Непознанное 

Абсорбция железа что. Всасывание железа

Содержание железа в организме человека составляет в среднем 4,2 г. Около 75% от его общего количества входит в состав гемоглобина эритроцитов, которые переносят кислород от легких к тканям, 20% железа является резервным (костный мозг, печень, макрофаги), 4% входит в состав миоглобина, около 1% содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях, а также в других ферментативных структурах. Железо осуществляет свою биологическую функцию, находясь в составе биологически активных соединений, преимущественно ферментов. Железосодержащие ферменты выполняют следующие основные функции:

  • транспорт электронов (цитохромы);
  • транспорт и депонирование кислорода (гемоглобин, миоглобин);
  • участие в формировании активных центров;
  • окислительно-восстановительные функции (оксидазы, гидроксилазы, супероксиддисмутазы и др.);
  • транспорт и депонирование железа в плазме крови (трансферрин, ферритин).

Железо обладает несколькими особыми свойствами, которые отличают его от других биологически активных ионов и веществ.

В организме человека нет никаких специальных механизмов для выведения железа. В основном железо выделяется через кожу и кишечник (I. Guinote et al., 2006). Кроме этого, оно теряется также с волосами, ногтями, мочой и потом. Общее количество выделяемого железа у здорового человека (мужчины) составляет около 1 мг в сутки. Такое же количество в норме усваивается из потребляемой пищи (Linder, 1991). Отличие составляет менструальный период, когда потребление должно составлять около 4 мг железа в день. Таким образом, концентрация элемента в сыворотке крови зависит от его всасывания в желудочно-кишечном тракте, от накопления в селезенке, костном мозге и скелетных мышцах (миоглобин), а также от синтеза и распада гемоглобина и выделения его из организма. В пище железо может присутствовать в двух видах — гемовое и негемовое, которые характеризуются разными механизмами всасывания. Гемовое железо (порфириновое кольцо с атомом железа в центре, связанное с 4 атомами азота) в желудочно-кишечном тракте освобождается от белковых цепей и в виде металлопорфирина всасывается энтероцитами кишечника. Там происходит неспецифическое эндосомальное проникновение гема в клетку с последующим его разрушением. Далее, с помощью белковой транспортной системы IREG1, ионы железа окисляются до трехвалентного железа, связываются с трансферрином и покидают энтероцит, выходя в ток крови (Linder et al., 2006). В плазме крови железо перемещается в соединении с этим же белком, который выполняет как функцию депо, так и функцию переносчика. Наличие свободных ионов железа в крови не характерно и является патологией. Всасывание гемового железа происходит в пределах 15-50% (в среднем 20-30%).

Негемовое двухвалентное железо в желудке связывается белком гастроферрином и транспортируется в кишечник. Попадая в двенадцатиперстную кишку и проксимальную часть тощей кишки, железо проникает в энтероцит с помощью неспецифического ионного транспортера DMT1 (Divalent metal transport). Этот протонзависимый переносчик также участвует в транспорте многих других двухвалентных катионов, таких как Mn, Сu и Zn (M. Arredondo еt al., 2006). Кроме того, показано, что этот переносчик может транспортировать и некоторые одновалентные ионы, такие как Cu +1 , который образуется при действии аскорбата на Cu +2 (M. Linder et al., 2006). Таким образом, можно предположить, что в зависимости от концентрации этих ионов в диете или мультивитаминной таблетке возможна их конкуренция за транспортер DMT1. При этом имеются данные о том, что существует специфичность переносчика DMT1 по отношению к разным двухвалентным ионам, связанная с их расположением по ходу желудочно-кишечного тракта, что было показано путем транскрипции различных железонезависимых mRNA транспортера DMT1, и конкуренции за переносчик не существует.

В литературе описывается несколько механизмов транспортировки железа внутри энтероцита, основанные главным образом на экспериментах, проведенных на культуре ткани Caco2 (M. Linder et al., 2006). Согласно первой теории, двухвалентное железо, поступившее в энтероцит с помощью транспортера DMT1, доставляется посредством везикул с трансферрином (некоторые отводят ему роль внутриклеточного рецептора) или в свободном состоянии к базолатеральной мембране энтероцита, где присутствует другой транспортер — IREGI/ferroportin/MTP1 (Donovan et al., 2000). Этот транспортер окисляет двухвалентное железо до трехвалентного и транспортирует в кровь, где он соединяется с плазменным трансферрином. Согласно второй теории, внутри энтероцита железо транспортируется, по-видимому, в везикулах вместе с апотрансферрином, который путем эндоцитоза попадает из тока крови в энтероцит (эндо-/экзоцитоз) (Ma et al., 2002). Во время этой транспортировки двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и путем экзоцитоза поступает через базилярную мембрану энтероцита в кровь. В этом процессе возможно участие уже упоминавшейся системы IREG. Согласно литературным данным, именно механизм транспорта железа через базолатеральную мембрану энтероцита в кровь является лимитирующим в процессе адсорбции железа (Roy and Enns, 2000). Усвоение неорганического двухвалентного железа обычно происходит в пределах 6-15%.

Негемовое трехвалентное железо может быть восстановлено с помощью ферриредуктазы до двухвалентного железа и усвоено с помощью DMT1. Восстановление трехвалентного железа сильно зависит от кислотности желудочного сока. Невосстановленное железо может всасываться с помощью специфической интегрин-мобифериновой системы IMP. Усвоение трехвалентного железа происходит наименее полно и редко превосходит 4%.

Количество железа, поступающего в эффекторную клетку, куда оно транспортируется с кровью, прямо пропорционально числу мембранных рецепторов. В клетке происходит высвобождение железа из трансферрина. Затем плазменный апотрансферрин возвращается в циркуляцию. Повышение потребности клеток в железе при их быстром росте или синтезе гемоглобина ведет к индукции биосинтеза рецепторов трансферрина и, напротив, при повышении запасов железа в клетке число рецепторов на ее поверхности снижается. Железо, высвободившееся из трансферрина внутри клетки, связывается с ферритином, который доставляет микроэлемент в митохондрии, где он включается в состав гема. Помимо синтеза гема, двухвалентное железо используется в митохондриях для синтеза железосерных центров. В организме человека происходит постоянное перераспределение железа. В количественном отношении наибольшее значение имеет метаболический цикл: плазма — красный костный мозг — эритроциты — плазма. Обычно 70% плазменного железа поступает в костный мозг. За счет распада гемоглобина в сутки высвобождается около 21-24 мг железа, что во много раз превышает поступление железа из пищеварительного тракта (1-2 мг/сут).

Существует выраженная обратная зависимость между обеспеченностью организма железом и его всасыванием в пищеварительном тракте. В основном всасывание железа происходит в двенадцатиперстной кишке и проксимальных отделах тощей кишки и отсутствует в подвздошной кишке.

Всасывание железа зависит от следующих причин: возраста, обеспеченности организма железом, состояния желудочно-кишечного тракта, количества и химических форм поступающего железа и прочих компонентов пищи. Для оптимального всасывания железа необходима нормальная секреция желудочного сока. Прием соляной кислоты способствует усвоению железа при ахлоргидрии. В таблице приведены основные вещества, содержащиеся в продуктах питания человека, которые могут активизировать или уменьшать всасывание железа, содержащегося в этих продуктах или мультивитаминной таблетке. Аскорбиновая кислота, восстанавливающая железо и образующая с ним хелатные комплексы, повышает доступность этого элемента так же, как и другие органические кислоты. Она является одним из наиболее сильных стимуляторов всасывания железа. Другим компонентом пищи, повышающим всасывание железа, является «фактор животного белка», в котором содержится миоглобин и гемоглобин. Улучшают всасывание железа простые углеводы: лактоза, фруктоза, сорбит, а также такие аминокислоты, как гистидин, лизин, цистеин, образующие с железом легковсасываемые хелаты.

Самыми сильными ингибиторами, блокирующими всасывание железа, являются фитаты и полифенолы. Фитаты представляют собой форму хранения фосфатов и минералов, присутствующих в зернах злаковых растений, овощах, семенах и орехах. Они активно тормозят всасывание железа, действуя при этом в прямой зависимости от дозы. Всасывание железа снижают такие напитки, как чай, содержащий таннин, а также другие полифенольные соединения, которые прочно связывают этот элемент. Феноловые соединения существуют почти во всех растениях и являются частью системы защиты против насекомых и животных. Поэтому чай применяют для профилактики повышенного усвоения железа у больных талассемией. Большое влияние на усвоение железа оказывают различные заболевания. Оно усиливается при недостаточности железа, при анемиях (гемолитической, апластической, пернициозной), гиповитаминозе В 6 и гемохроматозе, что объясняется повышением эритропоэза, истощением запасов железа и гипоксией.

Из перечисленных веществ, которые могут уменьшать всасывание железа, особое внимание обращает на себя ион кальция. Кальций обладает высокой биологической активностью, в значительном количестве содержится в основных продуктах питания и, как правило, присутствует в одной мультивитаминной таблетке с железом.

В связи с этим вопрос о возможном влиянии кальция на биодоступность железа изучается длительное время как в экспериментах на животных, так и в исследованиях на людях.

Необходимо отметить, что клеточные механизмы всасывания, т. е. поступления ионов железа и кальция из просвета кишечника в ток крови через энтероциты кишечника, различны. Многочисленными работами было показано, что в этом процессе участвуют различные клеточные транспортеры (J. Hoenderop et al., 2005). Кроме того, имеются данные о том, что кальций уменьшает поступление в организм как гемового (L. Hallberg, 1991), так и негемового железа. Все вместе указывает на то, что кальций может влиять на биодоступность железа, оказывая ингибирующее влияние либо на транспорт его в желудочно-кишечном тракте, либо на связывание с рецепторами, расположенными на апикальной мембране энтероцитов.

В экспериментах на изолированный кишечной петле в условиях in vivo на крысах было показано уменьшение всасывания железа из раствора FeCl 2 , вводимого непосредственно в петлю при добавлении кальция. Причем эффект зависел от абсолютной концентрации кальция в двенадцатиперстной кишке, а не от молярного соотношения Ca/Fe (Barton et al., 1983). Изучение влияния на клеточный транспорт железа различных солей, содержащих кальций, показало, что наибольший ингибирующий эффект вызывает СаСО 3 , в то время как эффекты СаSO 4 и Na2CO 3 присутствуют, но в меньшей степени (Prather, 1992). Эта кальциевая соль, добавленная в количестве 500 мг, способна уменьшить всасывание негемового железа, содержащегося в пищевых продуктах на 32% в случае потребления пищи, не содержащей дополнительные ингибирующие вещества, и на 42% при потреблении продуктов в сочетании с яйцами, кофе и др. (Сook et al., 1991). СaCO 3 уменьшает также всасывание железа при совместном использовании их в одной таблетке. В этом случае 300 мг кальциевой соли при совместном употреблении с 37 мг железа, присутствующего в виде FeSO 4 , уменьшает всасывание железа на 15% (Seligman et al., 1983; Cook et al., 1991).

На добровольцах провели исследования по усвояемости железа при совместном употреблении с кальцийсодержащими продуктами. Усвоение железа определяли радиоизотопным методом с использованием Fe 55 и Fe 59 . Здоровые женщины (21 чел.) потребляли в течение 10 дней дополнительное количество молока и сыра (~ 930 мг кальция в день). Это привело к снижению абсорбции железа на 30-50% (Hallberg, 1995). На основании полученных данных авторы предполагают, что ингибирование всасывания железа происходит на этапе «просвет кишечника — энтероцит».

В исследованиях на людях также изучалось влияние искусственных минеральных добавок: сульфата железа, цитрата и фосфата кальция и др. Работа была проведена на 61 здоровом испытуемом. Для оценки всасывания использовался также двойной радиоизотопный метод. При употреблении цитрата кальция (600 мг) абсорбция железа снижалась на 49%, фосфата — на 62% (Cook et al., 1991). Интересно, что в этом исследовании эффект от применения кальциевых добавок отмечался только на фоне употребления пищи. Вероятно, конкуренция между катионами возникала при заполненном кишечнике. Теоретически возможно, что высокие концентрации кальция могут изменять реологические свойства пищевого комка в просвете верхней части тонкого кишечника (Conrad et al., 1993). На людях также изучалось различие во влиянии кальция на потребление гемового и негемового железа. Так, в исследованиях на 27 добровольцах с применением полного промывания кишечника для измерения степени усвоения железа при использовании кальциевых добавок (450 мг) было показано снижение абсорбции только гемового железа на 20%. В этой работе добавление кальция не влияло на абсорбцию негемового железа (Z. K. Roughead, 2005). В другом исследовании, проведенном на 44 мужчинах и 81 женщине, наблюдали снижение всасывания гемового железа из рациона при добавлении кальция в дозах от 40 до 300 мг. Максимальное снижение наблюдалось при дозе 300 мг и составило 74%. Дальнейшее увеличение содержания кальция до 600 мг не приводило к возрастанию ингибирования иона железа (L. Hallberg et al., 1991). Противоречивые результаты, получаемые в разных работах, связаны, по-видимому, со сложностью воспроизведения точности методических подходов, проводимых на людях.

Во всех приведенных выше исследованиях было показано в той или иной мере уменьшение абсорбции железа в желудочно-кишечном тракте на 20-60% при совместном употреблении с кальцийсодержащими продуктами в ходе однократного приема пищи или таблетированных препаратов. Характерно, что использованные дозы кальция не превышали дневную норму взрослого человека (во всех описанных случаях суммарное поступление кальция за сутки было меньше 1000 мг). Однако непосредственный механизм антагонистического влияния кальция на всасывание железа остается неясным.

Серия исследований, проведенных на добровольцах при длительном совместном приеме пищи, содержащей определенное количество железа и кальция, не позволила получить однозначного ответа о влиянии иона кальция на биодоступность железа, а главное — на уровень гемоглобина у этих испытуемых. Часто эффект выявлялся (ингибирование составляет 19%), но был статистически недостоверен (Reddy et al., 1997). По-видимому, длительные исследования на людях осложняются контролем над соблюдением диеты и составлением диеты для контрольной группы (S. R. Lynch, 2000).

Анализ литературы позволяет заключить, что экспериментальные исследования на животных и работы, проведенные на испытуемых, подтвердили, что ионы кальция способны уменьшать уровень всасывания железа. Степень выявления эффекта зависела от используемых методических подходов, которые в разных работах отличались друг от друга, и это затрудняет интерпретацию результатов. Однако возможность таких взаимодействий может быть наиболее актуальна и должна безусловно учитываться для людей, страдающих железодефицитными состояниями (анемии) или входящих в группу риска по этому состоянию (дети, беременные и т. д.). Для лечения и профилактики таких состояний необходимо увеличить потребление железа, как за счет соблюдения соответствующей диеты, так и с помощью минеральных добавок. Но следует помнить, что эффективность этих мер может значительно снижаться на фоне потребления диетического кальция или кальцийсодержащих витаминных комплексов. Ограничивать потребление кальция не желательно, поскольку во многих случаях (беременность, возраст 12-18 лет) существует повышенная потребность в обоих элементах. Выходом из ситуации может служить раздельное применение кальция и железа. Экспериментальные данные показали, что интервал между приемом кальция и железа даже в 4 ч исключает эффект ингибирования (A. Gleeprup et al., 1993). Помимо этого, во время приема препарата железа стоит воздержаться от употребления любых продуктов, содержащих кальций, т. е. требуется исключить весь спектр молочной продукции, а также зеленые части растений.

В данном случае удобно применять витаминно-минеральные комплексы, которые заранее предусматривают раздельное употребление железа и кальция. И это не единственное сочетание жизненно важных микронутриентов, проявляющих антагонистические свойства. Таким образом, грамотное разделение компонентов витаминно-минеральных комплексов по времени приема является необходимым условием эффективности их применения.

Литература
  1. Arredondo M., Martinez R., Nunez M. T. et al. Inhibition of iron and copper uptake by iron, copper and zinc. Biol. Res. 2006; 39: 95-102.
  2. Barton J. C., Conrad M. E., Parmley R. T. Calcium inhibition of inorganic iron absorption in rats. Gastroenterology. 1983; 84: 90-101.
  3. Conrad M. E., Umbreit J. N. A concise review: iron absorption- the mucin — mobilferrin — integrin parthway. A competitive parthway for metal absorption. Am J Hematology. 1993; 42: 67-73.
  4. Cook J. D. Adaption in iron metabolism. Am J Clin Nutrition. 1990; 42: 67-73.
  5. Cook J. D., Dassenko S. A., Whittaker P. Calcium supplementation: effect on iron absorption. Am J Clin Nutrition. 1991a; 53: 106-111.
  6. Donovan A., Brownile A., Zhou Y. et al. Positional cloning of zebrafish ferraportin identifies a conserved vertebrate iron exporter. Nature. 2000; 403: 776-781.
  7. Gleerup A., Rossander-Hulten L., Hallberg L. Duration of the inhibitory effect of calcium on non-haem iron absorption in man. Eur I Clin Nutr. 1993; 47: 875-879.
  8. Guinote, Fleming R., Silva R. et al. Using skin to assass iron accumulation in human metabolic disorders. Ion Beam Analysis. 2006; 249: 697-701.
  9. Hallenberg L., Brune M., Erlandsson M. et al. Calcium: effect of different amounts on nonheme- and heme-iron absorption in humans. Am J Clin Nutrition. 1991; 53: 112-119.
  10. Hoenderop J. Gj., Nilius B., Bindels R. J. M. Calcium absorption across epithelia. Physiol. Rev. 2005; 85: 373-422.
  11. Linder M. C. Nutrition and metabolism of the trace element. Nutritional Biochemestry and Metabolism. 1991: 151-198.
  12. Linder M. C., Moriya M., Whon A. et al. Vesicular transport of Fe and interaction with other metal ions in polarized Caco2 Cell monolayers. Biol. Res. 2006; 39: 143-156.
  13. Lynch S. R. The effect of calcium on iron absorption. Nutr. Res. Rev. 2000; 13: 141-158.
  14. Ma Y., Specian R. D., Yen K. Y. et al. The transcytosis of divalent metal transporter 1 and apo-transferrin during iron uptake in intesyinal epithelium. Am J Physiol. 2002; 283: 965-97.
  15. Prather Ta and Miller DD Calcium carbonate depresses iron bioavailability in rats more than calcium sulfate or sodium carbonate. J Nutrition. 1992; 122: 327-332.
  16. Reddy M. B. and Cook J. D. Effect of calcium on nonheme-ironabsorption from a complete diet. Am J Clin Nutrition. 1997; 65: 1820-1825.
  17. Roughead Z. K., Zito C. A., Hunt J. R. Inhibitory effects of dietary calcium on the initial uptake and subsequent retention of heme and nonheme iron in humans: comparisons using an intestinal lavage method. Am J Clin Nutr. 2005; 82(3): 589—597.
  18. Roy C. N. and Enns C. A. Iron homeostasis: New tales from the crypt. Blood. 2000; 96: 4020—4027.
  19. Seligman P. A., Caskey J. H., Frazier J. L. et al. Measuremants of iron absorption from prenatal multivitamin-mineral supplements. Obstetrics and Gynecology. 1983; 61: 356-362.

Н. А. Медведева , доктор биологических наук, профессор
МГУ, Москва

Гемное и негемное железо

Есть два типа железа в пище: гемное и негемное железо, и всасывание их происходит посредством разных механизмов. Гемное железо присутствует в гемоглобине и миоглобине в мясе (особенно в печени) и рыбе и всасывается лучше, чем негемное железо.

Средний показатель всасывания гемного железа из мяса составляет около 25%. В противоположность негемному железу, на всасывание гемного железа другие составные элементы питания и статус железа влияют очень мало. Тем не менее, большая часть пищевого железа присутствует в виде негемного железа. Пища для прикорма грудных детей может содержать мало мяса, поэтому большая часть пищевого железа находится в негемной форме. Всасывание негемного железа намного ниже, чем гемного, и зависит от статуса железа конкретного человека: больше негемного железа всасывается людьми, испытывающими недостаточность железа, меньше - людьми, чей организм насыщен железом. Кроме того, всасывание негемного железа зависит от его растворимости в кишечнике, а это, в свою очередь, определяется составом съеденной за один раз пищи. Витамин С является восстановителем и сильным средством активизации всасывания железа, повышающим его растворимость путем окисления элемента железа из трехвалентного (Fe3+) в двухвалентное (Fe2+) состояние и образования растворимого соединения. Активаторы и ингибиторы, присутствующие в пище, часто оказываются более сильными факторами, определяющими статус железа, чем его фактическое содержание.

Активаторы и ингибиторы

Количество всасываемого железа в пище зависит от соотношения между ингибиторами и промоторами (таблица 30). Поскольку взаимодействие происходит в желудочно-кишечном тракте, тормозящее или ускоряющее влияние пищевых компонентов на всасывание негемного железа сильнее всего при потреблении этих компонентов за один и тот же прием пищи.

Одним из наиболее сильных стимуляторов всасывания железа является витамин С, находящийся в свежих овощах и фруктах, и между потреблением витамина С и всасыванием железа существует четкая зависимость типа “доза-реакция” (10). Также ускоряют всасывание негемного железа ферментированные продукты, такие, как кефир и квашеная капуста. В присутствии кислоты образуются комплексы с железом, которые предотвращают образование менее усвояемого фитата железа. Кроме того, некоторые виды помола и термической обработки понижают содержание фитата в основных пищевых продуктах растительного происхождения и тем самым помогают повысить всасывание негемного железа. Считается, что легкая тепловая обработка снижает содержание фитата в клубнях, но не в зерновых и бобовых. Вымачивание и проращивание способствуют ферментативному гидролизу фитата в зерновых и бобовых (11).

Самыми сильными ингибиторами всасывания железа являются фитаты и полифенолы. Фитаты представляют собой форму хранения фосфатов и минералов, присутствующих в

Таблица 30. Содержащиеся в пище соединения, тормозящие (-) или ускоряющие (+) всасывание негемного железа
Продукты Степень Активное вещество
влияния
Тормозящие

Цельные зернопродукты
и кукуруза - Фитат
Чай, зеленые листовые овощи - Полифенолы
Молоко, сыр - Кальций плюс фосфат
Шпинат - Полифенолы,
оксалиновая кислота
Яйцо - Фосфопротеин,
альбумин
Зернопродукты - Пищевые волокна
Ускоряющие

Печень/мясо/рыба

 +++ “Мясной фактор”
Апельсины, груши, яблоки +++ Витамин С
Сливы, бананы ++ Витамин С
Цветная капуста Салат, помидоры, зеленый ++ Витамин С
перец, огурцы

Морковь, картофель, свекла,

 + Витамин С
тыква, брокколи, помидоры, Лимонная, яблочная,
капуста ++/+ винная кислоты
Кефир, квашеная капуста ++ Кислоты
Источник: адаптировано из British Nutrition Foundation (9).

зернах злаковых растений, овощах, семенах и орехах.

Они активно тормозят всасывание железа, действуя при этом в прямой зависимости от дозы, и даже небольшие количества могут тормозить всасывание железа. Существует целый ряд традиционных приемов приготовления пищи, которые снижают уровень фитатов в растительных продуктах питания. К ним относятся ферментация, проращивание, помол, вымачивание и обжаривание. Ферментация может почти полностью разложить фитаты и тем самым улучшить всасывание железа.

Феноловые соединения существуют почти во всех растениях и являются частью их системы защиты против насекомых и животных. Несколько феноловых соединений связывают железо и таким образом препятствуют его всасыванию. Такие соединения содержатся в чае, кофе и какао, а также во многих овощах и нескольких травах и специях. Тормозящее действие чая на всасывание железа вызывает полифенол таннин, содержащийся в чае. Установлено, что чай снижает всасывание железа из пищи на 62% по сравнению с водой (12). Более того, чай даже используется в лечебных целях для лечения перегрузки по железу (13). Во многих европейских странах и особенно в республиках Центральной Азии распространена практика введения чая в рацион питания грудного ребенка в раннем возрасте. Например, обследование детей в возрасте от 0 до 3 лет в Казахстане, Кыргызстане и Узбекистане показало, что чай получают соответственно 21%, 34% и 49% детей (14). Аналогичные привычки встречаются в Центральной и Западной Европе (15), особенно среди национальных меньшинств. Подобная практика способствует развитию недостаточности железа.

Прочие факторы

Запасы железа регулируются, главным образом, путем изменений во всасывании железа. К синдрому недостаточности всасывания, в том числе всасывания железа, может привести повреждение слизистой оболочки кишечника вследствие слишком раннего введения немодифицированных коровьего молока и молочных продуктов (см. ниже раздел “Потери железа”) (16). Это может быть особенно выражено при глютенчувствительной целиакии, которая, если ее не лечить, часто сопровождается железодефицитной анемией. Распространенной причиной недостаточности железа вследствие малабсорбции является также диспептическое заболевание. Во время системных инфекций происходит острое снижение всасывания железа, сопровождающееся перемещением железа из кровообращения в печень. Это естественный защитный механизм организма в периоды инфекции, направленный на снижение роста вредных бактерий, которым для размножения требуется железо.

Точные механизмы извлечения железа из кормов и его абсорбции неизвестны. Предполагается, что у животных с однокамерным желудком комплексные соединения железа под влиянием соляной кислоты и пепсина желудочного сока расщепляются, и трехвалентное железо, восстанавливаясь, переходит в двухвалентное. Образующиеся соли (в частности, FeCl2) хорошо ионизируются и абсорбируются. Из растительных продуктов железо, по-видимому, усваивается лучше, чем из продуктов животного происхождения. Геминовое железо животных кормов слабо усваивается.
Железо всасывается в основном в двенадцатиперстной кишке. Процесс всасывания протекает в два этапа: захват железа стенкой кишки и транспорт его кишечным эпителиоцитом в кровь. В слизистой кишечника предполагается наличие особою «блокирующего» механизма абсорбции железа: при насыщении слизистой железом в форме ферритина абсорбция прекращается. Согласно другой точке зрения, абсорбция регулируется не путем блокады, а изменением в кишечнике соотношения хелатирующих агентов, образующих с железом легко-или труднорастворимые комплексы. Способствуют всасыванию железа редуцирующие вещества корма или антиоксиданты; аскорбиновая кислота, токоферол, - SH-группы серосодержащих аминокислот и глютатиона. Ингибируют всасывание органические кислоты, образующие нерастворимые соли железа (оксалат, цитрат, возможно фитат), а также избыток фосфатов. Ухудшается абсорбция железа при ускорении транзита химуса.
Обратного процесса - непосредственного переноса железа из плазмы в просвет кишечника, - по-видимому, не происходит. Эндогенные потери железа обусловлены его выведением с желчью и десквамированным эпителием слизистой. Перенос железа от слизистой к органам осуществляется с помощью двух соединений - ферритина Fe3+ (в слизистой) и трансферрина Fe2+ (в сыворотке крови). Депонируется железо в печени и селезенке в форме ферритина, состоящего из белка (апоферритина) и комплекса гидроокиси Fe с фосфорной кислотой. Между Fe-coдержащими соединениями слизистой, крови и печени (селезенки) существует динамическое равновесие. По мере расхода железа плазмы для синтеза гемоглобина, миоглобина и ферментов или при кровопотерях железо из депо поступает в плазму; блокада слизистой при этом снимается, абсорбция железа в кишечнике возрастает, и запасы его в депо пополняются. Иначе говоря, размеры пула железа контролируются потребностями организма, хотя точный механизм этой регуляции неизвестен. Уровень железа в печени животных (особенно молодняка) зависит от его содержания в корме и может служить диагностическим критерием обеспеченности животных этим элементом.
Потребность взрослых животных в железе невелика, так как порфириновое железо, освобождающееся при разрушении эритроцитов, почти полностью реутилизируется для синтеза гемоглобина. Потребность в пищевом железе молодняка и беременных животных выше.
При инъекции животным радиоактивного железа 59Fe оно быстро обнаруживается в костном мозге с максимумом концентрации через 3-6 дней. Насыщение эритрона гемоглобином требует несколько дней. Поскольку метаболическое железо прочно удерживается организмом, его эндогенные потери невелики. У телят переходного периода они составляют 12 мг в сутки. В основном это железо выводится через желудочно-кишечный тракт (с желчью) и в следовых количествах - с мочой.
Абсорбция железа из натуральных кормов у взрослых животных колеблется в среднем в пределах 5-10% от принятого. Она возрастает до 15-20% при недостатке железа в рационе, интенсивном эритропоэзе, истощении запасов железа в организме. Железо молока усваивается телятами на 15-25%. Интересно отметить, что усвоение железа из сернокислых или хлористых солей также не превышает указанных величин. При высоком содержании железа в рационе дойных коров (пастбищный корм) его среднее отложение в организме составляло 1,3%, с большими индивидуальными колебаниями.
Общая схема обмена железа в организме приведена на рисунке 7.1.

Вследствие ограниченной способности млекопитающих экскретироватъ железо, решающее значение для обеспечения его гомеостаза имеет тонко регулируемый процесс его всасывания из просвета двенадцатиперстной кишки.

Наши представления о механизмах адсорбции этого и других металлов в кишечнике за последние годы существенно изменились благодаря интенсивным исследованиям, проводимым с использованием современных биотехнологий. Однако публикуемые данные носят в большинстве своем разрозненный характер, а ряд позиций носит противоречивый характер.

Всасывание железа в кишечнике

Поступление железа в организм происходит через слизистую оболочку кишечника, где оно адсорбируется из пищи энтероцитами. Энтероциты (лат. enterocytus) - общее название клеток эпителия, выстилающих слизистую оболочку кишечника, которые являются высокоспециализированными клетками, координирующими абсорбцию и транспорт Fe ворсинками. Различают следующие типы энтероцитов: каёмчатые, бескаёмчатые, бокаловидные, ацидофильные (клетки Панета) и др. Их закладка происходит в кишечных (Либер-кюновых) криптах. Клетки кишечной крипты являются полипотентными, они мигрируют к ворсинкам и дифференцируются в энтероциты. В последних происходит синтез белков, ответственных за абсорбцию, хранение и транспорт железа из воды и пищи. Процесс обновления кишечных энтероцитов происходит постоянно. Энтероциты перемещаются из складок слизистой оболочки к вершине ворсинок примерно за 24-36 часа и затем постепенно отторгаются в просвет кишечника (суммарное время жизнедеятельности 48-72 часа). Исключение составляют клетки Панета, которые располагаются на дне крипт и обновляются раз в 30 дней. В просвет кишки в сутки попадает около 250 г. отторгнутых от слизистой энтероцитов. 10 % массы энтероцитов составляют белки, которые расщепляются в процессе пищеварения. Большая часть продуктов их распада снова всасывается.

Клетки кишечной крипты являются полипотентными предшественниками энтероцитов, которые мигрируют к ворсинкам и дифференцируются в зрелые. Регуляция абсорбции Fe осуществляется белками, расположенными на апикальной и базолатеральной мембранах энтероцита. При этом на апикальной мембране ресположены транспортные, регуляторные и вспомогательные белки, обеспечивающие абсорбцию, трансформацию и транспорт гема и негемового Fe в клетку. Базолатеральная мембрана и пограничная область энтероцита являются носителями транспортеров и медиаторов перехода Fe в кровь с участием ферропортина, трансферриновых рецепторов и HFE, где железо находится в связанном с трансферрином транспортном комплексе. Не экспортированное в плазму Fe удаляется из организма при слущивании энтероцитов.

Поступающее с пищей железо находится в основном в трехвалентном состоянии (Fe 3+). В кислой среде желудка образуются комплексные соединения Fe 3+ с муцинами (муцины или мукопротеины - семейство высокомолекулярных гликопротеинов, содержащих кислые полисахариды, входят в состав секретов всех слизистых желёз). Комплекс Fe 3+ -муцин делает железо доступным для поглощения в щелочной среде двенадцатиперстной кишки.

Поглощение железа в кишечнике происходит по трем основным путям: с транспортером двухвалентных катионов 1 (DCT-1/DMT-1/Nramp2), в составе мобилферрин-интегринового комплекса, а также по специальному пути для поглощения гемового железа из пищи.

Регуляция абсорбции Fe происходит на апикальной и базолатеральной мембранах. При этом апикальная мембрана специализирована для поглощения гема и Fe2+ из воды и пищи, а базолатеральная мембрана является медиатором перехода Fe во внутренние эпителиальные клетки для дальнейшего его использования организмом. Железо, которое не экспортируется в плазму, теряется при слущивании внутреннего эпителия.

Реализация первого пути осуществляется по следующему сценарию. На апикальной поверхности энтероцитов происходит связывание Fe 3+ из муцина с дуоденальным цитохромом b (Dcytb). Дуоденальный цитохром b является ферриредуктазой, восстанавливает Fe 3+ до Fe 2+, что делает возможным перенос железа с участием DMT1. Этот транспортер является представителем большого семейства белков, осуществляющих транспорт различных двухвалентных ионов металлов, однако его основной функцией является трансмембранный перенос Fe2 + . У человека он кодируется геном SLC11А2.

Было высказано предположение, что эффективность поглощения определяется количеством железа в развивающихся энтероцитах, находящихся в Либеркюновых криптах. Этот процесс регулирует экспрессию DMT1 в зрелых энтероцитах кишечных ворсинок. Экспрессия мРНК DMT1 и белка начинается в криптах ворсинок и увеличивается до достижения высоких уровней в середине ворсинок. Из-за снижения содержания внутриклеточного железа дифференцирующиеся энтероциты, мигрирующие к вершине ворсинок, начинают вырабатывать повышенное количество DMT-1, в результате чего усиливается захват железа.

Уровень экспрессии транспортера DMT1 в энтероцитах крипт зависит от обеспеченности железом организма в целом. Информация поступает в энтероциты с железотрансферриновым комплексом через базолатеральную мембрану путем рецепторопосредованного эндоцитоза. Происходит программирование уровня активности энтероцита в части его способности к поглощению железа. Эта программа сохраняется в течение всего периода жизнедеятельности клетки. Umbreit et al. полагают, что на базолатеральной мембране клетки существуют рецепторы нагруженного железом и свободного от металла трансферрина, которые регулируют вход и выход трансферрина, соответственно.

Этот процесс зависит от белка гемохроматоза HFE. Белок гемохроматоза человека кодируется геном HFE. Ген HFE расположен на коротком плече хромосомы 6, локусе 6р21.3. Белок, кодируемый этим геном, является мембранным белком, который связывается с бета-2 микроглобулином. Считается, что этот белок выполняет функции по контролю всасывания железа, регулируя взаимодействие рецептора трансферрина с трансферрином. В норме HFE экспрессируется в энтероцитах крипт дуоденума, где он расположен преимущественно интрацеллюлярно и ассоциирован с рецептором трансферрина TfR. Этот комплекс регулирует уровень поглощения железа в кишечнике.

Таким образом, мутация HFE-гена нарушает трансферрин-опосредованный захват железа энтероцитами двенадцатиперстной кишки, вследствие чего формируется ложный сигнал о наличии низкого содержания железа в организме, что, со своей стороны, приводит к повышенной выработке железосвязывающего белка DMT-1 в ворсинках энтероцитов и как следствие - к повышенному захвату железа, что приводит к гемохроматозу . Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что транспорт железа и других двухвалентных ионов металлов посредством DMT1 является рН-зависимым, но точный механизм регулирующего действия рН неизвестен.

Второй путь транспорта железа в кишечнике касается транслокации только Fe 3+ и протекает при посредничестве ключевого белка мо-билферрина (mobilferrin), в то время как первый путь транспорта железа специализирован на переносе через мембрану энтероцита Fe 2+ и протекает при посредничестве DMT-1. Оба пути абсорбции негемового железа в кишечнике функционируют параллельно.

Причем, второй путь впервые был найден в зрелых энтероцитах, у которых на апикальной поверхности практически нет рецепторов трансферрина. При его реализации мобилферрин (белок массой 56 кДа) на внутренней поверхности клетки связывается с поверхностным гетеро-димерным белком интегрином и интернализуется в клетку путем эндоцитоза в клатриновых везикулах, в которых железо связано в большой комплекс массой 520 кДа, известный как.

В комплекс входят интегрин, мобилферрин, флавинмонооксигеназа, связанные с помощью NADP. Этот комплекс служит ферри-редуктазой и восстанавливает Fe 3+ до Fe 2+ . В состав комплекса входят и другие компоненты, например, ß-2-микроглобулин, функции которых еще до конца не выяснены. Этим путем также поглощаются растворимые хелаты железа, например, цитрат железа. Комплекс железа ассоциируется с клеточной поверхностью интегрином, а затем переносится в цитоплазму мобилферрином.

У железодефицитных животных и DMT-1, и мобилферрин сосредоточены на апикальной поверхности микроворсинок. Значительная часть железотранспортных белков локализуется в бокаловидных клетках и вне клеток в муцине, о чем свидетельствуют результаты иммунофлуоресцентного анализа, электронной микроскопии и выделения муцина центрифугированием в градиенте хлорида цезия. Simovich М. с соавт. предложили новую модель транспорта ионов металлов.

Металлотранспортные белки путем экзоцитоза выходят из внутриклеточных везикул в просвет кишечника, где они взаимодействуют с муцином. Это увеличивает площадь поверхности и позволяет большей части железа, находящегося в содержимом просвета кишки, связаться с белками. Как только металл связывается с экстернализованным белком, он интернализуется в клетку. Этот механизм объясняет многие уникальные свойства железосвязывающих белков, и может быть более общей моделью для объяснения механизма поглощения других питательных веществ.

Третий путь абсорбции железа в энтероцитах обусловлен тем общеизвестным фактом, что в составе обычной пищи примерно 30 % продуктов питания содержат железо в составе гемоглобина и миоглобина, которые имеют не разрушенный в процессе протеолиза гем. Он способен проходить через апикальную мембрану энтероцита. При этом важно подчеркнуть, что участники процесса транспорта гема до сего времени не изучены (кроме НСР1 и гемоксигеназ).

Важным представляется и тот факт, что через базолатеральную мембрану гем не проходит, а подвергается полному распаду в лизосомах энтероцитов. Тем не менее, наличие участвующего в транспорте гема белка (экспортера гема Abcg2), практически во всех типах клеток позволяет постулировать важную роль процесса транспорта гема в поддержании гомеостаза железа в организме. Можно также предположить осуществление этими белками регуляторных функций, учитывая их расположение на апикальной мембране энтероцита и способность к реэкспорту избытка гемового железа в просвет кишки.

В энтероцитах железо связывается и хранится в виде ферритина, который впоследствии либо используется, либо удаляется в результате слущивания эпителиальных клеток. Квота железа, предназначенная для метаболизма в других тканях, переносится через базо-латеральную мембрану энтероцита.

Базолатеральный транспортер - ферропортин FPN 1, ответственный за транслокацию железа из клеток кишечника в кровь через базолатеральную мембрану - локализуется в мембранах зрелых энтероцитов и отсутствует в клетках крипты. Этот транспортер требует присутствия гефестина, церулоплазминподоб-ной ферроксидазы, для окисления железа из Fe 2+ в Fe 3+ . Поступающее в кровь железо практически полностью связывается апотрансферрином для дальнейшего транспорта во все органы и ткани.

Наряду с функцией экспорта железа из энтероцита в кровь базолатеральная мембрана осуществляет важную регуляторную функцию за счет наличия в ней трансферриновых рецепторов, реагирующих с трансферрином плазмы крови. В зависимости от уровня металлизованного трансферрина, трансферриновый рецептор сигнализирует о необходимости усиления или ослабления поглощения железа из просвета кишечника.

Транспорт железа в кишечнике и другие металлы

Наличие развитой системы транспорта железа в проксимальном отделе тонкого кишечника обеспечивает, в известной мере, его защитную роль при нагрузке организма широким спектром эссенциальных и токсичных металлов. Это объясняется использованием многими металлами для поступления в кровь желе эотранспортной системы. Так, например, способность DMT1 к транспорту отличных от железа двухвалентных тяжелых металлов способствует их всасыванию в верхнем отделе тонкой кишки.

Этим путем в организм попадают, в частности, Ni 2+ и Со 2+ . Экспериментально установлено, что для Мn 2+ данный путь поступления является основным при непрофессиональном контакте, хотя в последние годы были открыты и другие, независимые от DMTI пути. Кроме того, этот путь может использоваться в качестве вспомогательного при абсорбции Cd 2+ , Cu 2+ , Pb 2+ и Zn 2+ . Тем не менее, процесс абсорбции этих металлов может быть эффективным лишь при дефиците железа в клетках, либо при высоком содержании конкурирующего металла в кишечнике. Поглощение железа подавляется на 50% при соотношении концентраций Cu:Fe = 1,4. Ингибирование возрастает до 79,2 и 92,5% при его увеличении до 10 и 100 раз, соответственно. Подобные соотношения имеют место и при свинцовых отравлениях. Однако, при этом имеет место потенцирующий эффект за счет включения двух механизмов дополнительно: ингибирование свинцом всасывания железа и его биодоступности в процессах эритропоэза.

Возможность использования DMT1 для абсорбции Си 2+ и РЬ 2+ подтверждается повышенным всасыванием этих металлов при гиперэкспрессии DMT1. Вспомогательный характер этого пути подтверждается отсутствием заметного конкурентного ингибирования всасывания железа в присутствии Си 2+ и РЬ 2+ в относительно низких концентрациях, что показано в экспериментах in vitro, а также достаточно эффективным всасыванием РЬ 2+ в других отделах кишечника, например, в подвздошной кишке, где содержание DMT1 значительно ниже, чем в дуоденуме.

Умеренный избыток железа в пище понижает всасывание Cd 2+ , который на апикальной мембране энтероцита связывается с DMT1. Активация DMT1 дефицитом железа протекает по генетически обусловленному механизму с активацией синтеза мРНК и самого белка, что требует для реализации значительного времени (3-7 суток), связывание же кадмия с DMT1 идет в режиме реального времени, эффект наблюдается через 2-3 часа. Это не исключает наличия других механизмов всасывания кадмия через мембрану энтероцита.

Исследования на людях и животных показали антагонистические взаимоотношения железа и цинка при их всасывании в кишечнике. Цинк снижает индуцированную поглощением железа (Н202)-генерирующую систему глюкозы/глюкозооксидазы, ингибирует активацию железо-регуляторного белка 1 и экспрессию DMT1. Частичная общность транспортных путей при поглощении цинка и железа объясняет конкурентный характер их всасывания, что должно обязательно учитываться при коррекции микроэлементозов медикаментозным путем.

Альтернативный путь транспорта железа посредством мобилферрининтегрина также частично используется в транспорте цинка и кадмия. Цинк и железо конкурируют между собой за связывание с мобилферрином, но в целом их транспорт не является конкурентным. Иммунопреципитаты интегрина, содержащего радиоизотоп Zn, были получены с мо-ноклональными антителами к p-1-интегрину человека. Это позволило предположить, что Fe и Zn могут использовать различные интегрины для пересечения клеточной мембраны.

Поступающие в энтероциты ТМ транспортируются в кровь путем образования комплексов с металлотионеином и другими транспортерами, индуцибельный синтез которых в энтероцитах достигает высоких значений в условиях соответствующей нагрузки.

Помимо алиментарных металлоэнтеропатий, существенное значение для токсикологии железа имеют такие особенности его биологического действия, как способность вызывать оксидативный стресс при действии различных физических и химических инициирующих факторов, что лежит в основе патогенеза широкого круга заболеваний. Их развитие может усугубляться в условиях железодефитных анемий различного генеза, а также наследственным гемохроматозом и вторичными гиперхромными состояниями.

В частности, наследственный гемохроматоз (НН) является аутосомно-рецессивным заболеванием, характеризующимся повышенной кишечной абсорбцией железа из пищи. Без терапевтического вмешательства, перегрузка железом приводит к множественным поражениям органов, таким как цирроз печени , кардиомиопатия , диабет , артрит, гипогонадизм и пигментация кожи. Большинство больных НН являются носителями мутантных генотипов HFE. Кроме того, у них могут отмечаться мутации в генах, которые кодируют белки, участвующие в процессах регуляции гомеостаза железа, такие как гемо-ювелин, гепсидин, рецептор трансферрина 2 (TfR2) и ферропортина (SLC40A1).

Таким образом, накопленный в основном в последние годы значительный объем информации, касающейся одного из ключевых и лимитирующих этапов обмена железа в организме человека и животных и поддержания его гомеостаза, показывает, что система кишечного транспорта железа носит сложный, многокомпонентный и тонко регулируемый характер. Эта система оказывает влияние на осуществление и эффективность выполняемых этим биоэлементом жизненно важных функций.

Доминирующую роль в кишечной абсорбции и транспорте железа играют белки-транспортеры. Представления о их функционировании подверглись существенному пересмотру в связи с открытием ряда вспомогательных и регуляторных белков, которые объединяются с соответствующими транспортерами в функциональные комплексы. Они обеспечивают целенаправленную трансформацию транспортных форм железа с минимизацией риска токсического действия, а также осуществляют управление гомеостазом железа, обеспечивая его биодоступность для метаболических и физиологических процессов.

Анализ механизмов действия систем транспорта железа в энтероцитах показал наличие их существенных особенностей, а также вскрыл наличие ряда недостаточно изученных аспектов проблемы транспорта, которые касаются ее физиологического и токсикологического компонентов.

Все это выдвигает задачу проведения дальнейших исследований по следующим основным направлениям:

  1. Установление роли и взамосвязи транспортных белков и основных путей абсорбции и дальнейшей транслокации железа из кишечника.
  2. Изучение роли комплексов металла с муцином, механизмов абсорбции на люминальной мембране кишечника и их значимости в процессах абсорбции железа и других металлов.
  3. Остается недостаточно изученным воздействие железа и других металлов на ферментный комплекс желудка и кишечника во взаимосвязи с абсорбцией и усвоением эссенциальных микроэлементов, а также обратной взаимосвязи с пищеварительной функцией секреторного и энзиматического аппарата ЖКТ.
  4. Отсутствует дифференциация путей транспорта железа с участием DMT1 и мобилферрина, а абсорбцию гема в кишечнике можно считать практически неизученной.

Л.М. Шафран, Е.Г. Пыхтеева, Е.С Шитко
Украинский НИИ медицины транспорта, г. Одесса

Препятствует ли кальций всасыванию железа?

Leif Hallberg

Institute of Internal Medicine , Department of Clinical Nutrition,

University of Göteborg, Annedalsklinikerna, Sahlgrenska University

Hospital, Göteborg, Sweden.

Am J Clin Nutr 1998;68:3–4.

Ряд исследований на животных прямо указывают на то, что кальций препятствует всасыванию железа пищи; и что увеличение количества кальция в пище может привести даже к дефициту железа (1, 2). Данные эпидемиологов также указывают на негативное влияние кальция на усвояемость железа. Крупное исследование во Франции (n= 1108) показало, что концентрация сывороточного ферритина и гемоглобина отрицательно коррелировала с поступлением кальция, причем существенно (3). Подобные выводы были сделаны и по результатам исследования на французских студентах (n=4При длительном исследовании было установлено, что у девушек усиленное поступление кальция коррелирует с низкой концентрацией сывороточного ферритина (5). Однако, при использовании тех же методов были получены и обратные данные. Более того, одна и та же группа исследователей могла публиковать противоречивые результаты. Например, одна группа ученых показала ингибирующий эффект кальция на всасывание железа в одних экспериментах (6, 7) и отсутствие эффекта в других (8). Таким образом, мы сообщили о получении противоречивых результатах в двух исследованиях (2, 9). Так, в выпуске The American Journal of Clinical Nutrition (10), были представлены два исследования по влиянию кальция на всасывание железа, содержавшие противоречивые результаты. Возникает вопрос: «Существует ли специфическое влияние кальция на всасывание железа или это ошибки экспериментов?».

Большинство факторов, определяющих усвояемость железа, изменяют его биодоступность в просвете кишечника. Эффект кальция, при этом неоднозначен. Показано ингибирование кальцием всасывания железа как в гемовой, так и в негемовой формах (2, 11). Всасывание гемового и негемового железа опосредовано разными рецепторами в слизистой оболочке кишечника, следовательно, ингибирование кальцием всасывания железа происходит внутри клетки кишечника на этапах транспорта, общих для обеих форм железа. Эти различия между действием кальция и других факторов, влияющих на усвоение железа, сами по себе не вызывают методологических проблем.

Количественное соотношение между поступлением кальция и степенью ингибирования всасывания железа (2) зависит от прочих факторов, влияющих на всасывание железа. Снижения усвояемости железа не наблюдается, если пища содержит менее 40 мг кальция. Также не наблюдается дальнейшего увеличения степени ингибирования при достижении дозы кальция в 300мг. Эта обратная S-образная зависимость между количеством кальция в пище и степенью ингибирования всасывания железа хорошо описывается моделью одностороннего конкурентного связывания. На практике это означает, что добавление 200 мг кальция к пище, содержащей, скажем, 100 мг кальция, приведет к снижению абсорбции железа на 40%; в то время как добавление 200 мг к пище, уже содержащей 300 мг, не вызовет эффекта. Эта особенность была проиллюстрирована в двух работах. В предыдущем исследовании мы обнаружили, что употребление 250 мл молока с гамбургером (уже содержащем 220 мг кальция) не приводит к существенному снижению уровня абсорбции железа (9). Но тогда эта количественная зависимость еще не была известна. В другом исследовании не было выявлено эффекта при употреблении 150 мл молока или 125г йогурта с «типичной французской пищей», уже содержащей 320 мг кальция (12). Данные два исследования отличаются от остальных (в том числе и от этого (10)), в которых эффект кальция на всасывание железа был изучен с помощью измерений направленных на определение абсорбции железа(2, 6, 7, 13-15).

Тем не менее, есть одно исключение (8). В этом исследовании измерялась усвояемость железа во время двух основных приемов пищи в течение 2, 5-дневных периодов у 14-ти человек, не испытывавших дефицита железа, добровольцы уменьшали или увеличивали содержание кальция в пище в течение 2 данных периодов. При сравнении уровня абсорбции железа не было выявлено статистически достоверных различий. Но если бы сравнивались средние значения для всех реципиентов, а не индивидуально для каждого, то, возможно, различия бы были выявлены.

В двух исследованиях эффект кальциевых добавок на усвояемость железа планировалось оценить по сокращению запасов железа, определяемому по уменьшению концентрации сывороточного ферритина. В первом рандомизированном исследовании (16) с участием 57 здоровых женщин уменьшение концентрации ферритина наблюдалось при употреблении 500 мг кальция с каждым из двух приемов пищи в сутки. После 12 недель лечения концентрация ферритина уменьшилась по сравнению с исходной (34,9 мкг/л) на 2,2 мкг/л, а у контрольной группы увеличилась на 2,6 мкг/л. Различия были не значимы. Подобный метод был использован и во втором исследовании, опубликованном в этом же выпуске Am J Clin Nutr (10). Кальциевые добавки по 400 мг употреблялись при каждом приеме пищи три раза в день в течение 6-ти месяцев у 11-ти взрослых пациентов (7женщин, 4 мужчины), которые не испытывали дефицит железа. Суточное поступление кальция среди пациентов тест-группы оценивалось в мг (метод не указан). В течении эксперимента концентрация сывороточного ферритина существенно не отклонялась от начального значения (46+ 7 мкг/л).

Правомерность используемого параметра для непрямого метода оценки усвояемости железа не была доказана для взрослых пациентов с достаточным содержанием железа в организме. В некоторых работах было показано, что запас железа у здоровых взрослых людей постоянен и существенно не меняется (17). Эта же картина наблюдалась при долговременном приеме добавок железа лицами, не испытывающими его дефицит. Последние исследования показали линейную зависимость между логарифмом величины усвояемости железа и его запасом (рассчитано по концентрации ферритина) (17). Параллельные регрессионные прямые также были получены для диет с разной биологической доступностью. Данные, полученные с помощью регрессионного анализа, позволили рассчитать зависимость между поступлением/потерями железа и темпами изменения его запасов в организме. Стало ясно, что формирование устойчивых запасов железа у взрослых происходит в течение 2-3 лет. Следовательно, при умеренном изменении темпов поступления/потерь железа в организм, изменения в запасах железа произойдут спустя много времени (через годы). Таким образом, не следует ожидать значительных изменений в концентрации сывороточного ферритина при дополнительном потреблении кальция с пищей у взрослых людей с нормальным запасом железа в течение принятого интервала времени.

В общем и целом, ингибирующее влияние кальция на усвояемость железа подтверждается исследованиями, основанными на непосредственном измерении всасываемости железа. Противоречащие этому данные могут быть объяснены. Например, отсутствие эффекта при оценке его по концентрации сывороточного ферритина объясняется тем, что для достижения существенных изменений в концентрации ферритина требуется проведение более длительного эксперимента с более контрастными условиями. Обобщая все результаты, можно уверенно сказать, что кальций в тех количествах, в которых он присутствует в пище, ингибирует всасывание железа как в гемовой, так и в негемовой формах. Практическим выводом из этого может служить следующая рекомендация: лица с повышенной потребностью в железе (подростки, женщины во время беременности и менструаций) должны сократить потребление кальция с блюдами, содержащими много железа. Пищевые добавки с кальцием, при необходимости их использования, желательно принимать перед сном.

Список литературы:

Barton JC, Conrad ME, Parmley RT. Calcium inhibition of inor-ganic iron absorption in rats. Gastroenterology 1983;84:90–101. Hallberg L, Brune M, Erlandsson M, Sandberg AS, Rossander-Hul-ten L. Calcium: effect of different amounts on nonheme - and heme-iron absorption in humans. Am J Clin Nutr 1991;53:112–9. Preziosi P, Hercberg S, Galan P, Devanlay M, Cherouvrier FHD. Iron status of a healthy French population: factors determining bio-chemical markers. Ann Nutr Metab 1994;38:192–202. Galan P, Hercberg S, Soustre Y, Dop MC, Dupin H. Factors affect-ing iron stores in French female students. Hum Nutr Clin Nutr 1985;39C:279–87. Kenney MA. Factors related to iron nutrition of adolescent females. Nutr Res 1985;5:157–66. Monsen ER, Cook JD. Food iron absorption in human subjects. IV. The effects of calcium and phosphorus salts on the absorption of nonheme iron. Am J Clin Nutr 1976;29:1142–8. Cook JD, Dassenko SA, Whittaker P. Calcium supplementation: effect on iron absorption. Am J Clin Nutr 1991;53:106–11. Reddy MB, Cook JD. Effect of calcium intake on nonheme-iron absorption from a complete diet. Am J Clin Nutr 1997;65:1820–5. Hallberg L, Rossander L. Effect of different drinks on the absorp-tion of non-heme iron from composite meals. Hum Nutr Appl Nutr 1982;36A:116–23. Minihane AM, Fairweather-Tait SJ. Effect of calcium supplementa-tion on daily nonheme-iron absorption and long-term iron status. Am J Clin Nutr 1998;68:96–102. Hallberg L, Rossander-Hulthén L, Brune M, Gleerup A. Inhibition of haem-iron absorption in man by calcium. Br J Nutr 1992;69:533–40. Galan P, Cherouvrier F, Preziosi P, Hercberg S. Effect of the increasing consumption of dairy products upon iron absorption. Eur J Clin Nutr 1991;45:553–9. Dawson-Hughes B, Seligson FH, Hughes VA. Effects of calcium carbonate and hydroxyapatite on zinc and iron retention in post-menopausal women. Am J Clin Nutr 1986;44:83–8. Hallberg L, Rossander-Hulthén L, Brune M, Gleerup A. Calcium and iron absorption: mechanism of action and nutritional impor-tance. Eur J Clin Nutr 1992;46:317–27. Gleerup A, Rossander-Hulthen L, Gramatkowski E, Hallberg L. Iron absorption from the whole diet: comparison of the effect of two dif-ferent distributions of daily calcium intake. Am J Clin Nutr 1995;61:97–104. Sokoll LJ, Dawson-Hughes B. Calcium supplementation and plasma ferritin concentrations in premenopausal women. Am J Clin Nutr 1992;56:1045–8. Hallberg L, Hulten L, Gramatkovski E. Iron absorption from the whole diet in men: how effective is the regulation of iron absorp-tion? Am J Clin Nutr 1997;66:347–56. Sayers MH, English G, Finch CA. Capacity of the store-regulator in maintaining iron balance. Am J Hematol 1994;47:194–7.