1.2.3. Основные этапы обмена железа в постнатальном периоде.

А. Всасывание железа в желудочно-кишечном тракте:

1. Захват двухвалентного железа клетками слизистой оболочки тонкого кишечника.

2. Окисление двухвалентного железа в трехвалентное в мембране микроворсинок клеток слизистой оболочки тонкого кишечника.

3. Дальнейшая судьба железа, находящегося в микроворсинках щеточной каймы интестинальной слизистой, зависит от содержания железа в организме:

а) если запасы Fe избыточны, то железо задерживается в эпителиальных клетках слизистой тонкого кишечника в соединении с ферритином. В дальнейшем Fe вместе со слущивающимся эпителием удаляется из организма;

б) если же имеется сидеропения, то увеличивается скорость

всасывания железа и расширяется абсорбционная площадь кишечника. При этом большая часть железа, не задерживаясь в слизистой, поступает в кровоток и соединяется там с трансферрином (Glanagan Р., 1979; Heinrich H.C., 1977). Однако при развитии дефицита железа у детей раннего возраста усвоение Fe не возрастает, т.к. не происходит компенсаторного увеличения абсорбционной поверхности кишечника.

Для детей с неотягощенным перинатальным анамнезом в возрасте первых 3-4-х месяцев жизни материнское молоко является един­ственным физиологическим продуктом питания, который обеспечивает равновесие обмена железа в организме. Это достигается благодаря сбалансированности состава грудного молока по всем ингредиентам и их соответствия физиологическим потребностям растущего организма. Хотя в женском молоке содержание железа невелико (0,2 - 1,5 мг/л) существуют специальные механизмы для более эффективного его усвоения (до 38-49%) (McMielan I.A. et al. 1976; Saarinen I.M. et al., 1977; WHO, 1968, 1980). Интенсивное всасывание железа из грудного молока обусловлено прежде всего формой, в которой оно представлено. Наличие в женском молоке лактоферрина - железосодержащего белка, выполняющего функции неспецифического фактора защиты, - способ­ствует высокой степени абсорбции Fe из женского молока (Woodruff C.W. et al., 1977). В молекуле лактоферрина определены 2 активных центра связывания ионов Fe3+. Лактоферрин в грудном молоке содержится в виде ненасыщенной и насыщенной форм. Соотношение форм лактоферрина меняется в зависимости от периода лактации. В течение первых 1-3 месяцев жизни превалирует насыщенная железо-транспортная форма лактоферрина. Высокоактивная железотран-спортная форма лактоферрина рассматривается как один из важных физиологических механизмов адаптационного процесса гемопо-этической системы у новорожденных и грудных детей (Отт В.Д., Дюкаева С.И., Марушко Т.Л., 1995). Степень насыщения железом нативного лактоферрина женского молока составляет 10-30% (Ainsough E.W. et al., 1980). Насыщение лактоферрина грудного молока ионами Рез* катализирует лактокупреин - медьсодержащий белок, обладащий ферроксидазными свойствами (Отт В.Д. и соавт., 1995). Наличие специфических рецепторов к лактоферрину на эпителиальных клетках слизистых кишечника способствует адгезии с ними лактоферрина и более полной его утилизации. Кроме того, лактоферрин, связывая "лишнее", невсосавшееся в кишечнике железо, лишает условно-патогенную микрофлору необходимого для ее жизнедеятельности микроэлемента и запускает неспецифические бактерицидные механизмы (Arnold R.R., 1981; Oram J.D.,1977). Установлено, что бактерицидная функция slgA реализуется только в присутствии лактоферрина (Rogers H.J., 1979; Batish V.K. et al., 1984).

Интенсивные обменные процессы у грудных детей приводят к тому, что к 5-6 месяцу жизни антенатальные запасы железа истощаются даже у детей с благополучным перинатальным анамнезом и вскармливаемых грудным молоком. Железа, поступающего в организм ребенка с материнским молоком, становится уже недостаточно. С этого периода создание положительного баланса железа в организме во многом обусловлено характером прикорма и пищевой коррекцией. Установлено, что при выборе продуктов для восполнения запасов железа необходимо учитывать не только суммарное количество Fe в продуктах, но и качественную форму его соединений (Идельсон Л.И., 1981). Так, несмотря на то, что общее содержание железа в сухофруктах, примерно, в 5-6 раз выше, чем в мясе говядины (соответственно, 15 мг/100 г и 2,6 мг/100 г) все же из одинакового количества сравниваемых продуктов больше Fe усваивается из мяса. Объясняется это значительно большей эффективностью абсорбции гемового железа по сравнению с другими соединениями пищевого железа (WHO,1973). Железо-порфириновый комплекс (гем) соединяется со специфическими рецепторами слизистых тонкого кишечника и активно всасывается в неизмененном виде. Процессы абсорбции тема в кишечнике не зависят от кислотности среды и пищевых факторов ингибиции всасывания железа. В то же время имеются убедительные доказательства, что всасывание железа из злаков, фруктов и овощей значительно снижается в присутствии оксалатов, фитатов, фосфатов, танина и других ингибиторов абсорбции (Moore C.V., 1968; Callender ST. et al., 1970; Bjorn-Rasmussen E., 1974). Благодаря перечисленным факторам утилизация железа, входящего в состав тема, значительно выше, чем из других соединений. Так, коэффициент абсорбции железа из мяса говядины (гемовое железо) составляет 17-22%, а для железа из сухофруктов - не более 3 %.

Установлено, что и из продуктов животного происхождения железо также значительно интенсивнее усваивается из тема, чем из ферропротеинов (ферритин, гемосидерин). Так, несмотря на то, что в печени суммарное содержание Fe в 3 раза выше, более высокий коэффициент утилизации железа имеют мясные продукты. Этот факт становится понятным, если вспомнить, что в печени железо содержится, преимущественно, в виде гемосидерина и ферритина, а в мясных продуктах - в виде тема (см. табл. 6).

Таким образом, наиболее эффективно железо усваивается из продуктов, где оно содержится в виде тема (мясные продукты). Необходимо отметить также, что продукты из мяса, печени, рыбы в свою очередь увеличивают всасывание железа из овощей и фруктов при одновременном их применении (Martinez-Torres С. etal., 1970; Colman N., 1974; LayrisseM., 1975).

Исследования, проведенные в 60-70 гг. показали, что нормальное значение рН желудочного сока необходимо для усвоения только некоторых форм железа (3-х валентных его соединений) и не является основным фактором всасывания для всего пула пищевого железа (Рябов С.И., Рысс Е.И., 1976; Heinrich H.C., 1975; Jacobs A. et al., 1965). Поскольку в желудочно-кишечном тракте всасывается, преиму­щественно, 2-х валентное железо, то, в целом, можно считать, что кислотность желудочного сока не оказывает определящего влияния на процессы абсорбции Fe (Идельсон Л.И., 1985).

Усиливают всасывание железа: аскорбиновая, янтарная и пировиноградная кислоты, фруктоза, сорбит, алкоголь

Снижают всасывание железа: кальций, оксалаты, фосфаты, фитаты, танин

Скорость утилизации железа в ЖКТ зависит также от белкового состава пищи. На уровень кишечной абсорбции железа влияют как общее количество пищевого белка, так и его качественный состав. Всасывание пищевого железа значительно усиливается при повышении содержания белка в рационе (Мягкова Л.П., 1963). Отмечено, что казеин в 2-4 раза интенсивнее влияет на скорость утилизации железа (Кручакова Ф.А., 1957).

Б. Транспорт железа в организме.

Транспорт железа в организме осуществляется трансферрином. Этот белок переносит железо из ЖКТ к эритрокариоцитам костного мозга, в тканевые депо. Также трансферрин осуществляет обратный транспорт железа в костный мозг из тканевых депо и из макрофагов, где происходит реутилизация Fe из естественно разрущающихся эри­троцитов.

Всосавшееся в ЖКТ железо связывается с трансферрином и доставляется к эритрокариоцитам костного мозга, железосодержащие ферментативные системы в клеточные и в тканевые депо.

Основная масса реутилизированного эндогенного железа поступает в костный мозг из фагоцитирующих макрофагов. В нормальных условиях "стареюшие" эритроциты разрушаются фагоцитами селезенки и, в значительно меньшей степени, фагоцитирующими мононуклеарами печени и костного мозга (Воробьев А.И., 1985). Одновременно с разрушением стромы эритроцитов происходит естественный распад гемоглобина. При этом, из разрушающегося гемоглобина образуются непрямой билирубин, окись углерода и железо (Идельсон Л.И., 1981). Обратный транспорт железа в костный мозг из макрофагов, где происходит реутилизация Fe из естественно "отмирающих" эритроцитов, также осуществляется трансферрином. Скорость реутилизации и количество "освобожденного" железа из ферритина и гемосидерина паренхиматозных клеток значительно ниже, чем из макрофагов (Cook J.D. et al., 1970; Hershko С., 1974).

Железо, доставленное трансферрином в костный мозг, поступает в митохондрии нормобластов. Там происходит взаимодействие железа с протопорфирином с образованием тема. Соединение тема с поли­пептидными цепями глобина приводит к синтезу в нормобластах гемоглобина.

Гуморальная регуляция эритропоэза осуществляется эритропоэтином. Эритропоэтин в нормальных условиях синтезируется, в основном, в почках. Однако, при анемии - 10-15% эритропоэтина синтезируется дополнительно в печени (Boudurunt M.C., 1988). Эритропоэтин под­держивает пролиферативный пул эритроидных коммитированных предшественников, способствует их дифференцировке и ускоряет освобождение ретикулоцитов из костного мозга (Reissman K.R., 1950). Обсуждается вопрос о стимулирующем влиянии эритропоэтина на процессы синтеза гемоглобина (Danielson B.G., 1991). Установлено снижение синтеза эритропоэтина у новорожденных детей, что связывают с возрастанием рО₂ крови в постнатальный период.

В. Депонирование железа осуществляется благодаря ферритину и гемосидерину, которые захватывают "избыточное" железо и откла­дываются, практически, во всех тканях организма, особенно интенсивно в печени и мышцах (ферритин), макрофагах костного мозга и паренхиматозных органов (гемосидерин).

ГЕМОСИДЕРИН как и ферритин, также белок тканевых запасов железа в организме. Является частично видоизмененным ферритином, потерявшим способность растворяться в воде. Находится в макрофагах костного мозга, селезенки, печени. Удельный вес железа в молекуле гемосидерина достигает 1/4 1/3. Однако в отличие отферритина, скорость утилизации железа из гемосидерина значительно ниже.

В естественных условиях железо выделяется с калом, мочой, потом, а также теряется с волосами и ногтями. Физиологические потери железа у детей составляют 0,1 - 0,3 мг/сутки, увеличиваясь до 0,5 - 1,0 мг/сутки у подростков.