Абсорбция железа что. Всасывание. Препятствует ли кальций всасыванию железа

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.

Взаимодействие железа и кальция

Ших Е.В., д.м.н.,
профессор кафедры клинической фармакологии
и пропедевтики внутренних болезней MMA им. И.М. Сеченова.
Руководитель отдела мониторинга лекарственных средств
Института клинической фармакологии ФГУ НЦ ЭСМП РосЗдравНадзора

Резюме

Качество мультивитаминов определяется сбалансированностью состава и эффективностью усвоения из них биологически активных компонентов. Все витамины и большинство необходимых минералов играют важную роль в биохимических процессах, взаимодействуя с другими биологически активными веществами. Взаимодействуют они и между собой: во время хранения, в процессе высвобождения из лекарственной формы, при всасывании (конкурируют за переносчики), на метаболических путях в организме (проявляют синергизм или антагонизм).

Многочисленные исследования показали, что кальций существенно снижает всасывание железа в желудочно-кишечном тракте.

Предотвратить антагонистические взаимодействия кальция и железа позволяет раздельный прием кальцийсодержащих продуктов (молоко, зеленые овощи) и богатой железом пищи (мясо, печень). А при выборе витаминно-минеральных препаратов следует отдавать предпочтение тем, в которых кальций и железо разделены.

Дефицит минералов и способы его коррекции

По данным НИИ питания, дефицит витаминов и минералов выявлен более чем у 50% обследованного населения. Тому причиной не только то, что стандартный рацион взрослого человека содержит лишь около 70% необходимого количества микронурентов (54% железа, 40% витамина С, 65% витамина В 1 , но и ряд эколого-геохимических факторов, ухудшающих ситуацию. Так, к развитию дефицита ведут загрязнение среды и вредные привычки (повышенный расход антиоксидантов), а также некоторые геохимические особенности (низкое содержание йода в воде). Современные научные данные убедительно свидетельствуют о возможных негативных последствиях дефицита витаминов и минералов. В создавшихся условиях безальтернативным способом профилактики и лечения полигиповитаминоза и полигипомикроэлементоза становится регулярный прием комплексных витаминно-минеральных препаратов.

В продаже имеется большое количество препаратов, содержащих практически полный набор важнейших микронутриентов. Но порой трудно остановить выбор на каком-то определенном препарате, так как они имеют схожий состав (10-15 витаминов и витаминоподобных веществ, 5-15 минералов) и не отличаются по форме выпуска. Более того, субстанции (витамины, соли металлов) для производства витаминно-минеральных комплексов закупаются у одних и тех же поставщиков.

Качество мультивитаминов, на самом деле, определяется сбалансированностью состава и эффективностью усвоения из них биологически активных компонентов. Все витамины и большинство необходимых минералов поступают в организм в микродозах, но играют важную роль в биохимических процессах, проявляя свою фармакологическую активность, взаимодействуя с другими биологически активными веществами. Взаимодействуют они и между собой: во время хранения, в процессе высвобождения из лекарственной формы, при всасывании (конкурируют за переносчики), на метаболических путях (проявляют синергизм или антагонизм) .

Особенно часто конкурентный вид взаимодействия имеет место для минералов, поскольку применяемые в виде химически родственных производных они используют общие механизмы транспорта во внутреннюю среду. Так, многочисленные исследования показали, что кальций существенно снижает всасывание железа в желудочно-кишечном тракте.

Усвоение кальция и железа в организме

Краткие сведения по физиологической роли и всасыванию кальция и железа представлены в табл. 1.

Кальций является самым распространенным минералом в организме человека. Он играет важную роль как во внутри- так и во внеклеточных процессах: в сократительной функции сердечной и скелетных мышц, нервной проводимости, регуляции активности ферментов, действии многих гормонов. Является кофактором активации ряда ферментных комплексов в сложных многоэтапных процессах свертывания крови. Необходим для роста и формирования костей. Поэтому особенно велика потребность в кальции у детей и беременных женщин.

В организме взрослого мужчины содержится примерно 1200 г кальция. 99% этого количества сосредоточено в костях и зубах, остальной кальций распределен во внутриклеточной и внеклеточной жидкостях. С пищей человек ежедневно потребляет около 1 г кальция. В кислой среде желудка соли кальция диссоциируют, 20-40% макроэлемента - всасывается. Основным местом абсорбции являются 12-перстная и тощая кишки, но некоторое количество этого элемента всасывается в подвздошной и толстой кишках. Доступность кальция для абсорбции зависит от многих диетических факторов, включая присутствие фосфатов, жирных кислот и фитатов, которые связывают кальций и делают его недоступным для абсорбции. Всасывание в кишечнике осуществляется за счет активного транспорта против электрохимического градиента, а также за счет пассивной диффузии (когда содержание кальция в пище и, следовательно, его концентрация в просвете кишки чрезмерно возрастают). Через мембрану клетки реабсорбируемый кальций переносится при помощи зависимого от витамина D кальций-связывающего белка кальбиндина. Витамин D способствует синтезу кальбиндина в организме, а следовательно, и усвоению кальция. Именно поэтому препараты кальция обычно содержат и витамин D. Чаще всего в производстве пищевых добавок и витаминно-минеральных комплексов используются такие соли кальция, как карбонат, глюконат, цитрат и фосфат .

Железо - один из самых изученных и исследуемых микроэлементов. Дефицит железа - наиболее часто встречаемый пищевой дефицит во всём мире, затрагивающий в основном детей в активной фазе роста и женщин детородного возраста.

Потребности в железе определяются возрастом, полом и физиологическим статусом. Повышенные потребности в железе грудных детей и беременных женщин обусловлены необходимостью поддерживать рост и формирование новых тканей. Потребности в железе у небеременных женщин в значительной мере определяются кровопотерями во время менструации.

В теле здорового мужчины содержится в среднем 3,8 г железа, а в теле женщины - 2,3 г. В женском организме практически отсутствуют запасы железа. Железо в человеческом организме распределено между активным пулом и неактивным - депо. Активный пул содержит в гемоглобине в среднем около 2100-2500 мг железа, в миоглобине - 200-300 мг, в тканевых ферментах -150 мг и транспортируемая фракция - 3 мг.

Железо является составляющей гемоглобина эритроцитов, переносящих кислород от легких к тканям, и миоглобина в мышечной ткани, который накапливает кислород, необходимый для работы мышц. Железо обладает несколькими особыми свойствами, которые отличают его от большинства других пищевых веществ. Всасывается лишь малая часть общего количества железа, находящегося в пище (из 10-20 мг, поступающих ежедневно с пищей, всасывается не более 10%). Из слизистой оболочки кишечника в кровь железо транспортируется с помощью активных транспортных механизмов клеток. Этот процесс осуществляется только при нормальной структуре клеток слизистой, которую поддерживает фолиевая кислота . Транспорт через клетки слизистой оболочки кишечника осуществляется как путем простой диффузии, так и при участии специального белка-носителя (муцин-β3-интегрин, DMT1). Эти белки наиболее интенсивно синтезируются при анемии, что обеспечивает лучшее всасывание железа. Белок переносит железо только один раз, следующие молекулы железа несут новые молекулы белка-переносчика. На их синтез нужно 4-6 часов, поэтому более частый прием препаратов железа не увеличивает его всасывания, а увеличивает количество не всосавшегося железа в кишечнике и опасность возникновения побочных эффектов .

Железо в пищевых источниках существует в двух видах: гемовое (ГЖ) и негемовое железо (НЖ). Гемовое железо присутствует в гемоглобине и миоглобине мяса (особенно в печени) и рыбе. Средний показатель всасывания гемового железа из мяса составляет около 25%. Однако большая часть пищевого железа присутствует в негемовой форме. Негемовое железо представлено в основном в продуктах растительного и молочного происхождения и составляет свыше 85% получаемого организмом с пищей железа. Всасывание негемового железа намного ниже, чем гемового, и зависит от общего содержания железа в организме конкретного человека: больше негемового железа всасывается у людей, у которых его содержание снижено, меньше - у людей, чей организм насыщен железом. На усвоение НЖ сильное влияние оказывает его растворимость в верхней части тонкого кишечника. В свою очередь, эта растворимость зависит от того, как пища в целом влияет на растворимость железа . Активаторы и ингибиторы, присутствующие в пище, часто оказывают определяющее значение на количество всосавшегося железа .

Количество всасываемого железа в пище зависит от соотношения между ингибиторами и промоторами. Поскольку взаимодействие происходит в желудочно-кишечном тракте, тормозящее или ускоряющее влияние пищевых компонентов на всасывание железа сильнее всего при потреблении этих компонентов в одном приеме пищи. Одним из наиболее сильных стимуляторов всасывания железа является витамин С, находящийся в свежих овощах и фруктах. Также ускоряют всасывание негемового железа ферментированные продукты, например квашеная капуста. В присутствии кислоты образуются комплексы с железом, которые предотвращают образование плохо 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 негемового железа.

Самыми сильными ингибиторами всасывания железа являются кальций, 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.

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.

Установлено, что чай снижает всасывание железа из пищи на 62% по сравнению с водой. Тормозящее действие чая вызывает содержащийся в нем полифенол танин.

Запасы железа регулируются, главным образом, путем изменений во всасывании. К синдрому недостаточности всасывания, в том числе железа, может привести повреждение слизистой оболочки кишечника. Это может быть особенно выражено при глютенчувствительной целиакии, которая, если ее не лечить, часто сопровождается железодефицитной анемией. Распространенной причиной недостаточности железа вследствие малабсорбции являются также гастрэктомия и резекция желудка, хронические воспалительные заболевания кишечника. 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.

В норме соотношение поступления железа с пищей и его потерь таково, что даже очень небольшое снижение поступления или увеличение потерь может привести к его дефициту. При значительной хронической кровопотере, независимо от ее причины, количество теряемого железа всегда превосходит то, которое может всосаться из пищи. В результате неизбежно истощение запаса железа и его дефицит. Причинами железодефицитной анемии также могут быть внутрисосудистый гемолиз, анкилостомидозы, кровопускание по поводу эритремии, гемодиализ .

Не только патологические состояния ведут к развитию железодефицитной анемии. Достаточно часто причиной дефицита железа являются физиологические состояния - быстрый рост (особенно грудных детей и подростков), донорство, гиперменорея, беременность. Именно в этих случаях профилактический прием рационально составленных витаминно-минеральных комплексов может сыграть решающую роль в сохранении здоровья.

Экспериментальные данные по взаимному влиянию кальция и железа

Клинические исследования показали, что совместный прием кальция и железа ведет к уменьшению всасывания железа. Данные различных авторов свидетельствуют о том, что этот эффект зависит и от формы выпуска препаратов кальция, и от количества употребляемого кальция, и от общего состава пищи. Так, одним из ингибиторов всасывания железа является фосфат кальция .

В ходе эксперимента 34 человека получали физиологические количества солей кальция и фосфорной кислоты в виде монопрепаратов или в виде смеси . В то время как в первом случае достоверно детектировать изменения в поглощении негемового железа не удалось, во втором случае оказалось, что всасывание железа уменьшилось на 20%. По другим данным, рекомендуется разделять во времени прием молочных продуктов и железосодержащей пищи, поскольку всасывание железа при этом снижается на 50-60% . Особенно это важно для групп людей с физиологически повышенной потребностью в железе - детей, а также женщин детородного возраста.

Группа из 12 физически здоровых женщин получала препараты, содержащие либо кальций с железом, либо только железо в количестве, в два раза меньшем, чем в первом препарате . Исследования содержания железа в крови показало, что всасывание его из обоих препаратов было практически одинаковым. Авторы считают, что этот эффект связан с отсутствием во втором препарате кальция.

Ранее также было показано, что из монопрепарата, содержащего 65 мг железа, усваивалось 12% минерала, в то время как из полиминерального комплекса усваивалось только 3-5% . Снижение содержания в препарате карбоната кальция и оксида магния привело к возрастанию всасывания железа до 7%. Подобные данные были получены в экспериментах, где в группу наблюдения входили беременные женщины, принимавшие пищевые добавки с различным содержанием кальция .

С помощью метода двойных меченых изотопов сравнивали поглощение железа из коровьего и человеческого молока . Оказалось, что из коровьего молока усваивается только 19,5 ± 17,3% железа, в то время как для человеческого молока этот показатель составляет 48,0 ± 25,5%. Поскольку содержание кальция в человеческом молоке в несколько раз ниже, чем в коровьем, авторы предположили, что именно этим обусловлена столь значительная разница. И действительно, при добавлении хлорида кальция к человеческому молоку в таком количестве, что его содержание стало сравнимо с содержанием кальция в коровьем молоке, поглощение из него железа упало почти в два раза.

Предотвратить взаимное влияние кальция и железа позволяет раздельный по времени прием препаратов . Употребление молока и сыра на завтрак (около 340 мг кальция) не влияло на всасывание железа из гамбургера, съеденного через 2-4 часа после. Этот эффект наблюдался для группы из 21 человека с помощью метода двойных радиоизотопов. Таким образом, авторы рекомендуют разделять прием кальция и кальцийсодержащих продуктов и богатой железом пищи (мяса, рыбы, употребляемых обычно в обед). К подобным же выводам пришли в других работах .

Причины снижения кальцием абсорбции железа до конца неясны. Различные авторы высказывают на этот счет различные гипотезы. Так, по данным об ингибировании усвоения железа фосфатом кальция авторы предполагают, что возможно образование тройного нерастворимого комплекса между железом, кальцием и фосфат-анионом .

Ученые в США попытались разрешить проблему взаимного влияния кальция и железа путем создания двухслойной таблетки. Ядро такой таблетки состоит из железа, внешний слой - из кальция. Оболочка таблетки растворима в желудке, поэтому всасывание кальция происходит в первые два часа после приема. Железо высвобождается и всасывается в последующие 6 часов, причем ядро таблетки растворяется за два часа. Такое изобретение действительно позволяет разделить кальций и железо по времени и месту всасывания (в верхнем и нижнем участке ЖКТ). Но необходимо учитывать, что среднее время прохождения пищи через желудок - 1 час, а через тонкий кишечник - 4 часа. Затем пища попадает в толстый кишечник, в котором всасывания витаминов и минералов уже не происходит. Поскольку после растворения оболочки в течение двух часов будет растворяться ядро, железо из такой таблетки будет иметь всего два часа на всасывание.

Таким образом, не оставляет сомнений необходимость учитывать ингибирующее действие кальция на всасывание железа, как при совместном потреблении продуктов, содержащих кальций и железо, так и при выборе витаминно-минеральных комплексов, отдавая предпочтение тем, в которых эти минералы находятся в разных таблетках.

Список литературы

1. Коровина Н. А. Витамино-минеральная недостаточность// РМЖ, 2003. 11 № 25.
2. Гусев Н. Б. Внутриклеточные Са-связывающие белки. Часть 1. Классификация и структура // Соросовский образовательный журнал. 1998. 5, 10-16.
3. Лашутин С.В. Фосфорно-кальциевый обмен в норме. // Диализный альманах. Под ред.: Е. А.Сгецюка, С. В. Лашутина, В.Б. Чупрасова. СПб.: «ЭЛБИ-СПб». 2005. 244-271.
4. По материалам сайта Медицина-2000, http://www.med2000.ru/artik270/voz26.htm.
5. Мурашко А. В., Аль-Сейкал Т. С. Железодефицитные состояния при беременности.// Гинекология. 2004. 06 № 3.
6. Ziegler Е. Е., Filer L. J. (editors) ILSI Press, Washington DC, seventh edition. “Present knowledge in Nutrition”. 1996.
7. Monsen E. R., Cook J. D. Food iron absorption in human subjects. V. Effects of the major dietary constituents of semisynthetic meal.// Am J Clin Nutr. 1979. 32(4), 804-8.
8. Charlton R. W., Bothwell Т. H. Iron absorption // Annu Rev Med. 1983. 34, 55-68.
9. Hallberg L., Rossander-Hulten L., Brune М., Gleerup A. Calcium and iron absorption: mechanism of action and nutritional importance // Eur J Clin Nutr. 1992. 46(5), 317-27.
10. Ahn E., Kapur B., Koren G. Iron bioavailability in prenatal multivitamin supplements with separated and combined iron and calcium. // J Obstet Gynaecol Can. 2004. 26(9), 809-14.
11. Scligman P. A., Caskey J. H., Frazier J. L., Zuckcr R. М., Podell E. R., Allen R. H. Measurements of iron absorption from prenatal multivitamin-mineral supplements.// Obstet Gynecol. 1983. 61(3),356-62.
12. Babior В. М., Peters W. A., Briden P. М., Cctrulo C.L.. Pregnant women’s absorption of iron from prenatal supplements // J Reprod Med. 1985 30(4), 355-7.
13. Bonnar J., Goldberg A., Smith J.A.. Do pregnant women take their iron?//Lancet. 1969. 1(7592), 457-8.
14. Cook J. D., Dasscnko S. A., Whittaker P. Calcium supplementation: cffcct on iron absorption. / /Am J Clin Nutr. 1991. 53(1), 106-11.
15. NIH Consensus conference. Optimal calcium intake. NIH Consensus Development Panel on Optimal Calcium Intake. JAMA. 1994. 272(24), 1942-8.
16. Gleerup A., Rossander-Hulten L., Hallberg L. Duration of the inhibitory effect of calcium on non-haem iron absorption in man // Eur J Clin Nutr. 1993 47(12), 875-9.

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

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.

Эритроциты -2300 мг

Функциональные ткани - 500 мг

Запасы - 1000 мг

Экскреция (потери) - 1 мг

Всасывание - 1 мг

Функции железа в организме:

• Транспорт и хранение кислорода
• Окислительный метаболизм (окислительное фосчфорилированиен, цикл Кребса, цитохром Р450)
• Рост и пролиферация клеток
• Нейрорецепторная функция

Токсичность железа в организме

• Образование свободных радикалов, в частности ОН (часть окислительного стресса)
• Усиление вирулентности патогенов (усиление восприимчивости к инфекциям).
• Железо может привести к повреждению тканей
• Катализирует превращение перекиси водорода в свободно-радикальные ионы, которые могут атаковать:
• клеточные мембраны
• Белки

С избытком железа связаны гемахроматоз, возможно, рак, поражение сердца и других органов.

• 35 - 45 мг / кг массы тела у мужчин
• Всего около 4 г
• гемоглобин эритроцитов - 50%
• -миоглобин мышечной ткани - 7%
• -Запасы в ферритине - 30%
• Костный мозг (7%)
• Клетки ретикуло-эндотелиальной системы (7%)
• Печень (25%)
• -Другие гемсодержащие белки - 5%
• Цитохромы, миоглобин, другие
• -В сыворотке - 0,1%

Эритроциты - железо в составе гемоглобина, с плазмой не обменивается.
Связанное с трансферрином, который осуществляет транспорт железа от органов поставщиков железа (кишечник, печень, костный мозг, макрофаги) через плазму в клетки. В клетки железо переносится с помощью рецептора для трансферрина.

Железо в организме, регуляция. Ферропортин (рис.2).

Ферропортин - трансмембранный транспортер железа из тканей доноров железа.

Ферропортин экспортирует железо в плазму из двенадцатиперстной кишки (контроль поглощения), из макрофагов и гепатоцитов (контроль освобождения железа - продукта катаболизма эритроцитов и запаса железа в ферритине); в плазме железо связывается с трансферрином.
Ферропортин регулирует концентрацию железа в плазме таким образом, что насыщенность железом трансферрина составляет ~ 35% (среднее утреннее значение).

Железо в организме, регуляция. Гепсидин (рис.2)

Гепсидин - пептид из 25 аминокислот, синтезируется преимущественно в печени, в гепатоцитах. Гепсидин - ключевой регулятор гомеостаза железа. Гепсидин - ингибирует, тормозит освобождения железа из макрофагов (железо из старых эритроци тов и из ферритина),гепатоцитов (железо ферритина) и из энтероцитов двенадцатиперстной (всасывание) (рис.3).

Механизм блокирующего действия гепсидина: связывается на поверхности клеточной мембраны с ферропортином, связывание активирует поглощение комплекса гепсидин-ферропортин и расщепление ферропортина в составе лизосомы, ггепсидин возвращается в плазму (рис.3). В отсутствие ферропортина выход железа из энтероцитов, гепатоцитов и макрофагов блокирован. Таким образом, гепсидин, регулируя трансмембранный транспорт железа, снижает уровень всасывания железа в кишечнике, снижает уровень освобождаемого железа из гепатоцитов и макрофагов, определяет низкий уровень железа в плазме: в тканях железа много, в плазме - дефицит (рис.3). Говорят о функциональном дефиците железа.

Синтез гепсидина индуцирует интерлейкин воспаления - ИЛ-6. Синтез гепсидина подавлен при дефиците железа, анемии, гипоксии, неэффективном гемопоэзе.

Как клетки поглощают железо из плазмы? Железо в организме, регуляция.

Связанное с трансферрином железо с током крови поступает ко всем клеткам организма. Клетки организма имеют на поверхности мембраны специфический рецептор - рецептор трансферрина. Трансферрин связывается со специфическим рецепторам и транспортирует железо в клетку; рецептор и трансферрин (апотрансферрин) возвращаются к клеточной мембране, рецептор встраивается в мембрану, а апотрансферрин освобождается в плазму и используется повторно.

Скорость поглощения железа на клеточном уровне регулируется. Количество рецепторов трансферрина на поверхности клеток определяется потребностью отдельной клетки в железе. Самая высокая плотность рецепторов на поверхности созревающих эритроцитов. Зрелые эритроциты не имеют рецептора к трансферрину.