Как упоминал Мефистофель, «кровь — это сок особого порядка». Среди всех жидкостей в организме кровь выполняет ключевую функцию — она доставляет кислород (О2), необходимый для генерации энергии во всех формах, и выводит углекислый газ (СО2), который является главным токсичным продуктом обмена веществ. Перевозка этих газов осуществляется с помощью атомов железа.
2), необходимый для генерации энергии во всех формах, и выводит углекислый газ (СО2), который является главным токсичным продуктом обмена веществ. Перевозка этих газов осуществляется с помощью атомов железа.«>
В организме здорового человека постоянно содержится 4-5 граммов железа. Около 70% от этого количества необходимо для обеспечения гемоглобина, который находится в эритроцитах. Примерно 5-10% заложенного железа используется миоглобином, который играет ключевую роль в транспортировке кислорода и углекислого газа в мышечных тканях. Оставшиеся 20-25% являются резервом, в основном в печени. Кроме того, около 0,1% железа связано с белком трансферритином в крови.
Наш организм пронизан тончайшими сосудами — капиллярами. Многие из них настолько узкие, что эритроцитам приходится переходить из сферы в вытянутую форму, что позволяет им проходить через эти проходы. Некоторые эритроциты, несмотря на длинный и сложный маршрут, обходятся меньшими чем 30 секундами на протяжении большого круга кровообращения, начиная с левого желудочка и заканчивая правым предсердием, за это время им необходимо отдать кислород тканям. На пути через капилляры легких эритроциты занимают лишь около 10 секунд, передавая углекислый газ, который они собрали в тканях, и обменивая его на свежий кислород.
Эта эффективность невозможна без гемоглобина. Основу гемоглобина составляет белок глобин, имеющий структуру в виде сферы, состоящей из четырех полипептидных цепей, которые свернуты в форме карманов. В каждом кармане находится железосодержащий элемент — гем. Как только одна молекула О2 проникает в карман и связывается с атомом железа, остальные цепи глобина начинают последовательно изменяться, что позволяет второму, третьему и четвертому атомам железа «выглянуть» наружу. Это соединение происходит в условиях высокого уровня кислорода в легких, который сопоставим с его уровнем в окружающем воздухе. Благодаря такой перестройке в молекуле глобина достигается кооперативный эффект: связанная первая субъединица глобина с кислородом увеличивает притяжение к нему следующей субъединицы, и так далее. Таким образом, каждый следующий шаг облегчает связывание О2 с железом гемоглобина. Четвертый атом железа становится в 500 раз более притягательным к кислороду, чем первый. Этот механизм был описан британским биохимиком, лауреатом Нобелевской премии Максом Перуцем в 60-х годах XX века.
Продолжительность жизни эритроцита невелика — всего 125 дней. На «кладбище» эритроцитов, расположенном в селезенке, гемоглобин распадается, и его необходимо восстанавливать. А как насчет железа? Если бы оно безвозвратно терялось, организму потребовалось бы каждую 125 дней воссоздавать все запасы железа в крови для формирования новых эритроцитов. Это привело бы к необходимости ежедневно получать около 25 мг железа, а с учетом не полного усвоения — и больше. Однако, к счастью, разрушенные эритроциты частично возвращают железо обратно к месту его синтеза, и поэтому ежедневная потребность здорового человека в железе не превышает 15 мг, что полностью покрывается за счет питания. Диетическое добавление железа, как мы это делаем с солью, не требуется здоровым людям. Несмотря на эти позитивные аспекты, иногда недостаток железа все же имеет место. Это приводит к железодефицитной анемии, которая составляет 80% всех случаев анемии.
Изучение этого недуга началось давно. С VI по XVI века, то есть почти все Средневековье, анемия считалась особенно характерной для молодых женщин и называлась «бледная немочь». С развитием медицинской химии была обнаружена причина — нехватка железа в крови, и недуго стало называть «хлороз», производным от греческого слова, которое означает бледно-зеленый цвет. Обе термина хорошо отражают явный симптом заболевания.
На сегодняшний день недуг называется железодефицитной или гипохромной анемией. Наиболее простая, но не единственная причина этого состояния – это нехватка железа в питании. Это может произойти, например, при вегетарианском рационе (сознательном или вынужденном), поскольку из всего содержимого железа в мясе усваивается 20%, в рыбе — 10%, а в растительной пище — не более 2-6%. В молочных продуктах, таких как молоко и творог, железа практически нет.
Почему-то яблоки справедливо воспринимаются как источник железа. Возможно, это связано с тем, что мякоть разрезанного яблока окисляется на воздухе и темнеет, напоминая цвет ржавчины. Преимущества яблок не следует игнорировать, но они не могут занимать первую позицию, так как содержание железа в них зависит от сорта. Более важные источники железа – это говяжья печень, говядина, бобовые, гречка и ржаной хлеб.
Для эффективного усвоения железа необходимы аскорбиновая кислота и витамины группы В — В3, В6, В12 и В9 (фолиевая кислота). Нехватка белка в рационе, а также избыток жиров и молока снижают усвояемость железа.
Среди внутренних (эндогенных) причин железодефицитной анемии можно упомянуть такое обычное состояние, как ускоренный рост организма. У доношенных новорожденных она возникает в возрасте два-три месяца, а у недоношенных младенцев — еще раньше. Анемия у детей в возрасте четырех-шести месяцев связана с стремительным ростом при одновременном истощении запасов железа в печени и костном мозге. У малышей в первый год жизни подобная анемия усугубляется недостаточным содержанием железа в материнском молоке и длительным кормлением только молоком. Также повышенная потребность в железе наблюдается у молодых девушек в связи с активным ростом, началом менструаций, угнетающим действием эстрогенов на потребление железа, а иногда и ограничением в питании для снижения веса. У взрослый женщин анемия может проявиться во время беременности и кормления грудью.
Другая популярная причина развития железодефицитной анемии — это заболевания. Хронические воспалительные процессы в кишечнике, особенно в двенадцатиперстной кишке, мешают эффективному усвоению железа. Железо также плохо усваивается при недостаточной кислотности желудочного сока. Постепенные, но уверенные потери железа происходят при наличии язв в желудке и кишечнике, а также при обильных менструациях (чаще всего связанных с заболеваниями матки).
Нехватка железа ведет к снижению уровня гемоглобина в крови. А что же обеспечивает румянец на щеках? Что придает сердцу и мышцам силу? Что поддерживает активную работу мозга? Это именно артериальная кровь ярко-красного цвета, богатая кислородом. Железодефицитная анемия — это достаточно распространенное заболевание. По данным, более 30% населения, в основном женщины среднего возраста, страдают от него, включая бессимптомные формы. На ранних стадиях нехватка железа может оставаться незамеченной. Симптомы болезни не являются характерными. При анемии больные имеют бледный вид, вялость, апатию. Могут наблюдаться изменения восприятия вкуса и запаха, ухудшение роста ногтей.
Хроническая нехватка кислорода для внутренних органов может вызвать функциональные расстройства печени, сердца, атрофию слизистой оболочки кишечника и изменения в электроэнцефалограмме. Атрофия слизистой пищевода может привести к затруднениям при глотании твердой пищи. Эти симптомы могут появляться еще до возникновения явных признаков анемии, в так называемый латентный период.
Некоторые люди могут проявлять непреодолимую тягу к меленому меловому порошку или извести? По сути, это ненормально. Однако это не всегда связано с недостачей кальция, хотя часто именно это и бывает. Похожие предпочтения могут наблюдаться и у людей с недостатком железа, у которых также может проявляться любовь к запаху бензина или выхлопных газов.
Рассмотрим пример лечения препаратами железа после потеря крови. Допустим, в результате травмы человек потерял один литр крови, а значит, утратил практически один грамм железа. Какая-то его часть могла восполнилась из запасов в печени. Тем не менее, он все равно имеет дефицит около 0,5 г. Новые эритроциты, выходящие из костного мозга в кровь, будут не полностью насыщены. Учитывая, что железо содержится не только в гемоглобине, но и в различных белках и ферментах, для восполнения нехватки и заполнения запасов потребуется примерно в два раза больше железа, то есть около 1 г. А 1 грамм железа — это примерно вес одного гвоздя! Но как его «доставить» в костный мозг?
Глотание железных опилок нецелесообразно, так как они проскальзывают через кишечник без усвоения. Можно получить очень мелкий порошок железа, восстанавливая его окись водородом. Однако усваивается лишь 0,8% данного порошка, что означает, что для поступления необходимого грамма в кровь следует съесть 125 г порошка железа! Это повлечет за собой расстройство желудка. В ситуации расстройства усвояемость не улучшиться, и даже 1 г не будет задействован.
По этой причине железо чаще всего используется в виде солей или комплексов, обеспечивающих лучшее усвоение. На сегодняшний день популярны препараты, такие как лактат, сульфат, фумарат и хлорид железа, а также комплексы, содержащие соли железа с аскорбиновой, фолиевой кислотами и рядом других витаминов. В последние годы поступила информация о том, что при лечении гипохромной анемии рекомендуется использовать витамин Е (альфа-токоферол), так как он может повысить эффективность терапии и снизить прооксидантные свойства ионов железа. Для более плавного поступления железа в организм можно применять препараты с замедленным действием.
Когда необходимо быстро увеличить уровень железа в организме или когда его прием перорально невозможен, применяются препараты для внутривенного введения, но это решение принимает только врач. Успешность лечения оценивается по росту уровня гемоглобина на 0,15-0,3 г/л в сутки. В первые дни результат может быть более значительным, но затем обычно начинает снижаться. Поскольку увеличение уровня гемоглобина может быть не всегда заметным, а курс терапии занимает значительное время, контрольные анализы повторяются не чаще чем раз в две недели. Увеличение на 2% за такой срок признается удовлетворительным. К сожалению, имеются случаи, когда железо, попавшее в желудок и далее в кровь, не усваивается. Таким пациентам при необходимости проводятся трансфузии эритроцитарной массы.
Лечение хлороза с помощью препаратов железа началось давно, еще в XVII веке, но тогда не понимали, как именно оно работает. Даже в учебнике по фармакологии 1917 года указывалось: «Причины действия железа при хлорозе до сих пор точно не установлены. На первый взгляд, нет необходимости в особом поступлении железа, так как ежедневная пища обычно содержит его в избытке». Как видно, с тех пор медицина добилась значительных успехов.
Мы хотя бы отчасти разобрались с состоянием, при котором уровень железа в организме низкий. Однако его может быть и слишком много!
В организме существует относительно постоянный запас железа, который представлен как растворимым в воде ферритином, так и нерастворимым гемосидерином. Ферритин служит временной хранилищем железа, тогда как гемосидерин является формой его накопления в тканях. Уровень железа постоянно поддерживается через регулирование его всасывания, но не выделения. Железо, поступающее с пищей, сначала откладывается в слизистой оболочке кишечника. По мере необходимости транспортируется с помощью белка трансферрина в печень и костный мозг. Когда запасы железа в депо полностью, и уровень его в крови достаточно высок, железо остается в кишечных клетках, которые каждые три-четыре дня заменяются новыми, и избыточное количество выводится вместе с отмершими клетками. В сутки организм теряет 1-2 мг железа, если нет потерь крови.
Существует наследственное заболевание — гемохроматоз (также известное как пигментный цирроз или бронзовый диабет). Оно возникает из-за того, что кишечник теряет способность регулировать поступление железа. В результате вся пища, содержащая железо, поступает в кровь. Болезнь проявляется не только изменениями окраски кожи, но и значительным откладением железа в органах, особенно в печени. Генетик И. В. Давыдовский охарактеризовал эту болезнь как «дегенеративное ржавение». Преимущественно страдают мужчины. Первые признаки — это боли в правом подреберье, увеличение уровня гемоглобина до 130-170 г/л и снижение количества эритроцитов. У некоторых больных может накопиться в организме количество железа, в 100 раз превышающее норму.
Гемохроматоз является серьезным заболеванием, но не приговором. В наше время существуют препараты, которые связывают железо и переводят его в растворимое состояние, что способствует его выведению с мочой.
Еще одно заболевание, связанное с избытком железа в крови, — это гемосидероз. Оно довольно редкое и возникает в результате массового разрушения эритроцитов. Гемосидероз может быть вызван частыми переливаниями крови, токсическими отравлениями (включая ядовитые грибы), укусами змей или некоторыми инфекциями, такими как малярия.
Кроме того, повышенное содержание железа может активировать болезнетворные микроорганизмы и ослабить иммунитет. Таким образом, нехватка железа — это плохо, а его избыток также негативен. В организме человека все должно находиться в равновесии.
Валентин Прозоровский,
доктор медицинских наук, г. Санкт-Петербург
Статья предоставлена журналом «Наука и жизнь», № 12 2004 год
Информация на данном сайте носит справочный характер и не является рекомендацией для самостоятельного диагноза или назначения лечения. По медицинским вопросам обязательно обращайтесь к врачу.
