Ингибиторы абсорбции железа в жкт. Для абсорбции железа нужны особые системы

С пищей в сутки должно поступать для мужчин 10 мг, для женщин детородного возраста в связи с регулярной кровопотерей – 20 мг, у женщин при беременности – 40-50 мг и при лактации – 30-40 мг.

Пищевые источники

Растительная пища
(в 100 г)
Животная пища
(в 100 г)
Морская капуста 16 мг Печень 11-15 мг
Какао 12,5 мг Мясо 2-4 мг
Шиповник 12 мг Яйца 3 мг
Отрубной хлеб 11 мг
Гречка 8 мг
Свежие белые грибы 5 мг

Яблоки (до 0,2 мг%) и гранаты (0,8 мг%) в связи с низким содержанием железа не могут являться его реальным пищевым источником!

Всасывание

При попадании в желудок под действием HCl желудочного сока железо высвобождается из элементов пищи.

Всасывание происходит в проксимальном отделе тонкого кишечника в количестве около 1,0-2,0 мг/день (10-15% пищевого железа). для лучшего всасывания железо должно быть в виде двух валентного иона, в то же время с пищей поступает преимущественно трех валентное железо. Для восстановления Fe 3+ в Fe 2+ используются аскорбиновая и соляная кислоты. Только железо мясных продуктов находится в двухвалентной гемовой форме, и поэтому хорошо всасывается.

Обнаружены три способа перемещения железа из просвета кишечника в энтероциты:

1. Образованный в желудке при участии HCl комплекс [железо(III)- муцин ] взаимодействует с мембранным белком интегрином , железо переносится внутрь клетки и восстанавливается до Fe (II) параферритином , и далее при помощи мобилферрина перемещается к месту использования. Роль этого пути очень низка .

2. Другая часть негемового железа (III) восстанавливается до Fe (II) при помощи аскорбиновой и соляной кислот или при участии ферроредуктазы (DcytB , дуоденальный цитохром B) и далее переносится внутрь белком DMT-1 (divalent metal ion transporter-1 ).

3. Основным способом всасывания (до 20-30% от полученного с пищей) является транспорт гемового железа. Гемовое железо связывается с белком НСР1 (heme carrier protein 1 ), и в цитозоле высвобождается из гема при действии гемоксигеназы, и далее переносится по клетке.

Три пути всасывания железа в кишечнике

После всасывания формируется пул внутриклеточного железа. Далее железо может:

  • остаться в эпителиоците в составе ферритина (Fe 3+),
  • выходить из клетки при помощи ферропортина , окисляться гефестином (феррооксидазой ) и связываться с транспортным белком трансферрином (Fe 3+).

Регуляция всасывания

Транскрипционные факторы , от активности которых зависит экспрессия DMT и HCP1, чувствительны к содержанию железа в энтероците и к степени внутриклеточной гипоксии. Больные с выраженной железодефицитной анемией способны повышать абсорбцию железа до 20-40 мг/сут.

Останется железо в энтероците или будет выводиться в кровь зависит от насыщенности трансферрина. При "пустом" трансферрине железо будет более активно переноситься через базолатеральные мембраны наружу и присоединяться к трансферрину.

Значительно лучше железо всасывается из мясных продуктов – на 20-30%, из яиц и рыбы – на 10-15%, меньше всего железо всасывается из растительных продуктов – на 1-5%. Аскорбиновая кислота в пище намного улучшает усвояемость железа.

Наличие в пище фитиновой кислоты (сухие завтраки, растительные продукты), кофеина и танина (чай, кофе, напитки), фосфатов , оксалатов (растительные продукты) значительно ухудшает всасывание железа (в 4-6 раз), т.к. они образуют нерастворимые комплексы с железом (III) и выводятся с калом.

Метаболизм железа и дефицит железа.

Для оценки эффективности, безопасности и удобства применения различных препаратов железа, включая Мальтофер ® , для лечения железодефицитной анемии, необходимо рассмотреть метаболизм железа в организме и факторы, вызывающие железодефицитную анемию.

1.1. Эритропоэз

Необходимое количество эритроцитов, циркулирующих в кровяном русле, поддерживается путем контроля их образования, а не продолжительности жизни. Клетки крови развиваются из стволовых клеток, расположенных в костном мозге, и дифференцирующихся в лимфоциты, тромбоциты, гранулоциты и эритроциты. Их производство контролирует механизм обратной связи, и до тех пор, пока уже образованные клетки не созреют или не выйдут из костного мозга в кровоток, новые клетки не развиваются, чтобы их заменить (Danielson и Wirkstrom, 1991). Эритропоэтин (ЭПО), вырабатываемый почками гормон, играет важную роль на этапе развития будущих эритроцитов. ЭПО, возможно, взаимодействует со специфическими рецепторами на поверхности эритроидных стволовых клеток и стимулирует их превращение в пронормобласты, самую раннюю стадию развития эритроцитов, которые могут быть обнаружены при исследовании костного мозга. На следующем этапе, ЭПО стимулирует непрерывное развитие красных кровяных клеток путем усиления синтеза гемоглобина. Образовавшиеся ретикулоциты остаются в костном мозге около трех дней перед тем, как попасть в кровяное русло, где они приблизительно через 24 часа теряют свое ядро, митохондрии, рибосомы и приобретают хорошо знакомую двояковогнутую форму эритроцитов.

Таблица 1-1

Распределение железа в организме взрослого человека. (Danielson с соавторами, 1996).

1.2. Метаболизм железа.

1.2.1. Обмен железа.

У взрослого здорового человека в среднем содержится около 3-4 г железа (40-50 мг Fe/кг массы тела). Около 60 % (2,4 г) всего железа находится в гемоглобине, а примерно 30% железа входит в состав ферритина - депо железа. Депо железа - величина непостоянная, и определяется разницей между поступившим и выделенным из организма железом. Около 9% железа находится в миоглобине, белке, переносящем кислород в мышцах. Приблизительно 1% железа входит в состав ферментов, таких как цитохромы, каталазы, пероксидазы и др. Эти данные суммированы в Табл. 1-1 и представлены на Рис. 1-1.

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).

Рисунок 1-1

Обмен железа. Схематическая иллюстрация обмена железа в организме. ЭПО: Эритропоэтин; РЭК: Ретикулоэндотелиальные клетки. (Danielson с соавторами, 1996)

1.2.2. Всасывание железа

Способность организма выводить железо строго ограничена. Таким образом, 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 внутри индивидуальными различиями (Chapman и Hall, 1995).

Кальций подавляет абсорбцию как гемового, так и негемового железа. Наиболее вероятно, что данный эффект осуществляется на общем транспортном этапе в клетках кишечника.

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). Оно очень хорошо всасывается (на 20-30%) 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. 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 всасывания железа возрастает (см. Рис. 1-2 Danielson с соавторами, 1996).

Рисунок 1-2


Всасывание гемового и негемового железа. Принципы всасывания гемового и негемового железа из пищи (Danielson с соавторами, 1996, модифицировано Geisser).
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, рН, лекарственные препараты. Всасывается в виде железа, образующегося из комплексов Fe (III). Находется под влиянием обмена таких железосвязывающих белков, как трансферрин, муцины, интегрины, и мобилферрин.
Оксигеназа гема , специальный фермент, стимулирует распад комплекса железа и порфирина.

1.2.3. 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 железосвязывающую способность плазмы как 100-150 мкг/100 мл (Danielson с соавторами, 1996; Chapman и Hall, 1995).

Молекулярный вес железотрансферринового комплекса слишком велик для того, чтобы выделяться почками, поэтому он остается в кровеносном русле.

1.2.4. 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 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 (Worwood, 1982).

1.2.5. Регуляция метаболизма железа.

Когда организм насыщен железом, то есть, им «заполнены» все молекулы апоферритина и трансферрина, уровень всасывания железа в желудочно-кишечном тракте уменьшается. Напротив, при сниженных запасах железа, степень его абсорбции увеличивается настолько, что поглощение становится 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 (Danielson и Wirkstrom, 1991).

1.3. Железодефицитная анемия

1.3.1. Определения

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. В общем, могут быть выделены две стадии недостатка железа (Siegenthaler, 1994):
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).

1.3.2. Эпидемиология

Дефицит железа остается самой частой причиной анемии в мире. Распространенность его определяется физиологическими, патологическими факторами и особенностями питания (Charlton и Bothwell, 1982; Black, 1985).

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 (Kagamimori с соавторами, 1988).

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 (DeMaeyer с соавторами, 1989).

Среди населения, употребляющего пищу, содержащую железо с низкой биодоступностью или страдающего от хронических желудочно-кишечных кровопотерь, вследствие, например, глистной инвазии, и, безусловно, при сочетании обоих факторов, распространенность недостаточности железа наибольшая.

1.3.3. Этиология и патогенез

Кровопотери являются наиболее частой причиной недостаточности железа. Для детей старшего возраста, мужчин, и женщин в постменопаузе ограниченная доступность пищевого железа в редких случаях может служить единственным объяснением имеющегося дефицита железа. Поэтому, у них обязательно должны рассматриваться другие возможные причины дефицита, в особенности, кровопотери.

У женщин детородного возраста наиболее частой причиной повышенной потребности в железе является менструальная кровопотеря. Во время беременности дополнительная потребность в железе (около 1.000 мг на весь период беременности), должна восполняться во избежание развития железодефицитной анемии. Новорожденным, детям и подросткам может также недоставать поступающего с пищей и из депо железа (см. следующую подглаву).

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 желудок 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 желудочно-кишечным кровопотерям, могут принимать антациды, которые уменьшают всасывание железа с пищей.

Количество железа, содержащееся в пище, также имеет большое значение. Именно этот фактор объясняет высокую частоту железодефицитной анемии в развивающихся странах. Различия между гемовым и негемовым железом являются решающими для понимания особенностей их биодоступности. Гемовое железо легко усваивается, приблизительно на 30%. Его абсорбция мало зависит от состава пищи, в то время как негемовое железо хорошо всасывается лишь при определенных условиях. Если в пище отсутствуют компоненты, способствующие всасыванию железа (например, аскорбиновая кислота), усваивается менее чем 7% железа, содержащегося в таких овощах, как рис, кукуруза, фасоль, соя, пшеница. Следует отметить, что некоторые вещества, присутствующие в рыбе и мясе, увеличивают биодоступность негемового железа. Таким образом, мясо одновременно является и источником гемового железа и усиливает всасывание негемового железа (Charlton и Bothwell, 1982).

1.4. Латентный дефицит железа и умственные нарушения

Эпидемиология, этиология и патогенез описаны в предыдущих главах.

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.

В этой главе кратко показано, что 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).

1.4.1. Влияние содержания 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. (Tucker с соавторами, 1984).

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 (Oski с соавторами, 1983; Lozoff с соавторами, 1991), 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 допаминергических системах
  • во-вторых, уровень железа оказывает влияние на миелинизацию нервных волокон.

    • Как показал Youdim с соавторами (1989), 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.

    Рисунок 1-3


    Познавательная активность головного мозга и уровень железа. Переработано из материалов Tucker с соавторами (1984)

    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 допамина. Допамин 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 допамин-2-рецептором (Д2-рецептор) и стимулирует нервную клетку. Таким образом, импульс переходит с одной клетки на другую. Если допамин захватывается выделившей его клеткой, он связывается с допамин-1-рецептором и посылает обратный сигнал, который прекращает дальнейший синтез допамина. В случае недостатка железа, количество или чувствительность Д2-рецепторов снижается (Youdim с соавторами, 1989). В результате, стимулирующий эффект допамина на следующую клетку уменьшается, и количество проходящих импульсов сокращается.

    Было описано три возможных железо-зависимых механизма, которые могут привести к уменьшению количества и чувствительности допамин-2-рецепторов (Yehuda и Youdim, 1989):
    1. Железо может входить в состав участка допаминового рецептора, к которому прикрепляются нейротрансмиттеры.
    2. Железо является компонентом двойного мембранно-липидного слоя, в который включены рецепторы.
    3. Железо вовлечено в синтез допамин-2-рецепторов.

    Рисунок 1-4


    Допаминовые рецепторы. В условиях дефицита железа, количество или чувствительность Д2-рецепторов снижается. (Youdim с соавторами, 1989).

    Влияние Д2-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.). За последние несколько лет стало очевидным, что эндогенные опиатные пептиды вовлечены в процессы памяти и обучения, так как введение таких пептидов вызывает амнезию и забывчивость (Pablo, 1983 и 1985).

    Yehuda с соавторами (1988) показал, что у крыс с недостатком железа имеется очевидное увеличение опиатных пептидов. Лежащий в основе этого механизм изучен недостаточно полно, тем не менее, считается, что допамин является ингибитором опиатов. Другими словами, оказалось, что опиаты уменьшают способность к обучению, а допамин является ингибитором опиатов. Чем меньше Д2-рецепторов, тем менее выражен эффект допамина, что влечет за собой увеличение содержания опиатов (см. Рис. 1-5).

    Рисунок 1-5


    Способность к обучению. Переработано из материалов Yehuda с соавторами (1988)

    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. Вследствие этого могут развиваться психические нарушения, часто необратимые (см. главу 4.1.2.).

    Рисунок 1-6


    Нейрон и синапс. 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.

    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 (Kagamimori с соавторами, 1988).

    1.4.2. 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

    • 1.5. Диагностика

    1.5.1. Методы оценки содержания железа

    Такие признаки и симптомы анемии, как бледность кожи и конъюнктивы, слабость, одышка или сниженный аппетит, не являются специфичными и выявляются с трудом. Кроме того, на клиническую диагностику анемии влияют множество факторов, например, толщина кожи и степень ее пигментации. Поэтому, указанные симптомы не могут считаться надежными до тех пор, пока анемия не станет очень тяжелой. Таким образом, для диагностики латентного дефицита железа следует использовать лабораторные тесты (см. Рис. 1-7). Поскольку латентный дефицит железа не упоминается на Рис. 1-7, пожалуйста, посмотрите в главе 1.3.1. показатели, рекомендуемые для изучения начальной стадии анемии, а также ее выраженности.

    Рисунок 1-7


    Стадии развития железодефицитной анемии. Схема, иллюстрирующая различные уровни железа в условиях его избытка и недостатка. (Danielson с соавторами, 1996).

    Наиболее информативные тесты для диагностики анемии включают оценку общего объема всех эритроцитов (гематокрит) или концентрацию гемоглобина в циркулирующей крови. Оба измерения могут проводиться как в капиллярной крови, получаемой после прокола кожи, так и венозной крови, забираемой путем венепункции (DeMaeyer с соавторами, 1989).

    Цинк - это основной минерал, который задействован в регуляции работы многих ферментов. Также он обладает антиоксидантным и иммуностимулирующим действием. Цинк очень часто используют для снижения частоты заболеваемости и для поддержки оптимального уровня тестостерона. Цинк - один из 24 микронутриентов, который необходим для выживания. Он содержится в мясе, яйцах и бобовых. Устрицы так же являются хорошим источником цинка. Цинк также известен как афродизиак и повышающий уровень тестостерона микроэлемент, но он увеличивает количество тестостерона только в том случае, если имеется дефицит цинка. Цинк также очень важен для нормального функционирования ферментов, гормонов и иммунной системы. В очень больших дозах цинк может ингибировать ароматазу и тем самым снижать уровень эстрогена. Так же он является мощным антиоксидантом и приносит пользу при заболеваниях предстательной железы. Также цинк участвует в восстановлении слизистого слоя кишечника, когда употребляется в высоких дозах. Цинк выводится из организма с потом и его восполнение очень важно для атлетов, которые не получают достаточного количества цинка с едой.

    Цинк не является стимулятором!

    Цинк является:

      Одним из основных витаминов или минералов.

      Иммуностимулятором

    Хорошо усваивается с:

      Зеленым чаем (увеличивает всасывание)

    Обладает хорошим эффектом на:

      Депрессию и настроение

      Сахарный диабет 2 типа и инсулинорезистентность

      Уровень тестостерона (повышает)

    Не очень хорошо сочетается с:

      Железом (нарушается всасывание железа, когда дозировки обоих микроэлементов более 10 мг и принимались на голодный желудок; в других случаях ингибирования не происходит)

      Соляной кислотой (снижает уровень всасывания железа)

    Цинк: инструкция по применению

    У цинка имеется две стандартные дозировки: низкая дозировка - 5-10мг. и высокая - 25-45мг. Низкие дозировки используются для ежедневной профилактики, в то время как высокие дозы принимаются при высоком риске дефицита цинка.

    Разные формы препаратов цинка содержат разное количество цинка, которое определяется молекулярным весом молекулы цинка (как правило, на этикетке отмечается вес):

      Цитрат цинка примерно содержит 34% цинка. Для того, чтобы принять 50мг цинка, следует принять 146мг цитрата цинка.

      Сульфат цинка примерно содержит 22% цинка. Для дозы в 50мг следует принять 220мг. сульфата цинка.

      Глюконат цинка примерно содержит 13% цинка. Для дозы в 50мг следует принять 385мг глюконата цинка.

      Монометионин цинка содержит примерно 21% цинка. Для дозы в 50мг следует принять 238мг монометионина цинка.

    Цинк рекомендуется употреблять ежедневно. Большие дозы цинка - 100 мг в день – расцениваются как безопасные при краткосрочном приеме (2-4 месяца), но из-за того, что эта доза выше, чем 40мг (предельно допустимая доза) цинка, длительный прием высоких доз не рекомендован. Всасывания цинка в кишечнике затрудняется посредством других минералов, таких как кальций, магний и железо, из-за того, что они имеют одну транспортную систему с цинком. Если транспортер достиг своего лимита (800мг) по четырем минералам, то индекс всасывания снижается. Если суммарно принимать менее 800мг четырех минералов, то индекс всасывания сохраняется в норме.

    Цинк: источники и биологическое значение

    Источники и происхождение

    Цинк является основным микроэлементом, который в больших количествах содержится в тканях животных и яйцах, бобовых и рыбе. Исключительно большое количество цинка содержится в моллюсках, например, в устрицах, и также встречается в обогащенных злаковых продуктах в развитых странах. Цинк широко известен, как кофактор для более чем 300 ферментов, которые участвуют в экспрессии генов, пролиферации клеток и передаче сигнала. Дефицит цинка может снизить активность данных ферментов.

    Биологическое значение

    Главная роль цинка состоит в том, что он является донором для многих ферментов, называемых металопротеинами, один из них – это супероксид дизмутаза, эндогенный антиоксидант, включающий в себя цинк и медь. Цинк также участвует в регуляции иммунной системы.

    Цинк: норма потребления

    RDA (агентство Великобритании) считает, что ориентировочная средняя потребность (ОСП) для цинка составляет 6.5 мг для женщин, 8.5-10мг для беременных и кормящих женщин и 12мг для мужчин. Рекомендованная суточная доза (РСД) – 8мг для женщин, 10-12 для кормящих и беременных и 14-15 для мужчин. Предельно допустимая концентрация (ПДК) для цинка – в районе 35-40мг для взрослых обоих полов (все цифры приведены для суточной потребности).

    Дефицит цинка

    Дефицит цинка вызывает задержку роста у детей и гипогонадизм у взрослых мужчин, а также – летаргию и расстройства кожи. Дефицит цинка часто проявляется когнитивными расстройствами (память и настроение) и замедлением роста у детей. Исследовали отметили, что около 10% людей в США получают с пищей меньше, чем половину суточной дозы цинка, а в остальном мире и того больше - 50% (в странах третьего мира дефицит цинка особенно высок). Было доложено (ВОЗ, 2002г.) что большое значение (около 1.4% смертности в мире) имеет относительный дефицит цинка в детстве, однако данный показатель дефицита цинка почти не встречается в странах первого эшелона. Вообще, дефицит цинка является проблемой, но существенно меньшей, относительно дефицита других витаминов или минералов (например, витамина D) и полностью может быть компенсирован диетой. Цинк выводится из организма человека с потом во время упражнений, что может способствовать снижению уровня тестостерона после длительных физических нагрузок. Чрезмерное потение в течение длительного периода времени (например, у атлетов) может привести к дефициту цинка. У диабетиков (как 1, так и 2 типа) экскреция цинка с мочой повышена, хотя концентрация цинка в сыворотке не очень показательна (повышена, , снижена или никак не меняется относительно не диабетиков ) относительно клеточной концентрации цинка, которая измеряется в клетках иммунной системы (мононуклеары, гранулоциты, лимфоциты и лейкоциты), для которых характерно снижение цинка относительно не диабетиков. Диабетики (и с первым, и со вторым типом) входят в группу риска по дефициту цинка относительно здоровых людей.

    Состав и варианты

    Цитрат цинка для дозы цинка в 50мг (146мг препарата) применяется каждый день в течении 4 недель для поддержания содержания цинка, в отличие от плацебо (основываясь на низко-цинковой диете, содержащей 10-12мг цинка). Глюконат цинка для дозы цинка в 50 мг(385мг препарата) является слегка более эффективным, чем цитрат цинка (незначительное преимущество) и может увеличивать концентрацию цинка в плазме и эритроцитах у здорового человека через 4 недели приема. Цинка пиколинат (связан с пиколиновой кислотой, метаболит триптофана) для дозы цинка в 50мг (144мг препарата) у здорового человека вызывает увеличение сывороточного цинка и мочевого цинка лучше, чем плацебо и чем другие формы (цитрат и глюконат).

    Фармакология цинка

    Всасывание

    Регуляция концентрации цинка в организме, как правило, происходит на уровне кишечника, он вторично регулирует абсорбцию и экскрецию и в случае дефицита, всасывание цинка может достигать 100%. Это было проверено на людях, когда всасывание цинка в случаях его дефицита достаточно сильно ослаблялось. По крайней мере, одно исследование на животных предполагает, что дисрегуляция всасывания цинка на фоне старения и адекватного питания может быть связана с метаболически недостаточным всасыванием. Всасывание цинка может регулироваться, большие дозы принимаемого цинка связаны со снижением его биодоступности и приблизительно 5мг цинка всасывается в постменопаузальном периоде у женщин независимо от диеты и дополнительного приема цинка.

    Транспортировка в сыворотке

    В остальных случаях, прием цинка здоровыми людьми может увеличивать его концентрацию в плазме уже на пятые сутки приема, независимо от начальной концентрации цинка. 10мг, 20мг молекулярного цинка (сироп) были приравнены в их способности увеличивать уровень плазменного цинка и способности нормализовать уровень цинка после двух недель приема.

    Неврологическое распределение

    Цинк, как микроэлемент, присутствует в коре головного мозга, шишковидной железе и гиппокампе, где выступает в ролИ атипичного нейромодулятора. В гиппокампе, особенно в везикулах моховых волокон, цинк может достигать концентрации 220-300мкМоль, которая составляет примерно 8% от всей концентрации цинка в мозге (концентрация свободного цинка немного меньше – 1-20мкМоль ) и чувствительна (но не критично) к дефициту цинка, в то время как в шишковидной железе это может сказаться на регуляции уровня лептина. Как и многие нейромодуляторы, цинк освобождается из синапса под влиянием потенциала действия. Цинк является эндогенным нейромодулятором, который содержится в больших концентрациях в гиппокампе и шишковидной железе и освобождается из синапса посредствам потенциала действия.

    Клеточная кинетика цинка

    Клетка может получать цинк посредствам ионных каналов, например AMPK/kainate кальцевый канал (в нейронах), где он захватывается клеточной митохондрией.

    Воздействие на организм

    Неврология

    Глутаминергическая нейротрансмиссия

    Было замечено, что ион цинка обладает умеренным действием на рецепторы NMDA, ингибируя их при дозировке от 100-1000мкМоль без эффекта на базальные структуры, в то время активность 10мкМоль была слабой и значение IC50 находилось в пределах 100мМоль Стимулирующее действие на NMDA рецепторы было похоже на действие магния. Цинк также может активировать нейрональные натриевые каналы и снижать количество глутамата в синапсах. Ионам цинка присуще антиглутаминергическое действие, они способны снижать высвобождение глутамата и его воздействие на глутаминергические рецепторы. Для этого нужна достаточно большая концентрация, однако это может и не относиться к физиологическому действию цинка.

    Серотонергическая нейротрансмиссия

    В мозолистом теле (спайка между двумя гемисферами, функция которой нарушается при депрессиях, и захват серотонина в которой может быть ингибирован флуокситином и имипрамином) молекулярный цинк и сульфат цинка могут повысить поглощение серотонина при концентрации 1мкМоль на 45%. Повышение захвата серотонина также было замечено в поясной извилине (58%) и ядре Рафа (65%). При концентрации цинка от 10 до 100нМоль не наблюдалось никакого эффекта и механизм ингибирования обратного захвата антидепрессантов не был выражен при концентрации цинка 1мкМоль. Считается, что цинк может увеличивать обратный захват серотонина в некоторых участках мозга, за счет увеличения концентрации серотонина этот эффект можно отнести к физиологичному. Считается, что некоторые антидепрессанты могут снижать обратный захват серотонина в этих областях мозга, если концентрация цинка снижена.

    Нейрогенез

    Выделенный из мозга нейротрофический фактор (ВМНФ)- это белок, содержащийся в сыворотке и мозге (концентрация в плазме зависит от концентрации в мозге), который включается в регуляцию роста и пластичность. ВМНФ вовлечен в регуляцию депрессии и функции памяти. Известно, что цинк влияет на уровень ВМНФ и считается, что дефицит цинка снижает активность ВМНФ в активации рецепторов и цинк, сам по себе, может формировать комплекс с ВМНФ-белком, хотя прежде думали, что через активацию некоторых металлопротеинов (ММП-2 и ММП-9), которые выделяются при пероральном приеме у мышей, цинк помогает расщеплять неактивную форму ВМНФ (пре-ВМНФ) в активную “зрелую” форму ВМНФ. Диета, содержащая высокие дозы цинка у мышей (30 промиле с диетой и 60 промиле с добавкой в воде) приводила к снижению активности ВМНФ в мозге и снижению памяти, которая ассоциировалась с дефицитом цинка в гиппокампе. Введение цинка целенаправленно повышало ВМНФ. Причина, почему пероральный прием цинка приводил к повышению ВМНФ, неизвестна. Считается, что антидепрессивный эффект цинка связан с увеличением ВМНФ, который был выделен в сыворотке крови у людей, страдающих депрессией, которые принимали 30мг молекулярного цинка курсом в 12 недель в сравнении с плацебо. Исследование показывает, что базовый уровень ВМНФ в сыворотке 15.37+/-8.28нг/мл был увеличен на 42% и достиг 21.84+/-6.87нг/мл, несмотря на то, что изменений в группе, получавшей плацебо, не происходило. Это наблюдалось наряду с повышением сывороточного уровня цинка на 41%. Такого увеличение ВМНФ не удалось достичь путем введения 25мг цинка в виде адьювантной терапии в течении того же периода времени у людей, страдающих депрессией и, которые уже принимали ингибиторы обратного захвата серотонина, несмотря на то, что цинк позитивно повлиял на состояние больных депрессией. Отмечается, что цинк повышал концентрацию ВМНФ в сыворотке крови, наряду с увеличением корреляции сывороточного цинка.

    Нейрооксигинация

    Несмотря на значимость цинка для головного мозга, его высокие концентрации могут быть токсичны. Иногда цинк может провоцировать ишемическое повреждение, если большое его количество высвобождается из синапса и потенциирует клеточную смерть и инфаркты. Вот почему выведение цинка путем хелирования применяется в реабилитации после инсультов. Хотя эффект ишемии и острой гипоксии не встречается (за исключением приема больших доз цинка) при применении цинка как пищевой добавки.

    Привыкание и навязчивые состояния

    Обсессивно-компульсивное расстройство связывают с глутаминергическими расстройствами, а именно – с повышенным уровнем синаптического глутамата и передачей им импульсов, что положительно коррелирует с тяжестью симптомов. Антагонисты глутамата ранее использовались при терапии ОКР, и цинк может применяться как антиглутаминергический препарат, что в настоящее время исследуется. Добавка цинка (220мг дважды в день) к терапии флуоксетином (20мг) для лечения ОКР способна снижать проявления симптома по оценке Y-BOCS шкалы, однако преимущества оценивались на второй и восьмой неделях, а на 4-6 не оценивались.

    Аппетит и прием пищи

    Известно, что дефицит цинка может вызывать анорексию (снижение аппетита - не то же самое, что анорексический невроз) и обычно является первым симптомом дефицита цинка, и за ним через непродолжительный промежуток времени появляются симптомы депрессии и ангедонии. Известно, что дефицит цинка приводит к снижению аппетита и обычно это является первым симптомом дефицита цинка. У крыс пероральный прием цинка в количестве 19мкг\кг стимулировал аппетит, данный эффект не был получен путем введения бивалентных катионов. Инъекции цинка являются эффективными даже у крыс с дефицитом цинка. Пероральный прием цинка стимулирует блуждающий нерв (эффект ликвидируется ваготомией ), который в дальнейшем увеличивает мРКН передачу двух стимуляторов аппетита: орексина и нейропептида Y (ликвидируется антагонистами этих рецепторов). Также цинк активирует GPR30 рецептор (рецептор Грелина), а данный рецептор стимулирует нейральные факторы посредством блуждающего нерва и известно, что молекулярный цинк является субстратом для этого рецептора. Цинк оказывает стимулирующий эффект на уровень аппетита у крыс, которые не страдают дефицитом цинка, и это может быть связано с активацией рецептора GPR30, который участвует в импульсации Грелина.

    Внимание и сфокусированность

    У детей с синдромом дефицита внимания (СДВ), 30 мг молекулярного цинка, принимаемого каждый день в течение 13 недель (последние 5 недель – вместе с Д-амфетамином) снижал количество Д-амфетамина, требуемый для 37%, и снижал аффективную уплощённость с 21% (данные для плацебо с амфетамином) до 11%. Однако, добавление в рацион цинка не привело к улучшению состояния детей с СДВ. Прием 30мг молекулярного цинка оказал небольшой эффект по улучшению эффективности Д-амфетаминовой терапии, но существенно это не доказывает терапевтической пользы.

    Депрессия

    У пациентов в депрессией снижается количество циркулируемого цинка в сыворотке, что в дальнейшем снижает эффективность лечения резистентных лиц относительно не резистентных (лечившихся имипрамином), и показатель дефицита цинка коррелирует с частотой депрессий. Помимо всего, люди, страдающие депрессий, чаще всего имеют сниженную концентрацию цинка в сыворотке. Чем более выражены симптомы депрессии, тем ниже будет уровень цинка. У крыс симптомы депрессии и расстройства поведения (увеличенная восприимчивость к стрессу ), которые наблюдаются в течение двух недель депривации цинка, нормализуются после приема цинка. Интересно еще то, что дефицит цинка делает мышей резистентными к приему флуоксетина. У пациентов с выраженной депрессией, прием цинка (25мг молекулярного цинка) вместе с терапией антидепрессантами (СИОЗС) вспомогательно снижает симптомы депрессии после 12недельного приема. Монотерапия 30мг молекулярного цинка у людей с избыточной массой тела/страдающих ожирением и страдающих депрессией, также приводила к снижению симптомов депрессии (оценка по BDI II) после 12 недель приема, в отличие от плацебо. Концентрация сыворочного цинка и цинковый статус в общем отрицательно коррелируют с риском развития депрессии. Статус цинка находится в жесткой связи с депрессией. Добавление в рацион 25 мг (молекулярного) цинка или больших доз рекомендуется как при адьюватной терапии с СИОЗМ, так и при монотерапии. Известно, что цинк является неконкуретным ингибиторов гликоген синтез киназы-3B (ГСК-3Б), начиная с концентрации 15мкМоль. ГСК-3Б является молекулярной мишенью аффективных расстройств. Аффективные расстройства связаны с повреждением в системе метаболизма цинка. Добавка цинка в рацион может иметь потенциал в лечении данных состояний. Цинк – это эндогенный ингибитор ГСК-3Б, который связан с аффективными расстройствами и депрессией. Считается, что этот фермент является молекулярной мишенью для цинка и его взаимодействием с настроением и депрессией. В другом исследовании, молодые здоровые женщины принимали 7мг молекулярного цинка в виде мультивитаминов (группа плацебо получала также мультивитамины), и депрессивные, агрессивные проявления изменились незначительно, но относительно группы, принимавшей плацебо, изменение было существенным. Этого скромного результата не удалось достичь у здоровых пожилых людей (70-87лет), получавших 15-30мг цинка (оценка по шкале POMS). У людей, принимавших имипрамин, но резистентных к лечению, добавление 25мг молекулярного цинка на 12 недель приема существенно помогло снизить проявление депрессивных симптомов в сравнении с группой плацебо, в которую входили люди, не резистентные к терапии (оценка по шкале BDI, HAMD, CGI). Цинк является эффективным препаратом для лечения людей, страдающих депрессией и резистентных к фармацевтической терапии, однако это не значит, что цинк сам по себе оказывает эффект на резистентную к терапии депрессию. Антидепрессивный эффект цинка при его приеме людьми, не страдающими депрессией, заметнее, чем у людей, которые страдают депрессией.

    Память и обучение

    Известно, что высокие концентрации цинка содержатся в гиппокампе, и дефицит цинка связан с расстройствами настроения и способностью усваивать информацию. В то время, как недостаточное получение цинка с пищей ведет к снижению концентрации цинка в гиппокампе (эффект менее выражен с приемом добавочного цинка), высокие дозы, которые получали мыши (дополнительно в разведении 60 на 10^6 с водой) также парадоксально снижали концентрацию цинка в гиппокампе, что не наблюдается у мышей при разведении 10 на 10^6. Негативный эффект от низкой концентрации цинка в гиппокамне ассоциируется с пространственной памятью, которая связана с ВМНФ непосредственно. Введение в мозг крыс цинка вызывало дозозависимое увеличение ВМНФ и содержание белка. Дефицит цинка приводит к снижению ВМНФ, несмотря на то, что увеличение количества белка предполагает нечувствительность TrkB рецептора. Дефицит цинка связан с ослаблением памяти и передачи информации от ВМНФ-фактора роста, а увеличение уровня цинка положительно влияет на два аспекта. Однако ненормально высокие дозы цинка также вызывают снижение памяти и вдобавок уменьшение, а не повышение концентрации цинка в головном мозге. В исследованиях по влиянию цинка на пространственную память при приеме цинка с водой (10: 10^6) наблюдалась как положительная динамика , так и отрицательная, или никаких существенных изменений. Более крупные дозы (60:10^6) вызывали снижение пространственной памяти посредством угнетения гиппокампального цинка и ВМНФ. Одно исследование говорит о том, что цинк вызывал снижение памяти при разведении 10 на 10^6 наряду с увеличением концентрации цинка в головном мозге. Снижение негативного эффекта цинка на пространственную память было замечено в одном исследовании на крысах, в котором память не снижается при сочетанном введении меди (приблизительно 2.5% от дозы введенного цинка.) При приеме цинка в высоких или стандартных дозировках, были выявлены противоречивые результаты, которые свидетельствуют о положительных и отрицательных действиях цинка на пространственное ориентирование, однако хотя бы одно исследование свидетельствует о том, что небольшие дозы меди значительно снижают негативные эффекты цинка (в исследовании, где изучался негативный эффект цинка). У людей, которые перенесли подострый инсульт и имели неоптимальное количество цинка в диете (6.6 мг или меньше), добавление 10мг цинка вызывало существенные когнитивные улучшения, по сравнению с группой плацебо (по шкале NIH) через 30 дней. У людей, которые перенесли инсульт и имели в диете неадекватное количество цинка, когнитивные функции восстановились, схоже с группой, получавшей плацебо.

    Сердечнососудистая система

    Атеросклероз

    Считается, что цинк обладает анти-атерогенным действием и частичный его дефицит связан с риском атеросклероза, в то время как дополнительный прием снижает этот риск. Считается, что диета, содержащая адекватное количество цинка, является фактором, снижающим развитие атеросклероза в артериях. С другой стороны, у пожилых людей (которые имеют повышенный риск дефицита цинка), получавших 45 мг молекулярного цинка ежедневно (в форме глутамата) в течение шести месяцев, было выявлено снижение концентрации клеточно-адгезивного фактора (ICAM-1 vCAM-1) и медиаторов воспаления включая, СРБ, ИЛ-6 и МСP-1. Нормализация уровня цинка снижает риск развития атеросклеротического процесса в артериях.

    Липопротеиды и триглицериды

    У тучных инсулин-резистентных детей, которые принимали 20мг молекулярного цинка в течение 8 недель, отмечалось снижение общего холестерина и ЛПНП. Считается, что концентрация оксигенированных ЛПНП у тучных и резистентных к инсулину детей, получавших 20мг молекулярного цинка в течение 8 недель, снижалась, возможно, вторично на фоне уменьшения инсулинорезистентности.

    Взаимодействия с метаболизмом глюкозы

    Гликоген

    20мкМоль цинка, которые были выделены из клеток печени ин витро, увеличивали активность глюкоген синтазы-2 после ингибирования им GSK-3b (при дозе в 15мкМоль) Наряду с ингибированием GSK-3b(гликоген синтаз-киназа 3б) цинк может увеличивать активность гликоген синтазы.

    Инсулин

    Доказано, что цинк взаимодействует с рецепторами к инсулину и протеин-киназой Б ин витро, которая действует после инсулиновых рецепторов. Ингибирование гликоген синтаз-киназы 3б, которую вызывает цинк, в состоянии сохранить выработку инсулина, т.к. GSK-3b оказывает отрицательное действие на секрецию инсулина посредством IRS-1(инсулин реагирующий субстрат). Цинк может увеличить количество глюкозы в клетках, но только пользующихся ГЛЮТ-4, но никак не другими ГЛЮТ-переносчиками. Цинк может положительно сказываться на секреции инсулина посредством предупреждения отрицательного влияния GSK-3b на синтез инсулина. Этот эффект считается физиологичным, потому что достигается введением низких концентраций цинка.

    Диабет

    У больных диабетом (1 и 2 типов) повышена экскреция цинка с мочой, однако нет достоверных данных о корреляции с уровнем цинка в плазме (повышен, понижен, не изменен в сравнении со здоровыми людьми), клеточная концентрация цинка в клетках иммунной системы (мононуклеары, гранулоциты, лимфоциты, лейкоциты) снижается, относительно здоровых людей. Помимо измерения концентрации цинка (маркеры сыворотки не считаются достаточно надежными для выявления субклинических дефицитов), измеряют также чувствительный к дефициту цинка маркер (Экто-5 нуклеотидаза), концентрация которого снижается у больных диабетом в сравнении с контрольной группой. Трехнедельного приема 30мг молекулярного цинка достаточно, чтобы, по крайней мере, частично восстановить дефицит цинка у диабетиков. Хотя измерения концентрации цинка в плазме не очень надежны, все же у людей с первым и вторым типом диабета существенно увеличен риск дефицита цинка, который, впрочем, может компенсироваться приемом добавки цинка. У тучных инсулинорезистентных детей (которые чаще всего страдают дефицитом цинка) прием добавки цинка в дозировке 20мг в пересчете на молекулярный цинк в течение восьми недель вызывал улучшение всех биомаркеров, связанных с метаболизмом глюкозы, а именно: уровень глюкозы снизился на 7%, быстрый инсулин на 23%, а чувствительность к инсулину возросла на 31% (оценка по HOMA-IR). Это уже упоминалось выше. У диабетиков, уровень цинка которых находился на приемлемом уровне, дальнейшее применение высоких доз цинка (240мг молекулярного цинка в форме глутамата) в течение трех месяцев не вызвал улучшения. У диабетиков или инсулинорезистентных людей, которые страдали дефицитом цинка, прием цинка помог нормализовать параметры метаболизма глюкозы, а именно уровень глюкозы, инсулина и чувствительность к инсулину. Если испытуемый не испытывал дефицита цинка, то дальнейший прием не приводил к улучшению.

    Иммунология и воспаление

    Фактор некроза опухолей

    Фактор некроза опухолей (ФНО-а) - это цитокин, концентрация которого снижается при дефиците цинка (концентрация восстанавливается после восполнения цинка). Инвитро продукция ФНО-а макрофагами, выделенными у пожилых людей, получавших 45мг добавки цинка в течение года, снизилась.

    Интерлейкины

    Концентрация ИЛ-2 снижается при дефиците цинка и восстанавливается при восполнении дефицита. Инвитро продукция ИЛ-2 (оценивали по индукции мРНК ИЛ-2 от стимулированных иммуных клеток) увеличивается с приемом молекулярного цинка в количестве 45мг в течение года, несмотря на это, базальная концентрация ИЛ-2 не изменяется.

    Т-Клетки

    Дефицит цинка снижает количество Т-клеток и впоследствии снижает клеточный и гуморальный иммунитет.

    Риновирус и инфекции верхних дыхательных путей

    Риновирус вызывает простуду и инфекции верхних дыхательных путей. В мета-анализе на основании 15 исследований, в которых обследовалось 1360 пациентов, отмечается, что цинк в форме пастилок (глюконат) и сиропа (сульфат) снижает продолжительность и частоту простуды, если принимался в течение 24 часов от начала заболевания и через неделю. Соотношение шансов 0.45 (меньше, чем на половину снижался риск). Прием высоких доз цинка во время простуды (не в виде превентивной меры, а одноразово в момент начала болезни) является эффективным и снижает продолжительность и частоту заболевания. Добавка 45мг цинка у пожилых пациентов (у которых значительно снижена концентрация цинка в сравнении с молодыми) в течение года вызывала снижение частоты заболеваний верхних дыхательных путей (50% снижение, что не очень значительно) и генерализованных форм инфекции (с 88% до 29%). Пролонгированный прием цинка в течение пяти месяцев вызывает снижение частоты болезней (коэффициент 0.64), хотя и с высокой долей изменчивости. Ежедневный прием добавки цинка является превентивной мерой по снижению частоты простудных заболеваний.

    Пневмония

    У детей с острой пневмонией прием 10-20мг молекулярного цинка (ацетат цинка в форме сиропа) в течение двух недель не привел к снижению продолжительности заболевания в сравнении с группой плацебо. В исследованиях, в которых цинк применялся как монотерапия для лечения пневмонии, значимых изменений по сравнению с группой плацебо обнаружено не было. Добавление 20 мг молекулярного цинка в качестве вспомогательной терапии (на фоне приема антибиотиков) эффективно снижало время восстановления у детей старше двух лет с очень тяжелой формой пневмонии, но, т.к. воздействия на течение самой пневмонии оказано не было, и польза в очень тяжелых случаях у детей со сниженным весом была труднодостижима, авторы пришли к выводу, что должного эффекта от лечения нет. Другие исследования, использовавшие такие же дозы цинка и разделявшие пневмонию на тяжелую и нетяжелую, отмечают неэффективность терапии цинком в сравнении с группой плацебо, или несущественность пользы (статистически и клинически). Хотя большинство доказательств свидетельствуют о неэффективности лечения, существуют также и доказательства, использующие схожие методики, которые свидетельствуют о снижении продолжительности тяжелой пневмонии и исследования, которые не применяли добавку цинка как часть терапии, не отмечали снижение смертности от тяжелой пневмонии (которая в основном поражает детей с ВИЧ). Если цинк используется в качестве адъюватной терапии (наряду с другими лекарствами), отмечается все же его эффективность при пневмонии. Использование цинка как превентивной меры в течение двух недель (по 10-20мг молекулярного цинка ежедневно) не вызвало снижения частоты пневмонии у детей, измерения производились в течение 6 месяцев после приема. Предположения, что использование цинка может помочь предупредить развитие пневмонии, не подтвердились.

    Вирология

    Взрослые люди с ВИЧ входят в группу риска дефицита цинка, вплоть до 50% и те, у кого развивается дефицит, подвержены прогрессии заболевания больше и в дальнейшем их смертность выше. Прием высоких доз цинка в рационе также вызывает негативные эффекты у данной группы исследуемых, а именно – увеличение скорости развития СПИДа. У ВИЧ положительных взрослых людей, у которых в плазме подтверждено снижение концентрации цинка (0.75мкг/мл или меньше), получавших добавку цинка в дозировке 12-15 мг в пересчете на молекулярный цинк каждый день в течение 18 месяцев, отмечалось снижение иммунологической недостаточности в четыре раза в сравнении с группой плацебо, без воздействия на вирусную нагрузку. Также у данных пациентов реже встречались проявления оппортунистической инфекции вне зависимости от принимаемой ими антиретровирусной терапии. Считается, что у детей с ВИЧ, которые часто переносят тяжелые пневмонии, добавка цинка эффективно снижает смертность (7 смертей в контрольной группе и ни одной – в группе, принимавшей по 20мг цинка ежедневно в течение 7 дней). У людей с ВИЧ дефицит цинка встречается чаще. В то время как низкие дозы цинка дают положительный защитный эффект, высокие же дозы, превышающие ПДК, могут вызывать неблагоприятные эффекты. Рекомендуется применять добавки цинка с низкой концентрацией в пересчете на молекулярный цинк – 10-15мг.

    Взаимодействие с окислением

    Посредничество

    В исследовании, в котором испытуемые получали добавку цинка (по 5мг/кг сульфата ежедневно) и были поделены на две группы: а) спортсмены, б) не спортсмены, наблюдалось снижение уровня ПОЛ в сравнении с группой плацебо и увеличение ряда ферментов, таких как глутатион пероксидаза и супероксиддисмутаза.

    Взаимодействие с гормонами

    Тестостерон

    Содержание цинка в организме имеет положительную корреляцию с уровнем тестостерона в сыворотке крови, а увеличение экскреции цинка с мочой – отрицательную, например, с магнием. Дефицит цинка также связан со снижением превращения холестерина и предшественников половых гормонов в половые гормоны, несмотря на то, что гормон-продуцирующая ткань остается интактной, а другие побочные эффекты дефицита цинка, включая снижение количества рецепторов к андрогену в общем (59% в сравнении с контрольной группой) и в тестикулярной ткани (на 36% в сравнении с контрольной группой) имеют выраженное проявление. Это может объяснить то, что рецепторы к андрогенам имеют в своем составе цинк и становятся функционально менее активными на фоне дефицита цинка. Дефицит цинка может снижать экспрессию андрогенных рецепторов и синтез тестостерона в клетках – оба этих явления снижают общий эффект тестостерона. В исследовании на крысах, которые не страдали дефицитом цинка, было показано, что добавка цинк путем введения 3мг/кг способна увеличивать уровень циркулирующего и свободного тестостерона. Пероральный прием цинка в дозе 20мг/кг в форме хлорида цинка увеличивал уровень тестостерона в сравнении с контрольной группой. Некоторые исследования на животных предполагают, что высокие дозы цинка (или управляемое введение) могут повысить уровень циркулирующего тестостерона. В исследовании на людях (которые находились на гемодиализе), у которых был выявлен дефицит цинка, было показано, что добавка цинка в дозировке 250мг (в форме сульфата) в течение шести недель оказывает эффект увеличения концентрации тестостерона на 84% (с 1.55 нМоль/дл до 2.96нМоль/дл). У бесплодных мужчин, уровень тестостерона которых был низким (менее 4.8 нг/мл) на фоне приема добавки цинка отмечалось увеличение концентрации тестостерона, но не производилось сравнения с группой мужчин с нормальным уровнем тестостерона. У людей с дефицитом цинка, относительно небольшие дозы цинка вызывали повышение концентрации циркулирующего тестостерона. Добавление в рацион ZMA (цинк монометионин + аспартат + магнезии сульфат) у людей с адекватным уровнем цинка в диете (11.9-23.2 мг) не наблюдалось повышения концентрации свободного или циркулирующего тестостерона, но также и не наблюдалось увеличения цинка при приеме добавки в дозе 15мг в пересчете на молекулярный цинк у велосипедистов и 3мг/кг сульфата у профессиональных борцов. При измерении концентрации цинка сразу после тренировки наблюдается небольшое увеличение свободного тестостерона, которое связывают с добавкой цинка в дозировке 15мг у людей, не страдающих дефицитом цинка. Также удается ликвидировать снижение концентрации тестостерона и свободного тестостерона у профессиональных борцов после выматывающей тренировки путем приема 3мг/кг добавки цинка, такой же эффект достигается у велосипедистов. У людей, не имеющих дефицита цинка, прием добавки цинка может оказывать превентивный по дефициту цинка эффект при умеренных тренировках. Если же тренировок нет, то цинк, по-видимому, не оказывает существенных влияний на уровень тестостерона.

    Дегидротестостерон (ДГС)

    Считается, что цинк снижает уровень ДГС посредством ингибирования 5-а-редуктазы (которая превращает тестостерон в ДГС) при дозировке 3-15 мМоль (ингибирование до 98% фермента), однако низкие концентрации, например, 500мкМоль, дают менее выраженный эффект (30% ингибированного фермента). Наблюдается синергизм с витамином В6, но в то же время, прием отдельно В6 не вызывает ингибирования. Введение 10-20мг цинка в предстательную железу крыс вызывало ингибирование 5а-редуктазы (на 50.48% при доз. 20мг). Исследование на человеческой предстательной желе (инвитро) показало, что низкие концентрации цинка повышают активность этого фермента, а очень высокие - ингибируют. Существует два типа фермента 5-а-редуктазы: I тип в основном концентрируется в кератоцитах и ингибируется при IC50 of 2кМ, в то время как II тип остается интактным. Считается, что цинк является достоверным ингибитором 5-а-редуктазы в условиях инвитро. Однако неизвестно, наблюдается ли такая взаимосвязь при пероральном приеме, т.к. низкие дозы вызывали повышение концентрации фермента, но не стоит забывать, что высокие дозы вызывают ингибирование, но эти дозы не физиологичны. У бесплодных мужчин вне зависимости от исходного уровня тестостерона и соответствия нужному значению (4.8нг/мл) добавка цинка вызывала увеличение концентрации ДГС. Связано это с тем, что низкие дозы увеличивают концентрацию фермента.

    Эстроген

    Дефицин цинка ассоциируется с повышенной экспрессией рецепторов к эстрогену.

    Инсулиноподобные факторы роста

    Концетрация IGF-1(инсулиноподобного фактора роста) и IGFBP(связывающего белка инсулиноподобного фактора роста) снижается у людей, диета которых не содержит в себе достаточное количество цинка, что, впрочем, компенсируется добавкой цинка. Увеличение IGF отмечали у пожилых людей после ежедневного приема добавки цинка ежедневно в течение 4 недель в дозировке 30мг, оно составило с 22.4+-4.7% до 48.2+-14%.

    Лептин

    Известно, что цинк взаимодействует с лептином в шишковидной железе и может вызывать стимуляцию ее деятельности. У крыс и людей дефицит цинка снижает продукцию лептина и его секрецию адипоцитами. Дефицит цинка связан со снижением секреции лептина. Инсулин стимулируют выработку лептина, однако насыщение цинком не влияет на уровень инсулина, следовательно, увеличение лептина связано не с этим. При восполнении дефицита цинка в организме увеличивается концентрация ФНО-а и ИЛ-2, которые, как известно, увеличивают концентрацию лептина. Концентрация ИЛ-2 непосредственно зависит от цинка, но считается, что уровень лептина можно регулировать посредством этих двух молекул. Взаимодействие лептина и цинка может происходить через посредников (ИЛ-2, ФНО-а), выступающих в роли медиаторов. У людей с крайне выраженным дефицитом цинка (ограничение в питании цинка до 5мг ежедневно в течение 4+- 2 месяца) после введения добавки цинка в дозировке 30-60мг в пересчете на молекулярный вес, сроком на 6-12 недель ежедневного приема, отмечалось увеличение лептина на 64% от уровня в момент дефицита. Добавка цинка для людей с дефицитом цинка может быть полезна для увеличения концентрации лептина.

    Взаимодействие с органами и системами

    Язык и ротовая полость

    Считается, что нарушение вкуса является одним из первых признаков дефицита цинка, наряду с анорексией (потерей аппетита) и когнетивными нарушениями. Считается, что это связано с цинк-зависимым ферментом, густином, концентрация которого снижается наряду со снижением цинка в слюне. Данное состояние легко купируется приемом добавки цинка. Подростки, которые получали добавку цинка курсом в течение 10 недель, отмечали улучшение остроты вкуса относительно поваренной соли. В данном случае (подростки-девушки из Индии) дефицит цинка составлял около 58.3-65% . Снижение вкуса после химиотерапии не проходит после приема добавки цинка в дозировке 220мг сульфата цинка (50мг в пересчете на молекулярный вес) дважды в день. Гипогенезия после химиотерапии не имеет тенденции к снижению после перорального приема цинка, в то же время, иногда наблюдается такое явление, как изменение вкуса. У детей с низким социо-экономическим статусом есть риск дефицита цинка, прием ежедневно 15мг цинка связан со снижением поражения зубов у детей.

    Желудок

    Хлорид цинка, по видимому, выступает в роли ингибитора секреции НСL в ткани желудка людей и крыс, что, хотя и проявляет терапевтический эффект, может ограничивать последующую абсорбцию самого цинка.

    Печень

    Считается, что при циррозе печени изменяется концентрация микроэлементов как в печени, так и в сыворотке крови. Снижается концентрация цинка и увеличивается концентрация меди , в сравнении со здоровой группой. Дефицит цинка, по видимому, положительно коррелирует с развитием болезни. У людей с циррозом печени, ежедневная добавка цинка в виде сульфата и в пересчете на 50мг молекулярного цинка в течение 90 дней вызывала улучшение состояния цирроза печени (по шкале Child-Pugh с 6.59 до 5.72, улучшение на 13%). Данный эффект связывают со снижением концентрации меди. Добавка цинка может применяться для комплексной терапии цирроза печени (несильный терапевтический эффект).

    Кишечник

    Высокие концентрации цинка (330мг ежедневно) имели положительную динамику при лечении болезни Крона. Также прием цинка может предотвратить или облегчить повреждение слизистого слоя кишечника, а также некоторые повреждения, вызванные в печени алкоголем. Т.к. употребление алкоголя вызывает снижение концентрации цинка, добавка цинка может использоваться для терапии заболеваний печени, вызванных приемом алкоголя. Данные эффекты носят дозо-зависимый характер, но приблизительно дозировки следующие: 3-5 мг/кг массы тела (очень большие дозы).

    Уши

    Ухудшение слуха у мышей и крыс является одним из симптомов дефицита цинка, который является обратимым. Это может быть связано с тем, что некоторые структуры внутреннего уха (утилка, предверье) содержат много цинка, где он оказывает защитную роль от стрессоров. Данный эффект реализуется посредствам модуляции Цинк/Медного компонента супероксиддисмутазы, которая оказывает отопротективное действие. Предполагалось, что цинк может помочь больным с шумом в ушах , однако одни исследования говорят о том, что у данных больных снижена концентрация цинка, в то время, как другие исследования говорят об отсутствии связи. Но хотя бы одно исследование гласит, что ежедневный прием добавки цинка в дозировке 50мг в течение двух месяцев снижает частоту шума в ушах на 82%, в сравнении с группой, получавшей плацебо. Данные свидетельства не очень точны и только одно исследование ссылается на положительную динамику, но высокие дозы цинка, возможно, найдут свое применение у больных с шумом в ушах. У людей с идеопатической сенсо-нейральной тугоухостью (внезапная потеря слуха из-за неизвестных причин) при введении цинка (в форме глюконата) совместно с кортикостероидной терапией вызывало более выраженные положительные эффекты, чем моно-кортикостероидная терапия. Введение добавки цинка в терапию кортикостероидами вызывало ускорение восстановления слуха у данной категории больных.

    Яички

    Дефицит цинка, как известно, вызывает апоптоз тестикулярной ткани (регулируемая смерть клетки, которая возникает во многих тканях при дефиците цинка ) и увеличение окисления белков. На этом фоне наступает дисрегуляция 3B и 17В-гидроксистероид-дегидрогеназных ферментов и других белков, неизбежно приводя к денерагивным изменениям в тестикулярной ткани (семенных каналах и клетках Лейдига). Снижение секреции тестостерона, а также снижение фертильных свойств спермы (в частности, подвижности) становится неуклонно прогресирующим фактором на фоне увеличения апоптоза и окисления тестикулярной ткани. Дефицит цинка связан с достаточно широким спектром нарушений в тестикулярной ткани, включая снижение синтеза и секреции тестостерона, снижение фертильных показателей спермы, увеличение апоптоза. Пероральный прием добавки цинка(20 мг/кг хлорида цинка) в исследованиях на животных был связан со снижением повреждения тканей продуктами окисления, которые были вызваны курением (как следствие, улучшение фертильной функции). Добавка цинка также снижала повреждения, вызванные окислением в тестикулярной ткани у грызунов, которые не были подвержены дефициту цинка. У бесплодных мужчин, добавка цинка увеличивает количество спермы только при низком уровне тестостерона в крови. Этот эффект связывают с увеличением плодовитости данных мужчин, чего нельзя сказать о бесплодных мужчинах с нормальным уровнем тестостерона.

    Взаимодействие с раковыми клетками

    Вспомогательная терапия

    Как известно, микоз ротовой полости и фарингит являются частыми осложнениями при радиотерапии области шеи и головы (лечение рака). Для купирования этих побочных явлений применялась добавка цинка в дозировке 50мг сульфата трижды в день, но, к сожалению, достоверного результата, свидетельствующего о положительных эффектах добавки, добиться не удалось. Другие исследования, в которых применялась добавка цинка в дозировке 220мг сульфата цинка (50мг молекулярного) так же не предоставили достоверных положительных результатов. Некоторые исследования свидетельствуют о том, что добавка цинка в дозировке 50мг способна снижать частоту (но не выраженность) микозов (у пациентов, проходящих химиотерапию, радиотерапию ) при применении трижды в день в течение длительного времени. Развитие микоза, как побочного эффекта радиотерапии, не удается предупредить приемом цинка. Нарушение вкуса (дисгенезия) и обоняния (диссомния) являются побочными эффектами химиотерапии, которые чаще всего сочетаются со снижением количества потребляемой пищи (раковая кахексия) и снижением качества жизни. Считается, что цинк может оказать положительный эффект при данных состояниях, как компонент, входящий в состав фермента карбангидразы VI, который является ростовым фактором для сенсорных клеток. Если агенезия связана с апоптозом, то ускорение пролиферации может компенсировать этот процесс. У людей со сниженной концентрацией данного фермента прием цинка в дозировке 100мг в течение 4-6 месяцев может реверсировать отрицательные явления, такие как дисгенезия и диссомния, посредством увеличения пролиферации клеток. Замечено, что регресс дисгненезии встречается у людей, которые страдают дефицитом карбангидразы VI и отвечают на введение цинка (проверяют по увеличению цинка в слюне). Но другие исследования показывают, что добавка цинка (50мг молекулярного цинка) никак не сказывается на выраженности симптомов. Дисгенезия (нарушение вкусовосприятия) и нарушение обоняния встречаются у людей, получающих химиотерапию, но данные состояния могут быть купированы, но не у всех больных.

    Цинк в косметологии

    Кожа

    Считается, что добавка цинка может оказывать положительный эффект при терапии акне, т.к. у данной группы пациентов концентрация сывороточного цинка снижена в сравнении с контрольной группой. Терапевтический эффект достигается путем ингибирования хемотаксиса иммунных клеток в кожу и, вероятно, это обусловлено действием фермента 5а-редуктазы. Прием цинка в дозировке 600мг (138мг молекулярного) в течение шести недель вызывал положительные терапевтические эффекты у больных акне. Симптомы заболевания снижались на треть по сравнению с группой плацебо. Подобного эффекта добивались ранее приемом цинка в течении 12 недель, также увеличивалась концентрация витамина А. Более поздние исследования подтвердили эффективность глюконата (30мг молекулярного) меньше, чем терапия моноциклином у участников исследования, что явилось конечным результатом исследования (исчезновение 2/3 симптомов), 31.2% для моноциклина и 63.4% для цинка. Эффективное применение низких доз цинка было рассмотрено выше. Концентрация цинка у больных с акне ниже, чем у здоровых людей, считается, что данный эффект достигается путем снижения миграции иммунных клеток в кожу и, вероятно, снижение влияния андрогенов на кожу. Исследования, в которых цинк применялся в высоких дозировках, как средство для терапии акне, показали средневыраженный протекторный эффект. Было проведено исследование применения добавки цинка в виде сульфата в дозировках от 10 мг/кг до 600 мг/кг (132мг молекулярного цинка) в течение двух месяцев у больных с бородавками от ВПЧ, которое показало, что у половины больных исчезли не только бородавки, но и повреждения кожи на период шести месяцев. Этот эффект был отмечен в другом исследовании с резистентными бородавками, но с пероральной дозой добавки цинка в виде сульфата, эффективной в снижении возникновения бородавок (42.8-87.5%). Бородавки, которые вызывались не вирусом (обычные бородавки), также снижали свою выраженность при приеме добавки цинка, но эффект был меньше (5-11%). Двухмесячный прием высоких доз цинка показал достаточную эффективность в снижении проявления вирусных бородавок, на основе предшествующих доказательств. Польза от приема цинка может наблюдаться достаточно длительный период уже после приема цинка и местное применение цинка в высоких концентрациях также показало высокие результаты. Но в данном случае не происходило снижение числа невирусных бородавок. Розацеа – это хроническое рецидивирующее заболевание воспалительного характера, которое проявляется покраснением на лице, чаще как эритема (покраснение) а также утолщением кожи в результате фимы (разрастание сальных желез). Прием 100мг сульфата цинка трижды в день у больных с розацеа был связан со снижением выраженности симптомов, однако результаты исследования имели тенденцию к снижению терапевтической дозы между испытаниями и дальнейшее слепое исследование по применению 220мг сульфата цинка (50.8 в пересчете на молекулярный цинк) дважды в день в течении трех месяцев не дало ожидаемого терапевтического эффекта. Доказательства пользы применения цинка, как терапии розацеа в исследованиях на людях, довольно противоречивы. Т.к. неэффективность терапии цинком у больных с розацеа не доказана, то применение цинка в данном случае не оправдано. Прием 50мг цинка трижды в день в течение шести недель у больных с псориазом улучшает хемотаксис нейтрофилов в клетки кожи. Топическое применение пиритиона доказало свою эффективность у больных с псориазом и в последующих испытаниях пиритиона (0.25% пиритиона цинка) у больных с псориазом дважды в день в течении 3 месяцев вызывало снижение выраженности эритемы на 70.5% по оценке PASI. Некоторые исследования предполагают, что применение цинка в терапии псориаза весьма эффективно.

    Цинк и другие заболевания

    Болезнь Альцгеймера

    Цинк оказывает бимодальный эффект на фосфорилирование и фибрилизацию белка, известного, как тау, схожего по строению с Б-амилоидными белками, которые формируются у лиц, страдающих болезнью Альцгеймера. В высоких дозах цинк (250мкМоль) оказывает стимулирующее действие на образование белка, а в низких (100мкМоль) – протективное действие. Конкурирование цинка с медью для образования Б-амилоида носит протективный эффект, медь обладает более выраженным окисляющим эффектом, нежели цинк. У мышей, у которых была смоделирована болезнь Альцгеймера, применение добавки цинка с водой в дозировке 30 частей на миллион было связано с явным протективным действием в сравнении с контрольной группой и снижало деградацию памяти. Этот защитный эффект связан со снижением белка (б-амилоида и тау), посредством улучшения митохондриальой функции и уровня BDNF.

    Целиакия

    Целиакия – это болезнь, характеризующаяся мальабсорбцией нутриентов и увеличением кишечной проницаемости, что связано с уровнем лектина (более известен как глютен), и лечится исключением из пищи глютена. У людей с целиакией мальабсорбция может вызывать дефицит цинка, однако добавка цинка не является обязательной, если человек соблюдает безглютеновую диету. У людей с целиакией, которые употребляют глютен (которые в дальнейшем испытывают кишечные расстройства и мальабсорбацию, т.к. они нетолерантны к глютену), всасывание цинка может быть снижено и может развиться дефицит цинка. Исключение глютена из диеты помогает избежать этого осложнения и предупредить прием добавки цинка.

    Зуд

    Проявление зуда (чесотки) уменьшается на фоне гемодиализа с 440мг цинка ежедневно в сравнении с группой плацебо.

    Взаимодействие с другими нутриентами

    Витамин В6

    Витамин В6 (пиридоксин) применяется, как добавка, с магнием (аспартат) и называется ZMA. Эта добавка содержит сразу два минерала, которые в дефиците у атлетов (возмещение является приоритетом), и ранее эта добавка (ZMA) считалась тестостерона бустером тестостерона (стимулятор тестостерона). Считается, что ингибирующий эффект цинка на 5-а редуктазу (ивитро) до 98% может быть достигнут концентрацией цинка 15мкМоль, а наряду с применением В6 (0.025%) такого же эффекта можно достигнуть, используя только 1.5-3мМоль сульфата цинка. После применения этих двух компонентов, 500мКм цинка наряду с 0.025% В6, а также добавления 100мКм азелаиновой кислоты, достигается высокая степень ингибирования фермента и данный синергизм был выявлен в клетках кожи, в которых происходило частичное ингибирование 5-а редуктазы. Сложность применения монотерапии цинка заключается в том, что не удается достичь достаточно высоких концентраций в организме для ингибирования 5-а редуктазы, а низкие концентрации (500нМоль) обладают активирующим действием на фермент, что может увеличить количество ДГС. А комбинирование цинка с В6 оказывает более выраженный эффект, однако это не было подтверждено в исследованиях на людях. Исследования по применению ZMA перорально не учитывают концентрацию ДГС, отсюда вытекает, что концентрация тестостерона не увеличивается, хотя должна, т.к. блокируется 5-а редуктаза (на примере финастерида). Цинк по своей природе является мощным ингибитором 5-а редуктазы (1 типа) и этот эффект потенциируется путем добавления витамина В6. В тоже время, это ведет к предположению, что комбинация может вызывать увеличение уровня тестостерона за счет ДГС, но этот эффект не наблюдается при пероральном приеме стандартных дозировок обоих компонентов. Это может наблюдаться только при больших концентрациях, требуемых для сильного ингибирования и эта концентрация просто не достигается путем введения перорально добавки цинка, даже после снижения требуемого уровня В6.

    Этанол

    Известно, что этанол обладает тератогенным действием на плод, что может быть связано с метаболизмом цинка. В частности, чрезмерное употребление алкоголя вызывает увеличение металлотионина, который секвестрирует цинк и транспортируется плоду. Терратогенный и когнитивный урон плоду может быть предотвращен путем введения цинка у мышей, однако это еще не было исследовано на людях. Снижение концентрации цинка в сыворотке связано с неблагоприятным эффектом алкоголя на развитие плода.

    Железо

    И железо, и цинк транспортируются бивалентным катионным транспортером (DMT1) и Nramp2. Транспортер может присоединить только определенное количество субстрата, считается, что высокие дозы обоих микроэлементов могут привести к снижению абсорбции одного из них. Добавка цинка в растворе угнетает всасывание железа. Низкие дозы железа (500мкг) требуют в 5.7 больше цинка, чтобы ингибировать абсорбцию, в то время как высокие дозы цинка (10мг) ингибируют всасывания, исходя из пропорции 1:1. В другом случае, в частно негемое железо, при применении раствора железа и цинка наблюдалось дозо-зависимое ингибирование 28-40% с увеличением соотношения цинка (с 5:1 до 20:1). По-видимому, и железо, и цинк в растворе конкурируют за абсорбцию, в то время как этого не происходит при низкой концентрации железа, а при высоких концентрациях обоих минералов около 10мг происходит ингибирование всасывания одного из минералов. Это может быть уместно при приеме добавок натощак. При исследовании с витаминизированым молоком (4:1 соотношение 300мкг/кг железа у младенцев или 10мг/л железа в соотношении 2:1 у женщин ) не удалось достигнуть ингибирования всасывания железа. Исследования, в которых использовались и цинк, и железо в продуктах, не привело к ингибированию железа, ассоциированное цинком. Вероятно, это связано с уменьшением всасывания (из-за твердых частей в пище) и снижения насыщения транспортера.

    Медь

    Дефицит меди может встречаться в следующих случаях: заболевания (болезнь Вилсона-Коновалова, синдром Менкея), потеря меди (нефротический синдром), недостаточном получении меди с пищей. Интерес относительно цинка в том, чтобы понять, как прием добавки цинка влияет на медь, а именно, снижает ее уровень, что было выявлено у людей, принимавших 600мг молекулярного цинка ежедневно, или при чрезмерном использовании стоматологических адгезивов (по трубке в день). Считается, что механизм связан с белками, известными как металлотионины, которые метаболизируют некоторые минералы (кадмий, цинк и медь) и ответственны за их окисление. Уровень белков может быть индуцирован и повышаться в случаях увеличения количества минералов, которые они метаболизируют. Считается, что высокие уровни металлотионинов могут адекватно предупреждать токсичность цинка, но в ущерб метаболизма меди, приводя к ее дефициту, несмотря на избыточное потребление. Чрезмерное использование цинка может увеличить уровень металлотионинов, которые ликвидируют токсичный эффект цинка. Однако, т.к. они метаболизируют и медь, то это может привести к ее дефициту, когда количество отношения цинка к меди становится слишком велико. Иногда данный эффект может иметь положительный терапевтический эффект, в таких случаях, как болезнь Альцгеймера или цирроз печени. В некоторой степени этот эффект может быть терапевтическим. Но это не было проверено при дозировках, используемых для того, чтобы вызвать дефицит, однако более скромного эффекта удалось добиться перегрузочным протоколом (100мг молекулярного цинка или около того).

    Безопасность и токсикология

    Мета-анализ использования препаратов цинка для лечения простуды показал, что таблетки цинка могут вызывать нарушения вкуса и тошноты чаще, чем в группе плацебо при дозировках от 30 до 160мг в пересчете на молекулярный цинк. Также это было замечено в нескольких исследованиях по применению цинка при пневмонии у детей, где тошнота и рвота встречались намного чаще, чем в группе плацебо.

    :Tags

    Список использованной литературы:

    Maret W, Sandstead HH. Zinc requirements and the risks and benefits of zinc supplementation. J Trace Elem Med Biol. (2006)

    Brown KH, Hambidge KM, Ranum P; Zinc Fortification Working Group. Zinc fortification of cereal flours: current recommendations and research needs. Food Nutr Bull. (2010)

    Haase H, Rink L. Functional significance of zinc-related signaling pathways in immune cells. Annu Rev Nutr. (2009)

    Abreu IA, Cabelli DE. Superoxide dismutases-a review of the metal-associated mechanistic variations. Biochim Biophys Acta. (2010)

    Prasad AS. Clinical, immunological, anti-inflammatory and antioxidant roles of zinc. Exp Gerontol. (2008)

    Takeda A, Tamano H. Insight into zinc signaling from dietary zinc deficiency. Brain Res Rev. (2009)

    Campbell WW, Anderson RA. Effects of aerobic exercise and training on the trace minerals chromium, zinc and copper. Sports Med. (1987)

    McNair P, et al. Hyperzincuria in insulin treated diabetes mellitus–its relation to glucose homeostasis and insulin administration. Clin Chim Acta. (1981)

    )Zargar AH, et al. Copper, zinc and magnesium levels in type-1 diabetes mellitus. Saudi Med J. (2002

    Aguilar MV, et al. Plasma mineral content in type-2 diabetic patients and their association with the metabolic syndrome. Ann Nutr Metab. (2007)

    Barrie SA, et al. Comparative absorption of zinc picolinate, zinc citrate and zinc gluconate in humans. Agents Actions. (1987)

    Weigand E, Kirchgessner M. Homeostatic adjustments in zinc digestion to widely varying dietary zinc intake. Nutr Metab. (1978)

    Wong CP, Magnusson KR, Ho E. Increased inflammatory response in aged mice is associated with age-related zinc deficiency and zinc transporter dysregulation. J Nutr Biochem. (2012)

    Wessells KR, et al. Plasma zinc concentration responds rapidly to the initiation and discontinuation of short-term zinc supplementation in healthy men. J Nutr. (2010)

    Palm R, Hallmans G. Zinc concentrations in the cerebrospinal fluid of normal adults and patients with neurological diseases. J Neurol Neurosurg Psychiatry. (1982)

    Baltaci AK, Mogulkoc R. Pinealectomy and melatonin administration in rats: their effects on plasma leptin levels and relationship with zinc. Acta Biol Hung. (2007)

    Spontaneous and evoked release of endogenous Zn2+ in the hippocampal mossy fiber zone of the rat in situ

    Dineley KE1, et al. Zinc causes loss of membrane potential and elevates reactive oxygen species in rat brain mitochondria. Mitochondrion. (2005)

    Peters S, Koh J, Choi DW. Zinc selectively blocks the action of N-methyl-D-aspartate on cortical neurons. Science. (1987)

    Bancila V, et al. Zinc inhibits glutamate release via activation of pre-synaptic K channels and reduces ischaemic damage in rat hippocampus. J Neurochem. (2004)

    Wu JC1, et al. Magnetic resonance and positron emission tomography imaging of the corpus callosum: size, shape and metabolic rate in unipolar depression. J Affect Disord. (1993)

    García-Colunga J1, et al. Zinc modulation of serotonin uptake in the adult rat corpus callosum. J Neurosci Res. (2005)

    Klein AB1, et al. Blood BDNF concentrations reflect brain-tissue BDNF levels across species. Int J Neuropsychopharmacol. (2011)

    Leal G1, Comprido D, Duarte CB. BDNF-induced local protein synthesis and synaptic plasticity. Neuropharmacology. (2014)

    Xu H1, et al. Lactational zinc deficiency-induced hippocampal neuronal apoptosis by a BDNF-independent TrkB signaling pathway. Hippocampus. (2011)

    Travaglia A1, et al. Zinc(II) interactions with brain-derived neurotrophic factor N-terminal peptide fragments: inorganic features and biological perspectives. Inorg Chem. (2013)

    Yang Y1, et al. High dose zinc supplementation induces hippocampal zinc deficiency and memory impairment with inhibition of BDNF signaling. PLoS One. (2013)

    Solati Z, et al. Zinc monotherapy increases serum brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels and decreases depressive symptoms in overweight or obese subjects: A double-blind, randomized, placebo-controlled trial. Nutr Neurosci. (2014)

    Ranjbar E, et al. Effects of zinc supplementation on efficacy of antidepressant therapy, inflammatory cytokines, and brain-derived neurotrophic factor in patients with major depression. Nutr Neurosci. (2014)

    Koh JY, et al. The role of zinc in selective neuronal death after transient global cerebral ischemia. Science. (1996)

    Lee JM, et al. Zinc translocation accelerates infarction after mild transient focal ischemia. Neuroscience. (2002)

    Diener HC, et al. DP-b99, a membrane-activated metal ion chelator, as neuroprotective therapy in ischemic stroke. Stroke. (2008)

    Starck G, et al. A 1H magnetic resonance spectroscopy study in adults with obsessive compulsive disorder: relationship between metabolite concentrations and symptom severity. J Neural Transm. (2008)

    Sayyah M, et al. Evaluation of oral zinc sulfate effect on obsessive-compulsive disorder: a randomized placebo-controlled clinical trial. Nutrition. (2012)

    Tassabehji NM, et al. Zinc deficiency induces depression-like symptoms in adult rats. Physiol Behav. (2008)

    Jing MY, Sun JY, Wang JF. The effect of peripheral administration of zinc on food intake in rats fed Zn-adequate or Zn-deficient diets. Biol Trace Elem Res. (2008)

    Ohinata K, et al. Orally administered zinc increases food intake via vagal stimulation in rats. J Nutr. (2009)

    Holst B, et al. GPR39 signaling is stimulated by zinc ions but not by obestatin. Endocrinology. (2007)

    Arnold LE, et al. Zinc for attention-deficit/hyperactivity disorder: placebo-controlled double-blind pilot trial alone and combined with amphetamine. J Child Adolesc Psychopharmacol. (2011)

    Maes M, et al. Lower serum zinc in major depression is a sensitive marker of treatment resistance and of the immune/inflammatory response in that illness. Biol Psychiatry. (1997)

    Watanabe M, et al. Susceptibility to stress in young rats after 2-week zinc deprivation. Neurochem Int. (2010)

    Tamano H, et al. Behavior in the forced swim test and neurochemical changes in the hippocampus in young rats after 2-week zinc deprivation. Neurochem Int. (2009)

    Ilouz R, et al. Inhibition of glycogen synthase kinase-3beta by bivalent zinc ions: insight into the insulin-mimetic action of zinc. Biochem Biophys Res Commun. (2002)

    Sawada T, Yokoi K. Effect of zinc supplementation on mood states in young women: a pilot study. Eur J Clin Nutr. (2010)

    Stewart-Knox BJ, et al. Supplemented zinc does not alter mood in healthy older European adults–a randomised placebo-controlled trial: the Zenith study. Public Health Nutr. (2011)

    Siwek M, et al. Zinc supplementation augments efficacy of imipramine in treatment resistant patients: a double blind, placebo-controlled study. J Affect Disord. (2009)

    Tahmasebi Boroujeni S, et al. The effect of severe zinc deficiency and zinc supplement on spatial learning and memory. Biol Trace Elem Res. (2009)

    Flinn JM1, et al. Enhanced zinc consumption causes memory deficits and increased brain levels of zinc. Physiol Behav. (2005)

    Piechal A1, et al. Maternal zinc supplementation improves spatial memory in rat pups. Biol Trace Elem Res. (2012)

    Railey AM1, et al. Alterations in fear response and spatial memory in pre- and post-natal zinc supplemented rats: remediation by copper. Physiol Behav. (2010)

    Hennig B, Toborek M, Mcclain CJ. Antiatherogenic properties of zinc: implications in endothelial cell metabolism. Nutrition. (1996)

    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%
    Железо в организме - транспорт железа в крови

    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.

    В.В.Долгов, С.А.Луговская,
    В.Т.Морозова, М.Е.Почтарь
    Российская медицинская академия
    последипломного образования

    Железо является необходимым биохимическим компонентом в ключевых процессах метаболизма, роста и пролиферации клеток. Исключительная роль железа определяется важными биологическими функциями белков, в состав которых входит этот биометалл. К наиболее известным железосодержащим белкам относятся гемоглобин и миоглобин.

    Помимо последних, железо находится в составе значительного количества ферментов, участвующих в процессах энергообразования (цитохромы), в биосинтезе ДНК и делении клеток, детоксикации продуктов эндогенного распада, нейтрализующих активные формы кислорода (пероксидазы, цитохромоксидазы, каталазы). В последние годы установлена роль железосодержащих белков (ферритин) в реализации клеточного иммунитета, регуляции кроветворения.

    Вместе с тем железо может быть исключительно токсичным элементом, если присутствует в организме в повышенных концентрациях, превышающих емкость железосодержащих белков. Потенциальная токсичность свободного двухвалентного железа (Fе +2) объясняется его способностью запускать цепные свободнорадикальные реакции, приводящие к перекисному окислению липидов биологических мембран и токсическому повреждению белков и нуклеиновых кислот.

    Общее количество железа в организме здорового человека составляет 3,5-5,0 г. Оно распределено следующим образом (табл. 3).

    Обмен железа в организме человека достаточно экономичен. Постоянно происходит обмен железа между сохраняемым и активно метаболизируемым пулами (рис. 12).

    Обмен железа в организме состоит из нескольких этапов: всасывание в желудочно-кишечном тракте, транспорт, внутриклеточный метаболизм и депонирование, утилизация и реутилизация, экскреция из организма.

    Наиболее простая схема метаболизма железа представлена на рис. 13.

    Всасывание железа

    Основным местом всасывания железа является тонкий кишечник. Железо в пище содержится в основном в форме Fе +3 , но лучше всасывается в двухвалентной форме Fе +2 . Под воздействием соляной кислоты желудочного сока железо высвобождается из пищи и превращается из Fе +3 в Fе +2 . Этот процесс ускоряется аскорбиновой кислотой, ионами меди, которые способствуют всасыванию железа в организме. При нарушении нормальной функции желудка абсорбция железа в кишечнике ухудшается. До 90% железа всасывается в двенадцатиперстной кишке и начальных отделах тощей кишки. При дефиците железа зона всасывания расширяется дистально, захватывая слизистую верхнего отдела подвздошной кишки, что обеспечивает усиление его абсорбции.

    Молекулярные механизмы всасывания железа изучены недостаточно. Определено несколько специфических белков, содержащихся в энтероците, способствующих всасыванию железа: мобилферрин, интегрин и ферроредуктаза. Свободное неорганическое железо или геминовое железо (Fе +2) поступает в энтероциты по градиенту концентрации. Основной барьер для железа, по-видимому, не участок щеточной каймы энтероцита, а мембрана между энтероцитом и капилляром, где присутствует специфический переносчик двухвалентных катионов (divalent cation transporter 1 - DCT1), связывающий Fе 2+ . Данный белок синтезируется только в криптах двенадцатиперстной кишки. При сидеропении синтез его увеличивается, что приводит к увеличению скорости всасывания алиментарного железа. Присутствие высоких концентраций кальция, являющегося конкурентным ингибитором DСТ1, снижает всасывание железа.

    В энтероцитах содержатся трансферрин и ферритин, которые регулируют в них абсорбцию железа. Между трансферрином и ферритином существует динамическое равновесие по связыванию железа. Трансферрин связывает железо и переносит его к мембранному переносчику. Регуляция активности мембранного переносчика осуществляется апоферритином (белковая часть ферритина) (рис. 14). В случае, когда организму не требуется железо, происходит избыточный синтез апоферритина для связывания железа, которое задерживается в клетке в комплексе с ферритином и удаляется со слущивающимся кишечным эпителием. Наоборот, при дефиците железа в организме, синтез апоферритина снижен (нет необходимости запасать железо), одновременно увеличивается перенос железа DCT1 через мембрану энтероцит-капилляр.

    Таким образом, транспортная система энтероцитов кишечника способна поддерживать оптимальный уровень абсорбции железа, поступающего с пищей.

    Транспорт железа в крови

    Железо в сосудистом русле соединяется с трансферрином - гликопротеид с Мм 88 кДа, синтезируется в печени. Трансферрин связывает 2 молекулы Fе +3 . В физиологических условиях и при дефиците железа только трансферрин важен как железотранспортирующий белок; с гаптоглобином и гемопексином транспортируется исключительно гем. Неспецифическое связывание железа с другими транспортными белками, в частности альбумином, наблюдается при перегрузке железом при высоком уровне насыщения трансферрина. Биологическая функция трансферрина заключается в его способности легко образовывать диссоциирующие комплексы с железом, что обеспечивает создание нетоксического пула железа в кровотоке, который доступен и позволяет распределять и депонировать железо в организме.Металлосвязывающий участок молекулы трансферрина не является строго специфичным для железа. Трансферрин может связывать также хром, медь, магний, цинк, кобальт, однако сродство этих металлов ниже, чем железа.

    Основным источником сывороточного пула железа (трансферрин-связанного железа) является поступление его из ретикулоэндотелиальной системы (РЭС - печень, селезенка), где происходит распад старых эритроцитов и утилизация освобождающегося железа. Небольшое количество железа поступает в плазму при абсорбции его в тонком кишечнике.

    В норме только треть трансферрина насыщена железом.

    Внутриклеточный метаболизм железа

    Большинство клеток, в том числе эритрокариоциты и гепатоциты, содержат на мембране рецепторы к трансферрину, необходимые для поступления железа в клетку. Трансферриновый рецептор - трансмембранный гликопротеин, состоящий из 2 идентичных полипептидных цепей, связанных дисульфидными мостиками.

    Комплекс Fе 3+ - трансферрин попадает в клетки с помощью эндоцитоза (рис. 15). В клетке ионы железа освобождаются, а комплекс трансферрин-рецептор расщепляется, в результате чего рецепторы и трансферрин независимо возвращаются на поверхность клетки. Внутриклеточный свободный пул железа играет важную роль в регуляции пролиферации клетки, синтезе геминовых белков, экспрессии трансферриновых рецепторов, синтезе активных радикалов кислорода и др. Неиспользуемая часть Fе хранится внутриклеточно в молекуле ферритина в нетоксичной форме. Эритробласт может одновременно присоединить до 100 000 молекул трансферрина и получить 200 000 молекул железа.

    Экспрессия трансферриновых рецепторов (СD71) зависит от потребности клетки в железе. Определенная часть рецепторов к трансферрину в виде мономеров сбрасывается клеткой в сосудистое русло, образуя растворимые трансферриновые рецепторы, способные связывать трансферрин. При перегрузке железом число клеточных и растворимых рецепторов к трансферрину снижается. При сидеропении лишенная железа клетка реагирует повышенной экспрессией трансферриновых рецепторов на своей мембране, увеличением растворимых трансферриновых рецепторов и снижением количества внутриклеточного ферритина. Установлено, что чем выше плотность экспрессии трансферриновых рецепторов, тем выраженнее пролиферативная активность клетки. Таким образом, экспрессия рецепторов трансферрина зависит от двух факторов - количества депонированного железа в составе ферритина и пролиферативной активности клетки.

    Депонирование железа

    Основными формами депонированного железа являются ферритин и гемосидерин, которые связывают "избыточное" железо и откладываются, практически, во всех тканях организма, но особенно интенсивно в печени, селезенке, мышцах, костном мозге.

    Ферритин - комплекс, состоящий из гидрата закиси Fе +3 и белка апоферритина, представляет собой полукристаллическую структуру (рис. 16). Молекулярная масса апоферритина 441 кД, максимальная емкость молекулы около 4300 FеООН; в среднем одна молекула ферритина содержит около 2000 атомов Fе +3 .

    Апоферритин покрывает в виде оболочки ядро из гидроксифосфата железа. Внутри молекулы (в ядре) содержится 1 или несколько кристаллов FеООН. Молекула ферритина по форме и виду в электронном микроскопе напоминает вирус. Она содержит 24 однотипных цилиндрических субъединицы, образующих сферическую структуру с внутренним пространством диаметром приблизительно 70 А, сфера имеет поры диаметром 10 А. Ионы Fе +2 диффундируют через поры, окисляются до Fе +3 , превращаются в FеООН и кристаллизируются. Железо может мобилизоваться из ферритина при участии супероксидрадикалов, образующихся в активированных лейкоцитах.

    Ферритин содержит примерно 15-20% общего железа в организме. Молекулы ферритина растворимы в воде, каждая из них может аккумулировать до 4500 атомов железа. Железо высвобождается из ферритина в двухвалентной форме. Ферритин локализуется преимущественно внутриклеточно, где играет важную роль в кратковременном и длительном депонировании железа, регуляции клеточного метаболизма и детоксикации избытка железа. Предполагается, что основными источниками сывороточного ферритина являются моноциты крови, макрофаги печени (клетки Купфера) и селезенки.

    Ферритин, циркулирующий в крови, практически не участвует в депонировании железа, однако концентрация ферритина в сыворотке в физиологических условиях прямо коррелирует с количеством депонированного железа в организме. При дефиците железа, которое не сопровождается другими заболеваниями, так же, как при первичной или вторичной перегрузке железом, показатели ферритина в сыворотке дают достаточно точное представление о количестве железа в организме. Поэтому в клинической диагностике ферритин должен использоваться в первую очередь как параметр, оценивающий депонированное железо.

    Таблица 4. Лабораторные показатели нормального обмена железа
    Сывороточное железо
    Мужчины: 0,5-1,7 мг/л (11,6-31,3 мкмоль/л)
    Женщины: 0,4-1,6 мг/л (9-30,4 мкмоль/л)
    Дети: до 2 лет 0,4-1,0 мг/л (7-18 мкмоль/л)
    Дети: 7-16 лет 0,5-1,2 мг/л (9-21,5 мкмоль/л)
    Общая железосвязывающая способность (ОЖСС) 2,6-5,0 г/л (46-90 мкмоль/л)
    Трансферрин
    Дети (3 мес. - 10 лет) 2,0-3,6 мг/л
    Взрослые 2-4 мг/л (23-45 мкмоль/л)
    Пожилые (старше 60 лет) 1,8-3,8 мг/л
    Насыщение трансферрина железом (НТЖ) 15-45%
    Ферритин сыворотки крови
    Мужчины: 15-200 мкг/л
    Женщины: 12-150 мкг/л
    Дети: 2-5 месяцев 50-200 мкг/л 0,5-1
    Дети: 6 лет 7-140 мкг/л

    Гемосидерин по структуре мало отличается от ферритина. Это ферритин в макрофаге в аморфном состоянии. После того как макрофаг поглощает молекулы железа, например, после фагоцитоза старых эритроцитов, немедленно начинается синтез апоферритина, который накапливается в цитоплазме, связывает железо, образуя ферритин. Макрофаг насыщается железом в течение 4 ч, после чего в условиях перегрузки железом в цитоплазме молекулы ферритина агрегируют в мембранно-связанные частицы, известные как сидеросомы. В сидеросомах молекулы ферритина кристаллизуются (рис. 17), формируется гемосидерин. Гемосидерин "упакован" в лизосомах и включает комплекс, состоящий из ферритина, окисленных остатков ли-пидов и других компонентов. Гранулы гемосидерина представляют собой внутриклеточные отложения железа, которые выявляются при окраске цитологических и гистологических препаратов по Перлсу. В отличие от ферритина гемосидерин не растворим в воде, поэтому железо гемосидерина с трудом подлежит мобилизации и практически не используется организмом.

    Выведение железа

    Физиологические потери железа организмом практически неизменны. За сутки из организма мужчины теряется около 1 мг железа с мочой, потом, при стрижке ногтей, волос, слущивающимся эпителием кожи. Кал содержит как невсосавшееся железо, так и железо, выделяющееся с желчью и в составе слущивающегося эпителия кишечника. У женщин наибольшая потеря железа происходит с менструацией. В среднем потеря крови за одну менструацию составляет около 30 мл, что соответствует 15 мг железа (за сутки женщина теряет от 0,8 до 1,5 мг железа). Исходя из этого, суточная потребность в железе у женщин детородного возраста увеличивается до 2-4 мг в зависимости от объема кровопотери.

    Согласно современным представлениям, наиболее адекватными тестами для оценки метаболизма железа в организме являются определение уровня железа, трансферрина, насыщения трансферрина железом, ферритина, содержания растворимых трансферриновых рецепторов в сыворотке.

    БИБЛИОГРАФИЯ [показать]

    1. Беркоу Р. Руководство по медицине The Merck manual. - М.: Мир, 1997.
    2. Руководство по гематологии / Под ред. А.И. Воробьева. - М.: Медицина, 1985.
    3. Долгов В.В., Луговская С.А., Почтарь М.Е., Шевченко Н.Г. Лабораторная диагностика нарушений обмена железа: Учебное пособие. - М., 1996.
    4. Козинец Г.И., Макаров В.А. Исследование системы крови в клинической практике. - М.: Триада-Х, 1997.
    5. Козинец Г.И. Физиологические системы организма человека, основные показатели. - М., Триада-Х, 2000.
    6. Козинец Г.И., Хакимова Я.Х., Быкова И.А. и др. Цитологические особенности эритрона при анемиях. - Ташкент: Медицина, 1988.
    7. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия. - М.-СПб., 1999.
    8. Мосягина Е.Н., Владимирская Е.Б., Торубарова Н.А., Мызина Н.В. Кинетика форменных элементов крови. - М.: Медицина, 1976.
    9. Рябое С.И., Шостка Г.Д. Молекулярно-генетические аспекты эритропоэза. - М.: Медицина, 1973.
    10. Наследственные анемии и гемоглобинопатии / Под ред. Ю.Н. Токарева, С.Р. Холлан, Ф. Корраля-Альмонте. - М.: Медицина, 1983.
    11. Троицкая О.В., Юшкова Н.М., Волкова Н.В. Гемоглобинопатии. - М.: Изд-во Российского университета дружбы народов, 1996.
    12. Шиффман Ф.Дж. Патофизиология крови. - М.-СПб., 2000.
    13. Baynes J., Dominiczak M.H. Medical Biochemistry. - L.: Mosby, 1999.

    Источник : В.В.Долгов, С.А.Луговская, В.Т.Морозова, М.Е.Почтарь. Лабораторная диагностика анемий: Пособие для врачей. - Тверь: "Губернская медицина", 2001