка, что и яичного альбумина. Как и в случае с аскорбиновой кислотой, было несколько сложнее продемонстрировать усиливающий эффект мяса при многократном приёме пищи и в полных исследованиях диеты. Редди и др. ., [44] сообщили только о незначительном улучшении всасывания железа (35%) в самостоятельно выбранных диетах в течение 5 дней, когда ежедневное потребление мышечной ткани было увеличено до 300 г / день, хотя в аналогичных 5-дневных рационах. В ходе дневного исследования 60 г свинины, добавленные к вегетарианской диете, увеличили всасывание железа на 50%.[45]

Факторы, ингибирующие абсорбцию железа

В растительной диете фитат (мио-инозитол гексакисфосфат) является основным ингибитором абсорбции железа. [23] Было показано, что отрицательное влияние фитата на абсорбцию железа зависит от дозы и начинается с очень низких концентраций 2-10 мг / прием пищи. [37,46] Молярное отношение фитата к железу может быть использовано для оценки влияния на абсорбцию. . Соотношение должно составлять 1: 1 или предпочтительно 0,4: 1 для значительного улучшения всасывания железа в простых злаковых или бобовых блюдах, которые не содержат каких-либо усилителей усвоения железа, или 6: 1 в комбинированных блюдах с некоторыми овощами, содержащими аскорбин. кислота и мясо как усилители.[47]

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, таких как овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино. Ингибирующее действие полифенолов на абсорбцию железа было показано с черным чаем и в меньшей степени с травяными чаями. [48,49] В зерновых и бобовых культурах полифенолы усиливают ингибирующий эффект фитата, как было показано в исследовании, сравнивающем сорго с высоким и низким содержанием полифенолов. [23]

Было показано, что кальций отрицательно влияет на абсорбцию негемового и гемового железа, что отличает его от других ингибиторов, влияющих только на абсорбцию негемового железа.[50] Дозозависимые ингибирующие эффекты были показаны при дозах 75-300 мг, когда кальций добавлялся в булочки, и при дозах 165 мг кальция из молочных продуктов. [51] Предполагается, что исследования однократного приема пищи показывают отрицательное влияние кальция на абсорбцию железа, тогда как исследования многократного приема пищи с большим разнообразием продуктов и различными концентрациями других ингибиторов и усилителей показывают, что кальций лишь ограниченно влияет на абсорбцию железа. [52]

Было показано, что животные белки, такие как молочные белки, яичные белки и альбумин, ингибируют абсорбцию железа.[53] Было показано, что две основные белковые фракции коровьего молока, казеин и сыворотка, а также яичный белок ингибируют абсорбцию железа у человека. [54] Белки сои также снижают всасывание железа. [55]

Конкуренция с железом

Исследования конкуренции показывают, что несколько других тяжелых металлов могут участвовать в пути всасывания железа в кишечнике. К ним относятся свинец, марганец, кобальт и цинк. Поскольку дефицит железа часто сочетается с интоксикацией свинцом, это взаимодействие может вызвать особенно серьезные медицинские осложнения у детей.[56]

Свинец является особенно опасным элементом для метаболизма железа. [57] Свинец поглощается механизмом поглощения железа (DTM1) и вторично блокирует железо за счет конкурентного торможения. Кроме того, свинец препятствует ряду важных железозависимых метаболических этапов, таких как биосинтез гема. Это многогранное влияние имеет особенно тяжелые последствия для детей, поскольку свинец не только вызывает анемию, но и может ухудшить когнитивное развитие. Свинец естественным образом присутствует в больших количествах в грунтовых водах и почве в некоторых регионах и может тайно нанести вред здоровью детей.По этой причине большинство педиатров в США обычно проверяют содержание свинца в раннем возрасте с помощью простого анализа крови.

ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ

В раннем детстве потребности в железе удовлетворяются за счет небольшого количества железа, содержащегося в грудном молоке. [58] Потребность в железе заметно возрастает через 4-6 месяцев после рождения и составляет около 0,7-0,9 мг / день в течение оставшейся части первого года [58]. В возрасте от 1 до 6 лет содержание железа в организме снова увеличивается вдвое. [58] Потребность в железе также очень высока у подростков, особенно в период скачка роста.У девочек обычно происходит скачок роста до менархе, но к этому времени рост не заканчивается. У мальчиков наблюдается заметное увеличение массы и концентрации гемоглобина в период полового созревания. На этой стадии потребности в железе повышаются до уровня, превышающего средние потребности в железе у менструирующих женщин [58] [см.].

Таблица 2

Потребность в железе 97,5% людей с точки зрения абсорбированного железа a , в разбивке по возрастным группам и полу (Всемирная организация здравоохранения, 1989)

В среднем взрослый человек хранит около 1-3 г железа в своей или ее тело.Точный баланс между потреблением и потерей пищи поддерживает этот баланс. Около 1 мг железа теряется каждый день из-за отшелушивания клеток кожи и слизистых оболочек, включая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. [59] Менструация увеличивает среднесуточную потерю железа примерно до 2 мг в день у взрослых женщин в пременопаузе. [60] Увеличение массы тела во время скачков роста в неонатальном и детском возрасте временно увеличивает потребность в железе. [61]

Потребление железа с пищей необходимо для восполнения потери железа с калом и мочой, а также через кожу.Эти базальные потери составляют примерно 0,9 мг железа для взрослого мужчины и 0,8 мг для взрослой женщины. [62] У женщин репродуктивного возраста необходимо учитывать потерю железа с менструальной кровью [].

ГРУППЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА

Наибольшая вероятность возникновения дефицита железа обнаруживается в тех частях населения, которые не имеют надлежащего доступа к продуктам, богатым усвояемым железом, во время стадий высокой потребности в железе. Эти группы соответствуют детям, подросткам и женщинам репродуктивного возраста, особенно во время беременности.[63,58]

У младенцев и подростков повышенная потребность в железе является результатом быстрого роста. Для женщин репродуктивного возраста основная причина — чрезмерная кровопотеря во время менструации. Во время беременности потребность в железе значительно возрастает из-за быстрого роста плаценты и плода, а также увеличения глобулярной массы. [63] Напротив, взрослые мужчины и женщины в постменопаузе имеют низкий риск дефицита железа, и количество железа в нормальном рационе обычно достаточно для удовлетворения их физиологических потребностей.[63]

ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА

Последствия дефицита железа

Дефицит железа определяется как состояние, при котором отсутствуют мобилизуемые запасы железа и при котором появляются признаки нарушения поступления железа в ткани, включая эритрон. , отмечены. [64] Дефицит железа может сопровождаться анемией или без нее. Некоторые функциональные изменения могут произойти в отсутствие анемии, но наиболее функциональные нарушения, по-видимому, возникают при развитии анемии. [2] Даже легкие и средние формы железодефицитной анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие [65], механизмы иммунитета [66] и работоспособность.[67] Дефицит железа во время беременности связан с множеством неблагоприятных исходов как для матери, так и для ребенка, включая повышенный риск сепсиса, материнской смертности, перинатальной смертности и низкой массы тела при рождении. [68] Дефицит железа и анемия также снижают способность к обучению и связаны с повышенным уровнем заболеваемости. [68]

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа и возникает, когда абсорбция железа не может идти в ногу с метаболическими потребностями в железе для поддержания роста и восполнения потери железа, что в первую очередь связано с кровопотерей. .[2] Основные причины дефицита железа включают низкое потребление биодоступного железа, повышенную потребность в железе в результате быстрого роста, беременности, менструации и избыточную кровопотерю, вызванную патологическими инфекциями, такими как анкилостомы и власоглавы, вызывающие потерю крови из желудочно-кишечного тракта [2] 69,70,71,72] и нарушение всасывания железа. [73] Частота дефицита железа увеличивается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте [74]. Другими факторами риска дефицита железа у молодых женщин являются высокий паритет, использование внутриматочной спирали и вегетарианская диета.[75]

Дефицит железа в питании возникает, когда физиологические потребности не могут быть удовлетворены за счет абсорбции железа из рациона. [72] Биодоступность пищевого железа низка в группах населения, потребляющих однообразные растительные диеты с небольшим количеством мяса. [72] Во многих развивающихся странах растительные продукты для отлучения от груди редко обогащаются железом, а частота анемии превышает 50% у детей младше 4 лет. [64]

Когда запасы железа истощаются и железа недостаточно для эритропоэза, синтез гемоглобина в предшественниках эритроцитов нарушается и появляются гематологические признаки железодефицитной анемии.

ОЦЕНКА СТАТУСА ЖЕЛЕЗА

Дефицит железа и, в конечном итоге, анемия развиваются поэтапно и могут быть оценены путем измерения различных биохимических показателей. Хотя некоторые ферменты железа чувствительны к дефициту железа [63], их активность не использовалась в качестве успешного рутинного измерения статуса железа [2].

Лабораторные измерения необходимы для правильной диагностики дефицита железа. Они наиболее информативны, когда несколько показателей уровня железа исследуются и оцениваются в контексте питания и истории болезни.

Пул железа в плазме или сыворотке — это фракция всего железа в организме, которая циркулирует в основном связанном с трансферрином. Три способа оценки уровня железа в плазме или сыворотке включают: 1) измерение общего содержания железа в единице объема в мкг / дл; 2) измерение общего количества сайтов связывания для атомов железа на трансферрине, известного как общая железосвязывающая способность в мкг / дл 2 ; и 3) оценка процента двух сайтов связывания на всех занятых молекулах трансферрина, называемого процентным насыщением трансферрина.[76] Однако заметные биологические вариации этих значений могут возникать в результате суточных колебаний, наличия инфекции или воспалительных состояний и недавнего потребления железа с пищей. [76]

Протопорфирин цинка отражает нехватку железа на последних стадиях синтеза гемоглобина, так что цинк вставляется в молекулу протопорфирина вместо железа. Протопорфирин цинка может быть обнаружен в эритроцитах с помощью флуориметрии и является мерой тяжести дефицита железа. [76]

Сывороточный ферритин является хорошим индикатором запасов железа в организме в большинстве случаев.Когда концентрация сывороточного ферритина ≥15 мкг / л, присутствуют запасы железа; более высокие концентрации отражают размер склада железа; при низкой концентрации (<12 мкг / л для детей младше 5 лет и <15 мкг / л для детей старше 5 лет) запасы железа истощаются. [76] Однако ферритин является белком-реагентом острой фазы, и его сывороточные концентрации могут быть повышены независимо от изменения запасов железа, инфекции или воспаления. [76,2] Это означает, что может быть трудно интерпретировать концентрацию ферритина в инфекционных зонах. болезни распространены.

Еще одним индикатором статуса железа является концентрация TfR в сыворотке крови. Поскольку TfR в основном происходит из развивающихся эритроцитов, он отражает интенсивность эритропоэза и потребность в железе. Когда запасы железа истощаются, концентрация повышается при железодефицитной анемии, что указывает на серьезную недостаточность железа. Это при условии, что нет других причин аномального эритропоэза. [76] Клинические исследования показывают, что сывороточный TfR менее подвержен воспалению, чем сывороточный ферритин. [77] Основным преимуществом TfR как индикатора является возможность оценки величины функционального дефицита железа после истощения запасов железа.[78]

Отношение TfR к ферритину (TfR / ферритин) было разработано для оценки изменений как в накопленном железе, так и в функциональном железе и считается более полезным, чем TfR или ферритин отдельно. [79] TfR / ферритин использовался для оценки запасов железа в организме как у детей, так и у взрослых. [80] Однако высокая стоимость и отсутствие стандартизации анализа TfR до сих пор ограничивали применимость метода [81].

Низкая концентрация гемоглобина является показателем анемии, конечной стадии дефицита железа.[76,2]

АНЕМИЯ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

Анемия описывает состояние, при котором количество эритроцитов в крови низкое или в клетках крови содержится меньше нормального гемоглобина. Человека, страдающего анемией, называют анемичным. Целью эритроцитов является доставка кислорода из легких в другие части тела. Молекула гемоглобина является функциональной единицей эритроцитов и представляет собой сложную белковую структуру, которая находится внутри эритроцитов. Несмотря на то, что эритроциты производятся в костном мозге, в их производство вовлечены многие другие факторы.Например, железо — очень важный компонент молекулы гемоглобина; эритропоэтин, молекула, секретируемая почками, способствует образованию эритроцитов в костном мозге.

Наличие правильного количества эритроцитов и профилактика анемии требует взаимодействия между почками, костным мозгом и питательными веществами в организме. Если почки или костный мозг не функционируют, или организм плохо питается, то нормальное количество и функции эритроцитов может быть трудно поддерживать.

Анемия на самом деле является признаком болезненного процесса, а не самой болезни.Обычно его классифицируют как хронический или острый. Хроническая анемия возникает в течение длительного периода времени. Острая анемия возникает быстро. Определение того, присутствует ли анемия в течение длительного времени или это что-то новое, помогает врачам найти причину. Это также помогает предсказать, насколько серьезными могут быть симптомы анемии. При хронической анемии симптомы обычно начинаются медленно и постепенно прогрессируют; тогда как при острой анемии симптомы могут быть резкими и более тревожными.

Эритроциты живут около 100 дней, поэтому организм постоянно пытается их заменить.У взрослых производство эритроцитов происходит в костном мозге. Врачи пытаются определить, вызвано ли низкое количество эритроцитов повышенной кровопотерей эритроцитов или их снижением в костном мозге. Знание того, изменилось ли количество лейкоцитов и / или тромбоцитов, также помогает определить причину анемии.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), два миллиарда человек во всем мире страдают анемией и примерно 50% всех анемий объясняются дефицитом железа. [64] Это происходит на всех этапах жизненного цикла, но чаще встречается у беременных женщин и маленьких детей.[82] Анемия является результатом множества причин, которые можно изолировать, но чаще всего они сосуществуют. Некоторые из этих причин включают следующие:

Железодефицитная анемия

Наиболее важной и частой причиной анемии является дефицит железа. [82] Если потребление железа ограничено или неадекватно из-за плохого питания, в результате может возникнуть анемия. Это называется железодефицитной анемией. Железодефицитная анемия также может возникать при наличии язвы желудка или других источников медленного хронического кровотечения (рак толстой кишки, рак матки, полипы кишечника, геморрой и т. Д.).[83]

Анемия хронического заболевания

Любое длительное заболевание может привести к анемии. Этот тип анемии является вторым по распространенности после анемии, вызванной дефицитом железа, и развивается у пациентов с острым или хроническим системным заболеванием или воспалением. [84] Это состояние было названо «анемией воспаления» из-за повышенного содержания гепсидина, который блокирует как рециркуляцию железа из макрофагов, так и абсорбцию железа. [85]

Анемия из-за активного кровотечения

Потеря крови из-за обильного менструального кровотечения или ран может вызвать анемию.[82] Язвы желудочно-кишечного тракта или раковые заболевания, такие как рак толстой кишки, могут медленно терять кровь и также могут вызывать анемию. [86,87]

Анемия, связанная с заболеванием почек

Почки выделяют гормон эритропоэтин, который помогает костному мозгу сделать эритроциты. У людей с хроническим (длительным) заболеванием почек выработка этого гормона снижена, а это, в свою очередь, снижает выработку эритроцитов, вызывая анемию. [88] Хотя дефицит эритропоэтина является основной причиной анемии при хронической почечной недостаточности, это не единственная причина.Следовательно, необходимо минимальное обследование, чтобы исключить дефицит железа и другие аномалии клеточной линии. [89]

Анемия, связанная с беременностью

Увеличение объема плазмы во время беременности приводит к разбавлению эритроцитов и может проявляться как анемия. [90] Железодефицитная анемия составляет 75% всех анемий во время беременности. [90]

Анемия, связанная с плохим питанием

Витамины и минералы необходимы для образования эритроцитов. Помимо железа, для правильного производства гемоглобина необходимы витамин B12, виамин A, фолиевая кислота, рибофлавин и медь.[82] Дефицит любого из этих питательных микроэлементов может вызвать анемию из-за недостаточного производства эритроцитов. Плохое питание — важная причина низкого уровня витаминов и, как следствие, анемии.

Ожирение и анемия

Ожирение характеризуется хроническим слабым системным воспалением, повышенным уровнем гепсидина, что, в свою очередь, связано с анемией хронического заболевания. Ausk и Ioannou [91] предположили, что ожирение может быть связано с особенностями анемии хронического заболевания, включая низкую концентрацию гемоглобина, низкое содержание железа и трансферрина в сыворотке, а также повышенный уровень ферритина в сыворотке.Избыточный вес и ожирение были связаны с изменениями сывороточного железа, насыщения трансферрина и ферритина, которые, как ожидается, произойдут в условиях хронического системного воспаления. Воспаление, связанное с ожирением, может повышать концентрацию гепсидина и снижать доступность железа. Aeberli и др. ., [92] сравнили уровень железа, потребление железа с пищей и его биодоступность, а также циркулирующие уровни гепсидина, лептина и интерлейкина-6 (ИЛ-6) у детей с избыточной массой тела и детей с нормальным весом.Они указали, что существует пониженная доступность железа для эритропоэза у детей с избыточным весом, и что это, вероятно, связано с опосредованным гепсидином сниженным всасыванием железа и / или повышенным секвестрацией железа, а не с низким содержанием железа с пищей.

Алкоголизм

Алкоголь оказывает многочисленные неблагоприятные эффекты на различные типы клеток крови и их функции. [93] У алкоголиков часто есть дефектные эритроциты, которые преждевременно разрушаются. [93,94] Сам по себе алкоголь также может быть токсичным для костного мозга и может замедлять производство эритроцитов.[93,94] Кроме того, плохое питание и дефицит витаминов и минералов связаны с алкоголизмом. [95] Сочетание этих факторов может привести к анемии у алкоголиков.

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний. [96] Это заболевание, связанное с кровью, которое влияет на молекулу гемоглобина и приводит к изменению формы всей клетки крови в стрессовых условиях [97]. В таком состоянии проблема с гемоглобином бывает качественной или функциональной.Аномальные молекулы гемоглобина могут вызвать проблемы в целостности структуры эритроцитов, и они могут стать серповидными (серповидные клетки). [97] Существуют разные типы серповидно-клеточной анемии разной степени тяжести. Это особенно распространено у африканцев, ближневосточных и средиземноморских предков. [97]

Талассемия

Это еще одна группа причин анемии, связанных с гемоглобином, которая связана с отсутствием или ошибками в генах, ответственных за выработку гемоглобина. [97] Молекула гемоглобина имеет субъединицы, обычно называемые альфа- и бета-цепями глобина.Отсутствие определенной субъединицы определяет тип альфа- или бета-талассемии. [97,98] Существует много типов талассемии, которые различаются по степени тяжести от легкой (малая талассемия) до тяжелой (большая талассемия). [98] Они также являются наследственными, но вызывают количественные аномалии гемоглобина, то есть вырабатывается недостаточное количество молекул правильного типа. Альфа- и бета-талассемии являются наиболее распространенными наследственными моногенными заболеваниями в мире с наибольшей распространенностью в районах, где малярия была или остается эндемичной.[97]

Апластическая анемия

Апластическая анемия — это заболевание, при котором разрушается костный мозг и снижается выработка клеток крови. [99] Это вызывает дефицит всех трех типов клеток крови (панцитопения), включая эритроциты (анемия), лейкоциты (лейкопения) и тромбоциты (тромбоцитопения). [100,101] Многие распространенные лекарства могут иногда вызывать этот тип анемии в качестве побочного эффекта. у некоторых людей. [99]

Гемолитическая анемия

Гемолитическая анемия — это тип анемии, при которой происходит разрыв эритроцитов, известный как гемолиз, который разрушается быстрее, чем костный мозг может их заменить.[102] Гемолитическая анемия может возникнуть по разным причинам и часто классифицируется как приобретенная или наследственная. Распространенными приобретенными причинами гемолитической анемии являются аутоиммунитет, микроангиопатия и инфекции. Нарушения ферментов эритроцитов, мембран и гемоглобина вызывают наследственную гемолитическую анемию. [102]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗА (СТРАТЕГИИ ВМЕШАТЕЛЬСТВА)

Четыре основных стратегии коррекции эффективности микронутриентов в популяциях могут использоваться для коррекции дефицита железа, как по отдельности, так и в комбинации.Это обучение в сочетании с модификацией диеты для улучшения потребления железа и его биодоступности; добавление железа (обеспечение железом, обычно в более высоких дозах, без еды), обогащение пищевых продуктов железом и новый подход к биофортификации. Однако есть некоторые трудности в применении некоторых из этих стратегий при рассмотрении железа.

Диверсификация продуктов питания

Модификации рациона питания для сокращения потребления Индийской стоматологической ассоциации включают увеличение потребления продуктов, богатых железом, особенно мясных продуктов, увеличение потребления фруктов и овощей, богатых аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и снижение потребления чая и кофе, которые подавляют всасывание негемового железа.[103,58] Другая стратегия — снизить содержание антинутриентов, чтобы сделать железо, поступающее из их пищевых источников, более доступным. Биодоступность железа может быть увеличена такими методами, как проращивание и ферментация, которые способствуют ферментативному гидролизу фитиновой кислоты в цельнозерновых зерновых и бобовых культурах за счет повышения активности эндогенных или экзогенных ферментов фитазы. [104] Даже использование неферментативных методов, таких как термическая обработка, замачивание и измельчение, для снижения содержания фитиновой кислоты в основных продуктах растительного происхождения было успешным в улучшении биодоступности железа (и цинка).[105,106]

Добавка

Для перорального приема добавок железа предпочтительны соли двухвалентного железа (сульфат двухвалентного железа и глюконат двухвалентного железа) из-за их низкой стоимости и высокой биодоступности. [72] Хотя абсорбция железа выше при приеме добавок железа натощак, тошнота и боль в эпигастрии могут развиться из-за введенных более высоких доз железа (обычно 60 мг Fe / день). Если возникают такие побочные эффекты, следует попытаться снизить дозу между приемами пищи или давать железо во время еды, хотя пища снижает всасывание лекарственного железа примерно на две трети.[107] Добавки железа во время беременности рекомендуется в развивающихся странах, где женщины часто вступают в беременность с низкими запасами железа. [108] Хотя обычно считалось, что польза от приема добавок железа перевешивает предполагаемый риск, есть некоторые свидетельства того, что добавление в дозах, рекомендованных для здоровых детей, несет в себе риск увеличения тяжести инфекционного заболевания на фоне малярии. [109,110]

Обогащение

Обогащение пищевых продуктов железом сложнее, чем обогащение такими питательными веществами, как цинк в муке, йод в соли и витамин А в кулинарном масле.[72] Наиболее биодоступные соединения железа растворимы в воде или разбавленной кислоте, но часто вступают в реакцию с другими пищевыми компонентами, вызывая неприятный запах, изменение цвета или окисление жиров. [103] Таким образом, менее растворимые формы железа, хотя и хуже усваиваются, часто выбираются для обогащения, чтобы избежать нежелательных сенсорных изменений. [72] Обогащение обычно производится с гораздо более низкими дозами железа, чем с добавками. Это ближе к физиологической среде и может быть самым безопасным вмешательством в малярийных областях. [111] Нет никаких опасений по поводу безопасности добавок железа или обогащения железа в немалярийных эндемичных районах.[112]

Соединения железа, рекомендованные [7] для обогащения пищевых продуктов, включают сульфат железа, фумарат железа, пирофосфат железа и порошок электролитического железа. Пшеничная мука является наиболее распространенным пищевым продуктом, обогащенным железом, и обычно она обогащается порошками элементарного железа, которые не рекомендуются ВОЗ. [7,113] Харрелл и Эгли [23] сообщили, что из 78 национальных программ по пшеничной муке только восемь улучшатся. статус железа. В этих программах использовались рекомендуемые соединения железа на рекомендованных уровнях.В других странах использовались не рекомендуемые соединения или более низкие уровни железа по сравнению с потреблением муки. Коммерческое детское питание, такое как смеси и злаки, также обычно обогащено железом.

Биообогащение

Содержание железа колеблется от 25 до 56 мг / кг в различных сортах пшеницы и 7-23 мг / кг в зернах риса. Однако большая часть этого железа удаляется в процессе измельчения. Поглощение железа зерновыми и бобовыми культурами, многие из которых имеют высокое содержание самородного железа, обычно низкое из-за высокого содержания в них фитата, а иногда и полифенолов.[48] ​​Стратегии биофортификации включают селекцию растений и генную инженерию. Уровни железа в обычных бобах и просе были успешно увеличены за счет селекции растений, но использование других основных продуктов питания является более трудным или невозможным (рис) из-за недостаточной естественной генетической изменчивости. Lucca и др. ., [114] увеличили содержание железа в эндосперме риса, чтобы улучшить его всасывание в кишечнике человека с помощью генной инженерии. Они ввели ген ферритина из Phaseolus vulgaris в рисовые зерна, увеличив содержание железа в них вдвое.Для увеличения биодоступности железа они ввели в эндосперм риса термотолерантную фитазу из Aspergillus fumigatus . Они указали, что этот рис с более высоким содержанием железа и богатым фитазой имеет большой потенциал для существенного улучшения питания железом в тех популяциях, где дефицит железа так широко распространен. [114] К сожалению, фитаза не устояла перед приготовлением. Важность различных минералов, таких как цинк [115] и железо, требует большего внимания на индивидуальном уровне и уровне общественного здравоохранения.

Сноски

Источник поддержки: Нет

Конфликт интересов: Не объявлен.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борода Дж. Л., Доусон HD. Железо. В: О’Делл Б.Л., Сунде Р.А., редакторы. Справочник по незаменимым в питании минеральным элементам. Нью-Йорк: CRC Press; 1997. С. 275–334. [Google Scholar] 2. Вуд Р.Дж., Ронненберг А. Железо. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы. Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005 г.С. 248–70. [Google Scholar] 3. Макдауэлл LR. 2-е изд. Амстердам: Elsevier Science; 2003. Минералы в питании животных и человека; п. 660. [Google Scholar] 4. Гуггенхайм KY. Хлороз: возникновение и исчезновение болезни, связанной с питанием. J Nutr. 1995; 125: 1822–5. [PubMed] [Google Scholar] 5. Ип Р., Даллман PR. Железо. В: Ziegler EE, Filer LJ, редакторы. Присутствуют знания в области питания. 7-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: ILSI Press; 1996. С. 278–92. [Google Scholar] 6. Андервуд Э.Дж., Саттл Н.Ф. 3-е изд. Уоллингфорд: международное издательство CABI; 1999 г.Минеральное питание скота; п. 614. [Google Scholar] 7. Аллен Л., де Бенуа Б., Дари О., Харрелл Р., редакторы. Женева: ВОЗ и ФАО; 2006. ВОЗ. Рекомендации по обогащению пищевых продуктов микронутриентами; п. 236. [Google Scholar] 8. Брабин Б.Дж., Премжи З., Верхое ff Ф. Анализ анемии и детской смертности. J Nutr. 2001; 131: 636–45С. [PubMed] [Google Scholar] 9. Quintero-Gutiérrez AG, González-Rosendo G, Sánchez-Muñoz J, Polo-Pozo J, Rodríguez-Jerez JJ. Биодоступность гемового железа в начинке для печенья с использованием поросят в качестве модели животных для человека.Int J Biol Sci. 2008; 4: 58–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Айзен П., Эннс С., Весслинг-Резник М. Химия и биология метаболизма железа в эукариотах. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 940–59. [PubMed] [Google Scholar] 11. Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье и болезнях. Мол Аспекты Мед. 2001; 2: 1–87. [PubMed] [Google Scholar] 12. Guerinot ML. Транспорт микробного железа. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 743–72. [PubMed] [Google Scholar] 13. Асквит К., Каплан Дж.Транспорт железа и меди в дрожжах и его значение для болезней человека. Trends Biochem Sci. 1998. 23: 135–8. [PubMed] [Google Scholar] 15. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001. МОМ. Институт медицины. железо. В: Нормы потребления витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка; С. 290–393. [PubMed] [Google Scholar] 16. Мьюир А., Хопфер У. Региональная специфичность поглощения железа щеточно-граничными мембранами тонкого кишечника у нормальных мышей и мышей с дефицитом железа.Am J Physiol. 1985; 248: G376–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Фрейзер Д.М., Андерсон Г.Дж. Импорт железа. I. Абсорбция железа в кишечнике и ее регуляция. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289: G631–5. [PubMed] [Google Scholar] 18. Наддур С.С., Шрирама К., Мудипалли А. Механизмы транспорта и гомеостаза железа: их роль в здоровье и болезнях. Индийский J Med Res. 2008; 128: 533–44. [PubMed] [Google Scholar] 20. Yeh KY, Yeh M, Mims L, Glass J. Кормление железом индуцирует миграцию и взаимодействие ферропортина 1 и гефестина в двенадцатиперстном эпителии крыс.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009. 296: 55–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Тейл Э.С., Чен Х., Миранда С., Янсер Х., Эльзенханс Б., Нуньес М.Т. и др. Абсорбция железа из ферритина не зависит от гемового железа и солей двухвалентного железа у женщин и сегментов кишечника крыс. J Nutr. 2012; 142: 478–83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Hoppler M, Schoenbaechler A, Meile L, Hurrell RF, Walczyk T. Ферритин-железо высвобождается во время кипячения и in vitro при пищеварении в желудке .J Nutr. 2008. 138: 878–84. [PubMed] [Google Scholar] 23. Hurrell R, Egli I. Биодоступность железа и диетические контрольные значения. Am J Clin Nutr. 2010; 91: 1461–7S. [PubMed] [Google Scholar] 25. Немет Э., Ганц Т. Регулирование метаболизма железа гепсидином. Annu Rev Nutr. 2006; 26: 323–42. [PubMed] [Google Scholar] 26. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и индуцируя его интернализацию. Наука. 2004; 306: 2090–3.[PubMed] [Google Scholar] 28. Браун В., Киллманн Х. Бактериальные решения проблемы снабжения железом. Trends Biochem Sci. 1999; 24: 104–109. [PubMed] [Google Scholar] 29. Хант-младший. Насколько важна биодоступность железа с пищей? Am J Clin Nutr. 2001; 73: 3–4. [PubMed] [Google Scholar] 30. Хант-младший, Зито, Калифорния, Джонсон, Лос-Анджелес. Выведение железа из организма здоровыми мужчинами и женщинами. Am J Clin Nutr. 2009; 89: 1–7. [PubMed] [Google Scholar] 31. Фэрбенкс В.Ф. Железо в медицине и питании. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы.Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 1999. С. 193–221. [Google Scholar] 32. потребности человека в витаминах и минералах. Рим: ФАО; 2001. ФАО / ВОЗ. Пищевые подходы к удовлетворению потребностей в витаминах и минералах; С. 7–25. [Google Scholar] 33. Monsen ER, Hallberg L, Layrisse M, Hegsted DM, Cook JD, Mertz W. и др. Оценка доступного пищевого железа. Am J Clin Nutr. 1978; 31: 134–41. [PubMed] [Google Scholar] 34. Конрад ME, Umbreit JN. Краткий обзор: абсорбция железа — путь муцин-мобилферрин-интегрин.Конкурентоспособный путь поглощения металлов. Am J Hematol. 1993; 42: 67–73. [PubMed] [Google Scholar] 35. Конрад М.Э., Шаде С.Г. Хелаты аскорбиновой кислоты в абсорбции железа: роль соляной кислоты и желчи. Гастроэнтерология. 1968; 55: 35–45. [PubMed] [Google Scholar] 36. Холлберг Л., Брюн М., Россандер Л. Поглощение железа у человека: аскорбиновая кислота и дозозависимое ингибирование фитатом. Am J Clin Nutr. 1989; 49: 140–4. [PubMed] [Google Scholar] 37. Зигенберг Д., Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Макфарлейн Б.Дж., Лампарелли Р.Д., Car NG и др.Аскорбиновая кислота предотвращает дозозависимое ингибирующее действие полифенолов и фитатов на абсорбцию негемового железа. Am J Clin Nutr. 1991; 53: 537–41. [PubMed] [Google Scholar] 38. Стекель А., Оливарес М., Писарро Ф., Чадуд П., Лопес И., Амар М. Поглощение обогащающего железа из молочных смесей у младенцев. Am J Clin Nutr. 1986; 43: 917–22. [PubMed] [Google Scholar] 39. Бюллетень D, Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Гиллули М., Макфарлейн Б.Дж., Макфэйл А.П. и др. Влияние фруктовых соков и фруктов на усвоение железа из рисовой муки.Br J Nutr. 1987; 57: 331–43. [PubMed] [Google Scholar] 40. Линч SR, Кук JD. Взаимодействие витамина С и железа. Ann N Y Acad Sci. 1980; 355: 32–44. [PubMed] [Google Scholar] 41. Teucher B, Olivares M, Cori H. Усилители поглощения железа: аскорбиновая кислота и другие органические кислоты. Int J Vitam Nutr Res. 2004; 74: 403–19. [PubMed] [Google Scholar] 42. Линч С.Р., Харрелл Р.Ф., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Влияние пищевых белков на биодоступность железа у человека. Adv Exp Med Biol. 1989; 249: 117–32. [PubMed] [Google Scholar] 43.Бьорн-Расмуссен Э., Халльберг Л. Влияние животных белков на усвоение пищевого железа человеком. Нутр Метаб. 1979; 23: 192–202. [PubMed] [Google Scholar] 44. Редди МБ, Харрелл Р.Ф., Кук Дж.Д. Разнообразное питание незначительно влияет на всасывание негемового железа у нормальных людей. J Nutr. 2006; 136: 576–81. [PubMed] [Google Scholar] 45. Бах Кристенсен М., Хелс О, Морберг С., Марвинг Дж., Бугель С., Тетенс I. Свинина увеличивает усвоение железа при 5-дневной полностью контролируемой диете по сравнению с вегетарианской диетой с аналогичным содержанием витамина С и фитиновой кислоты.Br J Nutr. 2005. 94: 78–83. [PubMed] [Google Scholar] 46. Харрелл Р.Ф., Джуллерат М.А., Редди М.Б., Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Соевый белок, фитат и абсорбция железа у человека. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 573–8. [PubMed] [Google Scholar] 47. Hurrell RF. Разложение фитиновой кислоты как средство улучшения усвоения железа. Int J Vitam Nutr Res. 2004. 74: 445–52. [PubMed] [Google Scholar] 48. Харрелл Р.Ф., Редди М., Кук Дж. Д.. Подавление абсорбции негемного железа у человека напитками, содержащими полифенолы. Br J Nutr.1999. 81: 289–95. [PubMed] [Google Scholar] 49. Холлберг Л., Россандер Л. Влияние различных напитков на усвоение негемового железа из сложных блюд. Hum Nutr Appl Nutr. 1982; 36: 116–23. [PubMed] [Google Scholar] 50. Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Ингибирование усвоения гемового железа у человека кальцием. Br J Nutr. 1993; 69: 533–40. [PubMed] [Google Scholar] 51. Hallberg L, Rossander-Hulthen L. Потребность в железе у менструирующих женщин. Am J Clin Nutr. 1991; 54: 1047–58. [PubMed] [Google Scholar] 52.Линч SR. Влияние кальция на усвоение железа. Nutr Res Rev.2000; 13: 141–58. [PubMed] [Google Scholar] 53. Кук JD, Monsen ER. Поглощение пищевого железа у людей. III. Сравнение влияния животных белков на всасывание негемового железа. Am J Clin Nutr. 1976; 29: 859–67. [PubMed] [Google Scholar] 54. Харрелл РФ, Линч С.Р., Тринидад Т.П., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Абсорбция железа у людей: бычий сывороточный альбумин по сравнению с говяжьими мышцами и яичным белком. Am J Clin Nutr. 1988; 47: 102–7. [PubMed] [Google Scholar] 55.Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д., Джульерат М.А., Харрелл РФ. Ингибирующий эффект фрагмента, связанного с соевым белком, на абсорбцию железа у людей. Am J Clin Nutr. 1994; 60: 567–72. [PubMed] [Google Scholar] 56. Piomelli S, Seaman C, Kapoor S. Вызванные свинцом аномалии метаболизма порфирина, связь с дефицитом железа. Ann N Y Acad Sci. 1987; 514: 278–88. [PubMed] [Google Scholar] 58. 2-е изд. Бангкок: 2004 г. ФАО / ВОЗ. Консультация экспертов по потребностям человека в витаминах и минералах, потребностях в витаминах и минералах в питании человека: отчет совместного экспертного заключения ФАО / ВОЗ; п.341. [Google Scholar] 59. Cook JD, Skikne BS, Lynch SR, Reusser ME. Оценки достаточности железа у населения США. Кровь. 1986; 68: 726–31. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ботвелл TH, Чарльтон RW. Общий подход к проблемам железодефицита и перегрузки железом у населения в целом. Semin Hematol. 1982; 19: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 61. Гибсон Р.С., Макдональд А.С., Смит-Вандеркой П.Д. Параметры сывороточного ферритина и пищевого железа в выборке канадских детей дошкольного возраста. J Can Dietetic Assoc.1988; 49: 23–8. [Google Scholar] 62. ДеМайер Э.М., Даллман П., Герни Дж. М., Холлберг Л., Суд С. К., Срикантия С. Г., редакторы. Женева: Всемирная организация здравоохранения; 1989. ВОЗ. Профилактика и контроль железодефицитной анемии с помощью первичной медико-санитарной помощи: руководство для администраторов здравоохранения и руководителей программ; п. 58. [Google Scholar] 63. Даллман П. Айрон. В: Браун М.Л., редактор. Настоящие знания в области питания. 6-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Фонд питания; 1990. С. 241–50. [Google Scholar] 64. Женева: Швейцария: Всемирная организация здравоохранения; 2001 г.ВОЗ / ЮНИСЕФ / УООН. Оценка, профилактика и контроль железодефицитной анемии; п. 114. [Google Scholar] 65. Борода Дж. Л., Коннор-младший. Статус железа и нейронное функционирование. Annu Rev Nutr. 2003. 23: 41–58. [PubMed] [Google Scholar] 66. Failla ML. Микроэлементы и защита хозяина: последние достижения и сохраняющиеся проблемы. J Nutr. 2003; 133: S1443–7. [PubMed] [Google Scholar] 67. Витери Ф.Е., Торунь Б. Анемия и физическая работоспособность. В: Гарби Л., редактор. Клиники гематологии. Vol. 3. Лондон: У. Б. Сондерс; 1974. стр.609–26. [Google Scholar] 68. CDC. Табель успеваемости по грудному вскармливанию, США: показатели результатов (публикация из Центров по контролю и профилактике заболеваний, Национальное обследование иммунизации. 2010 г. [последний доступ 11 мая 2010 г.]. Http://www.cdc.gov/breastfeeding/data/index .htm .69. Купер Е.С., Банди Д.А. Трихоцефалопатия. Ballieres Clin Trop Med Commun Dis. 1987; 2: 629–43. [Google Scholar] 70. Всемирная организация здравоохранения, Женева; 1995. ВОЗ. Отчет неофициальной консультации ВОЗ. на анкилостомоз и анемию у девочек и женщин; с.46. ​​[Google Scholar] 71. Crompton DW, Nesheim MC. Пищевая ценность кишечных гельминтозов в течение жизненного цикла человека. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 35–99. [PubMed] [Google Scholar] 72. Ларок Р., Касапиа М., Готуццо Е., Дьоркос Т.В. Взаимосвязь между интенсивностью заражения гельминтами, передающимися через почву, и анемией во время беременности. Am J Trop Med Hyg. 2005. 73: 783–9. [PubMed] [Google Scholar] 73. Циммерманн МБ, Харрелл РФ. Недостаток пищевого железа. Ланцет. 2007; 370: 115–20. [Google Scholar] 74. Харви LJ, Armah CN, Dainty JR, Foxall RJ, John Lewis D, Langford NJ и др.Влияние менструальной кровопотери и диеты на дефицит железа у женщин в Великобритании. Br J Nutr. 2005. 94: 557–64. [PubMed] [Google Scholar] 75. Борода JL. Потребность в железе у девочек-подростков. Симпозиум: Повышение уровня железа у подростков до деторождения. J Nutr. 2000; 130: S440–2. [PubMed] [Google Scholar] 77. Бегин Ю. Растворимый рецептор трансферрина для оценки эритропоэза и статуса железа. Clinica Chimica Acta. 2003. 329: 9–22. [PubMed] [Google Scholar] 79. Повар JD, Flowers CH, Skikne BS. Количественная оценка bodyiron.Кровь. 2003. 101: 3359–64. [PubMed] [Google Scholar] 80. Кук JD, Boy E, Flowers C, Daroca Mdel C. Влияние высокогорной жизни на железо тела. Кровь. 2005; 106: 1441–6. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян З., Дьюи К.Г., Лоннердал Б., Хернелл О., Чапарро С., Аду-Афарвуа С. и др. Сравнение концентрации ферритина в плазме с соотношением рецептора трансферрина в плазме и ферритина для оценки запасов железа в организме: результаты 4 интервенционных испытаний. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 1892–8. [PubMed] [Google Scholar] 82.Де Бенуа Б., Маклин Э., Эгли И., Когсуэлл М. — редакторы. Женева: Пресса ВОЗ, Всемирная организация здравоохранения; 2008. ВОЗ / CDC. Библиотечная каталогизация в публикации. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: глобальная база данных ВОЗ по анемии; п. 40. [Google Scholar] 83. Джонсон-Уимбли Т.Д., Грэм Д.Ю. Диагностика и лечение железодефицитной анемии в 21 веке. Ther Adv Гастроэнтерол. 2011; 4: 177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Зарычанский Р., Хьюстон Д.С. Анемия хронического заболевания: вредное заболевание или адаптивная, полезная реакция? Can Med Assoc J.2008; 179: 333–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. Weiss G, Goodnough LT. Анемия хронического заболевания. N Engl J Med. 2005; 352: 1011–23. [PubMed] [Google Scholar] 86. 2-е изд. Женева: 2004 г. ВОЗ / CDC. Отчет о совместной технической консультации Всемирной организации здравоохранения / Центров по контролю и профилактике заболеваний по оценке статуса железа на уровне населения; п. 108. [Google Scholar] 87. Knight K, Wade S, Balducci L. Распространенность и исходы анемии при раке: систематический обзор литературы.Am J Med. 2004; 116: 11–26С. [PubMed] [Google Scholar] 88. О’Мара NB. Больные анемией с хроническими заболеваниями почек. Спектр диабета. 2008; 21: 12–9. [Google Scholar] 89. Нурко С. Анемия при хронической болезни почек: причины, диагностика, лечение. Cleve Clin J Med. 2006. 73: 289–97. [PubMed] [Google Scholar] 90. Горовиц К.М., Ингардия С.Дж., Боргида А.Ф. 2013, Анемия при беременности. Clin Lab Med. 2013; 33: 281–91. [PubMed] [Google Scholar] 91. Ауск К.Дж., Иоанну Г.Н. Связано ли ожирение с анемией хронического заболевания? Популяционное исследование.Ожирение. 2008. 16: 2356–61. [PubMed] [Google Scholar] 92. Aeberli I, Hurrell RF, Zimmermann MB. Дети с избыточным весом имеют более высокие концентрации циркулирующего гепсидина и более низкий статус железа, но их потребление железа с пищей и биодоступность сопоставимы с детьми с нормальным весом. Int J Obes. 2009; 33: 1111–7. [PubMed] [Google Scholar] 94. Lewis G, Wise MP, Poynton C, Godkin A. Случай стойкой анемии и злоупотребления алкоголем. Нат Клин Практ Гастроэнтерол Гепатол. 2007; 4: 521–6. [PubMed] [Google Scholar] 95. Lindenbaum J, Роман MJ.Пищевая анемия при алкоголизме. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 2727–35. [PubMed] [Google Scholar] 96. Cox SE, L’Esperance V, Makani J, Soka D, Prentice AM, Hill CM и др. Серповидно-клеточная анемия: доступность железа и ночная оксиметрия. J Clin Sleep Med. 2012; 8: 541–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 98. Манси Х.Л., младший, Кэмпбелл Дж. Альфа- и бета-талассемия. Я семейный врач. 2009; 80: 339–44. [PubMed] [Google Scholar] 99. Сегель ГБ, Лихтман М.А. Апластическая анемия: приобретенная и наследственная. В: Каушанский К., Вильямс В.Дж., редакторы.Гематология Вильямса. 8-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical; 2010. С. 569–90. [Google Scholar] 100. Янг Н.С., Каладо Р.Т., Шейнберг П. Современные концепции патофизиологии и лечения апластической анемии. Кровь. 2006; 108: 2509–19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 101. Шейнберг П., Чен Дж. Апластическая анемия: что мы узнали на моделях на животных и в клинике. Semin Hematol. 2013; 50: 156–64. [PubMed] [Google Scholar] 102. Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM., Jr Гемолитическая анемия.Я семейный врач. 2004. 69: 2599–606. [PubMed] [Google Scholar] 103. Hurrell RF. Как обеспечить адекватное усвоение железа из продуктов, обогащенных железом. Nutr Rev. 2002; 60: S7–15. [PubMed] [Google Scholar] 104. Повар JD. Диагностика и лечение железодефицитной анемии. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005; 18: 319–32. [PubMed] [Google Scholar] 105. Schlemmer U, Frølich W, Prieto RM, Grases F. Фитат в пищевых продуктах и ​​значение для человека: источники пищи, потребление, обработка, биодоступность, защитная роль и анализ.Mol Nutr Food Res. 2009; 53: S330–75. [PubMed] [Google Scholar] 106. Лян Дж., Хан Б.З., Ноут М.Дж., Хамер Р.Дж. Влияние замачивания, прорастания и ферментации на общую фитиновую кислоту и растворимый цинк in vitro в коричневом рисе. Food Chem. 2008; 110: 821–8. [PubMed] [Google Scholar] 107. Кавалли-Сфорца Т., Бергер Дж., Смитасири С., Витери Ф. Еженедельный прием добавок железа и фолиевой кислоты для женщин репродуктивного возраста: обзор воздействия, извлеченные уроки, планы расширения и вклад в достижение целей развития тысячелетия.Nutr Rev.2005; 63: S152–8. [PubMed] [Google Scholar] 109. Oppenheimer SJ. Железо и его отношение к иммунитету и инфекционным заболеваниям. J Nutr. 2001; 131: S616–33. [PubMed] [Google Scholar] 110. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A и др. Влияние рутинных профилактических добавок с железом и фолиевой кислотой на госпитализацию и смертность детей дошкольного возраста в условиях высокой передачи малярии: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование на уровне общины. Ланцет. 2006; 367: 133–43.[PubMed] [Google Scholar] 112. Hurrell RF. Обогащение железом: его эффективность и безопасность в отношении инфекций. Еда Nutr Bull. 2007. 28: 585–94. [PubMed] [Google Scholar] 114. Лукка П., Харрелл Р., Потрикус И. Борьба с железодефицитной анемией с помощью риса, богатого железом. J Am Coll Nutr. 2002; 21: 184С – 90. [PubMed] [Google Scholar] 115. Рухани Н., Харрелл Р., Келишади Р., Шулин Р. Цинк и его значение для здоровья человека: комплексный обзор. J Res Med Sci. 2013; 18: 144–57. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Обзор железа и его значения для здоровья человека

J Res Med Sci.2014 фев; 19 (2): 164–174.

Назанин Аббаспур

Департамент наук о системах окружающей среды, Институт наземных экосистем, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ричард Харрелл

1 Департамент здравоохранения и технологий, Лаборатория питания человека, Институт пищевых продуктов , Питание и здоровье, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ройя Келишади

2 Исследовательский центр детского роста и развития, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Департамент науки о системах окружающей среды, Институт наземных исследований Экосистема, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

1 Департамент медицинских наук и технологий, Лаборатория питания человека, Институт продовольствия, питания и здравоохранения, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

2 Исследования роста и развития детей Ce nter, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Адрес для корреспонденции: Prof.Роя Келишади, Исследовательский центр детского роста и развития Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран. Эл. Почта: [email protected]

Поступила в редакцию 8 июня 2013 г .; Пересмотрено 3 ноября 2013 г .; Принято 27 ноября 2013 г.

Авторские права: © Journal of Research in Medical Sciences

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение в на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что недостаток или чрезмерное воздействие различных элементов оказывает заметное влияние на здоровье человека. Действие элемента определяется несколькими характеристиками, включая абсорбцию, метаболизм и степень взаимодействия с физиологическими процессами. Железо является важным элементом почти для всех живых организмов, поскольку оно участвует в широком спектре метаболических процессов, включая транспорт кислорода, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и транспорт электронов.Однако, поскольку железо может образовывать свободные радикалы, его концентрацию в тканях организма необходимо строго регулировать, поскольку в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. Нарушения метаболизма железа являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека и охватывают широкий спектр заболеваний с различными клиническими проявлениями, от анемии до перегрузки железом и, возможно, до нейродегенеративных заболеваний. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в исследованиях метаболизма и биодоступности железа, а также наше текущее понимание потребности человека в железе, а также последствий и причин дефицита железа.Наконец, мы обсуждаем стратегии профилактики дефицита железа.

Ключевые слова: Анемия, потребность человека в железе, биодоступность железа, дефицит железа, метаболизм железа

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человек осознавал особую роль железа в здоровье и болезнях [1]. Железо вначале использовалось в медицине египтянами, индуистами, греками и римлянами. [2, 3] В 17 веках железо использовалось для лечения хлороза (зеленой болезни), состояния, часто возникающего из-за дефицита железа.[4] Однако только в 1932 году важность железа была окончательно установлена ​​убедительным доказательством того, что неорганическое железо необходимо для синтеза гемоглобина. [5] В течение многих лет пищевой интерес к железу был сосредоточен на его роли в образовании гемоглобина и транспорте кислорода. [6] В настоящее время, хотя низкое потребление железа и / или его биодоступность являются причиной большинства анемий в промышленно развитых странах, на них приходится только около половины анемии в развивающихся странах [7], где инфекционные и воспалительные заболевания (особенно малярия), кровопотеря от паразитарных инфекций. , и дефицит других питательных веществ (витамина А, рибофлавина, фолиевой кислоты и витамина B12) также являются важными причинами.[8]

Биохимия и физиология

В отличие от цинка, железо является распространенным элементом на Земле [2,9] и является биологически важным компонентом каждого живого организма. [10,11] Однако, несмотря на его геологическое изобилие, железо часто является фактором, ограничивающим рост в окружающей среде. [9] Этот кажущийся парадокс связан с тем, что при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые очень нерастворимы и, следовательно, не доступны для поглощения организмами [2]. В ответ возникли различные клеточные механизмы захвата железа из окружающей среды в биологически полезных формах.Примерами являются сидерофоры, секретируемые микробами для захвата железа в высокоспецифический комплекс [12], или механизмы восстановления железа из нерастворимого трехвалентного железа (Fe +3 ) до растворимой двухвалентной формы (Fe +2 ), как в дрожжах. [13] Многие механизмы, обнаруженные у низших организмов, имеют аналогичные аналоги у высших организмов, включая человека. В организме человека железо в основном существует в сложных формах, связанных с белком (гемопротеином), в виде гемовых соединений (гемоглобин или миоглобин), гемовых ферментов или негемовых соединений (ферменты флавин-железо, переносчики и ферритин).[3] Организму требуется железо для синтеза белков, переносящих кислород, в частности гемоглобина и миоглобина, а также для образования гемовых ферментов и других железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах. [14,3] Почти две трети железа в организме содержится в гемоглобине, присутствующем в циркулирующих эритроцитах, 25% содержится в легко мобилизуемых запасах железа, а оставшиеся 15% связаны с миоглобином в мышечной ткани и с различными ферментами, участвующими в окислительном процессе. метаболизм и многие другие функции клеток.[15]

Железо перерабатывается и, таким образом, сохраняется в организме. показана схематическая диаграмма цикла железа в организме. Железо доставляется в ткани с помощью циркулирующего трансферрина, переносчика, который захватывает железо, высвобождаемое в плазму, в основном из кишечных энтероцитов или ретикулоэндотелиальных макрофагов. Связывание нагруженного железом трансферрина с рецептором трансферрина на клеточной поверхности (TfR) 1 приводит к эндоцитозу и поглощению металлического груза. Интернализованное железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема или кластеров железо-сера, которые являются неотъемлемой частью нескольких металлопротеинов, а избыток железа накапливается и детоксифицируется в цитозольном ферритине.

Железо связывается и транспортируется в организме через трансферрин и хранится в молекулах ферритина. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме кровопотери, то есть беременности, менструации или другого кровотечения обычно низкий, но может колебаться от 5% до 35% в зависимости от обстоятельств и типа железа. [3]

Поглощение железа происходит энтероцитами переносчиком двухвалентного металла 1, членом группы переносчиков растворенных веществ мембранных транспортных белков.Это происходит преимущественно в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки [16]. Затем он переносится через слизистую двенадцатиперстной кишки в кровь, где транспортируется трансферрином к клеткам или костному мозгу для эритропоэза [производства красных кровяных телец (эритроцитов)]. [14,17,18] Существует механизм обратной связи, который усиливается. всасывание железа у людей с дефицитом железа. Напротив, люди с перегрузкой железом снижают абсорбцию железа через гепсидин. В настоящее время общепринято, что абсорбция железа контролируется ферропортином, который позволяет или не позволяет железу из клетки слизистой оболочки попадать в плазму.

Физическое состояние железа, поступающего в двенадцатиперстную кишку, сильно влияет на его всасывание. При физиологическом pH двухвалентное железо (Fe +2 ) быстро окисляется до нерастворимой трехвалентной формы (Fe +3 ). Желудочная кислота понижает pH в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки, уменьшая Fe +3 в просвете кишечника за счет редуктазы железа, тем самым обеспечивая последующий транспорт Fe +2 через апикальную мембрану энтероцитов. Это увеличивает растворимость и поглощение трехвалентного железа.Когда продукция желудочного сока нарушена (например, ингибиторами кислотного насоса, такими как лекарство, прилосек), абсорбция железа существенно снижается.

Диетический гем также может транспортироваться через апикальную мембрану по еще неизвестному механизму и впоследствии метаболизироваться в энтероцитах гемоксигеназой 1 (HO-1) с высвобождением (Fe +2 ) [19]. Этот процесс более эффективен, чем абсорбция неорганического железа, и не зависит от рН двенадцатиперстной кишки. Таким образом, на него не влияют такие ингибиторы, как фитат и полифенолы.Следовательно, красное мясо с высоким содержанием гемоглобина является отличным источником железа. Непосредственно интернализованный Fe +2 обрабатывается энтероцитами и в конечном итоге (или нет) экспортируется через базолатеральную мембрану в кровоток через транспортер ферропортин Fe +2 . Ферропортин-опосредованный отток Fe +2 связан с его повторным окислением с Fe +2 , катализируемым мембраносвязанным ферроксидазным гефестином, который физически взаимодействует с ферропортином [20] и, возможно, также его гомологом в плазме церулоплазмином.Экспортируемое железо улавливается трансферрином, который поддерживает Fe +3 в окислительно-восстановительном инертном состоянии и доставляет его в ткани. Общее содержание железа в трансферрине (≈3 мг) соответствует менее 0,1% железа в организме, но оно очень динамично и подвергается более чем 10-кратному ежедневному обороту для поддержания эритропоэза. Пул трансферрина с железом пополняется в основном за счет железа, рециркулируемого из неэффективных эритроцитов, и, в меньшей степени, за счет вновь абсорбированного пищевого железа. Стареющие эритроциты очищаются ретикулоэндотелиальными макрофагами, которые метаболизируют гемоглобин и гем и высвобождают железо в кровоток.По аналогии с кишечными энтероцитами, макрофаги экспортируют Fe +2 из своей плазматической мембраны через ферропортин в процессе, сопряженном с повторным окислением Fe +2 до Fe +3 церулоплазмином с последующей загрузкой Fe +3. на трансферрин. [21]

Theil et al ., [21] недавно сообщили, что существует также независимый механизм абсорбции растительных ферритинов, в основном присутствующих в бобовых. Однако актуальность переносчика ферритина неясна, поскольку большая часть ферритина, по-видимому, разлагается во время обработки и переваривания пищи, тем самым высвобождая неорганическое железо из оболочки ферритина для поглощения по нормальному механизму.[22] Поскольку одна молекула ферритина содержит 1000 или более атомов железа и на нее также не должны влиять ингибиторы абсорбции железа, такой механизм может стать важным источником железа в развивающихся странах, где обычно потребляются бобовые.

Регулирование гомеостаза железа

Поскольку железо требуется для ряда разнообразных клеточных функций, для поддержания гомеостаза железа требуется постоянный баланс между поглощением, транспортом, хранением и использованием железа. [11] Поскольку в организме отсутствует определенный механизм активного выведения железа, баланс железа в основном регулируется в точке абсорбции.[23,24]

Гепсидин — это циркулирующий пептидный гормон, секретируемый печенью, который играет центральную роль в регуляции гомеостаза железа. Это главный регулятор системного гомеостаза железа, координирующий использование и хранение железа с приобретением железа. [25] Этот гормон в основном вырабатывается гепатоцитами и является негативным регулятором поступления железа в плазму []. Гепцидин действует путем связывания с ферропортином, переносчиком железа, присутствующим на клетках двенадцатиперстной кишки, макрофагах и клетках плаценты.Связывание гепсидина вызывает интернализацию и деградацию ферропортина. [26] Потеря ферропортина с поверхности клетки предотвращает попадание железа в плазму []. Снижение поступления железа в плазму приводит к низкому насыщению трансферрина и меньшему количеству железа доставляется в развивающийся эритробласт. Напротив, снижение экспрессии гепсидина приводит к увеличению ферропортина на клеточной поверхности и увеличению абсорбции железа [27] []. У всех видов концентрация железа в биологических жидкостях строго регулируется, чтобы обеспечить необходимое железо и избежать токсичности, поскольку избыток железа может привести к образованию активных форм кислорода.[28] Гомеостаз железа у млекопитающих регулируется на уровне кишечной абсорбции, поскольку для железа не существует экскреторного пути.

Гепсидин-опосредованная регуляция гомеостаза железа. (а) Повышенная экспрессия гепсидина печенью является результатом воспалительных стимулов. Высокий уровень гепсидина в кровотоке приводит к интернализации и деградации ферропортина, экспортера железа. Потеря ферропортина на клеточной поверхности приводит к загрузке железа макрофагами, низким уровням железа в плазме и снижению эритропоэза из-за снижения количества железа, связанного с трансферрином.Снижение эритропоэза приводит к анемии хронического заболевания. (b) Нормальные уровни гепсидина в ответ на потребность в железе регулируют уровень импорта железа в плазму, нормальное насыщение трансферрина и нормальные уровни эритропоэза. (c) Гемохроматоз или перегрузка железом возникает из-за недостаточного уровня гепсидина, вызывая повышенный импорт железа в плазму, высокое насыщение трансферрина и избыточное отложение железа в печени. Источник: Де Доменико, и др. . [27]

Уровни гепсидина в плазме регулируются различными стимулами, включая цитокины, железо в плазме, анемию и гипоксию.Нарушение регуляции экспрессии гепсидина приводит к нарушениям железа. Избыточная экспрессия гепсидина приводит к анемии хронического заболевания, в то время как низкая продукция гепсидина приводит к наследственному гемохроматозу (HFE) с последующим накоплением железа в жизненно важных органах []. Большинство наследственных заболеваний, связанных с железом, возникает в результате недостаточного производства гепсидина по сравнению со степенью накопления железа в тканях. Было показано, что нарушение экспрессии гепсидина является результатом мутаций в любом из 4 различных генов: TfR2, HFE, гемохроматоз типа 2 (HFE2) и антимикробный пептид гепсидина (HAMP).Мутации в HAMP, гене, кодирующем гепсидин, приводят к болезни, связанной с перегрузкой железом, поскольку отсутствие гепсидина обеспечивает постоянное высокое всасывание железа. Роль других генов (TFR2, HFE и HFE2) в регуляции продукции гепсидина не ясна [27].

Хранение

Концентрация ферритина вместе с концентрацией гемосидерина отражает запасы железа в организме. Они хранят железо в нерастворимой форме и присутствуют в основном в печени, селезенке и костном мозге. [2] Большая часть железа связана с широко распространенным и высококонсервативным железосвязывающим белком ферритином.[18] Гемосидерин представляет собой комплекс хранения железа, который с меньшей готовностью выделяет железо для нужд организма. В условиях устойчивого состояния сывороточные концентрации ферритина хорошо коррелируют с общими запасами железа в организме. [29] Таким образом, сывороточный ферритин является наиболее удобным лабораторным тестом для оценки запасов железа.

Экскреция

Помимо потерь железа из-за менструации, другого кровотечения или беременности, железо очень консервативно и нелегко выводится из организма. [30] Существует некоторая обязательная потеря железа из организма в результате физиологического отшелушивания клеток с эпителиальных поверхностей [30], включая кожу, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты.[3] Однако, по оценкам, эти потери очень ограничены (≈1 мг / день). [31] Потери железа из-за кровотечения могут быть значительными, а чрезмерная менструальная кровопотеря является наиболее частой причиной дефицита железа у женщин.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Пищевое железо встречается в двух формах: гемовая и негемовая. [23] Основными источниками гемового железа являются гемоглобин и миоглобин из мяса, птицы и рыбы, тогда как негемовое железо получают из злаков, бобовых, бобовых, фруктов и овощей.[32] Гемовое железо обладает высокой биодоступностью (15–35%), и диетические факторы мало влияют на его абсорбцию, тогда как абсорбция негемового железа намного ниже (2–20%) и сильно зависит от присутствия других пищевых компонентов. [23] Напротив, количество негемового железа в рационе во много раз превышает количество гемового железа в большинстве приемов пищи. Таким образом, несмотря на более низкую биодоступность, негемовое железо обычно вносит больший вклад в питание железом, чем гемовое железо. [33] Основными ингибиторами абсорбции железа являются фитиновая кислота, полифенолы, кальций и пептиды из частично переваренных белков.[23] Усилители — это аскорбиновая кислота и мышечная ткань, которые могут восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа и связывать его в растворимые комплексы, доступные для абсорбции. [23]

Факторы, повышающие абсорбцию железа

На абсорбцию железа влияет ряд диетических факторов. Аскорбат и цитрат частично увеличивают усвоение железа, действуя как слабые хелаторы, помогая растворить металл в двенадцатиперстной кишке []. [34] Железо легко переносится из этих соединений в клетки слизистой оболочки. Исследователи продемонстрировали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной аскорбиновой кислоты на абсорбцию железа.[34] Усиливающий эффект в значительной степени связан с его способностью восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа, но также из-за его способности хелатировать железо. [35] Аскорбиновая кислота преодолеет отрицательное влияние на абсорбцию железа всех ингибиторов, включая фитат, [36] полифенолы, [37], кальций и белки, содержащиеся в молочных продуктах [38], и увеличит абсорбцию как нативного, так и обогащенного железа. Во фруктах и ​​овощах усиливающий эффект аскорбиновой кислоты часто нивелируется ингибирующим действием полифенолов.[39] Аскорбиновая кислота является единственным усилителем всасывания в вегетарианских диетах, а всасывание железа из вегетарианских и веганских блюд можно оптимизировать путем включения овощей, содержащих аскорбиновую кислоту. [40] Варка, промышленная переработка и хранение разлагают аскорбиновую кислоту и устраняют ее усиливающий эффект на усвоение железа. [41]

Таблица 1

Факторы, которые могут влиять на всасывание железа

Было показано усиливающее действие мяса, рыбы или птицы на всасывание железа из вегетарианских блюд [42], и 30 г мышечной ткани считается эквивалентом 25 мг аскорбиновой кислоты. .[33] Бьорн-Расмуссен и Халлберг [43] сообщили, что добавление курицы, говядины или рыбы к кукурузной муке увеличивало всасывание негемового железа в 2-3 раза без влияния того же количества белка, что и яичного альбумина. Как и в случае с аскорбиновой кислотой, было несколько сложнее продемонстрировать усиливающий эффект мяса при многократном приёме пищи и в полных исследованиях диеты. Редди и др. ., [44] сообщили только о незначительном улучшении всасывания железа (35%) в самостоятельно выбранных диетах в течение 5 дней, когда ежедневное потребление мышечной ткани было увеличено до 300 г / день, хотя в аналогичных 5-дневных рационах. В ходе дневного исследования 60 г свинины, добавленные к вегетарианской диете, увеличили всасывание железа на 50%.[45]

Факторы, ингибирующие абсорбцию железа

В растительной диете фитат (мио-инозитол гексакисфосфат) является основным ингибитором абсорбции железа. [23] Было показано, что отрицательное влияние фитата на абсорбцию железа зависит от дозы и начинается с очень низких концентраций 2-10 мг / прием пищи. [37,46] Молярное отношение фитата к железу может быть использовано для оценки влияния на абсорбцию. . Соотношение должно составлять 1: 1 или предпочтительно 0,4: 1 для значительного улучшения всасывания железа в простых злаковых или бобовых блюдах, которые не содержат каких-либо усилителей усвоения железа, или 6: 1 в комбинированных блюдах с некоторыми овощами, содержащими аскорбин. кислота и мясо как усилители.[47]

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, таких как овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино. Ингибирующее действие полифенолов на абсорбцию железа было показано с черным чаем и в меньшей степени с травяными чаями. [48,49] В зерновых и бобовых культурах полифенолы усиливают ингибирующий эффект фитата, как было показано в исследовании, сравнивающем сорго с высоким и низким содержанием полифенолов. [23]

Было показано, что кальций отрицательно влияет на абсорбцию негемового и гемового железа, что отличает его от других ингибиторов, влияющих только на абсорбцию негемового железа.[50] Дозозависимые ингибирующие эффекты были показаны при дозах 75-300 мг, когда кальций добавлялся в булочки, и при дозах 165 мг кальция из молочных продуктов. [51] Предполагается, что исследования однократного приема пищи показывают отрицательное влияние кальция на абсорбцию железа, тогда как исследования многократного приема пищи с большим разнообразием продуктов и различными концентрациями других ингибиторов и усилителей показывают, что кальций лишь ограниченно влияет на абсорбцию железа. [52]

Было показано, что животные белки, такие как молочные белки, яичные белки и альбумин, ингибируют абсорбцию железа.[53] Было показано, что две основные белковые фракции коровьего молока, казеин и сыворотка, а также яичный белок ингибируют абсорбцию железа у человека. [54] Белки сои также снижают всасывание железа. [55]

Конкуренция с железом

Исследования конкуренции показывают, что несколько других тяжелых металлов могут участвовать в пути всасывания железа в кишечнике. К ним относятся свинец, марганец, кобальт и цинк. Поскольку дефицит железа часто сочетается с интоксикацией свинцом, это взаимодействие может вызвать особенно серьезные медицинские осложнения у детей.[56]

Свинец является особенно опасным элементом для метаболизма железа. [57] Свинец поглощается механизмом поглощения железа (DTM1) и вторично блокирует железо за счет конкурентного торможения. Кроме того, свинец препятствует ряду важных железозависимых метаболических этапов, таких как биосинтез гема. Это многогранное влияние имеет особенно тяжелые последствия для детей, поскольку свинец не только вызывает анемию, но и может ухудшить когнитивное развитие. Свинец естественным образом присутствует в больших количествах в грунтовых водах и почве в некоторых регионах и может тайно нанести вред здоровью детей.По этой причине большинство педиатров в США обычно проверяют содержание свинца в раннем возрасте с помощью простого анализа крови.

ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ

В раннем детстве потребности в железе удовлетворяются за счет небольшого количества железа, содержащегося в грудном молоке. [58] Потребность в железе заметно возрастает через 4-6 месяцев после рождения и составляет около 0,7-0,9 мг / день в течение оставшейся части первого года [58]. В возрасте от 1 до 6 лет содержание железа в организме снова увеличивается вдвое. [58] Потребность в железе также очень высока у подростков, особенно в период скачка роста.У девочек обычно происходит скачок роста до менархе, но к этому времени рост не заканчивается. У мальчиков наблюдается заметное увеличение массы и концентрации гемоглобина в период полового созревания. На этой стадии потребности в железе повышаются до уровня, превышающего средние потребности в железе у менструирующих женщин [58] [см.].

Таблица 2

Потребность в железе 97,5% людей с точки зрения абсорбированного железа a , в разбивке по возрастным группам и полу (Всемирная организация здравоохранения, 1989)

В среднем взрослый человек хранит около 1-3 г железа в своей или ее тело.Точный баланс между потреблением и потерей пищи поддерживает этот баланс. Около 1 мг железа теряется каждый день из-за отшелушивания клеток кожи и слизистых оболочек, включая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. [59] Менструация увеличивает среднесуточную потерю железа примерно до 2 мг в день у взрослых женщин в пременопаузе. [60] Увеличение массы тела во время скачков роста в неонатальном и детском возрасте временно увеличивает потребность в железе. [61]

Потребление железа с пищей необходимо для восполнения потери железа с калом и мочой, а также через кожу.Эти базальные потери составляют примерно 0,9 мг железа для взрослого мужчины и 0,8 мг для взрослой женщины. [62] У женщин репродуктивного возраста необходимо учитывать потерю железа с менструальной кровью [].

ГРУППЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА

Наибольшая вероятность возникновения дефицита железа обнаруживается в тех частях населения, которые не имеют надлежащего доступа к продуктам, богатым усвояемым железом, во время стадий высокой потребности в железе. Эти группы соответствуют детям, подросткам и женщинам репродуктивного возраста, особенно во время беременности.[63,58]

У младенцев и подростков повышенная потребность в железе является результатом быстрого роста. Для женщин репродуктивного возраста основная причина — чрезмерная кровопотеря во время менструации. Во время беременности потребность в железе значительно возрастает из-за быстрого роста плаценты и плода, а также увеличения глобулярной массы. [63] Напротив, взрослые мужчины и женщины в постменопаузе имеют низкий риск дефицита железа, и количество железа в нормальном рационе обычно достаточно для удовлетворения их физиологических потребностей.[63]

ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА

Последствия дефицита железа

Дефицит железа определяется как состояние, при котором отсутствуют мобилизуемые запасы железа и при котором появляются признаки нарушения поступления железа в ткани, включая эритрон. , отмечены. [64] Дефицит железа может сопровождаться анемией или без нее. Некоторые функциональные изменения могут произойти в отсутствие анемии, но наиболее функциональные нарушения, по-видимому, возникают при развитии анемии. [2] Даже легкие и средние формы железодефицитной анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие [65], механизмы иммунитета [66] и работоспособность.[67] Дефицит железа во время беременности связан с множеством неблагоприятных исходов как для матери, так и для ребенка, включая повышенный риск сепсиса, материнской смертности, перинатальной смертности и низкой массы тела при рождении. [68] Дефицит железа и анемия также снижают способность к обучению и связаны с повышенным уровнем заболеваемости. [68]

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа и возникает, когда абсорбция железа не может идти в ногу с метаболическими потребностями в железе для поддержания роста и восполнения потери железа, что в первую очередь связано с кровопотерей. .[2] Основные причины дефицита железа включают низкое потребление биодоступного железа, повышенную потребность в железе в результате быстрого роста, беременности, менструации и избыточную кровопотерю, вызванную патологическими инфекциями, такими как анкилостомы и власоглавы, вызывающие потерю крови из желудочно-кишечного тракта [2] 69,70,71,72] и нарушение всасывания железа. [73] Частота дефицита железа увеличивается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте [74]. Другими факторами риска дефицита железа у молодых женщин являются высокий паритет, использование внутриматочной спирали и вегетарианская диета.[75]

Дефицит железа в питании возникает, когда физиологические потребности не могут быть удовлетворены за счет абсорбции железа из рациона. [72] Биодоступность пищевого железа низка в группах населения, потребляющих однообразные растительные диеты с небольшим количеством мяса. [72] Во многих развивающихся странах растительные продукты для отлучения от груди редко обогащаются железом, а частота анемии превышает 50% у детей младше 4 лет. [64]

Когда запасы железа истощаются и железа недостаточно для эритропоэза, синтез гемоглобина в предшественниках эритроцитов нарушается и появляются гематологические признаки железодефицитной анемии.

ОЦЕНКА СТАТУСА ЖЕЛЕЗА

Дефицит железа и, в конечном итоге, анемия развиваются поэтапно и могут быть оценены путем измерения различных биохимических показателей. Хотя некоторые ферменты железа чувствительны к дефициту железа [63], их активность не использовалась в качестве успешного рутинного измерения статуса железа [2].

Лабораторные измерения необходимы для правильной диагностики дефицита железа. Они наиболее информативны, когда несколько показателей уровня железа исследуются и оцениваются в контексте питания и истории болезни.

Пул железа в плазме или сыворотке — это фракция всего железа в организме, которая циркулирует в основном связанном с трансферрином. Три способа оценки уровня железа в плазме или сыворотке включают: 1) измерение общего содержания железа в единице объема в мкг / дл; 2) измерение общего количества сайтов связывания для атомов железа на трансферрине, известного как общая железосвязывающая способность в мкг / дл 2 ; и 3) оценка процента двух сайтов связывания на всех занятых молекулах трансферрина, называемого процентным насыщением трансферрина.[76] Однако заметные биологические вариации этих значений могут возникать в результате суточных колебаний, наличия инфекции или воспалительных состояний и недавнего потребления железа с пищей. [76]

Протопорфирин цинка отражает нехватку железа на последних стадиях синтеза гемоглобина, так что цинк вставляется в молекулу протопорфирина вместо железа. Протопорфирин цинка может быть обнаружен в эритроцитах с помощью флуориметрии и является мерой тяжести дефицита железа. [76]

Сывороточный ферритин является хорошим индикатором запасов железа в организме в большинстве случаев.Когда концентрация сывороточного ферритина ≥15 мкг / л, присутствуют запасы железа; более высокие концентрации отражают размер склада железа; при низкой концентрации (<12 мкг / л для детей младше 5 лет и <15 мкг / л для детей старше 5 лет) запасы железа истощаются. [76] Однако ферритин является белком-реагентом острой фазы, и его сывороточные концентрации могут быть повышены независимо от изменения запасов железа, инфекции или воспаления. [76,2] Это означает, что может быть трудно интерпретировать концентрацию ферритина в инфекционных зонах. болезни распространены.

Еще одним индикатором статуса железа является концентрация TfR в сыворотке крови. Поскольку TfR в основном происходит из развивающихся эритроцитов, он отражает интенсивность эритропоэза и потребность в железе. Когда запасы железа истощаются, концентрация повышается при железодефицитной анемии, что указывает на серьезную недостаточность железа. Это при условии, что нет других причин аномального эритропоэза. [76] Клинические исследования показывают, что сывороточный TfR менее подвержен воспалению, чем сывороточный ферритин. [77] Основным преимуществом TfR как индикатора является возможность оценки величины функционального дефицита железа после истощения запасов железа.[78]

Отношение TfR к ферритину (TfR / ферритин) было разработано для оценки изменений как в накопленном железе, так и в функциональном железе и считается более полезным, чем TfR или ферритин отдельно. [79] TfR / ферритин использовался для оценки запасов железа в организме как у детей, так и у взрослых. [80] Однако высокая стоимость и отсутствие стандартизации анализа TfR до сих пор ограничивали применимость метода [81].

Низкая концентрация гемоглобина является показателем анемии, конечной стадии дефицита железа.[76,2]

АНЕМИЯ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

Анемия описывает состояние, при котором количество эритроцитов в крови низкое или в клетках крови содержится меньше нормального гемоглобина. Человека, страдающего анемией, называют анемичным. Целью эритроцитов является доставка кислорода из легких в другие части тела. Молекула гемоглобина является функциональной единицей эритроцитов и представляет собой сложную белковую структуру, которая находится внутри эритроцитов. Несмотря на то, что эритроциты производятся в костном мозге, в их производство вовлечены многие другие факторы.Например, железо — очень важный компонент молекулы гемоглобина; эритропоэтин, молекула, секретируемая почками, способствует образованию эритроцитов в костном мозге.

Наличие правильного количества эритроцитов и профилактика анемии требует взаимодействия между почками, костным мозгом и питательными веществами в организме. Если почки или костный мозг не функционируют, или организм плохо питается, то нормальное количество и функции эритроцитов может быть трудно поддерживать.

Анемия на самом деле является признаком болезненного процесса, а не самой болезни.Обычно его классифицируют как хронический или острый. Хроническая анемия возникает в течение длительного периода времени. Острая анемия возникает быстро. Определение того, присутствует ли анемия в течение длительного времени или это что-то новое, помогает врачам найти причину. Это также помогает предсказать, насколько серьезными могут быть симптомы анемии. При хронической анемии симптомы обычно начинаются медленно и постепенно прогрессируют; тогда как при острой анемии симптомы могут быть резкими и более тревожными.

Эритроциты живут около 100 дней, поэтому организм постоянно пытается их заменить.У взрослых производство эритроцитов происходит в костном мозге. Врачи пытаются определить, вызвано ли низкое количество эритроцитов повышенной кровопотерей эритроцитов или их снижением в костном мозге. Знание того, изменилось ли количество лейкоцитов и / или тромбоцитов, также помогает определить причину анемии.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), два миллиарда человек во всем мире страдают анемией и примерно 50% всех анемий объясняются дефицитом железа. [64] Это происходит на всех этапах жизненного цикла, но чаще встречается у беременных женщин и маленьких детей.[82] Анемия является результатом множества причин, которые можно изолировать, но чаще всего они сосуществуют. Некоторые из этих причин включают следующие:

Железодефицитная анемия

Наиболее важной и частой причиной анемии является дефицит железа. [82] Если потребление железа ограничено или неадекватно из-за плохого питания, в результате может возникнуть анемия. Это называется железодефицитной анемией. Железодефицитная анемия также может возникать при наличии язвы желудка или других источников медленного хронического кровотечения (рак толстой кишки, рак матки, полипы кишечника, геморрой и т. Д.).[83]

Анемия хронического заболевания

Любое длительное заболевание может привести к анемии. Этот тип анемии является вторым по распространенности после анемии, вызванной дефицитом железа, и развивается у пациентов с острым или хроническим системным заболеванием или воспалением. [84] Это состояние было названо «анемией воспаления» из-за повышенного содержания гепсидина, который блокирует как рециркуляцию железа из макрофагов, так и абсорбцию железа. [85]

Анемия из-за активного кровотечения

Потеря крови из-за обильного менструального кровотечения или ран может вызвать анемию.[82] Язвы желудочно-кишечного тракта или раковые заболевания, такие как рак толстой кишки, могут медленно терять кровь и также могут вызывать анемию. [86,87]

Анемия, связанная с заболеванием почек

Почки выделяют гормон эритропоэтин, который помогает костному мозгу сделать эритроциты. У людей с хроническим (длительным) заболеванием почек выработка этого гормона снижена, а это, в свою очередь, снижает выработку эритроцитов, вызывая анемию. [88] Хотя дефицит эритропоэтина является основной причиной анемии при хронической почечной недостаточности, это не единственная причина.Следовательно, необходимо минимальное обследование, чтобы исключить дефицит железа и другие аномалии клеточной линии. [89]

Анемия, связанная с беременностью

Увеличение объема плазмы во время беременности приводит к разбавлению эритроцитов и может проявляться как анемия. [90] Железодефицитная анемия составляет 75% всех анемий во время беременности. [90]

Анемия, связанная с плохим питанием

Витамины и минералы необходимы для образования эритроцитов. Помимо железа, для правильного производства гемоглобина необходимы витамин B12, виамин A, фолиевая кислота, рибофлавин и медь.[82] Дефицит любого из этих питательных микроэлементов может вызвать анемию из-за недостаточного производства эритроцитов. Плохое питание — важная причина низкого уровня витаминов и, как следствие, анемии.

Ожирение и анемия

Ожирение характеризуется хроническим слабым системным воспалением, повышенным уровнем гепсидина, что, в свою очередь, связано с анемией хронического заболевания. Ausk и Ioannou [91] предположили, что ожирение может быть связано с особенностями анемии хронического заболевания, включая низкую концентрацию гемоглобина, низкое содержание железа и трансферрина в сыворотке, а также повышенный уровень ферритина в сыворотке.Избыточный вес и ожирение были связаны с изменениями сывороточного железа, насыщения трансферрина и ферритина, которые, как ожидается, произойдут в условиях хронического системного воспаления. Воспаление, связанное с ожирением, может повышать концентрацию гепсидина и снижать доступность железа. Aeberli и др. ., [92] сравнили уровень железа, потребление железа с пищей и его биодоступность, а также циркулирующие уровни гепсидина, лептина и интерлейкина-6 (ИЛ-6) у детей с избыточной массой тела и детей с нормальным весом.Они указали, что существует пониженная доступность железа для эритропоэза у детей с избыточным весом, и что это, вероятно, связано с опосредованным гепсидином сниженным всасыванием железа и / или повышенным секвестрацией железа, а не с низким содержанием железа с пищей.

Алкоголизм

Алкоголь оказывает многочисленные неблагоприятные эффекты на различные типы клеток крови и их функции. [93] У алкоголиков часто есть дефектные эритроциты, которые преждевременно разрушаются. [93,94] Сам по себе алкоголь также может быть токсичным для костного мозга и может замедлять производство эритроцитов.[93,94] Кроме того, плохое питание и дефицит витаминов и минералов связаны с алкоголизмом. [95] Сочетание этих факторов может привести к анемии у алкоголиков.

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний. [96] Это заболевание, связанное с кровью, которое влияет на молекулу гемоглобина и приводит к изменению формы всей клетки крови в стрессовых условиях [97]. В таком состоянии проблема с гемоглобином бывает качественной или функциональной.Аномальные молекулы гемоглобина могут вызвать проблемы в целостности структуры эритроцитов, и они могут стать серповидными (серповидные клетки). [97] Существуют разные типы серповидно-клеточной анемии разной степени тяжести. Это особенно распространено у африканцев, ближневосточных и средиземноморских предков. [97]

Талассемия

Это еще одна группа причин анемии, связанных с гемоглобином, которая связана с отсутствием или ошибками в генах, ответственных за выработку гемоглобина. [97] Молекула гемоглобина имеет субъединицы, обычно называемые альфа- и бета-цепями глобина.Отсутствие определенной субъединицы определяет тип альфа- или бета-талассемии. [97,98] Существует много типов талассемии, которые различаются по степени тяжести от легкой (малая талассемия) до тяжелой (большая талассемия). [98] Они также являются наследственными, но вызывают количественные аномалии гемоглобина, то есть вырабатывается недостаточное количество молекул правильного типа. Альфа- и бета-талассемии являются наиболее распространенными наследственными моногенными заболеваниями в мире с наибольшей распространенностью в районах, где малярия была или остается эндемичной.[97]

Апластическая анемия

Апластическая анемия — это заболевание, при котором разрушается костный мозг и снижается выработка клеток крови. [99] Это вызывает дефицит всех трех типов клеток крови (панцитопения), включая эритроциты (анемия), лейкоциты (лейкопения) и тромбоциты (тромбоцитопения). [100,101] Многие распространенные лекарства могут иногда вызывать этот тип анемии в качестве побочного эффекта. у некоторых людей. [99]

Гемолитическая анемия

Гемолитическая анемия — это тип анемии, при которой происходит разрыв эритроцитов, известный как гемолиз, который разрушается быстрее, чем костный мозг может их заменить.[102] Гемолитическая анемия может возникнуть по разным причинам и часто классифицируется как приобретенная или наследственная. Распространенными приобретенными причинами гемолитической анемии являются аутоиммунитет, микроангиопатия и инфекции. Нарушения ферментов эритроцитов, мембран и гемоглобина вызывают наследственную гемолитическую анемию. [102]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗА (СТРАТЕГИИ ВМЕШАТЕЛЬСТВА)

Четыре основных стратегии коррекции эффективности микронутриентов в популяциях могут использоваться для коррекции дефицита железа, как по отдельности, так и в комбинации.Это обучение в сочетании с модификацией диеты для улучшения потребления железа и его биодоступности; добавление железа (обеспечение железом, обычно в более высоких дозах, без еды), обогащение пищевых продуктов железом и новый подход к биофортификации. Однако есть некоторые трудности в применении некоторых из этих стратегий при рассмотрении железа.

Диверсификация продуктов питания

Модификации рациона питания для сокращения потребления Индийской стоматологической ассоциации включают увеличение потребления продуктов, богатых железом, особенно мясных продуктов, увеличение потребления фруктов и овощей, богатых аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и снижение потребления чая и кофе, которые подавляют всасывание негемового железа.[103,58] Другая стратегия — снизить содержание антинутриентов, чтобы сделать железо, поступающее из их пищевых источников, более доступным. Биодоступность железа может быть увеличена такими методами, как проращивание и ферментация, которые способствуют ферментативному гидролизу фитиновой кислоты в цельнозерновых зерновых и бобовых культурах за счет повышения активности эндогенных или экзогенных ферментов фитазы. [104] Даже использование неферментативных методов, таких как термическая обработка, замачивание и измельчение, для снижения содержания фитиновой кислоты в основных продуктах растительного происхождения было успешным в улучшении биодоступности железа (и цинка).[105,106]

Добавка

Для перорального приема добавок железа предпочтительны соли двухвалентного железа (сульфат двухвалентного железа и глюконат двухвалентного железа) из-за их низкой стоимости и высокой биодоступности. [72] Хотя абсорбция железа выше при приеме добавок железа натощак, тошнота и боль в эпигастрии могут развиться из-за введенных более высоких доз железа (обычно 60 мг Fe / день). Если возникают такие побочные эффекты, следует попытаться снизить дозу между приемами пищи или давать железо во время еды, хотя пища снижает всасывание лекарственного железа примерно на две трети.[107] Добавки железа во время беременности рекомендуется в развивающихся странах, где женщины часто вступают в беременность с низкими запасами железа. [108] Хотя обычно считалось, что польза от приема добавок железа перевешивает предполагаемый риск, есть некоторые свидетельства того, что добавление в дозах, рекомендованных для здоровых детей, несет в себе риск увеличения тяжести инфекционного заболевания на фоне малярии. [109,110]

Обогащение

Обогащение пищевых продуктов железом сложнее, чем обогащение такими питательными веществами, как цинк в муке, йод в соли и витамин А в кулинарном масле.[72] Наиболее биодоступные соединения железа растворимы в воде или разбавленной кислоте, но часто вступают в реакцию с другими пищевыми компонентами, вызывая неприятный запах, изменение цвета или окисление жиров. [103] Таким образом, менее растворимые формы железа, хотя и хуже усваиваются, часто выбираются для обогащения, чтобы избежать нежелательных сенсорных изменений. [72] Обогащение обычно производится с гораздо более низкими дозами железа, чем с добавками. Это ближе к физиологической среде и может быть самым безопасным вмешательством в малярийных областях. [111] Нет никаких опасений по поводу безопасности добавок железа или обогащения железа в немалярийных эндемичных районах.[112]

Соединения железа, рекомендованные [7] для обогащения пищевых продуктов, включают сульфат железа, фумарат железа, пирофосфат железа и порошок электролитического железа. Пшеничная мука является наиболее распространенным пищевым продуктом, обогащенным железом, и обычно она обогащается порошками элементарного железа, которые не рекомендуются ВОЗ. [7,113] Харрелл и Эгли [23] сообщили, что из 78 национальных программ по пшеничной муке только восемь улучшатся. статус железа. В этих программах использовались рекомендуемые соединения железа на рекомендованных уровнях.В других странах использовались не рекомендуемые соединения или более низкие уровни железа по сравнению с потреблением муки. Коммерческое детское питание, такое как смеси и злаки, также обычно обогащено железом.

Биообогащение

Содержание железа колеблется от 25 до 56 мг / кг в различных сортах пшеницы и 7-23 мг / кг в зернах риса. Однако большая часть этого железа удаляется в процессе измельчения. Поглощение железа зерновыми и бобовыми культурами, многие из которых имеют высокое содержание самородного железа, обычно низкое из-за высокого содержания в них фитата, а иногда и полифенолов.[48] ​​Стратегии биофортификации включают селекцию растений и генную инженерию. Уровни железа в обычных бобах и просе были успешно увеличены за счет селекции растений, но использование других основных продуктов питания является более трудным или невозможным (рис) из-за недостаточной естественной генетической изменчивости. Lucca и др. ., [114] увеличили содержание железа в эндосперме риса, чтобы улучшить его всасывание в кишечнике человека с помощью генной инженерии. Они ввели ген ферритина из Phaseolus vulgaris в рисовые зерна, увеличив содержание железа в них вдвое.Для увеличения биодоступности железа они ввели в эндосперм риса термотолерантную фитазу из Aspergillus fumigatus . Они указали, что этот рис с более высоким содержанием железа и богатым фитазой имеет большой потенциал для существенного улучшения питания железом в тех популяциях, где дефицит железа так широко распространен. [114] К сожалению, фитаза не устояла перед приготовлением. Важность различных минералов, таких как цинк [115] и железо, требует большего внимания на индивидуальном уровне и уровне общественного здравоохранения.

Сноски

Источник поддержки: Нет

Конфликт интересов: Не объявлен.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борода Дж. Л., Доусон HD. Железо. В: О’Делл Б.Л., Сунде Р.А., редакторы. Справочник по незаменимым в питании минеральным элементам. Нью-Йорк: CRC Press; 1997. С. 275–334. [Google Scholar] 2. Вуд Р.Дж., Ронненберг А. Железо. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы. Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005 г.С. 248–70. [Google Scholar] 3. Макдауэлл LR. 2-е изд. Амстердам: Elsevier Science; 2003. Минералы в питании животных и человека; п. 660. [Google Scholar] 4. Гуггенхайм KY. Хлороз: возникновение и исчезновение болезни, связанной с питанием. J Nutr. 1995; 125: 1822–5. [PubMed] [Google Scholar] 5. Ип Р., Даллман PR. Железо. В: Ziegler EE, Filer LJ, редакторы. Присутствуют знания в области питания. 7-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: ILSI Press; 1996. С. 278–92. [Google Scholar] 6. Андервуд Э.Дж., Саттл Н.Ф. 3-е изд. Уоллингфорд: международное издательство CABI; 1999 г.Минеральное питание скота; п. 614. [Google Scholar] 7. Аллен Л., де Бенуа Б., Дари О., Харрелл Р., редакторы. Женева: ВОЗ и ФАО; 2006. ВОЗ. Рекомендации по обогащению пищевых продуктов микронутриентами; п. 236. [Google Scholar] 8. Брабин Б.Дж., Премжи З., Верхое ff Ф. Анализ анемии и детской смертности. J Nutr. 2001; 131: 636–45С. [PubMed] [Google Scholar] 9. Quintero-Gutiérrez AG, González-Rosendo G, Sánchez-Muñoz J, Polo-Pozo J, Rodríguez-Jerez JJ. Биодоступность гемового железа в начинке для печенья с использованием поросят в качестве модели животных для человека.Int J Biol Sci. 2008; 4: 58–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Айзен П., Эннс С., Весслинг-Резник М. Химия и биология метаболизма железа в эукариотах. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 940–59. [PubMed] [Google Scholar] 11. Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье и болезнях. Мол Аспекты Мед. 2001; 2: 1–87. [PubMed] [Google Scholar] 12. Guerinot ML. Транспорт микробного железа. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 743–72. [PubMed] [Google Scholar] 13. Асквит К., Каплан Дж.Транспорт железа и меди в дрожжах и его значение для болезней человека. Trends Biochem Sci. 1998. 23: 135–8. [PubMed] [Google Scholar] 15. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001. МОМ. Институт медицины. железо. В: Нормы потребления витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка; С. 290–393. [PubMed] [Google Scholar] 16. Мьюир А., Хопфер У. Региональная специфичность поглощения железа щеточно-граничными мембранами тонкого кишечника у нормальных мышей и мышей с дефицитом железа.Am J Physiol. 1985; 248: G376–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Фрейзер Д.М., Андерсон Г.Дж. Импорт железа. I. Абсорбция железа в кишечнике и ее регуляция. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289: G631–5. [PubMed] [Google Scholar] 18. Наддур С.С., Шрирама К., Мудипалли А. Механизмы транспорта и гомеостаза железа: их роль в здоровье и болезнях. Индийский J Med Res. 2008; 128: 533–44. [PubMed] [Google Scholar] 20. Yeh KY, Yeh M, Mims L, Glass J. Кормление железом индуцирует миграцию и взаимодействие ферропортина 1 и гефестина в двенадцатиперстном эпителии крыс.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009. 296: 55–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Тейл Э.С., Чен Х., Миранда С., Янсер Х., Эльзенханс Б., Нуньес М.Т. и др. Абсорбция железа из ферритина не зависит от гемового железа и солей двухвалентного железа у женщин и сегментов кишечника крыс. J Nutr. 2012; 142: 478–83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Hoppler M, Schoenbaechler A, Meile L, Hurrell RF, Walczyk T. Ферритин-железо высвобождается во время кипячения и in vitro при пищеварении в желудке .J Nutr. 2008. 138: 878–84. [PubMed] [Google Scholar] 23. Hurrell R, Egli I. Биодоступность железа и диетические контрольные значения. Am J Clin Nutr. 2010; 91: 1461–7S. [PubMed] [Google Scholar] 25. Немет Э., Ганц Т. Регулирование метаболизма железа гепсидином. Annu Rev Nutr. 2006; 26: 323–42. [PubMed] [Google Scholar] 26. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и индуцируя его интернализацию. Наука. 2004; 306: 2090–3.[PubMed] [Google Scholar] 28. Браун В., Киллманн Х. Бактериальные решения проблемы снабжения железом. Trends Biochem Sci. 1999; 24: 104–109. [PubMed] [Google Scholar] 29. Хант-младший. Насколько важна биодоступность железа с пищей? Am J Clin Nutr. 2001; 73: 3–4. [PubMed] [Google Scholar] 30. Хант-младший, Зито, Калифорния, Джонсон, Лос-Анджелес. Выведение железа из организма здоровыми мужчинами и женщинами. Am J Clin Nutr. 2009; 89: 1–7. [PubMed] [Google Scholar] 31. Фэрбенкс В.Ф. Железо в медицине и питании. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы.Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 1999. С. 193–221. [Google Scholar] 32. потребности человека в витаминах и минералах. Рим: ФАО; 2001. ФАО / ВОЗ. Пищевые подходы к удовлетворению потребностей в витаминах и минералах; С. 7–25. [Google Scholar] 33. Monsen ER, Hallberg L, Layrisse M, Hegsted DM, Cook JD, Mertz W. и др. Оценка доступного пищевого железа. Am J Clin Nutr. 1978; 31: 134–41. [PubMed] [Google Scholar] 34. Конрад ME, Umbreit JN. Краткий обзор: абсорбция железа — путь муцин-мобилферрин-интегрин.Конкурентоспособный путь поглощения металлов. Am J Hematol. 1993; 42: 67–73. [PubMed] [Google Scholar] 35. Конрад М.Э., Шаде С.Г. Хелаты аскорбиновой кислоты в абсорбции железа: роль соляной кислоты и желчи. Гастроэнтерология. 1968; 55: 35–45. [PubMed] [Google Scholar] 36. Холлберг Л., Брюн М., Россандер Л. Поглощение железа у человека: аскорбиновая кислота и дозозависимое ингибирование фитатом. Am J Clin Nutr. 1989; 49: 140–4. [PubMed] [Google Scholar] 37. Зигенберг Д., Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Макфарлейн Б.Дж., Лампарелли Р.Д., Car NG и др.Аскорбиновая кислота предотвращает дозозависимое ингибирующее действие полифенолов и фитатов на абсорбцию негемового железа. Am J Clin Nutr. 1991; 53: 537–41. [PubMed] [Google Scholar] 38. Стекель А., Оливарес М., Писарро Ф., Чадуд П., Лопес И., Амар М. Поглощение обогащающего железа из молочных смесей у младенцев. Am J Clin Nutr. 1986; 43: 917–22. [PubMed] [Google Scholar] 39. Бюллетень D, Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Гиллули М., Макфарлейн Б.Дж., Макфэйл А.П. и др. Влияние фруктовых соков и фруктов на усвоение железа из рисовой муки.Br J Nutr. 1987; 57: 331–43. [PubMed] [Google Scholar] 40. Линч SR, Кук JD. Взаимодействие витамина С и железа. Ann N Y Acad Sci. 1980; 355: 32–44. [PubMed] [Google Scholar] 41. Teucher B, Olivares M, Cori H. Усилители поглощения железа: аскорбиновая кислота и другие органические кислоты. Int J Vitam Nutr Res. 2004; 74: 403–19. [PubMed] [Google Scholar] 42. Линч С.Р., Харрелл Р.Ф., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Влияние пищевых белков на биодоступность железа у человека. Adv Exp Med Biol. 1989; 249: 117–32. [PubMed] [Google Scholar] 43.Бьорн-Расмуссен Э., Халльберг Л. Влияние животных белков на усвоение пищевого железа человеком. Нутр Метаб. 1979; 23: 192–202. [PubMed] [Google Scholar] 44. Редди МБ, Харрелл Р.Ф., Кук Дж.Д. Разнообразное питание незначительно влияет на всасывание негемового железа у нормальных людей. J Nutr. 2006; 136: 576–81. [PubMed] [Google Scholar] 45. Бах Кристенсен М., Хелс О, Морберг С., Марвинг Дж., Бугель С., Тетенс I. Свинина увеличивает усвоение железа при 5-дневной полностью контролируемой диете по сравнению с вегетарианской диетой с аналогичным содержанием витамина С и фитиновой кислоты.Br J Nutr. 2005. 94: 78–83. [PubMed] [Google Scholar] 46. Харрелл Р.Ф., Джуллерат М.А., Редди М.Б., Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Соевый белок, фитат и абсорбция железа у человека. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 573–8. [PubMed] [Google Scholar] 47. Hurrell RF. Разложение фитиновой кислоты как средство улучшения усвоения железа. Int J Vitam Nutr Res. 2004. 74: 445–52. [PubMed] [Google Scholar] 48. Харрелл Р.Ф., Редди М., Кук Дж. Д.. Подавление абсорбции негемного железа у человека напитками, содержащими полифенолы. Br J Nutr.1999. 81: 289–95. [PubMed] [Google Scholar] 49. Холлберг Л., Россандер Л. Влияние различных напитков на усвоение негемового железа из сложных блюд. Hum Nutr Appl Nutr. 1982; 36: 116–23. [PubMed] [Google Scholar] 50. Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Ингибирование усвоения гемового железа у человека кальцием. Br J Nutr. 1993; 69: 533–40. [PubMed] [Google Scholar] 51. Hallberg L, Rossander-Hulthen L. Потребность в железе у менструирующих женщин. Am J Clin Nutr. 1991; 54: 1047–58. [PubMed] [Google Scholar] 52.Линч SR. Влияние кальция на усвоение железа. Nutr Res Rev.2000; 13: 141–58. [PubMed] [Google Scholar] 53. Кук JD, Monsen ER. Поглощение пищевого железа у людей. III. Сравнение влияния животных белков на всасывание негемового железа. Am J Clin Nutr. 1976; 29: 859–67. [PubMed] [Google Scholar] 54. Харрелл РФ, Линч С.Р., Тринидад Т.П., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Абсорбция железа у людей: бычий сывороточный альбумин по сравнению с говяжьими мышцами и яичным белком. Am J Clin Nutr. 1988; 47: 102–7. [PubMed] [Google Scholar] 55.Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д., Джульерат М.А., Харрелл РФ. Ингибирующий эффект фрагмента, связанного с соевым белком, на абсорбцию железа у людей. Am J Clin Nutr. 1994; 60: 567–72. [PubMed] [Google Scholar] 56. Piomelli S, Seaman C, Kapoor S. Вызванные свинцом аномалии метаболизма порфирина, связь с дефицитом железа. Ann N Y Acad Sci. 1987; 514: 278–88. [PubMed] [Google Scholar] 58. 2-е изд. Бангкок: 2004 г. ФАО / ВОЗ. Консультация экспертов по потребностям человека в витаминах и минералах, потребностях в витаминах и минералах в питании человека: отчет совместного экспертного заключения ФАО / ВОЗ; п.341. [Google Scholar] 59. Cook JD, Skikne BS, Lynch SR, Reusser ME. Оценки достаточности железа у населения США. Кровь. 1986; 68: 726–31. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ботвелл TH, Чарльтон RW. Общий подход к проблемам железодефицита и перегрузки железом у населения в целом. Semin Hematol. 1982; 19: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 61. Гибсон Р.С., Макдональд А.С., Смит-Вандеркой П.Д. Параметры сывороточного ферритина и пищевого железа в выборке канадских детей дошкольного возраста. J Can Dietetic Assoc.1988; 49: 23–8. [Google Scholar] 62. ДеМайер Э.М., Даллман П., Герни Дж. М., Холлберг Л., Суд С. К., Срикантия С. Г., редакторы. Женева: Всемирная организация здравоохранения; 1989. ВОЗ. Профилактика и контроль железодефицитной анемии с помощью первичной медико-санитарной помощи: руководство для администраторов здравоохранения и руководителей программ; п. 58. [Google Scholar] 63. Даллман П. Айрон. В: Браун М.Л., редактор. Настоящие знания в области питания. 6-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Фонд питания; 1990. С. 241–50. [Google Scholar] 64. Женева: Швейцария: Всемирная организация здравоохранения; 2001 г.ВОЗ / ЮНИСЕФ / УООН. Оценка, профилактика и контроль железодефицитной анемии; п. 114. [Google Scholar] 65. Борода Дж. Л., Коннор-младший. Статус железа и нейронное функционирование. Annu Rev Nutr. 2003. 23: 41–58. [PubMed] [Google Scholar] 66. Failla ML. Микроэлементы и защита хозяина: последние достижения и сохраняющиеся проблемы. J Nutr. 2003; 133: S1443–7. [PubMed] [Google Scholar] 67. Витери Ф.Е., Торунь Б. Анемия и физическая работоспособность. В: Гарби Л., редактор. Клиники гематологии. Vol. 3. Лондон: У. Б. Сондерс; 1974. стр.609–26. [Google Scholar] 68. CDC. Табель успеваемости по грудному вскармливанию, США: показатели результатов (публикация из Центров по контролю и профилактике заболеваний, Национальное обследование иммунизации. 2010 г. [последний доступ 11 мая 2010 г.]. Http://www.cdc.gov/breastfeeding/data/index .htm .69. Купер Е.С., Банди Д.А. Трихоцефалопатия. Ballieres Clin Trop Med Commun Dis. 1987; 2: 629–43. [Google Scholar] 70. Всемирная организация здравоохранения, Женева; 1995. ВОЗ. Отчет неофициальной консультации ВОЗ. на анкилостомоз и анемию у девочек и женщин; с.46. ​​[Google Scholar] 71. Crompton DW, Nesheim MC. Пищевая ценность кишечных гельминтозов в течение жизненного цикла человека. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 35–99. [PubMed] [Google Scholar] 72. Ларок Р., Касапиа М., Готуццо Е., Дьоркос Т.В. Взаимосвязь между интенсивностью заражения гельминтами, передающимися через почву, и анемией во время беременности. Am J Trop Med Hyg. 2005. 73: 783–9. [PubMed] [Google Scholar] 73. Циммерманн МБ, Харрелл РФ. Недостаток пищевого железа. Ланцет. 2007; 370: 115–20. [Google Scholar] 74. Харви LJ, Armah CN, Dainty JR, Foxall RJ, John Lewis D, Langford NJ и др.Влияние менструальной кровопотери и диеты на дефицит железа у женщин в Великобритании. Br J Nutr. 2005. 94: 557–64. [PubMed] [Google Scholar] 75. Борода JL. Потребность в железе у девочек-подростков. Симпозиум: Повышение уровня железа у подростков до деторождения. J Nutr. 2000; 130: S440–2. [PubMed] [Google Scholar] 77. Бегин Ю. Растворимый рецептор трансферрина для оценки эритропоэза и статуса железа. Clinica Chimica Acta. 2003. 329: 9–22. [PubMed] [Google Scholar] 79. Повар JD, Flowers CH, Skikne BS. Количественная оценка bodyiron.Кровь. 2003. 101: 3359–64. [PubMed] [Google Scholar] 80. Кук JD, Boy E, Flowers C, Daroca Mdel C. Влияние высокогорной жизни на железо тела. Кровь. 2005; 106: 1441–6. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян З., Дьюи К.Г., Лоннердал Б., Хернелл О., Чапарро С., Аду-Афарвуа С. и др. Сравнение концентрации ферритина в плазме с соотношением рецептора трансферрина в плазме и ферритина для оценки запасов железа в организме: результаты 4 интервенционных испытаний. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 1892–8. [PubMed] [Google Scholar] 82.Де Бенуа Б., Маклин Э., Эгли И., Когсуэлл М. — редакторы. Женева: Пресса ВОЗ, Всемирная организация здравоохранения; 2008. ВОЗ / CDC. Библиотечная каталогизация в публикации. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: глобальная база данных ВОЗ по анемии; п. 40. [Google Scholar] 83. Джонсон-Уимбли Т.Д., Грэм Д.Ю. Диагностика и лечение железодефицитной анемии в 21 веке. Ther Adv Гастроэнтерол. 2011; 4: 177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Зарычанский Р., Хьюстон Д.С. Анемия хронического заболевания: вредное заболевание или адаптивная, полезная реакция? Can Med Assoc J.2008; 179: 333–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. Weiss G, Goodnough LT. Анемия хронического заболевания. N Engl J Med. 2005; 352: 1011–23. [PubMed] [Google Scholar] 86. 2-е изд. Женева: 2004 г. ВОЗ / CDC. Отчет о совместной технической консультации Всемирной организации здравоохранения / Центров по контролю и профилактике заболеваний по оценке статуса железа на уровне населения; п. 108. [Google Scholar] 87. Knight K, Wade S, Balducci L. Распространенность и исходы анемии при раке: систематический обзор литературы.Am J Med. 2004; 116: 11–26С. [PubMed] [Google Scholar] 88. О’Мара NB. Больные анемией с хроническими заболеваниями почек. Спектр диабета. 2008; 21: 12–9. [Google Scholar] 89. Нурко С. Анемия при хронической болезни почек: причины, диагностика, лечение. Cleve Clin J Med. 2006. 73: 289–97. [PubMed] [Google Scholar] 90. Горовиц К.М., Ингардия С.Дж., Боргида А.Ф. 2013, Анемия при беременности. Clin Lab Med. 2013; 33: 281–91. [PubMed] [Google Scholar] 91. Ауск К.Дж., Иоанну Г.Н. Связано ли ожирение с анемией хронического заболевания? Популяционное исследование.Ожирение. 2008. 16: 2356–61. [PubMed] [Google Scholar] 92. Aeberli I, Hurrell RF, Zimmermann MB. Дети с избыточным весом имеют более высокие концентрации циркулирующего гепсидина и более низкий статус железа, но их потребление железа с пищей и биодоступность сопоставимы с детьми с нормальным весом. Int J Obes. 2009; 33: 1111–7. [PubMed] [Google Scholar] 94. Lewis G, Wise MP, Poynton C, Godkin A. Случай стойкой анемии и злоупотребления алкоголем. Нат Клин Практ Гастроэнтерол Гепатол. 2007; 4: 521–6. [PubMed] [Google Scholar] 95. Lindenbaum J, Роман MJ.Пищевая анемия при алкоголизме. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 2727–35. [PubMed] [Google Scholar] 96. Cox SE, L’Esperance V, Makani J, Soka D, Prentice AM, Hill CM и др. Серповидно-клеточная анемия: доступность железа и ночная оксиметрия. J Clin Sleep Med. 2012; 8: 541–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 98. Манси Х.Л., младший, Кэмпбелл Дж. Альфа- и бета-талассемия. Я семейный врач. 2009; 80: 339–44. [PubMed] [Google Scholar] 99. Сегель ГБ, Лихтман М.А. Апластическая анемия: приобретенная и наследственная. В: Каушанский К., Вильямс В.Дж., редакторы.Гематология Вильямса. 8-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical; 2010. С. 569–90. [Google Scholar] 100. Янг Н.С., Каладо Р.Т., Шейнберг П. Современные концепции патофизиологии и лечения апластической анемии. Кровь. 2006; 108: 2509–19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 101. Шейнберг П., Чен Дж. Апластическая анемия: что мы узнали на моделях на животных и в клинике. Semin Hematol. 2013; 50: 156–64. [PubMed] [Google Scholar] 102. Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM., Jr Гемолитическая анемия.Я семейный врач. 2004. 69: 2599–606. [PubMed] [Google Scholar] 103. Hurrell RF. Как обеспечить адекватное усвоение железа из продуктов, обогащенных железом. Nutr Rev. 2002; 60: S7–15. [PubMed] [Google Scholar] 104. Повар JD. Диагностика и лечение железодефицитной анемии. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005; 18: 319–32. [PubMed] [Google Scholar] 105. Schlemmer U, Frølich W, Prieto RM, Grases F. Фитат в пищевых продуктах и ​​значение для человека: источники пищи, потребление, обработка, биодоступность, защитная роль и анализ.Mol Nutr Food Res. 2009; 53: S330–75. [PubMed] [Google Scholar] 106. Лян Дж., Хан Б.З., Ноут М.Дж., Хамер Р.Дж. Влияние замачивания, прорастания и ферментации на общую фитиновую кислоту и растворимый цинк in vitro в коричневом рисе. Food Chem. 2008; 110: 821–8. [PubMed] [Google Scholar] 107. Кавалли-Сфорца Т., Бергер Дж., Смитасири С., Витери Ф. Еженедельный прием добавок железа и фолиевой кислоты для женщин репродуктивного возраста: обзор воздействия, извлеченные уроки, планы расширения и вклад в достижение целей развития тысячелетия.Nutr Rev.2005; 63: S152–8. [PubMed] [Google Scholar] 109. Oppenheimer SJ. Железо и его отношение к иммунитету и инфекционным заболеваниям. J Nutr. 2001; 131: S616–33. [PubMed] [Google Scholar] 110. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A и др. Влияние рутинных профилактических добавок с железом и фолиевой кислотой на госпитализацию и смертность детей дошкольного возраста в условиях высокой передачи малярии: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование на уровне общины. Ланцет. 2006; 367: 133–43.[PubMed] [Google Scholar] 112. Hurrell RF. Обогащение железом: его эффективность и безопасность в отношении инфекций. Еда Nutr Bull. 2007. 28: 585–94. [PubMed] [Google Scholar] 114. Лукка П., Харрелл Р., Потрикус И. Борьба с железодефицитной анемией с помощью риса, богатого железом. J Am Coll Nutr. 2002; 21: 184С – 90. [PubMed] [Google Scholar] 115. Рухани Н., Харрелл Р., Келишади Р., Шулин Р. Цинк и его значение для здоровья человека: комплексный обзор. J Res Med Sci. 2013; 18: 144–57. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Обзор железа и его значения для здоровья человека

J Res Med Sci.2014 фев; 19 (2): 164–174.

Назанин Аббаспур

Департамент наук о системах окружающей среды, Институт наземных экосистем, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ричард Харрелл

1 Департамент здравоохранения и технологий, Лаборатория питания человека, Институт пищевых продуктов , Питание и здоровье, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

Ройя Келишади

2 Исследовательский центр детского роста и развития, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Департамент науки о системах окружающей среды, Институт наземных исследований Экосистема, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

1 Департамент медицинских наук и технологий, Лаборатория питания человека, Институт продовольствия, питания и здравоохранения, Швейцарский федеральный технологический институт, Цюрих, Швейцария

2 Исследования роста и развития детей Ce nter, Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран

Адрес для корреспонденции: Prof.Роя Келишади, Исследовательский центр детского роста и развития Исфаханский университет медицинских наук, Исфахан, Иран. Эл. Почта: [email protected]

Поступила в редакцию 8 июня 2013 г .; Пересмотрено 3 ноября 2013 г .; Принято 27 ноября 2013 г.

Авторские права: © Journal of Research in Medical Sciences

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 Unported, что разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение в на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Хорошо известно, что недостаток или чрезмерное воздействие различных элементов оказывает заметное влияние на здоровье человека. Действие элемента определяется несколькими характеристиками, включая абсорбцию, метаболизм и степень взаимодействия с физиологическими процессами. Железо является важным элементом почти для всех живых организмов, поскольку оно участвует в широком спектре метаболических процессов, включая транспорт кислорода, синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и транспорт электронов.Однако, поскольку железо может образовывать свободные радикалы, его концентрацию в тканях организма необходимо строго регулировать, поскольку в чрезмерных количествах оно может привести к повреждению тканей. Нарушения метаболизма железа являются одними из наиболее распространенных заболеваний человека и охватывают широкий спектр заболеваний с различными клиническими проявлениями, от анемии до перегрузки железом и, возможно, до нейродегенеративных заболеваний. В этом обзоре мы обсуждаем последние достижения в исследованиях метаболизма и биодоступности железа, а также наше текущее понимание потребности человека в железе, а также последствий и причин дефицита железа.Наконец, мы обсуждаем стратегии профилактики дефицита железа.

Ключевые слова: Анемия, потребность человека в железе, биодоступность железа, дефицит железа, метаболизм железа

ВВЕДЕНИЕ

С древних времен человек осознавал особую роль железа в здоровье и болезнях [1]. Железо вначале использовалось в медицине египтянами, индуистами, греками и римлянами. [2, 3] В 17 веках железо использовалось для лечения хлороза (зеленой болезни), состояния, часто возникающего из-за дефицита железа.[4] Однако только в 1932 году важность железа была окончательно установлена ​​убедительным доказательством того, что неорганическое железо необходимо для синтеза гемоглобина. [5] В течение многих лет пищевой интерес к железу был сосредоточен на его роли в образовании гемоглобина и транспорте кислорода. [6] В настоящее время, хотя низкое потребление железа и / или его биодоступность являются причиной большинства анемий в промышленно развитых странах, на них приходится только около половины анемии в развивающихся странах [7], где инфекционные и воспалительные заболевания (особенно малярия), кровопотеря от паразитарных инфекций. , и дефицит других питательных веществ (витамина А, рибофлавина, фолиевой кислоты и витамина B12) также являются важными причинами.[8]

Биохимия и физиология

В отличие от цинка, железо является распространенным элементом на Земле [2,9] и является биологически важным компонентом каждого живого организма. [10,11] Однако, несмотря на его геологическое изобилие, железо часто является фактором, ограничивающим рост в окружающей среде. [9] Этот кажущийся парадокс связан с тем, что при контакте с кислородом железо образует оксиды, которые очень нерастворимы и, следовательно, не доступны для поглощения организмами [2]. В ответ возникли различные клеточные механизмы захвата железа из окружающей среды в биологически полезных формах.Примерами являются сидерофоры, секретируемые микробами для захвата железа в высокоспецифический комплекс [12], или механизмы восстановления железа из нерастворимого трехвалентного железа (Fe +3 ) до растворимой двухвалентной формы (Fe +2 ), как в дрожжах. [13] Многие механизмы, обнаруженные у низших организмов, имеют аналогичные аналоги у высших организмов, включая человека. В организме человека железо в основном существует в сложных формах, связанных с белком (гемопротеином), в виде гемовых соединений (гемоглобин или миоглобин), гемовых ферментов или негемовых соединений (ферменты флавин-железо, переносчики и ферритин).[3] Организму требуется железо для синтеза белков, переносящих кислород, в частности гемоглобина и миоглобина, а также для образования гемовых ферментов и других железосодержащих ферментов, участвующих в переносе электронов и окислительно-восстановительных процессах. [14,3] Почти две трети железа в организме содержится в гемоглобине, присутствующем в циркулирующих эритроцитах, 25% содержится в легко мобилизуемых запасах железа, а оставшиеся 15% связаны с миоглобином в мышечной ткани и с различными ферментами, участвующими в окислительном процессе. метаболизм и многие другие функции клеток.[15]

Железо перерабатывается и, таким образом, сохраняется в организме. показана схематическая диаграмма цикла железа в организме. Железо доставляется в ткани с помощью циркулирующего трансферрина, переносчика, который захватывает железо, высвобождаемое в плазму, в основном из кишечных энтероцитов или ретикулоэндотелиальных макрофагов. Связывание нагруженного железом трансферрина с рецептором трансферрина на клеточной поверхности (TfR) 1 приводит к эндоцитозу и поглощению металлического груза. Интернализованное железо транспортируется в митохондрии для синтеза гема или кластеров железо-сера, которые являются неотъемлемой частью нескольких металлопротеинов, а избыток железа накапливается и детоксифицируется в цитозольном ферритине.

Железо связывается и транспортируется в организме через трансферрин и хранится в молекулах ферритина. После всасывания железа не существует физиологического механизма выведения избыточного железа из организма, кроме кровопотери, то есть беременности, менструации или другого кровотечения обычно низкий, но может колебаться от 5% до 35% в зависимости от обстоятельств и типа железа. [3]

Поглощение железа происходит энтероцитами переносчиком двухвалентного металла 1, членом группы переносчиков растворенных веществ мембранных транспортных белков.Это происходит преимущественно в двенадцатиперстной кишке и верхних отделах тощей кишки [16]. Затем он переносится через слизистую двенадцатиперстной кишки в кровь, где транспортируется трансферрином к клеткам или костному мозгу для эритропоэза [производства красных кровяных телец (эритроцитов)]. [14,17,18] Существует механизм обратной связи, который усиливается. всасывание железа у людей с дефицитом железа. Напротив, люди с перегрузкой железом снижают абсорбцию железа через гепсидин. В настоящее время общепринято, что абсорбция железа контролируется ферропортином, который позволяет или не позволяет железу из клетки слизистой оболочки попадать в плазму.

Физическое состояние железа, поступающего в двенадцатиперстную кишку, сильно влияет на его всасывание. При физиологическом pH двухвалентное железо (Fe +2 ) быстро окисляется до нерастворимой трехвалентной формы (Fe +3 ). Желудочная кислота понижает pH в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки, уменьшая Fe +3 в просвете кишечника за счет редуктазы железа, тем самым обеспечивая последующий транспорт Fe +2 через апикальную мембрану энтероцитов. Это увеличивает растворимость и поглощение трехвалентного железа.Когда продукция желудочного сока нарушена (например, ингибиторами кислотного насоса, такими как лекарство, прилосек), абсорбция железа существенно снижается.

Диетический гем также может транспортироваться через апикальную мембрану по еще неизвестному механизму и впоследствии метаболизироваться в энтероцитах гемоксигеназой 1 (HO-1) с высвобождением (Fe +2 ) [19]. Этот процесс более эффективен, чем абсорбция неорганического железа, и не зависит от рН двенадцатиперстной кишки. Таким образом, на него не влияют такие ингибиторы, как фитат и полифенолы.Следовательно, красное мясо с высоким содержанием гемоглобина является отличным источником железа. Непосредственно интернализованный Fe +2 обрабатывается энтероцитами и в конечном итоге (или нет) экспортируется через базолатеральную мембрану в кровоток через транспортер ферропортин Fe +2 . Ферропортин-опосредованный отток Fe +2 связан с его повторным окислением с Fe +2 , катализируемым мембраносвязанным ферроксидазным гефестином, который физически взаимодействует с ферропортином [20] и, возможно, также его гомологом в плазме церулоплазмином.Экспортируемое железо улавливается трансферрином, который поддерживает Fe +3 в окислительно-восстановительном инертном состоянии и доставляет его в ткани. Общее содержание железа в трансферрине (≈3 мг) соответствует менее 0,1% железа в организме, но оно очень динамично и подвергается более чем 10-кратному ежедневному обороту для поддержания эритропоэза. Пул трансферрина с железом пополняется в основном за счет железа, рециркулируемого из неэффективных эритроцитов, и, в меньшей степени, за счет вновь абсорбированного пищевого железа. Стареющие эритроциты очищаются ретикулоэндотелиальными макрофагами, которые метаболизируют гемоглобин и гем и высвобождают железо в кровоток.По аналогии с кишечными энтероцитами, макрофаги экспортируют Fe +2 из своей плазматической мембраны через ферропортин в процессе, сопряженном с повторным окислением Fe +2 до Fe +3 церулоплазмином с последующей загрузкой Fe +3. на трансферрин. [21]

Theil et al ., [21] недавно сообщили, что существует также независимый механизм абсорбции растительных ферритинов, в основном присутствующих в бобовых. Однако актуальность переносчика ферритина неясна, поскольку большая часть ферритина, по-видимому, разлагается во время обработки и переваривания пищи, тем самым высвобождая неорганическое железо из оболочки ферритина для поглощения по нормальному механизму.[22] Поскольку одна молекула ферритина содержит 1000 или более атомов железа и на нее также не должны влиять ингибиторы абсорбции железа, такой механизм может стать важным источником железа в развивающихся странах, где обычно потребляются бобовые.

Регулирование гомеостаза железа

Поскольку железо требуется для ряда разнообразных клеточных функций, для поддержания гомеостаза железа требуется постоянный баланс между поглощением, транспортом, хранением и использованием железа. [11] Поскольку в организме отсутствует определенный механизм активного выведения железа, баланс железа в основном регулируется в точке абсорбции.[23,24]

Гепсидин — это циркулирующий пептидный гормон, секретируемый печенью, который играет центральную роль в регуляции гомеостаза железа. Это главный регулятор системного гомеостаза железа, координирующий использование и хранение железа с приобретением железа. [25] Этот гормон в основном вырабатывается гепатоцитами и является негативным регулятором поступления железа в плазму []. Гепцидин действует путем связывания с ферропортином, переносчиком железа, присутствующим на клетках двенадцатиперстной кишки, макрофагах и клетках плаценты.Связывание гепсидина вызывает интернализацию и деградацию ферропортина. [26] Потеря ферропортина с поверхности клетки предотвращает попадание железа в плазму []. Снижение поступления железа в плазму приводит к низкому насыщению трансферрина и меньшему количеству железа доставляется в развивающийся эритробласт. Напротив, снижение экспрессии гепсидина приводит к увеличению ферропортина на клеточной поверхности и увеличению абсорбции железа [27] []. У всех видов концентрация железа в биологических жидкостях строго регулируется, чтобы обеспечить необходимое железо и избежать токсичности, поскольку избыток железа может привести к образованию активных форм кислорода.[28] Гомеостаз железа у млекопитающих регулируется на уровне кишечной абсорбции, поскольку для железа не существует экскреторного пути.

Гепсидин-опосредованная регуляция гомеостаза железа. (а) Повышенная экспрессия гепсидина печенью является результатом воспалительных стимулов. Высокий уровень гепсидина в кровотоке приводит к интернализации и деградации ферропортина, экспортера железа. Потеря ферропортина на клеточной поверхности приводит к загрузке железа макрофагами, низким уровням железа в плазме и снижению эритропоэза из-за снижения количества железа, связанного с трансферрином.Снижение эритропоэза приводит к анемии хронического заболевания. (b) Нормальные уровни гепсидина в ответ на потребность в железе регулируют уровень импорта железа в плазму, нормальное насыщение трансферрина и нормальные уровни эритропоэза. (c) Гемохроматоз или перегрузка железом возникает из-за недостаточного уровня гепсидина, вызывая повышенный импорт железа в плазму, высокое насыщение трансферрина и избыточное отложение железа в печени. Источник: Де Доменико, и др. . [27]

Уровни гепсидина в плазме регулируются различными стимулами, включая цитокины, железо в плазме, анемию и гипоксию.Нарушение регуляции экспрессии гепсидина приводит к нарушениям железа. Избыточная экспрессия гепсидина приводит к анемии хронического заболевания, в то время как низкая продукция гепсидина приводит к наследственному гемохроматозу (HFE) с последующим накоплением железа в жизненно важных органах []. Большинство наследственных заболеваний, связанных с железом, возникает в результате недостаточного производства гепсидина по сравнению со степенью накопления железа в тканях. Было показано, что нарушение экспрессии гепсидина является результатом мутаций в любом из 4 различных генов: TfR2, HFE, гемохроматоз типа 2 (HFE2) и антимикробный пептид гепсидина (HAMP).Мутации в HAMP, гене, кодирующем гепсидин, приводят к болезни, связанной с перегрузкой железом, поскольку отсутствие гепсидина обеспечивает постоянное высокое всасывание железа. Роль других генов (TFR2, HFE и HFE2) в регуляции продукции гепсидина не ясна [27].

Хранение

Концентрация ферритина вместе с концентрацией гемосидерина отражает запасы железа в организме. Они хранят железо в нерастворимой форме и присутствуют в основном в печени, селезенке и костном мозге. [2] Большая часть железа связана с широко распространенным и высококонсервативным железосвязывающим белком ферритином.[18] Гемосидерин представляет собой комплекс хранения железа, который с меньшей готовностью выделяет железо для нужд организма. В условиях устойчивого состояния сывороточные концентрации ферритина хорошо коррелируют с общими запасами железа в организме. [29] Таким образом, сывороточный ферритин является наиболее удобным лабораторным тестом для оценки запасов железа.

Экскреция

Помимо потерь железа из-за менструации, другого кровотечения или беременности, железо очень консервативно и нелегко выводится из организма. [30] Существует некоторая обязательная потеря железа из организма в результате физиологического отшелушивания клеток с эпителиальных поверхностей [30], включая кожу, мочеполовые и желудочно-кишечные тракты.[3] Однако, по оценкам, эти потери очень ограничены (≈1 мг / день). [31] Потери железа из-за кровотечения могут быть значительными, а чрезмерная менструальная кровопотеря является наиболее частой причиной дефицита железа у женщин.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ДОСТУПНОСТЬ

Пищевое железо встречается в двух формах: гемовая и негемовая. [23] Основными источниками гемового железа являются гемоглобин и миоглобин из мяса, птицы и рыбы, тогда как негемовое железо получают из злаков, бобовых, бобовых, фруктов и овощей.[32] Гемовое железо обладает высокой биодоступностью (15–35%), и диетические факторы мало влияют на его абсорбцию, тогда как абсорбция негемового железа намного ниже (2–20%) и сильно зависит от присутствия других пищевых компонентов. [23] Напротив, количество негемового железа в рационе во много раз превышает количество гемового железа в большинстве приемов пищи. Таким образом, несмотря на более низкую биодоступность, негемовое железо обычно вносит больший вклад в питание железом, чем гемовое железо. [33] Основными ингибиторами абсорбции железа являются фитиновая кислота, полифенолы, кальций и пептиды из частично переваренных белков.[23] Усилители — это аскорбиновая кислота и мышечная ткань, которые могут восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа и связывать его в растворимые комплексы, доступные для абсорбции. [23]

Факторы, повышающие абсорбцию железа

На абсорбцию железа влияет ряд диетических факторов. Аскорбат и цитрат частично увеличивают усвоение железа, действуя как слабые хелаторы, помогая растворить металл в двенадцатиперстной кишке []. [34] Железо легко переносится из этих соединений в клетки слизистой оболочки. Исследователи продемонстрировали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной аскорбиновой кислоты на абсорбцию железа.[34] Усиливающий эффект в значительной степени связан с его способностью восстанавливать трехвалентное железо до двухвалентного железа, но также из-за его способности хелатировать железо. [35] Аскорбиновая кислота преодолеет отрицательное влияние на абсорбцию железа всех ингибиторов, включая фитат, [36] полифенолы, [37], кальций и белки, содержащиеся в молочных продуктах [38], и увеличит абсорбцию как нативного, так и обогащенного железа. Во фруктах и ​​овощах усиливающий эффект аскорбиновой кислоты часто нивелируется ингибирующим действием полифенолов.[39] Аскорбиновая кислота является единственным усилителем всасывания в вегетарианских диетах, а всасывание железа из вегетарианских и веганских блюд можно оптимизировать путем включения овощей, содержащих аскорбиновую кислоту. [40] Варка, промышленная переработка и хранение разлагают аскорбиновую кислоту и устраняют ее усиливающий эффект на усвоение железа. [41]

Таблица 1

Факторы, которые могут влиять на всасывание железа

Было показано усиливающее действие мяса, рыбы или птицы на всасывание железа из вегетарианских блюд [42], и 30 г мышечной ткани считается эквивалентом 25 мг аскорбиновой кислоты. .[33] Бьорн-Расмуссен и Халлберг [43] сообщили, что добавление курицы, говядины или рыбы к кукурузной муке увеличивало всасывание негемового железа в 2-3 раза без влияния того же количества белка, что и яичного альбумина. Как и в случае с аскорбиновой кислотой, было несколько сложнее продемонстрировать усиливающий эффект мяса при многократном приёме пищи и в полных исследованиях диеты. Редди и др. ., [44] сообщили только о незначительном улучшении всасывания железа (35%) в самостоятельно выбранных диетах в течение 5 дней, когда ежедневное потребление мышечной ткани было увеличено до 300 г / день, хотя в аналогичных 5-дневных рационах. В ходе дневного исследования 60 г свинины, добавленные к вегетарианской диете, увеличили всасывание железа на 50%.[45]

Факторы, ингибирующие абсорбцию железа

В растительной диете фитат (мио-инозитол гексакисфосфат) является основным ингибитором абсорбции железа. [23] Было показано, что отрицательное влияние фитата на абсорбцию железа зависит от дозы и начинается с очень низких концентраций 2-10 мг / прием пищи. [37,46] Молярное отношение фитата к железу может быть использовано для оценки влияния на абсорбцию. . Соотношение должно составлять 1: 1 или предпочтительно 0,4: 1 для значительного улучшения всасывания железа в простых злаковых или бобовых блюдах, которые не содержат каких-либо усилителей усвоения железа, или 6: 1 в комбинированных блюдах с некоторыми овощами, содержащими аскорбин. кислота и мясо как усилители.[47]

Полифенолы содержатся в различных количествах в растительной пище и напитках, таких как овощи, фрукты, некоторые злаки и бобовые, чай, кофе и вино. Ингибирующее действие полифенолов на абсорбцию железа было показано с черным чаем и в меньшей степени с травяными чаями. [48,49] В зерновых и бобовых культурах полифенолы усиливают ингибирующий эффект фитата, как было показано в исследовании, сравнивающем сорго с высоким и низким содержанием полифенолов. [23]

Было показано, что кальций отрицательно влияет на абсорбцию негемового и гемового железа, что отличает его от других ингибиторов, влияющих только на абсорбцию негемового железа.[50] Дозозависимые ингибирующие эффекты были показаны при дозах 75-300 мг, когда кальций добавлялся в булочки, и при дозах 165 мг кальция из молочных продуктов. [51] Предполагается, что исследования однократного приема пищи показывают отрицательное влияние кальция на абсорбцию железа, тогда как исследования многократного приема пищи с большим разнообразием продуктов и различными концентрациями других ингибиторов и усилителей показывают, что кальций лишь ограниченно влияет на абсорбцию железа. [52]

Было показано, что животные белки, такие как молочные белки, яичные белки и альбумин, ингибируют абсорбцию железа.[53] Было показано, что две основные белковые фракции коровьего молока, казеин и сыворотка, а также яичный белок ингибируют абсорбцию железа у человека. [54] Белки сои также снижают всасывание железа. [55]

Конкуренция с железом

Исследования конкуренции показывают, что несколько других тяжелых металлов могут участвовать в пути всасывания железа в кишечнике. К ним относятся свинец, марганец, кобальт и цинк. Поскольку дефицит железа часто сочетается с интоксикацией свинцом, это взаимодействие может вызвать особенно серьезные медицинские осложнения у детей.[56]

Свинец является особенно опасным элементом для метаболизма железа. [57] Свинец поглощается механизмом поглощения железа (DTM1) и вторично блокирует железо за счет конкурентного торможения. Кроме того, свинец препятствует ряду важных железозависимых метаболических этапов, таких как биосинтез гема. Это многогранное влияние имеет особенно тяжелые последствия для детей, поскольку свинец не только вызывает анемию, но и может ухудшить когнитивное развитие. Свинец естественным образом присутствует в больших количествах в грунтовых водах и почве в некоторых регионах и может тайно нанести вред здоровью детей.По этой причине большинство педиатров в США обычно проверяют содержание свинца в раннем возрасте с помощью простого анализа крови.

ТРЕБОВАНИЯ К ЧЕЛОВЕКУ

В раннем детстве потребности в железе удовлетворяются за счет небольшого количества железа, содержащегося в грудном молоке. [58] Потребность в железе заметно возрастает через 4-6 месяцев после рождения и составляет около 0,7-0,9 мг / день в течение оставшейся части первого года [58]. В возрасте от 1 до 6 лет содержание железа в организме снова увеличивается вдвое. [58] Потребность в железе также очень высока у подростков, особенно в период скачка роста.У девочек обычно происходит скачок роста до менархе, но к этому времени рост не заканчивается. У мальчиков наблюдается заметное увеличение массы и концентрации гемоглобина в период полового созревания. На этой стадии потребности в железе повышаются до уровня, превышающего средние потребности в железе у менструирующих женщин [58] [см.].

Таблица 2

Потребность в железе 97,5% людей с точки зрения абсорбированного железа a , в разбивке по возрастным группам и полу (Всемирная организация здравоохранения, 1989)

В среднем взрослый человек хранит около 1-3 г железа в своей или ее тело.Точный баланс между потреблением и потерей пищи поддерживает этот баланс. Около 1 мг железа теряется каждый день из-за отшелушивания клеток кожи и слизистых оболочек, включая слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. [59] Менструация увеличивает среднесуточную потерю железа примерно до 2 мг в день у взрослых женщин в пременопаузе. [60] Увеличение массы тела во время скачков роста в неонатальном и детском возрасте временно увеличивает потребность в железе. [61]

Потребление железа с пищей необходимо для восполнения потери железа с калом и мочой, а также через кожу.Эти базальные потери составляют примерно 0,9 мг железа для взрослого мужчины и 0,8 мг для взрослой женщины. [62] У женщин репродуктивного возраста необходимо учитывать потерю железа с менструальной кровью [].

ГРУППЫ ПОВЫШЕННОГО РИСКА

Наибольшая вероятность возникновения дефицита железа обнаруживается в тех частях населения, которые не имеют надлежащего доступа к продуктам, богатым усвояемым железом, во время стадий высокой потребности в железе. Эти группы соответствуют детям, подросткам и женщинам репродуктивного возраста, особенно во время беременности.[63,58]

У младенцев и подростков повышенная потребность в железе является результатом быстрого роста. Для женщин репродуктивного возраста основная причина — чрезмерная кровопотеря во время менструации. Во время беременности потребность в железе значительно возрастает из-за быстрого роста плаценты и плода, а также увеличения глобулярной массы. [63] Напротив, взрослые мужчины и женщины в постменопаузе имеют низкий риск дефицита железа, и количество железа в нормальном рационе обычно достаточно для удовлетворения их физиологических потребностей.[63]

ПОСЛЕДСТВИЯ И ПРИЧИНЫ ДЕФИЦИТА ЖЕЛЕЗА

Последствия дефицита железа

Дефицит железа определяется как состояние, при котором отсутствуют мобилизуемые запасы железа и при котором появляются признаки нарушения поступления железа в ткани, включая эритрон. , отмечены. [64] Дефицит железа может сопровождаться анемией или без нее. Некоторые функциональные изменения могут произойти в отсутствие анемии, но наиболее функциональные нарушения, по-видимому, возникают при развитии анемии. [2] Даже легкие и средние формы железодефицитной анемии могут быть связаны с функциональными нарушениями, влияющими на когнитивное развитие [65], механизмы иммунитета [66] и работоспособность.[67] Дефицит железа во время беременности связан с множеством неблагоприятных исходов как для матери, так и для ребенка, включая повышенный риск сепсиса, материнской смертности, перинатальной смертности и низкой массы тела при рождении. [68] Дефицит железа и анемия также снижают способность к обучению и связаны с повышенным уровнем заболеваемости. [68]

Причины дефицита железа

Дефицит железа возникает в результате истощения запасов железа и возникает, когда абсорбция железа не может идти в ногу с метаболическими потребностями в железе для поддержания роста и восполнения потери железа, что в первую очередь связано с кровопотерей. .[2] Основные причины дефицита железа включают низкое потребление биодоступного железа, повышенную потребность в железе в результате быстрого роста, беременности, менструации и избыточную кровопотерю, вызванную патологическими инфекциями, такими как анкилостомы и власоглавы, вызывающие потерю крови из желудочно-кишечного тракта [2] 69,70,71,72] и нарушение всасывания железа. [73] Частота дефицита железа увеличивается у девочек-подростков, потому что менструальные потери железа накладываются на потребность в быстром росте [74]. Другими факторами риска дефицита железа у молодых женщин являются высокий паритет, использование внутриматочной спирали и вегетарианская диета.[75]

Дефицит железа в питании возникает, когда физиологические потребности не могут быть удовлетворены за счет абсорбции железа из рациона. [72] Биодоступность пищевого железа низка в группах населения, потребляющих однообразные растительные диеты с небольшим количеством мяса. [72] Во многих развивающихся странах растительные продукты для отлучения от груди редко обогащаются железом, а частота анемии превышает 50% у детей младше 4 лет. [64]

Когда запасы железа истощаются и железа недостаточно для эритропоэза, синтез гемоглобина в предшественниках эритроцитов нарушается и появляются гематологические признаки железодефицитной анемии.

ОЦЕНКА СТАТУСА ЖЕЛЕЗА

Дефицит железа и, в конечном итоге, анемия развиваются поэтапно и могут быть оценены путем измерения различных биохимических показателей. Хотя некоторые ферменты железа чувствительны к дефициту железа [63], их активность не использовалась в качестве успешного рутинного измерения статуса железа [2].

Лабораторные измерения необходимы для правильной диагностики дефицита железа. Они наиболее информативны, когда несколько показателей уровня железа исследуются и оцениваются в контексте питания и истории болезни.

Пул железа в плазме или сыворотке — это фракция всего железа в организме, которая циркулирует в основном связанном с трансферрином. Три способа оценки уровня железа в плазме или сыворотке включают: 1) измерение общего содержания железа в единице объема в мкг / дл; 2) измерение общего количества сайтов связывания для атомов железа на трансферрине, известного как общая железосвязывающая способность в мкг / дл 2 ; и 3) оценка процента двух сайтов связывания на всех занятых молекулах трансферрина, называемого процентным насыщением трансферрина.[76] Однако заметные биологические вариации этих значений могут возникать в результате суточных колебаний, наличия инфекции или воспалительных состояний и недавнего потребления железа с пищей. [76]

Протопорфирин цинка отражает нехватку железа на последних стадиях синтеза гемоглобина, так что цинк вставляется в молекулу протопорфирина вместо железа. Протопорфирин цинка может быть обнаружен в эритроцитах с помощью флуориметрии и является мерой тяжести дефицита железа. [76]

Сывороточный ферритин является хорошим индикатором запасов железа в организме в большинстве случаев.Когда концентрация сывороточного ферритина ≥15 мкг / л, присутствуют запасы железа; более высокие концентрации отражают размер склада железа; при низкой концентрации (<12 мкг / л для детей младше 5 лет и <15 мкг / л для детей старше 5 лет) запасы железа истощаются. [76] Однако ферритин является белком-реагентом острой фазы, и его сывороточные концентрации могут быть повышены независимо от изменения запасов железа, инфекции или воспаления. [76,2] Это означает, что может быть трудно интерпретировать концентрацию ферритина в инфекционных зонах. болезни распространены.

Еще одним индикатором статуса железа является концентрация TfR в сыворотке крови. Поскольку TfR в основном происходит из развивающихся эритроцитов, он отражает интенсивность эритропоэза и потребность в железе. Когда запасы железа истощаются, концентрация повышается при железодефицитной анемии, что указывает на серьезную недостаточность железа. Это при условии, что нет других причин аномального эритропоэза. [76] Клинические исследования показывают, что сывороточный TfR менее подвержен воспалению, чем сывороточный ферритин. [77] Основным преимуществом TfR как индикатора является возможность оценки величины функционального дефицита железа после истощения запасов железа.[78]

Отношение TfR к ферритину (TfR / ферритин) было разработано для оценки изменений как в накопленном железе, так и в функциональном железе и считается более полезным, чем TfR или ферритин отдельно. [79] TfR / ферритин использовался для оценки запасов железа в организме как у детей, так и у взрослых. [80] Однако высокая стоимость и отсутствие стандартизации анализа TfR до сих пор ограничивали применимость метода [81].

Низкая концентрация гемоглобина является показателем анемии, конечной стадии дефицита железа.[76,2]

АНЕМИЯ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

Анемия описывает состояние, при котором количество эритроцитов в крови низкое или в клетках крови содержится меньше нормального гемоглобина. Человека, страдающего анемией, называют анемичным. Целью эритроцитов является доставка кислорода из легких в другие части тела. Молекула гемоглобина является функциональной единицей эритроцитов и представляет собой сложную белковую структуру, которая находится внутри эритроцитов. Несмотря на то, что эритроциты производятся в костном мозге, в их производство вовлечены многие другие факторы.Например, железо — очень важный компонент молекулы гемоглобина; эритропоэтин, молекула, секретируемая почками, способствует образованию эритроцитов в костном мозге.

Наличие правильного количества эритроцитов и профилактика анемии требует взаимодействия между почками, костным мозгом и питательными веществами в организме. Если почки или костный мозг не функционируют, или организм плохо питается, то нормальное количество и функции эритроцитов может быть трудно поддерживать.

Анемия на самом деле является признаком болезненного процесса, а не самой болезни.Обычно его классифицируют как хронический или острый. Хроническая анемия возникает в течение длительного периода времени. Острая анемия возникает быстро. Определение того, присутствует ли анемия в течение длительного времени или это что-то новое, помогает врачам найти причину. Это также помогает предсказать, насколько серьезными могут быть симптомы анемии. При хронической анемии симптомы обычно начинаются медленно и постепенно прогрессируют; тогда как при острой анемии симптомы могут быть резкими и более тревожными.

Эритроциты живут около 100 дней, поэтому организм постоянно пытается их заменить.У взрослых производство эритроцитов происходит в костном мозге. Врачи пытаются определить, вызвано ли низкое количество эритроцитов повышенной кровопотерей эритроцитов или их снижением в костном мозге. Знание того, изменилось ли количество лейкоцитов и / или тромбоцитов, также помогает определить причину анемии.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), два миллиарда человек во всем мире страдают анемией и примерно 50% всех анемий объясняются дефицитом железа. [64] Это происходит на всех этапах жизненного цикла, но чаще встречается у беременных женщин и маленьких детей.[82] Анемия является результатом множества причин, которые можно изолировать, но чаще всего они сосуществуют. Некоторые из этих причин включают следующие:

Железодефицитная анемия

Наиболее важной и частой причиной анемии является дефицит железа. [82] Если потребление железа ограничено или неадекватно из-за плохого питания, в результате может возникнуть анемия. Это называется железодефицитной анемией. Железодефицитная анемия также может возникать при наличии язвы желудка или других источников медленного хронического кровотечения (рак толстой кишки, рак матки, полипы кишечника, геморрой и т. Д.).[83]

Анемия хронического заболевания

Любое длительное заболевание может привести к анемии. Этот тип анемии является вторым по распространенности после анемии, вызванной дефицитом железа, и развивается у пациентов с острым или хроническим системным заболеванием или воспалением. [84] Это состояние было названо «анемией воспаления» из-за повышенного содержания гепсидина, который блокирует как рециркуляцию железа из макрофагов, так и абсорбцию железа. [85]

Анемия из-за активного кровотечения

Потеря крови из-за обильного менструального кровотечения или ран может вызвать анемию.[82] Язвы желудочно-кишечного тракта или раковые заболевания, такие как рак толстой кишки, могут медленно терять кровь и также могут вызывать анемию. [86,87]

Анемия, связанная с заболеванием почек

Почки выделяют гормон эритропоэтин, который помогает костному мозгу сделать эритроциты. У людей с хроническим (длительным) заболеванием почек выработка этого гормона снижена, а это, в свою очередь, снижает выработку эритроцитов, вызывая анемию. [88] Хотя дефицит эритропоэтина является основной причиной анемии при хронической почечной недостаточности, это не единственная причина.Следовательно, необходимо минимальное обследование, чтобы исключить дефицит железа и другие аномалии клеточной линии. [89]

Анемия, связанная с беременностью

Увеличение объема плазмы во время беременности приводит к разбавлению эритроцитов и может проявляться как анемия. [90] Железодефицитная анемия составляет 75% всех анемий во время беременности. [90]

Анемия, связанная с плохим питанием

Витамины и минералы необходимы для образования эритроцитов. Помимо железа, для правильного производства гемоглобина необходимы витамин B12, виамин A, фолиевая кислота, рибофлавин и медь.[82] Дефицит любого из этих питательных микроэлементов может вызвать анемию из-за недостаточного производства эритроцитов. Плохое питание — важная причина низкого уровня витаминов и, как следствие, анемии.

Ожирение и анемия

Ожирение характеризуется хроническим слабым системным воспалением, повышенным уровнем гепсидина, что, в свою очередь, связано с анемией хронического заболевания. Ausk и Ioannou [91] предположили, что ожирение может быть связано с особенностями анемии хронического заболевания, включая низкую концентрацию гемоглобина, низкое содержание железа и трансферрина в сыворотке, а также повышенный уровень ферритина в сыворотке.Избыточный вес и ожирение были связаны с изменениями сывороточного железа, насыщения трансферрина и ферритина, которые, как ожидается, произойдут в условиях хронического системного воспаления. Воспаление, связанное с ожирением, может повышать концентрацию гепсидина и снижать доступность железа. Aeberli и др. ., [92] сравнили уровень железа, потребление железа с пищей и его биодоступность, а также циркулирующие уровни гепсидина, лептина и интерлейкина-6 (ИЛ-6) у детей с избыточной массой тела и детей с нормальным весом.Они указали, что существует пониженная доступность железа для эритропоэза у детей с избыточным весом, и что это, вероятно, связано с опосредованным гепсидином сниженным всасыванием железа и / или повышенным секвестрацией железа, а не с низким содержанием железа с пищей.

Алкоголизм

Алкоголь оказывает многочисленные неблагоприятные эффекты на различные типы клеток крови и их функции. [93] У алкоголиков часто есть дефектные эритроциты, которые преждевременно разрушаются. [93,94] Сам по себе алкоголь также может быть токсичным для костного мозга и может замедлять производство эритроцитов.[93,94] Кроме того, плохое питание и дефицит витаминов и минералов связаны с алкоголизмом. [95] Сочетание этих факторов может привести к анемии у алкоголиков.

Серповидно-клеточная анемия

Серповидно-клеточная анемия — одно из наиболее распространенных наследственных заболеваний. [96] Это заболевание, связанное с кровью, которое влияет на молекулу гемоглобина и приводит к изменению формы всей клетки крови в стрессовых условиях [97]. В таком состоянии проблема с гемоглобином бывает качественной или функциональной.Аномальные молекулы гемоглобина могут вызвать проблемы в целостности структуры эритроцитов, и они могут стать серповидными (серповидные клетки). [97] Существуют разные типы серповидно-клеточной анемии разной степени тяжести. Это особенно распространено у африканцев, ближневосточных и средиземноморских предков. [97]

Талассемия

Это еще одна группа причин анемии, связанных с гемоглобином, которая связана с отсутствием или ошибками в генах, ответственных за выработку гемоглобина. [97] Молекула гемоглобина имеет субъединицы, обычно называемые альфа- и бета-цепями глобина.Отсутствие определенной субъединицы определяет тип альфа- или бета-талассемии. [97,98] Существует много типов талассемии, которые различаются по степени тяжести от легкой (малая талассемия) до тяжелой (большая талассемия). [98] Они также являются наследственными, но вызывают количественные аномалии гемоглобина, то есть вырабатывается недостаточное количество молекул правильного типа. Альфа- и бета-талассемии являются наиболее распространенными наследственными моногенными заболеваниями в мире с наибольшей распространенностью в районах, где малярия была или остается эндемичной.[97]

Апластическая анемия

Апластическая анемия — это заболевание, при котором разрушается костный мозг и снижается выработка клеток крови. [99] Это вызывает дефицит всех трех типов клеток крови (панцитопения), включая эритроциты (анемия), лейкоциты (лейкопения) и тромбоциты (тромбоцитопения). [100,101] Многие распространенные лекарства могут иногда вызывать этот тип анемии в качестве побочного эффекта. у некоторых людей. [99]

Гемолитическая анемия

Гемолитическая анемия — это тип анемии, при которой происходит разрыв эритроцитов, известный как гемолиз, который разрушается быстрее, чем костный мозг может их заменить.[102] Гемолитическая анемия может возникнуть по разным причинам и часто классифицируется как приобретенная или наследственная. Распространенными приобретенными причинами гемолитической анемии являются аутоиммунитет, микроангиопатия и инфекции. Нарушения ферментов эритроцитов, мембран и гемоглобина вызывают наследственную гемолитическую анемию. [102]

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗА (СТРАТЕГИИ ВМЕШАТЕЛЬСТВА)

Четыре основных стратегии коррекции эффективности микронутриентов в популяциях могут использоваться для коррекции дефицита железа, как по отдельности, так и в комбинации.Это обучение в сочетании с модификацией диеты для улучшения потребления железа и его биодоступности; добавление железа (обеспечение железом, обычно в более высоких дозах, без еды), обогащение пищевых продуктов железом и новый подход к биофортификации. Однако есть некоторые трудности в применении некоторых из этих стратегий при рассмотрении железа.

Диверсификация продуктов питания

Модификации рациона питания для сокращения потребления Индийской стоматологической ассоциации включают увеличение потребления продуктов, богатых железом, особенно мясных продуктов, увеличение потребления фруктов и овощей, богатых аскорбиновой кислотой, для увеличения абсорбции негемового железа и снижение потребления чая и кофе, которые подавляют всасывание негемового железа.[103,58] Другая стратегия — снизить содержание антинутриентов, чтобы сделать железо, поступающее из их пищевых источников, более доступным. Биодоступность железа может быть увеличена такими методами, как проращивание и ферментация, которые способствуют ферментативному гидролизу фитиновой кислоты в цельнозерновых зерновых и бобовых культурах за счет повышения активности эндогенных или экзогенных ферментов фитазы. [104] Даже использование неферментативных методов, таких как термическая обработка, замачивание и измельчение, для снижения содержания фитиновой кислоты в основных продуктах растительного происхождения было успешным в улучшении биодоступности железа (и цинка).[105,106]

Добавка

Для перорального приема добавок железа предпочтительны соли двухвалентного железа (сульфат двухвалентного железа и глюконат двухвалентного железа) из-за их низкой стоимости и высокой биодоступности. [72] Хотя абсорбция железа выше при приеме добавок железа натощак, тошнота и боль в эпигастрии могут развиться из-за введенных более высоких доз железа (обычно 60 мг Fe / день). Если возникают такие побочные эффекты, следует попытаться снизить дозу между приемами пищи или давать железо во время еды, хотя пища снижает всасывание лекарственного железа примерно на две трети.[107] Добавки железа во время беременности рекомендуется в развивающихся странах, где женщины часто вступают в беременность с низкими запасами железа. [108] Хотя обычно считалось, что польза от приема добавок железа перевешивает предполагаемый риск, есть некоторые свидетельства того, что добавление в дозах, рекомендованных для здоровых детей, несет в себе риск увеличения тяжести инфекционного заболевания на фоне малярии. [109,110]

Обогащение

Обогащение пищевых продуктов железом сложнее, чем обогащение такими питательными веществами, как цинк в муке, йод в соли и витамин А в кулинарном масле.[72] Наиболее биодоступные соединения железа растворимы в воде или разбавленной кислоте, но часто вступают в реакцию с другими пищевыми компонентами, вызывая неприятный запах, изменение цвета или окисление жиров. [103] Таким образом, менее растворимые формы железа, хотя и хуже усваиваются, часто выбираются для обогащения, чтобы избежать нежелательных сенсорных изменений. [72] Обогащение обычно производится с гораздо более низкими дозами железа, чем с добавками. Это ближе к физиологической среде и может быть самым безопасным вмешательством в малярийных областях. [111] Нет никаких опасений по поводу безопасности добавок железа или обогащения железа в немалярийных эндемичных районах.[112]

Соединения железа, рекомендованные [7] для обогащения пищевых продуктов, включают сульфат железа, фумарат железа, пирофосфат железа и порошок электролитического железа. Пшеничная мука является наиболее распространенным пищевым продуктом, обогащенным железом, и обычно она обогащается порошками элементарного железа, которые не рекомендуются ВОЗ. [7,113] Харрелл и Эгли [23] сообщили, что из 78 национальных программ по пшеничной муке только восемь улучшатся. статус железа. В этих программах использовались рекомендуемые соединения железа на рекомендованных уровнях.В других странах использовались не рекомендуемые соединения или более низкие уровни железа по сравнению с потреблением муки. Коммерческое детское питание, такое как смеси и злаки, также обычно обогащено железом.

Биообогащение

Содержание железа колеблется от 25 до 56 мг / кг в различных сортах пшеницы и 7-23 мг / кг в зернах риса. Однако большая часть этого железа удаляется в процессе измельчения. Поглощение железа зерновыми и бобовыми культурами, многие из которых имеют высокое содержание самородного железа, обычно низкое из-за высокого содержания в них фитата, а иногда и полифенолов.[48] ​​Стратегии биофортификации включают селекцию растений и генную инженерию. Уровни железа в обычных бобах и просе были успешно увеличены за счет селекции растений, но использование других основных продуктов питания является более трудным или невозможным (рис) из-за недостаточной естественной генетической изменчивости. Lucca и др. ., [114] увеличили содержание железа в эндосперме риса, чтобы улучшить его всасывание в кишечнике человека с помощью генной инженерии. Они ввели ген ферритина из Phaseolus vulgaris в рисовые зерна, увеличив содержание железа в них вдвое.Для увеличения биодоступности железа они ввели в эндосперм риса термотолерантную фитазу из Aspergillus fumigatus . Они указали, что этот рис с более высоким содержанием железа и богатым фитазой имеет большой потенциал для существенного улучшения питания железом в тех популяциях, где дефицит железа так широко распространен. [114] К сожалению, фитаза не устояла перед приготовлением. Важность различных минералов, таких как цинк [115] и железо, требует большего внимания на индивидуальном уровне и уровне общественного здравоохранения.

Сноски

Источник поддержки: Нет

Конфликт интересов: Не объявлен.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борода Дж. Л., Доусон HD. Железо. В: О’Делл Б.Л., Сунде Р.А., редакторы. Справочник по незаменимым в питании минеральным элементам. Нью-Йорк: CRC Press; 1997. С. 275–334. [Google Scholar] 2. Вуд Р.Дж., Ронненберг А. Железо. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы. Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 2005 г.С. 248–70. [Google Scholar] 3. Макдауэлл LR. 2-е изд. Амстердам: Elsevier Science; 2003. Минералы в питании животных и человека; п. 660. [Google Scholar] 4. Гуггенхайм KY. Хлороз: возникновение и исчезновение болезни, связанной с питанием. J Nutr. 1995; 125: 1822–5. [PubMed] [Google Scholar] 5. Ип Р., Даллман PR. Железо. В: Ziegler EE, Filer LJ, редакторы. Присутствуют знания в области питания. 7-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: ILSI Press; 1996. С. 278–92. [Google Scholar] 6. Андервуд Э.Дж., Саттл Н.Ф. 3-е изд. Уоллингфорд: международное издательство CABI; 1999 г.Минеральное питание скота; п. 614. [Google Scholar] 7. Аллен Л., де Бенуа Б., Дари О., Харрелл Р., редакторы. Женева: ВОЗ и ФАО; 2006. ВОЗ. Рекомендации по обогащению пищевых продуктов микронутриентами; п. 236. [Google Scholar] 8. Брабин Б.Дж., Премжи З., Верхое ff Ф. Анализ анемии и детской смертности. J Nutr. 2001; 131: 636–45С. [PubMed] [Google Scholar] 9. Quintero-Gutiérrez AG, González-Rosendo G, Sánchez-Muñoz J, Polo-Pozo J, Rodríguez-Jerez JJ. Биодоступность гемового железа в начинке для печенья с использованием поросят в качестве модели животных для человека.Int J Biol Sci. 2008; 4: 58–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10. Айзен П., Эннс С., Весслинг-Резник М. Химия и биология метаболизма железа в эукариотах. Int J Biochem Cell Biol. 2001; 33: 940–59. [PubMed] [Google Scholar] 11. Лиу П. Т., Хейскала М., Петерсон П. А., Ян Ю. Роль железа в здоровье и болезнях. Мол Аспекты Мед. 2001; 2: 1–87. [PubMed] [Google Scholar] 12. Guerinot ML. Транспорт микробного железа. Annu Rev Microbiol. 1994; 48: 743–72. [PubMed] [Google Scholar] 13. Асквит К., Каплан Дж.Транспорт железа и меди в дрожжах и его значение для болезней человека. Trends Biochem Sci. 1998. 23: 135–8. [PubMed] [Google Scholar] 15. Вашингтон, округ Колумбия: Национальная академия прессы; 2001. МОМ. Институт медицины. железо. В: Нормы потребления витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка; С. 290–393. [PubMed] [Google Scholar] 16. Мьюир А., Хопфер У. Региональная специфичность поглощения железа щеточно-граничными мембранами тонкого кишечника у нормальных мышей и мышей с дефицитом железа.Am J Physiol. 1985; 248: G376–9. [PubMed] [Google Scholar] 17. Фрейзер Д.М., Андерсон Г.Дж. Импорт железа. I. Абсорбция железа в кишечнике и ее регуляция. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2005; 289: G631–5. [PubMed] [Google Scholar] 18. Наддур С.С., Шрирама К., Мудипалли А. Механизмы транспорта и гомеостаза железа: их роль в здоровье и болезнях. Индийский J Med Res. 2008; 128: 533–44. [PubMed] [Google Scholar] 20. Yeh KY, Yeh M, Mims L, Glass J. Кормление железом индуцирует миграцию и взаимодействие ферропортина 1 и гефестина в двенадцатиперстном эпителии крыс.Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009. 296: 55–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Тейл Э.С., Чен Х., Миранда С., Янсер Х., Эльзенханс Б., Нуньес М.Т. и др. Абсорбция железа из ферритина не зависит от гемового железа и солей двухвалентного железа у женщин и сегментов кишечника крыс. J Nutr. 2012; 142: 478–83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Hoppler M, Schoenbaechler A, Meile L, Hurrell RF, Walczyk T. Ферритин-железо высвобождается во время кипячения и in vitro при пищеварении в желудке .J Nutr. 2008. 138: 878–84. [PubMed] [Google Scholar] 23. Hurrell R, Egli I. Биодоступность железа и диетические контрольные значения. Am J Clin Nutr. 2010; 91: 1461–7S. [PubMed] [Google Scholar] 25. Немет Э., Ганц Т. Регулирование метаболизма железа гепсидином. Annu Rev Nutr. 2006; 26: 323–42. [PubMed] [Google Scholar] 26. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и индуцируя его интернализацию. Наука. 2004; 306: 2090–3.[PubMed] [Google Scholar] 28. Браун В., Киллманн Х. Бактериальные решения проблемы снабжения железом. Trends Biochem Sci. 1999; 24: 104–109. [PubMed] [Google Scholar] 29. Хант-младший. Насколько важна биодоступность железа с пищей? Am J Clin Nutr. 2001; 73: 3–4. [PubMed] [Google Scholar] 30. Хант-младший, Зито, Калифорния, Джонсон, Лос-Анджелес. Выведение железа из организма здоровыми мужчинами и женщинами. Am J Clin Nutr. 2009; 89: 1–7. [PubMed] [Google Scholar] 31. Фэрбенкс В.Ф. Железо в медицине и питании. В: Shils ME, Shike M, Ross AC, Caballero B, Cousins ​​RJ, редакторы.Современное питание в здоровье и болезнях. 10-е изд. Балтимор: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс; 1999. С. 193–221. [Google Scholar] 32. потребности человека в витаминах и минералах. Рим: ФАО; 2001. ФАО / ВОЗ. Пищевые подходы к удовлетворению потребностей в витаминах и минералах; С. 7–25. [Google Scholar] 33. Monsen ER, Hallberg L, Layrisse M, Hegsted DM, Cook JD, Mertz W. и др. Оценка доступного пищевого железа. Am J Clin Nutr. 1978; 31: 134–41. [PubMed] [Google Scholar] 34. Конрад ME, Umbreit JN. Краткий обзор: абсорбция железа — путь муцин-мобилферрин-интегрин.Конкурентоспособный путь поглощения металлов. Am J Hematol. 1993; 42: 67–73. [PubMed] [Google Scholar] 35. Конрад М.Э., Шаде С.Г. Хелаты аскорбиновой кислоты в абсорбции железа: роль соляной кислоты и желчи. Гастроэнтерология. 1968; 55: 35–45. [PubMed] [Google Scholar] 36. Холлберг Л., Брюн М., Россандер Л. Поглощение железа у человека: аскорбиновая кислота и дозозависимое ингибирование фитатом. Am J Clin Nutr. 1989; 49: 140–4. [PubMed] [Google Scholar] 37. Зигенберг Д., Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Макфарлейн Б.Дж., Лампарелли Р.Д., Car NG и др.Аскорбиновая кислота предотвращает дозозависимое ингибирующее действие полифенолов и фитатов на абсорбцию негемового железа. Am J Clin Nutr. 1991; 53: 537–41. [PubMed] [Google Scholar] 38. Стекель А., Оливарес М., Писарро Ф., Чадуд П., Лопес И., Амар М. Поглощение обогащающего железа из молочных смесей у младенцев. Am J Clin Nutr. 1986; 43: 917–22. [PubMed] [Google Scholar] 39. Бюллетень D, Бейнс Р.Д., Ботвелл Т.Х., Гиллули М., Макфарлейн Б.Дж., Макфэйл А.П. и др. Влияние фруктовых соков и фруктов на усвоение железа из рисовой муки.Br J Nutr. 1987; 57: 331–43. [PubMed] [Google Scholar] 40. Линч SR, Кук JD. Взаимодействие витамина С и железа. Ann N Y Acad Sci. 1980; 355: 32–44. [PubMed] [Google Scholar] 41. Teucher B, Olivares M, Cori H. Усилители поглощения железа: аскорбиновая кислота и другие органические кислоты. Int J Vitam Nutr Res. 2004; 74: 403–19. [PubMed] [Google Scholar] 42. Линч С.Р., Харрелл Р.Ф., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Влияние пищевых белков на биодоступность железа у человека. Adv Exp Med Biol. 1989; 249: 117–32. [PubMed] [Google Scholar] 43.Бьорн-Расмуссен Э., Халльберг Л. Влияние животных белков на усвоение пищевого железа человеком. Нутр Метаб. 1979; 23: 192–202. [PubMed] [Google Scholar] 44. Редди МБ, Харрелл Р.Ф., Кук Дж.Д. Разнообразное питание незначительно влияет на всасывание негемового железа у нормальных людей. J Nutr. 2006; 136: 576–81. [PubMed] [Google Scholar] 45. Бах Кристенсен М., Хелс О, Морберг С., Марвинг Дж., Бугель С., Тетенс I. Свинина увеличивает усвоение железа при 5-дневной полностью контролируемой диете по сравнению с вегетарианской диетой с аналогичным содержанием витамина С и фитиновой кислоты.Br J Nutr. 2005. 94: 78–83. [PubMed] [Google Scholar] 46. Харрелл Р.Ф., Джуллерат М.А., Редди М.Б., Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Соевый белок, фитат и абсорбция железа у человека. Am J Clin Nutr. 1992; 56: 573–8. [PubMed] [Google Scholar] 47. Hurrell RF. Разложение фитиновой кислоты как средство улучшения усвоения железа. Int J Vitam Nutr Res. 2004. 74: 445–52. [PubMed] [Google Scholar] 48. Харрелл Р.Ф., Редди М., Кук Дж. Д.. Подавление абсорбции негемного железа у человека напитками, содержащими полифенолы. Br J Nutr.1999. 81: 289–95. [PubMed] [Google Scholar] 49. Холлберг Л., Россандер Л. Влияние различных напитков на усвоение негемового железа из сложных блюд. Hum Nutr Appl Nutr. 1982; 36: 116–23. [PubMed] [Google Scholar] 50. Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Ингибирование усвоения гемового железа у человека кальцием. Br J Nutr. 1993; 69: 533–40. [PubMed] [Google Scholar] 51. Hallberg L, Rossander-Hulthen L. Потребность в железе у менструирующих женщин. Am J Clin Nutr. 1991; 54: 1047–58. [PubMed] [Google Scholar] 52.Линч SR. Влияние кальция на усвоение железа. Nutr Res Rev.2000; 13: 141–58. [PubMed] [Google Scholar] 53. Кук JD, Monsen ER. Поглощение пищевого железа у людей. III. Сравнение влияния животных белков на всасывание негемового железа. Am J Clin Nutr. 1976; 29: 859–67. [PubMed] [Google Scholar] 54. Харрелл РФ, Линч С.Р., Тринидад Т.П., Дассенко С.А., Кук Дж.Д. Абсорбция железа у людей: бычий сывороточный альбумин по сравнению с говяжьими мышцами и яичным белком. Am J Clin Nutr. 1988; 47: 102–7. [PubMed] [Google Scholar] 55.Линч С.Р., Дассенко С.А., Кук Дж.Д., Джульерат М.А., Харрелл РФ. Ингибирующий эффект фрагмента, связанного с соевым белком, на абсорбцию железа у людей. Am J Clin Nutr. 1994; 60: 567–72. [PubMed] [Google Scholar] 56. Piomelli S, Seaman C, Kapoor S. Вызванные свинцом аномалии метаболизма порфирина, связь с дефицитом железа. Ann N Y Acad Sci. 1987; 514: 278–88. [PubMed] [Google Scholar] 58. 2-е изд. Бангкок: 2004 г. ФАО / ВОЗ. Консультация экспертов по потребностям человека в витаминах и минералах, потребностях в витаминах и минералах в питании человека: отчет совместного экспертного заключения ФАО / ВОЗ; п.341. [Google Scholar] 59. Cook JD, Skikne BS, Lynch SR, Reusser ME. Оценки достаточности железа у населения США. Кровь. 1986; 68: 726–31. [PubMed] [Google Scholar] 60. Ботвелл TH, Чарльтон RW. Общий подход к проблемам железодефицита и перегрузки железом у населения в целом. Semin Hematol. 1982; 19: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 61. Гибсон Р.С., Макдональд А.С., Смит-Вандеркой П.Д. Параметры сывороточного ферритина и пищевого железа в выборке канадских детей дошкольного возраста. J Can Dietetic Assoc.1988; 49: 23–8. [Google Scholar] 62. ДеМайер Э.М., Даллман П., Герни Дж. М., Холлберг Л., Суд С. К., Срикантия С. Г., редакторы. Женева: Всемирная организация здравоохранения; 1989. ВОЗ. Профилактика и контроль железодефицитной анемии с помощью первичной медико-санитарной помощи: руководство для администраторов здравоохранения и руководителей программ; п. 58. [Google Scholar] 63. Даллман П. Айрон. В: Браун М.Л., редактор. Настоящие знания в области питания. 6-е изд. Вашингтон, округ Колумбия: Фонд питания; 1990. С. 241–50. [Google Scholar] 64. Женева: Швейцария: Всемирная организация здравоохранения; 2001 г.ВОЗ / ЮНИСЕФ / УООН. Оценка, профилактика и контроль железодефицитной анемии; п. 114. [Google Scholar] 65. Борода Дж. Л., Коннор-младший. Статус железа и нейронное функционирование. Annu Rev Nutr. 2003. 23: 41–58. [PubMed] [Google Scholar] 66. Failla ML. Микроэлементы и защита хозяина: последние достижения и сохраняющиеся проблемы. J Nutr. 2003; 133: S1443–7. [PubMed] [Google Scholar] 67. Витери Ф.Е., Торунь Б. Анемия и физическая работоспособность. В: Гарби Л., редактор. Клиники гематологии. Vol. 3. Лондон: У. Б. Сондерс; 1974. стр.609–26. [Google Scholar] 68. CDC. Табель успеваемости по грудному вскармливанию, США: показатели результатов (публикация из Центров по контролю и профилактике заболеваний, Национальное обследование иммунизации. 2010 г. [последний доступ 11 мая 2010 г.]. Http://www.cdc.gov/breastfeeding/data/index .htm .69. Купер Е.С., Банди Д.А. Трихоцефалопатия. Ballieres Clin Trop Med Commun Dis. 1987; 2: 629–43. [Google Scholar] 70. Всемирная организация здравоохранения, Женева; 1995. ВОЗ. Отчет неофициальной консультации ВОЗ. на анкилостомоз и анемию у девочек и женщин; с.46. ​​[Google Scholar] 71. Crompton DW, Nesheim MC. Пищевая ценность кишечных гельминтозов в течение жизненного цикла человека. Annu Rev Nutr. 2002; 22: 35–99. [PubMed] [Google Scholar] 72. Ларок Р., Касапиа М., Готуццо Е., Дьоркос Т.В. Взаимосвязь между интенсивностью заражения гельминтами, передающимися через почву, и анемией во время беременности. Am J Trop Med Hyg. 2005. 73: 783–9. [PubMed] [Google Scholar] 73. Циммерманн МБ, Харрелл РФ. Недостаток пищевого железа. Ланцет. 2007; 370: 115–20. [Google Scholar] 74. Харви LJ, Armah CN, Dainty JR, Foxall RJ, John Lewis D, Langford NJ и др.Влияние менструальной кровопотери и диеты на дефицит железа у женщин в Великобритании. Br J Nutr. 2005. 94: 557–64. [PubMed] [Google Scholar] 75. Борода JL. Потребность в железе у девочек-подростков. Симпозиум: Повышение уровня железа у подростков до деторождения. J Nutr. 2000; 130: S440–2. [PubMed] [Google Scholar] 77. Бегин Ю. Растворимый рецептор трансферрина для оценки эритропоэза и статуса железа. Clinica Chimica Acta. 2003. 329: 9–22. [PubMed] [Google Scholar] 79. Повар JD, Flowers CH, Skikne BS. Количественная оценка bodyiron.Кровь. 2003. 101: 3359–64. [PubMed] [Google Scholar] 80. Кук JD, Boy E, Flowers C, Daroca Mdel C. Влияние высокогорной жизни на железо тела. Кровь. 2005; 106: 1441–6. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ян З., Дьюи К.Г., Лоннердал Б., Хернелл О., Чапарро С., Аду-Афарвуа С. и др. Сравнение концентрации ферритина в плазме с соотношением рецептора трансферрина в плазме и ферритина для оценки запасов железа в организме: результаты 4 интервенционных испытаний. Am J Clin Nutr. 2008; 87: 1892–8. [PubMed] [Google Scholar] 82.Де Бенуа Б., Маклин Э., Эгли И., Когсуэлл М. — редакторы. Женева: Пресса ВОЗ, Всемирная организация здравоохранения; 2008. ВОЗ / CDC. Библиотечная каталогизация в публикации. Распространенность анемии в мире, 1993–2005 гг .: глобальная база данных ВОЗ по анемии; п. 40. [Google Scholar] 83. Джонсон-Уимбли Т.Д., Грэм Д.Ю. Диагностика и лечение железодефицитной анемии в 21 веке. Ther Adv Гастроэнтерол. 2011; 4: 177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Зарычанский Р., Хьюстон Д.С. Анемия хронического заболевания: вредное заболевание или адаптивная, полезная реакция? Can Med Assoc J.2008; 179: 333–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. Weiss G, Goodnough LT. Анемия хронического заболевания. N Engl J Med. 2005; 352: 1011–23. [PubMed] [Google Scholar] 86. 2-е изд. Женева: 2004 г. ВОЗ / CDC. Отчет о совместной технической консультации Всемирной организации здравоохранения / Центров по контролю и профилактике заболеваний по оценке статуса железа на уровне населения; п. 108. [Google Scholar] 87. Knight K, Wade S, Balducci L. Распространенность и исходы анемии при раке: систематический обзор литературы.Am J Med. 2004; 116: 11–26С. [PubMed] [Google Scholar] 88. О’Мара NB. Больные анемией с хроническими заболеваниями почек. Спектр диабета. 2008; 21: 12–9. [Google Scholar] 89. Нурко С. Анемия при хронической болезни почек: причины, диагностика, лечение. Cleve Clin J Med. 2006. 73: 289–97. [PubMed] [Google Scholar] 90. Горовиц К.М., Ингардия С.Дж., Боргида А.Ф. 2013, Анемия при беременности. Clin Lab Med. 2013; 33: 281–91. [PubMed] [Google Scholar] 91. Ауск К.Дж., Иоанну Г.Н. Связано ли ожирение с анемией хронического заболевания? Популяционное исследование.Ожирение. 2008. 16: 2356–61. [PubMed] [Google Scholar] 92. Aeberli I, Hurrell RF, Zimmermann MB. Дети с избыточным весом имеют более высокие концентрации циркулирующего гепсидина и более низкий статус железа, но их потребление железа с пищей и биодоступность сопоставимы с детьми с нормальным весом. Int J Obes. 2009; 33: 1111–7. [PubMed] [Google Scholar] 94. Lewis G, Wise MP, Poynton C, Godkin A. Случай стойкой анемии и злоупотребления алкоголем. Нат Клин Практ Гастроэнтерол Гепатол. 2007; 4: 521–6. [PubMed] [Google Scholar] 95. Lindenbaum J, Роман MJ.Пищевая анемия при алкоголизме. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 2727–35. [PubMed] [Google Scholar] 96. Cox SE, L’Esperance V, Makani J, Soka D, Prentice AM, Hill CM и др. Серповидно-клеточная анемия: доступность железа и ночная оксиметрия. J Clin Sleep Med. 2012; 8: 541–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 98. Манси Х.Л., младший, Кэмпбелл Дж. Альфа- и бета-талассемия. Я семейный врач. 2009; 80: 339–44. [PubMed] [Google Scholar] 99. Сегель ГБ, Лихтман М.А. Апластическая анемия: приобретенная и наследственная. В: Каушанский К., Вильямс В.Дж., редакторы.Гематология Вильямса. 8-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical; 2010. С. 569–90. [Google Scholar] 100. Янг Н.С., Каладо Р.Т., Шейнберг П. Современные концепции патофизиологии и лечения апластической анемии. Кровь. 2006; 108: 2509–19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 101. Шейнберг П., Чен Дж. Апластическая анемия: что мы узнали на моделях на животных и в клинике. Semin Hematol. 2013; 50: 156–64. [PubMed] [Google Scholar] 102. Dhaliwal G, Cornett PA, Tierney LM., Jr Гемолитическая анемия.Я семейный врач. 2004. 69: 2599–606. [PubMed] [Google Scholar] 103. Hurrell RF. Как обеспечить адекватное усвоение железа из продуктов, обогащенных железом. Nutr Rev. 2002; 60: S7–15. [PubMed] [Google Scholar] 104. Повар JD. Диагностика и лечение железодефицитной анемии. Лучшая практика Res Clin Haematol. 2005; 18: 319–32. [PubMed] [Google Scholar] 105. Schlemmer U, Frølich W, Prieto RM, Grases F. Фитат в пищевых продуктах и ​​значение для человека: источники пищи, потребление, обработка, биодоступность, защитная роль и анализ.Mol Nutr Food Res. 2009; 53: S330–75. [PubMed] [Google Scholar] 106. Лян Дж., Хан Б.З., Ноут М.Дж., Хамер Р.Дж. Влияние замачивания, прорастания и ферментации на общую фитиновую кислоту и растворимый цинк in vitro в коричневом рисе. Food Chem. 2008; 110: 821–8. [PubMed] [Google Scholar] 107. Кавалли-Сфорца Т., Бергер Дж., Смитасири С., Витери Ф. Еженедельный прием добавок железа и фолиевой кислоты для женщин репродуктивного возраста: обзор воздействия, извлеченные уроки, планы расширения и вклад в достижение целей развития тысячелетия.Nutr Rev.2005; 63: S152–8. [PubMed] [Google Scholar] 109. Oppenheimer SJ. Железо и его отношение к иммунитету и инфекционным заболеваниям. J Nutr. 2001; 131: S616–33. [PubMed] [Google Scholar] 110. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A и др. Влияние рутинных профилактических добавок с железом и фолиевой кислотой на госпитализацию и смертность детей дошкольного возраста в условиях высокой передачи малярии: рандомизированное плацебо-контролируемое исследование на уровне общины. Ланцет. 2006; 367: 133–43.[PubMed] [Google Scholar] 112. Hurrell RF. Обогащение железом: его эффективность и безопасность в отношении инфекций. Еда Nutr Bull. 2007. 28: 585–94. [PubMed] [Google Scholar] 114. Лукка П., Харрелл Р., Потрикус И. Борьба с железодефицитной анемией с помощью риса, богатого железом. J Am Coll Nutr. 2002; 21: 184С – 90. [PubMed] [Google Scholar] 115. Рухани Н., Харрелл Р., Келишади Р., Шулин Р. Цинк и его значение для здоровья человека: комплексный обзор. J Res Med Sci. 2013; 18: 144–57. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Функции железа в нашем организме

В этом посте вы узнаете, как железо функционирует в нашем организме и как оно помогает нашему телу быть более здоровым и эффективным.

Прежде чем мы углубимся в это, мы должны знать несколько вещей:

1) Железо — важный минерал, который в большом количестве содержится в красном мясе, шпинате, морепродуктах, сухофруктах и ​​многом другом.

2) Есть два типа железа — гемовое железо и негемовое железо.

3) Ваш организм более эффективно усваивает гемовое железо.

Теперь, когда вы знаете больше о железе, давайте обсудим, как железо функционирует в нашем организме.

Ваше тело нуждается в нормальном функционировании иммунной системы, метаболизма и транспорта кислорода.Активное железо оказывает приятное воздействие на желудок и хорошо усваивается. Нажмите здесь , чтобы просмотреть наш магазин.

Как железо действует в нашем организме

Железо выполняет несколько функций в организме человека, все из которых способствуют хорошему здоровью и правильному функционированию. Железо способствует:

Нормальному энергетическому метаболизму (выработке энергии)

Железо является одним из важнейших минералов для наших клеток. Нашим основным источником энергии является пища, а нашим клеткам необходимо железо для преобразования пищи в энергию.Чем больше железа в вашем теле, тем больше у вас будет энергии. Однако избыток железа может привести к некоторым проблемам со здоровьем, поэтому старайтесь оставаться в пределах нормы.

Снижение утомляемости и утомляемости

Недавнее исследование показало, что женщины, которые принимали добавки железа, испытывают на 48% меньше усталости, чем женщины, которые их не принимали. Это исследование объясняет, почему железо так важно, особенно для спортсменов и беременных женщин, которым нужно больше энергии, чтобы лучше функционировать.(Источник)

Ваша нормальная когнитивная функция

Железо необходимо для когнитивных функций, включая память, решение проблем, концентрацию и обучение. Ваш мозг будет работать наилучшим образом, если в организме вашего тела достаточно железа. В этом случае вам не нужно будет пить кофе каждые 2-3 часа, чтобы улучшить концентрацию.

Нормальное функционирование иммунной системы

Между железом и иммунной системой существует большая связь. Железо — ключевой минерал, который помогает в создании клеток и их росте.. Более того, железо играет важную роль в вашем иммунном здоровье, поскольку оно необходимо для пролиферации и созревания иммунных клеток, особенно лимфоцитов, связанных с общей реакцией вашего организма на инфекцию.

Нормальный транспорт кислорода в организме

Одной из наиболее важных функций железа является транспортировка кислорода в кровь. Основная цель железа — переносить кислород в гемоглобине красных кровяных телец по всему телу, чтобы клетки могли производить энергию.Кроме того, железо улучшает хранение кислорода через миоглобин. Миоглобин — это белок, содержащий железо, который транспортирует и хранит кислород в ваших мышцах.

Нормальное образование красных кровяных телец и гемоглобина

Железо участвует в процессе, называемом синтезом гема. Он образует гемоглобин, белок красных кровяных телец. Гемоглобин переносит кислород из легких в ткани тела, помогая поддерживать основные жизненные функции. Без этого процесса ваше тело не сможет получать достаточно кислорода, и вы начнете чувствовать усталость или утомление.

Процесс деления клеток

Железо необходимо для митоза, процесса, который является частью клеточного цикла. При делении клеток образуется больше идентичных клеток с одинаковым количеством хромосом. Процесс митоза имеет 5 стадий — профаза, прометафаза, метафаза, анафаза и телофаза. Во время митоза дублированные хромосомы прикрепляют волокна, которые притягивают по одной копии каждой хромосомы к противоположным сторонам клеток.

Функция железа: заключение

Подводя итог, можно сказать, что железо является жизненно важным минералом для вашего тела.Это поможет вам:

⋅ Увеличить производство энергии.

⋅ Снижение утомляемости.

⋅ Улучшение когнитивных функций.

⋅ Сохраняйте свою иммунную систему сильной.

⋅ Перенос кислорода в организме.

⋅ Создание красных кровяных телец.

⋅ Поддержание здорового деления клеток.

Вот почему вам следует попытаться улучшить усвоение железа, приняв такие добавки, как Active Iron. Активное железо было создано для легкого усвоения и удобства, что позволяет вам принимать добавки с железом в любое время, не расстраивая желудок, как это часто бывает с другими добавками железа.

Дополнительная литература:

Железо для вегетарианцев: растительное железо Источники для поддержания потребления железа

Как принимать добавки с железом для лучшего усвоения

Как принимать железосодержащие таблетки, не заболевая

Лучшее время для приема витаминов

Что вам нужно знать

Чувствовали ли вы в последнее время усталость? Сможете ли вы подняться по лестнице, не задыхаясь, даже если вы в хорошей физической форме? Если это так, возможно, вам не хватает железа, особенно если вы женщина.

Хотя многие люди не думают о железе как о питательном веществе, вы можете быть удивлены, узнав, что низкий уровень железа является наиболее распространенным дефицитом питания в США. Контроль и профилактика заболеваний.

Давайте посмотрим, почему железо так важно для вашего организма, что может случиться, если вы не получаете его в достаточном количестве, и когда вам нужно принимать добавки железа.

Зачем вам железо?

Железо — важный минерал.«Основная причина, по которой мы нуждаемся в нем, заключается в том, что он помогает транспортировать кислород по всему телу», — говорит Пол Томас, доктор медицинских наук, научный консультант Управления диетических добавок Национального института здоровья.

Железо — важный компонент гемоглобина, вещества красных кровяных телец, которое переносит кислород из легких и переносит его по всему телу. Гемоглобин составляет около двух третей железа в организме. Если у вас недостаточно железа, ваше тело не сможет вырабатывать достаточно здоровых красных кровяных телец, переносящих кислород.Недостаток эритроцитов называется железодефицитной анемией.

Без здоровых эритроцитов ваше тело не может получать достаточно кислорода. «Если вы не получаете достаточного количества кислорода в организме, вы чувствуете усталость», — говорит Томас. Это истощение может повлиять на все, от функции вашего мозга до способности вашей иммунной системы бороться с инфекциями. Если вы беременны, серьезный дефицит железа может увеличить риск рождения вашего ребенка слишком рано или меньше, чем обычно.

Утюг имеет и другие важные функции.«Железо также необходимо для поддержания здоровья клеток, кожи, волос и ногтей», — заявила в интервью по электронной почте Элейн Чоттинер, доктор медицинских наук, доцент и директор клиник общей гематологии Медицинского центра Мичиганского университета.

Сколько железа вам нужно?

Сколько железа вам нужно каждый день, зависит от вашего возраста, пола и общего состояния здоровья.

Младенцам и детям ясельного возраста требуется больше железа, чем взрослым, в целом, потому что их тела растут очень быстро. В детстве мальчики и девочки нуждаются в одинаковом количестве железа — 10 миллиграммов в день с 4 до 8 лет и 8 мг в день с 9 до 13 лет.

Начиная с подросткового возраста ежедневная потребность женщины в железе увеличивается. Женщинам нужно больше железа, потому что они теряют кровь каждый месяц во время менструации. Вот почему женщинам в возрасте от 19 до 50 необходимо получать 18 мг железа каждый день, в то время как мужчинам того же возраста достаточно 8 мг.

После менопаузы железо у женщины должно снизиться по мере завершения менструального цикла. После наступления менопаузы и мужчинам, и женщинам требуется одинаковое количество железа — 8 мг в день.

Вам может потребоваться больше железа из пищевых источников или из добавок железа, если вы:

  • Беременны или кормите грудью
  • У вас почечная недостаточность (особенно если вы проходите диализ, который может вывести железо из организма)
  • У вас есть язва, которая может вызвать потерю крови
  • У вас желудочно-кишечное расстройство, которое мешает вашему организму нормально усваивать железо (например, целиакия, болезнь Крона или язвенный колит)
  • Принимайте слишком много антацидов, которые могут помешать вашему организму абсорбирует железо
  • Перенесли операцию по снижению веса (бариатрическую)
  • Много тренируйтесь (интенсивные упражнения могут разрушить эритроциты)

Если вы вегетарианец или веган, вам также может понадобиться принимать добавки железа, потому что Организм не поглощает железо, содержащееся в растениях, так же как и железо из мяса.

Как узнать, что у вас дефицит железа?

«Люди часто не знают, что у них анемия, пока у них не появятся признаки или симптомы — они кажутся бледными или« желтоватыми », утомлены или испытывают трудности с упражнениями», — говорит Шоттинер.

Если у вас мало железа, вы также можете:

  • Ощущать одышку
  • Учащенное сердцебиение
  • Холодные руки и ноги
  • Жажда странных веществ, таких как грязь или глина
  • Хрупкость и ломкость ложки форма ногтей или выпадение волос
  • Язвы в углу рта
  • Болезненный язык
  • Тяжелый дефицит железа может вызвать затруднения при глотании

Если вы устали и тянетесь, обратитесь к врачу.«Достаточно легко обнаружить и диагностировать различные стадии дефицита железа с помощью простого анализа крови», — говорит Томас. Беременным женщинам и людям с желудочно-кишечными расстройствами, такими как болезнь Крона, язвенный колит или глютеновая болезнь, следует регулярно проверять содержание железа в крови.

Вам нужно принимать добавки с железом?

Если у вас низкий уровень железа, употребления в пищу продуктов с высоким содержанием железа, таких как обогащенные злаки, красное мясо, сушеные фрукты и бобы, может быть недостаточно, чтобы дать вам то, что вам нужно.Ваш врач может порекомендовать вам принимать добавки железа.

Витамины для беременных обычно содержат железо, но не все витамины для беременных содержат рекомендуемое количество. Проконсультируйтесь с врачом, прежде чем принимать какие-либо добавки.

Пока вы принимаете добавки с железом, ваш врач должен проверить вашу кровь, чтобы увидеть, улучшился ли ваш уровень железа.

Могут ли добавки с железом вызывать побочные эффекты?

Добавки железа могут вызывать побочные эффекты, обычно расстройство желудка, такое как тошнота, рвота, диарея, темный стул или запор.Беременные женщины особенно подвержены запорам. Чтобы облегчить этот симптом, добавьте в свой рацион дополнительную клетчатку. Смягчение стула также может улучшить ваше самочувствие.

Начиная с низкой дозы железа, а затем постепенно увеличивая дозу до рекомендуемой суточной дозы, можно свести к минимуму побочные эффекты. Если пищевые добавки с железом беспокоят ваш желудок, врач может скорректировать дозу или форму применяемого железа. Вы также можете попробовать принимать добавки во время еды.

Можно ли взять слишком много железа?

В отличии от некоторых дополнений, когда сабж железо, больше точно не лучше.Взрослые не должны принимать более 45 мг железа в день, если они не проходят лечение железом под тщательным медицинским наблюдением.

Для детей передозировка железа может быть особенно токсичной. «Добавки железа убивают маленьких детей, потому что их потребности в железе по сравнению с потребностями взрослых относительно низки», — говорит Томас. Если вы принимаете добавки с железом, очень важно хранить их в высоком запирающемся шкафу, вдали от досягаемости ваших детей. Симптомы отравления железом включают сильную рвоту, диарею, боль в животе, обезвоживание и кровавый стул у детей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *