4. Метаболизм железа в организме
человека
Железо является эссенциальным (незаменимым) микроэлементом, так как служит
структурным компонентом белков, участвует в работе ферментативных систем, обе-
спечивающих системный и клеточный аэробный метаболизм, а также окислитель-
но-восстановительный гомеостаз организма. С участием железа в организме осу-
ществляется транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды) и кислорода
(Hb, миоглобин), происходит формирование активных центров окислительно-восста-
новительных ферментов (оксидазы, гидроксилазы, супероксиддисмутазы)
[1]
(табл. 3).
Таблица 3.
Железосодержащие белки организма и их функции (цит. по
[1]
)
Белок, фермент
Локализация
Функция
Hb
Эритроциты
Перенос кислорода
к тканям
Миоглобин
Мышцы
Накопление кислорода
Железосодержащие белки
митохондрий (цитохромы и др.)
Большинство
клеток
Производство энергии
в клетках (АТФ)
Трансферрин (ТФ)
Кровь
Транспорт железа
Ферритин/гемосидерин
Печень,
селезенка,
костный мозг
Депо железа
Железосодержащие ферменты
(каталазы, пероксидазы,
ксантиноксидазы)
Везде
Разнообразные
функции
в метаболизме
Метаболизм железа в организме человека
10
Важна роль железа в функционировании факторов неспецифической защиты,
клеточного и местного иммунитета. Нормальное содержание железа в организ-
ме необходимо для полноценного фагоцитоза, высокой активности естествен-
ных клеток-киллеров и бактерицидной способности сыворотки, а также для до-
статочного синтеза пропердина, комплемента, лизоцима, интерферона, sIgA
[2]
.
ДЖ у детей может приводить к росту заболеваемости инфекциями органов ды-
хания и желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
Известна роль железа в гидроксилировании ксенобиотиков (лекарства, пести-
циды, гербициды, терпены, алкалоиды), которые катализируются ферментами
семейства цитохрома Р450 печени.
Все ткани животных и человека содержат два основных железосодержащих фер-
мента — супероксиддисмутазу и каталазу, осуществляющих защиту тканей орга-
низма от свободных радикалов. Эффективным антиоксидантом является также
билирубин — продукт расщепления гема гемоксигеназой
[1]
. С другой стороны, до-
казано, что ионы Fe
2+
являются индукторами перекисного окисления липидов, при-
водящего к образованию активных форм кислорода и оксида азота, обладающих
цитотоксическим действием и вызывающих апоптоз клеток, в которых повышается
содержание свободного железа. Имеются данные об участии железа в индукции
разрывов ДНК, мутагенезе и канцерогенезе
[1, 3]
. В организме человека поддержа-
ние жизненно важных клеточных функций и устранение возможных повреждений
клеток осуществляется за счет тонкой регуляции метаболизма железа, обеспечи-
вающей его всасывание, транспорт и депонирование в нетоксичной форме.
Как у взрослых, так и у детей старше 2–3 лет в норме около 2/3 железа (около
2–2,5 г) сосредоточено в Hb эритроцитов, циркулирующих в крови
[4]
. У новоро-
жденных и детей младшего возраста доля железа в эритроцитах достигает 80%
и более
[3, 5]
. Общее количество железа в организме примерно в 1,5 раза боль-
ше, чем в Hb, т.е. составляет у взрослых и детей старшего возраста 40–50 мг/кг
массы тела, что приблизительно соответствует 3–4 г. Железо, не включенное
в эритроциты, распределено между плазмой, костным мозгом, клетками рети-
кулоэндотелиальной системы, ферментами, некоторыми органами и мышцами.
В кишечнике всасывается приблизительно 1–2 мг железа в день, что компенси-
рует его потерю вследствие слущивания клеток эпителия (около 0,4 мг в день)
и незначительной кровопотери (около 1 мл ежедневно). Только тонкое регули-
рование абсорбции (всасывания) железа в кишечнике позволяет, с одной сто-
роны, обеспечить организм микроэлементом в соответствии с меняющимися
потребностями, а с другой, — предотвратить его избыточное поступление
[6]
.
Первоначальные запасы железа у ребенка создаются благодаря его антенатальному
поступлению через плаценту от матери. Этот процесс происходит наиболее актив-
но, начиная с 28–32 нед. беременности, и его интенсивность нарастает параллельно
сроку гестации и увеличению массы плода. Железо матери доставляется к плацен-
те током крови в составе ТФ. Установлено, что плацента является барьером для ТФ
матери, поэтому последний в кровоток плода не поступает. Железо, доставленное
к плаценте, взаимодействует со специфическими рецепторами микроворсинок с по-
Метаболизм железа в организме человека
11
следующим трансмембранным переносом в плаценту. Часть железа депонируется
в составе плацентарного ферритина, а другая часть связывается с фетальным ТФ
и поступает в кровоток плода. ТФ плода доставляет железо в эритроидный костный
мозг, где синтезируется Hb, и в ткани, где железо входит в состав различных фермент-
ных систем. Избыток железа депонируется в системе моноцитов–макрофагов, осо-
бенно в печени, селезенке, костном мозге и скелетных мышцах в форме ферритина
или гемосидерина. Общее содержание железа в организме прямо пропорционально
массе тела при рождении, и недоношенные дети аккумулируют недостаточное коли-
чество железа для того, чтобы обеспечить потребности в процессе постнатального
роста. Почти у всех недоношенных детей, не получавших дополнительное железо
с пищей, к 6-месячному возрасту развивается анемия
[6]
.
Снижение концентрации Hb в первые несколько недель жизни, особенно выра-
женное у недоношенных детей, связано с перераспределением железа, кото-
рое включается в миоглобин и депонируется в тканях. Процесс депонирования
железа отражается на концентрации сывороточного ферритина (СФ), которая
повышается через несколько дней после рождения, достигая максимума в воз-
расте 1 мес., и затем снижается до минимальной к 6–12 мес. жизни. Это явилось
обоснованием для дополнительного назначения препаратов железа в адек-
ватных формах (капли, сироп) в этом возрасте у доношенных и недоношенных
детей, не получающих молочные смеси, обогащенные железом. Затем потреб-
ность в железе снижается вплоть до пубертатного периода и составляет 1 мг
в сутки как у взрослого человека
[6]
(рис. 1).
Достарыңызбен бөлісу: |