Дефицит железа в организме - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ ПО СРЕДНЕМУ И ВЫСШЕМУ
МЕДИЦИНСКОМУ ОБРАЗОВАНИЮ
ВТОРОЙ ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ
БИОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА В ОРГАНИЗМЕ
(Методическое пособие)
Ташкент 2005
Кафедра биоорганической и биологической химии Второго Ташкентского Государственного медицинского института
Составители:
Иноятова Ф.Х., профессор кафедры биоорганической и биологической химии, д.б.н.
Собирова Р.А., заведующий кафедры биоорганической и биологической химии, д.м.н.
Орифов Н., ассистент кафедры ВОП-2 с курсом гематологии.
Шукуров И.Б., ст.преп.кафедры биохимии БухГосМИ
Рецензенты:
Абраров А.А., профессор кафедры биоорганической и биологической химии,
фармакологии Второго ТашГосМИ, д.м.н., профессор.
Хаджиметов А.А., заведующий кафедры биохимии Первого ТашГосМИ,
д.б.н., профессор.
Бабаджанова Ш.А., заведующий курса гематологии кафедры ВОП-2 Второго
ТашГосМИ, д.м.н., профессор.
Фарманкулов Х.К., профессор кафедре гематологии и переливания крови
ТашИУВ, д.м.н., профессор.
Методическое пособие к лабораторным занятиям по биологической химии.
Предназначено для резидентов и студентов медицинских институтов. В ней
даны теоретические основы обмена железа в организме, биохимические основы его регуляции, механизмы развития железодефицитных состояний и
методы оценки обмена железа в организме, применение данной темы в медицине, а также контрольные вопросы и упражнения по заданной теме.
2
МЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ЖЕЛЕЗА В
ОРГАНИЗМЕ
Распространенность железа на земном шаре
Железо по своей распространенности на Земле и, вероятно, во Вселенной стоит на одном из первых мест среди других элементов. Напомним, что
железо - элемент VIII группы периодической системы Д.И.Менделеева. Будучи широко распространенным в природе Земле и во Вселенной, железо является поистине драгоценным металлом для живых существ, входит в состав
дыхательных пигментов, в том числе гемоглобина, участвует в процессе связывания и переноса кислорода к тканям в организме животных и человека,
стимулирует функцию кроветворных органов, участвует в клеточном дыхании и жизнедеятельности всех органов и тканей. Железо встречается всюду,
как на Земле, особенно в ее ядре, так и в метеоритах (в последних - от 20 до
90%). Железо входит в состав многих минералов в форме оксида железа, обнаруживается в морской воде, в грунтовых водах и водах различных водоемов.
Биологическая роль железа
Железо участвует в функционировании всех биологических систем. Суточная потребность железа в организме составляет для мужчин 10 мг, для
женщин 18 мг. В период беременности потребность организм в железе возрастает до 38 мг, а при лактации – до 33 мг. Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, из которых 70% находится в составе гемоглобина, 510% - в составе миоглобина, 20-25% - в виде резервного железа (ферритин,
гемосидерин) и не более 0,1% - в плазме крови. Около 1% железа входит в
состав внутриклеточных ферментов.
Различают клеточное железо, внеклеточное железо и железо запасов.
Клеточное железо (функциональное) составляет значительную часть
от общего количества железа в организме, участвует во внутреннем обмене
железа и входит в состав гемсодержащих соединений: гемоглобин, миоглобин, гемовые (цитохромы, каталаза, пероксидаза) и негемовые (НАДНдегидрогеназы) ферменты и металлопротеиды.
Внеклеточное железо (транспортное). К нему относят свободное железо плазмы и железосвязывающие сывороточные белки: трансферрин и лактоферрин, участвующие в транспорте железа.
Железо запасов (депо). Находится в организме в виде двух белковых
соединений – ферритина и гемосидерина – с преимущественным отложением
в печени, селезенке и мышцах. Они включаются в обмен при недостаточности клеточного железа. Депо железа - величина непостоянная, определяемая
разницей между поступившим и выделенным из организма железом.
Эти данные суммированы в табл. 1 и представлены на рис. 1 и 2.
3
Таблица 1
Распределение железа в организме взрослого человека (Vifor International Inc,
2001)
Концентрация (мг Fe/кг)
Тип железа
Женщины
Мужчины
Функциональное железо
Гемоглобин
28
31
Миоглобин
4
5
Гемовые ферменты
1
1
Негемовые ферменты
1
1
Транспортное железо
Трансферрин
<1 (0,2)
<1 (0,2)
Депо железа
Ферритин
4
8
Гемосидерин
2
4
Общее количество
40
50>
Обмен железа
Метаболизм железа в организме представляет один из самых высокоорганизованных процессов, при котором практически все железо, высвобождающееся при распаде гемоглобина и других железосодержащих белков, вновь
утилизируется. Поэтому, несмотря на то, что ежедневно абсорбируется и выводится лишь очень малое количество железа, его метаболизм в организме
очень динамичный (Aisen, 1992; Worwood,1982). Способность организма выводить железо строго ограничена.
4
Рис. 1. Схематическая иллюстрация обмена железа в организме. ЭПО:
Эритропоэтин; РЭК: Ретикулоэндотелиальные клетки. (Vifor International Inc,
2001).
Железо, поступившее с пищей в течение суток (1-2 мг)
Общая потеря
(1 мг/cут)
Потеря железа с калом (>0,7 мг/сут)
Кишечник
Другие потери
Плазма (общее содержание железа (>20 мг)
Свободно циркулирующее железо
(>7 мг)
Железо, связанное с трансферрином (>4 мг)
Селезёнка, печень,
мышцы
Железо запасов
Другие соединения
железа (>9 мг)
Другие органы
Костный мозг
Железо
других
клеток
Железо
запасов
Эритроцит
Железо гемоглобина
1,7-2,6 г.
Клеточное
железо (ферменты, цитохромы и т. д.)
Макрофаги
Желез
Клеточное
запасов
железо
5
Рис.2. Схема обмена железа (Fe) в организме здорового мужчины с массой тела 70 кг. (Литвицкий, 2003).
Всасывание железа
Процесс всасывания железа является основным в поддержании гомеостаза железа. В целом, только малая часть железа, содержащегося в продуктах, абсорбируется. Количество всосавшегося железа определяется меж- и
внутрииндивидуальными различиями. Железо всасывается как в виде гема
(10% поглощаемого железа), так и в негемовой (9%) форме с помощью ворсинок верхней части тонкого кишечника. Сбалансированная ежедневная диета содержит около 5-10 мг железа (гемового и негемового), но всасывается
лишь 1-2 мг. Гемовое железо содержится лишь в небольшой части пищевого
рациона (мясные продукты) (табл.2). Оно очень хорошо всасывается (на 2030%) и на его усвоение не влияют другие компоненты пищи. Большая часть
пищевого железа - негемовое (оно содержится в основном в листовых овощах). Степень его усвоения определяется рядом факторов, которые могут,
как мешать, так и способствовать абсорбции железа. Большая часть трехвалентного железа Fe (III) образует нерастворимые соли, например, c фитином,
таннином и фосфатами, присутствующими в продуктах питания, и выводится
с калом.
Таблица 2
Содержание железа (в мг) в некоторых продуктах питания
“Бедные”
<0,9 мг в 100 г продукта
Морковь,
гранат,
клубника, виноград,
апельсин, мандарин,
коровье
молоко,
сливочное масло
“Средние”
от 1,0 до 4,9 мг в 100 г продукта
Крупа пшеничная и овсяная,
мука гречневая и овсяная, баранина, говядина, шпинат, яблоки,
яйцо куриное, черная смородина, икра кетовая, крупа манная,
курица, рис, картофель, капуста
“Богатые”
5,0 мг > в 100 г
продукта
Печень свиная,
печень говяжья,
толокно, желток
куриного яйца.
Биодоступность трехвалентного железа из пищевых продуктов и синтетических гидроокисных комплексов железа (III) определяется скоростью высвобождения железа из них и концентрацией железосвязывающих белков,
таких как трансферрин, ферритин, муцины, интегрины и мобилферрин. Количество железа, абсорбируемого организмом, строго контролируется механизмом, детали которого еще недостаточно изучены. Были выявлены различные факторы, которые влияют на усвоение железа, например уровень гемоглобина, величина запасов железа, степень эритропоэтической активности
костного мозга и концентрация связанного с трансферрином железа. В тех
случаях, когда синтез гемоглобина и эритроцитов повышен, например, во
время беременности, у растущих детей, или после кровопотери, уровень вса6
сывания железа возрастает. На рис.3 показана схема всасывания железа в
кишечнике.
Рис. 3. Всасывание гемового и негемового железа. Принципы всасывания гемового и негемового железа из пищи. (Vifor International Inc, 2001).
Гемовое железо. Всасывается как железопорфириновый комплекс с помощью специальных рецепторов. Не подвержено влиянию различных факторов в просвете кишечника.
Негемовое железо. Всасывается как разновидность железа поступающего из солей железа. На процесс абсорбции в кишечнике оказывает влияние
ряд факторов: концентрация солей железа, пищевые продукты, pH, лекарственные препараты. Всасывается в виде железа, образующегося из комплексов Fe (III). Находятся под влиянием обмена таких железо-связывающих белков, как трансферрин, муцины, интегрины, и мобилферрин.
Оксигеназа гема, специальный фермент, стимулирует распад комплекса
железа и порфирина.
Кальций подавляет абсорбцию как гемового, так и негемового железа.
Наиболее вероятно, что данный эффект осуществляется на общем транспортном этапе в клетках кишечника.
Транспорт железа
В клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, во время процесса
всасывания, закисное железо (Fe(II)) превращается в окисное железо (Fe(III))
для того, чтобы быть включенным в состав трансферрина и транспортироваться по всему организму. Трансферрин синтезируется печенью. Он отвечает за транспортировку не только всосавшегося в кишечнике железа, но и железа, поступающего из разрушенных эритроцитов для повторного использования. В физиологических условиях заняты не более, чем 30% железосвязывающих рецепторов трансферрина плазмы. Это определяет общую желе7
зосвязывающую способность плазмы как 100-150 мкг/100 мл. Молекулярный
вес железотрансферринового комплекса слишком велик для того, чтобы выделяться почками, поэтому он остается в кровеносном русле.
Хранение железа
Железо хранится в организме в виде ферритина и гемосидерина. Из этих
двух белков, на долю ферритина приходится большая часть хранимого железа, которое представлено в виде гидроокиси/окиси железа, заключенной в
белковую оболочку, апоферритин. Ферритин обнаруживается практически во
всех клетках, обеспечивая легкодоступный резерв для синтеза железосодержащих соединений и представляя железо в растворимой, неионной и, безусловно, нетоксичной форме. Наиболее богаты ферритином предшественники эритроцитов в костном мозге, макрофаги и ретикулоэндотелиальные клетки печени. Гемосидерин рассматривают как уменьшенную форму ферритина,
в которой молекулы потеряли часть их белковой оболочки и сгруппировались вместе. При избытке железа, часть его, хранимая в печени в виде гемосидерина, увеличивается. Запасы железа расходуются и возмещаются медленно и, поэтому, недоступны для экстренного синтеза гемоглобина при
компенсации последствий острого кровотечения или других видов кровопотерь.
Регуляция метаболизма железа
Когда организм насыщен железом, то есть, им "заполнены" все молекулы апоферритина и трансферрина, уровень всасывания железа в желудочнокишечном тракте уменьшается. Напротив, при сниженных запасах железа,
степень его абсорбции увеличивается настолько, что поглощение становиться значительно больше, чем в условиях пополненных запасов железа. Когда
почти весь апоферритин насыщается, трансферрину становится сложно высвобождать железо в тканях. В то же время и степень насыщения трансферрина увеличивается и он исчерпывает все свои резервы в связывании железа.
Недостаточность железа определяется как дефицит общего количества
железа, обусловленный несоответствием между возросшими потребностями
организма в железе и его поступлением, или его потерями, приводящими к
отрицательному балансу. Физиологическая потеря железа происходит с калом. Незначительная часть железа теряется с потом и клетками эпидермиса.
Общая потеря железа – 1 мг/сутки. Также физиологическими считают потери
железа с менструальной кровью, с грудным молоком.
Дефицит железа в организме развивается, когда потери его превышают 2
мг/сут. П этому могут привести:
1.
Снижение поступления железа в организм вследствие: общего
голодания; значительного уменьшения в рационе продуктов питания, содержащих железо; нарушение всасывания железа в желудочно-кишечном тракте.
Всасывается в основном двухвалентное железо, входящее в состав гема.
Нарушение этого процесса развивается при хронических гастритах, энтери8
тах, резекции желудка и особенно тонкой кишки, синдром недостаточного
всасывания, синдром «слепой петли» и др.
2.
Увеличение потерь железа при хронических, повторных кровопотерях (желудочные, кишечные, маточные, носовые, почечные и др.), а также
массированных кровоизлияниях.
3.
Возрастания расходования железа организмом при беременности
и последующем вскармливании ребенка. В этот период теряется в общей
сложности более 800 мг железа. Особенно это развивается на фоне еще не
проявившегося клинического дефицита железа. Интенсивный рост и др.
В общем, могут быть выделены две стадии недостатка железа:
Латентный дефицит железа: Уменьшение запасов железа: уровень железа ферритина снижен; увеличена концентрация эритроцитарного протопорфирина; насыщение трансферрина уменьшено; уровень гемоглобина в
норме.
Железодефицитная анемия (клинически выраженный дефицит железа): После истощения запасов железа, синтез гемоглобина и других железосодержащих соединений, необходимых для метаболизма, ограничен:
уменьшается количество ферритина; концентрация эритроцитарного протопорфирина растет; насыщение трансферрина падает; уровень гемоглобина
снижается. Развивается железодефицитная анемия (клинически выраженный
дефицит железа). На рис. 4 представлен патогенез железодефицитных состояний.
Дефицит железа в организме
Замедление синтеза гема
Торможение образования гемоглобина
Анемия
Повреждение тканей и органов
Нарушение синтеза железосодержащих соединений (ферментов, миоглобина)
Снижение активности антиоксидантных факторов
Интенсификация липопероксидации
9
Рис. 4. Основные звенья патогенеза железодефицитных анемий.
(Литвицкий, 2003).
Эпидемиология
Дефицит железа остается самой частой причиной анемии в мире. Распространенность его определяется физиологическими, патологическими факторами и особенностями питания. Предполагают, что в мире страдает железодефицитной анемией около 1.800.000.000 человек (ВОЗ, 1998). Согласно
данным ВОЗ, дефицит железа определяется как минимум у 20-25% всех младенцев, у 43% детей в возрасте до 4 лет и 37% детей от 5 до 12 лет (ВОЗ,
1992). Даже в развитых странах эти цифры не ниже 12% - у детей до 4 лет и
7% детей в возрасте от 5 до 12 лет. Латентная форма недостатка железа, конечно, поражает не только маленьких детей, но и подростков. Проведенное в
Японии исследование, показало, что латентная форма недостатка железа развивается у 71,8% школьниц уже через три года после начала менструации.
Современное питание в совокупности с пищевыми добавками, а также
использование дополнительных источников железа, уменьшили общую заболеваемость и выраженность дефицита железа. Несмотря на это, обеспечение
железом все еще остается проблемой у некоторых групп населения, а именно
- у женщин. Из-за ежемесячных кровопотерь и вынашивания детей, у более,
чем 51% женщин детородного возраста во всем мире обнаруживаются недостаточные запасы железа или их отсутствие. Без поступления железа извне, у
большинства женщин во время беременности возникает дефицит железа.
Среди населения, употребляющего в пищу, содержащую железо с низкой биодоступностью или страдающего от хронических желудочнокишечных кровопотерь, вследствие, например, глистной инвазии, и, безусловно, при сочетании обоих факторов, распространенность недостаточности железа наибольшая.
Нарушение всасывания железа бывает одной из причин его недостатка.
У некоторых больных, нарушенная абсорбция железа в кишечнике может
маскироваться общими синдромами, такими как стеаторрея, спру, целиакия
или диффузный энтерит. Атрофический гастрит и сопутствующая ахлоргидрия также могут уменьшать всасывание железа. Недостаточность железа часто возникает после операций на желудке и гастроэнтеростомии. Плохой абсорбции железа могут способствовать как снижение продукции соляной кислоты, так и уменьшение времени, необходимого для всасывания железа.
Менструирующие женщины, имеющие повышенную потребность в железе,
могут употреблять продукты с очень низким содержанием железа и/или содержащие ингибиторы всасывания железа, такие как кальций, фитины, таннины или фосфаты. Больные с пептической язвой, склонные к желудочнокишечным кровопотерям, могут принимать антациды, которые уменьшают
всасывание железа с пищей.
Латентный дефицит железа и умственные нарушения
10
Такие симптомы как слабость, упадок сил, рассеянное внимание, пониженная работоспособность, трудности с подбором правильных слов и забывчивость, часто ассоциируются с анемией. Принято объяснять эти клинические проявления исключительно сниженной способностью эритроцитов переносить кислород. Вместе с тем, железо само по себе оказывает влияние на
мозг и, следовательно, на умственные процессы. Поэтому такие симптомы
могут встречаться и у лиц, имеющих лишь дефицит железа при отсутствии
анемии (латентный дефицит железа).
Влияние железа на функции головного мозга
В исследовании, включавшем 69 студентов - правшей, Tucker с соавторами (1984) исследовали уровень сывороточного железа и ферритина, а также активность головного мозга, как в покое, так и в состоянии напряжения,
пытаясь выявить возможные корреляции между гематологическими параметрами и активностью мозга, а также умственными способностями. Полученные результаты были неожиданными. От уровня железа в организме зависели
и активность левого полушария, и умственные способности. Было установлено, что, чем ниже уровень ферритина, тем слабее активность не только левого полушария, но и затылочной доли обоих полушарий.
Это означает, что, если уровень ферритина сыворотки низкий, доминантное полушарие в целом, и зоны центров оптической памяти обоих полушарий, менее активны. А поскольку эти центры, а также область визуальной
речи и область сенсорной речи левого полушария являются основными в
функции памяти, становится очевидным, что состояние дефицита железа может привести к ослаблению памяти.
Одновременно результаты этого исследования показали корреляцию
между уровнем железа и познавательной активностью. В частности, беглость
речи (измеряемая способностью человека придумывать слова, начинающиеся
и заканчивающиеся определенными буквами) была снижена при уменьшенных запасах железа. Это не удивительно, так как области речи доминантного
полушария менее активны, при низком уровне железа.
Суммируя приведенные результаты, можно сказать, что и активность
мозга, и познавательные способности зависят от уровня железа в организме
(рис.5). В этой связи, встает вопрос о том, какой механизм лежит в основе латерализации активности мозга. Ранее предполагалось, что типичные симптомы недостатка железа, такие как слабость, плохая концентрация внимания и
т.д., обусловлены только низким уровнем гемоглобина. Однако, маловероятно, чтобы низкий уровень гемоглобина смог уменьшить активность только
определенных областей мозга. Это исследование, также как и ряд других, показали, что познавательные способности были снижены у больных с латентным дефицитом железа.
Существует два различных пути влияния дефицита железа на функциональную активность мозга: во-первых, железо играет важную роль в дофаминергических системах; во-вторых, уровень железа оказывает влияние на
миелинизацию нервных волокон.
11
Обмен железа в головном мозге находится на очень низком уровне, а
способность мозга запасать железо значительно менее выражена, чем у печени. Однако, в отличие от печени, головной мозг в большей степени удерживает железо и препятствует истощению его запасов. Уменьшение запасов железа, вызванное его нехваткой, происходит быстрее в печени, чем в головном
мозге. С другой стороны, после восполнения запасов железа, его уровень
возрастает намного быстрее в печени, чем в мозге, и, кроме того, уровень
железа в печени также выше, чем в мозге.
Рис. 5. Познавательная активность головного мозга и уровень железа. (Vifor
International Inc, 2001).
Единственным объяснением более медленного изменения уровня железа
в головном мозге является то, что процесс, благодаря которому железо проходит гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), отличается от процессов всасывания железа в кишечнике и хранения его в печени. ГЭБ пропускает дополнительное количество железа только в том случае, когда имеется дефицит
железа.
Физиология нервных синапсов
В результате генерации электрического импульса происходит высвобождение дофамина. Дофамин связывается как постсинаптически, т.е. последующей нервной клеткой, так и пресинаптически, т.е. данной клеткой. Если
он был захвачен последующей нервной клеткой, то он фиксируется дофамин2-рецептором (Д-2-рецептор) и стимулирует нервную клетку, т.е. импульс
переходит с одной клетки на другую. Если дофамин захватывается выделившей его клеткой, он связывается с дофамин-1-рецептором и посылает обратный сигнал, который прекращает дальнейший синтез дофамина. В случае недостатка железа, количество или чувствительность Д-2 рецепторов снижается
(рис.6). В результате, стимулирующий эффект дофамина на следующую
клетку уменьшается, и количество проходящих импульсов сокращается.
12
Было описано три возможных железо-зависимых механизма, которые
могут привести к уменьшению количества и чувствительности дофамин-2рецепторов: железо может входить в состав участка дофаминового рецептора, к которому прикрепляются нейротрансмиттеры; железо является компонентом двойного мембранно-липидного слоя, в который включены рецепторы; железо вовлечено в синтез дофамин-2-рецепторов.
Влияние Д 2 рецепторов на процесс обучения. Области мозга, в которых, как известно, концентрация железа наиболее высокая, также имеют самую густую сеть нейронов, специфически реагирующих на опиатные пептиды (энкефалины, эндорфины и т.д.). Они вовлечены в процессы памяти и
обучения, так как введение таких пептидов вызывает амнезию и забывчивость. У крыс с недостатком железа имеется очевидное увеличение опиатных
пептидов. Лежащий в основе этого механизм изучен недостаточно полно, однако считается, что дофамин является ингибитором опиатов, т.е. опиаты
уменьшают способность к обучению, а дофамин является ингибитором опиатов. Чем меньше Д2-рецепторов, тем менее выражен эффект дофамина, что
влечет за собой увеличение содержания опиатов (рис. 7).
Рис. 6. Дофаминовые рецепторы. В условиях дефицита железа, количество
или чувствительность Д-2 рецепторов снижается. (Vifor International Inc,
2001).
13
Рис. 7. Способность к обучению. (Vifor International Inc, 2001).
Влияние железа на миелинизацию. Yu с соавторами показали в исследовании на крысятах (1986), что недостаток железа у самки во время беременности и лактации, приводит к снижению миелинизации нервных клеток у
крысят по сравнению с потомством крыс, имевших достаточное содержание
железа. Очевидно, что если миелиновые оболочки дефектны, то импульсы не
могут проходить должным образом, и, в результате, нормальная работа нервных клеток нарушается (рис.8). Вследствие этого могут развиваться психические нарушения, часто необратимые.
Рис. 8. Нейрон и синапс. (Vifor International Inc, 2001).
При нарушении целостности миелиновой оболочки нарушается процесс
прохождения импульсов и функции нервной клетки. В результате возникают
психические отклонения, которые могут быть необратимы.
Преимущественное развитие мозга человека происходит в перинатальном периоде и в первые годы жизни. Поэтому очень важно избежать дефицита железа именно в это время.
14
Как уже упоминалось ранее, скрытый недостаток железа встречается не
только в детском возрасте, но также может развиваться у подростков и молодых женщин. Исследование, проведенное в Японии, показало, что 71,8%
школьниц страдают от скрытого недостатка железа уже через три года после
начала менструации.
Симптомы скрытого недостатка железа: слабость, утомление; беспокойство, недостаточная концентрация внимания; утренние головные боли;
депрессивная дисфория, психологическая лабильность; снижение работоспособности; пониженный аппетит; повышенная предрасположенность к инфекциям; трудность в подборе слов (беглость речи), забывчивость.
Диагностические критерии железодефицита
Определение концентрации сывороточного железа.
Содержание ферритина в сыворотке крови.
Определение железа сыворотки крови дает представление об уровне
транспортируемого железа в плазме крови, связанного с трансферрином.
Большие вариации содержания железа в сыворотке крови, возможность его
увеличения при некротических процессах в тканях (острый гепатолизис), его
снижение при воспалительных процессах ограничивают диагностическое
значение измерения железа сыворотки.
Во избежание ошибок при трактовке результатов определения содержания железа в сыворотке необходимо учитывать следующие правила и рекомендации:
 исследование должно проводиться до начала лечения препаратами железа. В противном случае, даже при приеме препаратов в течение короткого
промежутка времени, полученные показатели не отражают истинного содержания железа в сыворотке. Если препараты железа были назначены, то исследование может проводиться не ранее чем через 7 дней после их отмены;
 трансфузии эритроцитов, нередко проводимые до уточнения природы
анемии (выраженное снижение уровня гемоглобина, признаки сердечной недостаточности и т. д.), также искажают оценку истинного содержания железа
в сыворотке;
 для исследования сыворотки на содержание железа должны использоваться специальные пробирки, дважды промытые дистиллированной водой,
так как использование для мытья водопроводной воды, содержащей незначительные количества железа, влияет на результаты исследования. Для высушивания пробирок не следует использовать сушильные шкафы, так как с их
стенок при нагревании в посуду попадает незначительное количество железа;
 в настоящее время для исследования железа принято использовать в
качестве реактива батофенантралин, образующий с ионами железа цветной
комплекс со стойкой окраской и высоким молярным коэффициентом экстинкции; точность метода довольно высока;
15
 кровь для анализа следует брать в утренние часы, так как имеют место
суточные колебания концентрации железа в сыворотке (в утренние часы уровень железа выше);
 на показатели содержания железа в сыворотке оказывают влияние фаза
менструального цикла (непосредственно перед менструацией и во время нее
уровень сывороточного железа выше), беременность (повышение содержания железа в первые недели беременности), прием оральных контрацептивов
(повышение), острые гепатиты и циррозы печени (повышение). Могут
наблюдаться случайные вариации исследуемых показателей.
Измеряя только содержание железа в сыворотке крови, мы не получим
информации о причинах нарушенного обмена железа. Для этого необходимо
определять содержание в крови ферритина.
Ферритин – растворимый в воде комплекс гидроокиси железа с белком
апоферритином. Он находится в клетках печени, селезенки, костного мозга и
ретикулоцитах. Ферритин является основным белком человека, депонирующим железо. Хотя в крови ферритин присутствует в небольших количествах,
его концентрация в плазме отражает запасы железа в организме (табл.3).
Низкие значения ферритина – это первый показатель уменьшенных запасов железа в организме. Определение ферритина в сыворотке используется
для диагностики и мониторинга дефицита или избытка железа, дифференциальной диагностики анемий, слежения за развитием опухолей. Данный анализ имеет большое значение при диагностике нарушений метаболизма железа в организме (табл.4).
Таблица 3
Концентрация ферритина в организме в зависимости от возраста (Литвицкий,
2003)
Возраст
Содержание ферритина, нг/мл
Новорожденные: 0,5 месяца
90-628
1 месяц
144-399
2 месяца
87-43 0
4 месяца
37-223
6 месяцев
19-142
9 мес – 15 лет
14-142
Взрослые: мужчины
Женщины
34-310
22-112
Таблица 4
Показатели обмена железа в норме и при различных видах анемий
16
(Авцин А.П., 1990)
Норма
Железодефицитная
анемия
Инфекционная,
опухолевая
анемия
Нарушение
синтеза
гема и глобина
Железо сыворотки,
мкг/дл:
–женщины
–мужчины
50 – 160
< 50
<50
> 180
40 - 150
<40
<40
>170
Ферритин, мкг/л
58 - 150
<10-12
> 150
160-1000
Показатели метаболизма железа
Клинико-диагностическое значение показателей ферритина в сыворотке
крови:
Повышение активности может указывать на:
 острый миелобластный и лимфобластный лейкоз;
 лимфогранулематоз;
 новообразования, в частности, рак молочной железы;
 гнойно-септические процессы;
 ревматизм;
 хронические болезни почек;
 острые и хронические гепатиты;
 апластическая анемия;
 гемосидероз;
 пероральное и парентеральное лечение препаратами железа;
 гемотрансфузии;
Снижение концентрации может указывать на:
 железодефицитную анемию,
 гемолитические анемии с внутрисосудистым гемолизом.
Однако наибольшее значение определение ферритина имеет в диагностике и эффективности проведенного лечения железодефицитной анемии
(табл.5).
Таблица 5
Критерии диагностики дефицита железа (Демидова А.В., 1993)
Норма
Латентный
дефицит
железа
Железодефицитная
анемия
Гемоглобин, г/л:
мужчины
женщины
130-160
> 130
< 130
120-150
> 120
<120
Сывороточное железо, мкмоль/л:
10,6-28,3
<7,5
<7,5
Исследуемые
показатели
17
мужчины
женщины
Ферритин, нг/мл:
Мужчины
Женщины
6,6-26,0
<6,0
<6,0
34-310
< 40
<12
22-112
<40
<12
Литература.
1. Литвицкий. Патофизиология.- 2003.- Т.2.- С.22-80.
2. Гольденберг Е.Д., Дыгай А.М., Хлусов И.А. Итоги изучения механизмов кроветворения в норме и при патологии. //Вестник РАМН.- 1997.№5.- С.56-59.
3. Карамян Н.А., Казанец Е.Г., Айвазова Д.Х. и соавт. Растворимые рецепторы трансферрина: значение в диагностике анемий. //Клиническая
лабораторная диагностика.- 2003.- №4.- С.40-42.
4. Левина А.А., Цветаева Н.В., Колошейнова Т.И. Клинические, биохимические и социальные аспекты железодефицитной анемии.
//Гематология и трансфузиология.- 2001.- Т.46, №3.- С.51-55.
5. Мальтофер. Vifor International Inc, 2001.- 90с.
6. Морщакова Е.Ф., Павлов А.Д. Регуляция гомеостаза железа.
//Гематология и трансфузиология.- 2003.- Т.48.- С.36-39.
7. Пивник А.В., Подберезин М.М., Кременецкая А.М. Клиникогематологическая
характеристика
различных
форм
анемий.
//Гематология и трансфузиология.- 2000.- Т.45,№2.- С.3-7.
8. Сучков А.В., Митирев Ю.Г. Анемия. //Клиническая медицина.- 1997.№7.- С.71-75.
9. Aisen P. (1982). Current Concepts in Iron Metabolism. Clinics in Hematology, Vol. 11: 241-257.
10.Chapman and Hall. (1995). Iron and women in the reproductive years. Report of the British Nutrition Foundation Task Force. Iron Nutritional and
physiological significance.
11.Charlton R.W. and Bothwell T.H. (1982). Definition, Prevalence and Prevention of Iron Deficiency. Clinics in Hematology, Vol. 11: 309-325.
12.Danielson B.G. and Wikstrom B. (1991). Renal Control of Erythropoietin
Production: Erythropoietin in Renal Failure. Cilag AB.
18
13.Danielson B.G., Geisser P. and Schneider W. (1996). Iron Therapy with
Special Emphasis on Intravenous Administration, ISBN3-85819-223-6.
14.DeMaeyer E.M., Dallman P., Gurney J.M., Hallberg L., Sood S.K. and Srikantia S.G. (1989). Preventing and controlling iron deficiency anemia
through primary health care. World Health Organization Geneva.
15.Kagamimori S., Fujita T., Naruse Y., Kurosawa Y. and Watanabe M.
(1998). A longitudinal study of serum ferritin concentration during the female adolescent growth spurt. Annals of Human Biology, Vol. 15: 413-419.
16.Lozoff B., Jimenez E., Wolf A.W. (1991). Long-term developmental outcome of infants with iron deficiency. New England Journal of Medicine,
Vol. 325: 687-694.
17.Lozoff B., Jimenez E., Hagen J., Mollen E., Wolf A.W. (2000). Poorer Behavioral and Developmental Outcome More than 10 Years after Treatment
for Iron Deficiency in Infancy, Pediatrics Vol. 105: 1-11.
18.Oski F. A., Honig A.S., Helu B. and Howanitz P. (1983). Effect of iron therapy on behaviour performance in non-anemic, iron-deficient infants. Pediatrics, Vol. 71: 877-880.
19.Pablo: Preclinical psychopharmacology, Amsterdam: Excerpta Medica,
1983: 300-343.
20.Pablo: Preclinical psychopharmacology, Amsterdam: Excerpta Medica,
1985: 283-343.
21.Siegenthaler W. (1984). Differentialdiagnose innerer Krankheiten. Thieme
Verlag, New York: 4.33-4.35.
22.Tucker D.M., Sandstead H.H., Penland J.G., Dawson S.L. and Milne D.B.
(1984). Iron status and brain function: serum ferritin levels associated with
asymmetries of cortical electrophysiology and cognitive performance.
American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 39: 105-113.
23.Worwood M. (1982). Ferritin in human tissues and serum. Clinics in Haematology Vol. 11: 275-307.
24.Yehuda S. and Youdim M. (1982). Brain iron: a lesson from animal models.
American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 50: 618-629.
25.Youdim M.B.H, Ben-Shachar D. and Yehuda S. (1989). Putatuve biological
mechanisms of the effect of iron deficiency on brain biochemistry and behavior. American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 50: 607-617.
26.Yu G.S.M., Steinkirchner T.M., Rao G.A. and Larkin E.C. (1986). Effect of
prenatal iron deficiency on myelination in rat pups. American Journal of Pathology, Vol. 125: 620-624.
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
В каких формах существует железо в организме?
Какие соединения относятся к функционально активному железу?
Что относится к транспортной форме железа и его строение?
Что входит в состав депо железа?
Как всасывается железо из желудочно-кишечного тракта?
19
6. Суточная потребность организма в железе?
7. Какие продукты богаты железом?
8. Как регулируется обмен железа в организме?
9. Перечислите причины дефицита железа?
10.Перечислите клинические проявления дефицита железа?
11.В чем заключается роль железа в функционировании головного мозга?
12.Значение железа в функционировании допамин-2-рецепторов мозга?
13.Расскажите о влиянии железа на миелинизацию нервных окончаний?
14.Какие вы знаете диагностические критерии железодефицита?
15.Как изменяется концентрация сывороточного железа при заболеваниях?
16.Как изменяется концентрация ферритина при заболеваниях?
17.Что влияет на лабораторные показатели феррокинетики?
20
Подписано в печать 10.08.2005г.
Форма 60х84 1/16. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 95/15.08.
Тип.оперативной полиграфии
21