Всасывание железа

Всасывание железа определяет в основ­ном содержание железа в организме и является веду­щим фактором в регуляции состава железа в теле у человека и животного. Выделение железа из организ­ма — процесс недостаточно регулируемый. Существу­ет сложный механизм, препятствующий всасыванию избыточного количества железа.

Место всасывания. Хотя теоретически весь кишечник способен осуществлять всасывание железа, включая толстую кишку, основное количество железа всасывается в двенадцатиперстной кишке, а также в начальной части тощей кишки. Эти данные были ус­тановлены как в эксперименте на крысах и собаках, так и при клинических исследованиях, проведенных у здоровых людей и у больных железодефицитной анемией. По данным Wheby (1970),чем больше дефицит железа, тем дальше в тощую кишку распространяется зона всасывания железа.

Механизм всасывания железа. Вопрос о механизме всасывания железа нельзя считать ре­шенным. Ни одна из существующих гипотез не может полностью объяснить механизм регуляции всасывания железа. Наибольшей популярностью пользовалась ги­потеза, выдвинутаяGranick (1949),по которой основ­ная роль в регуляции всасывания железа отводится соотношению между белком апоферритином, свобод­ным от железа, и ферритином, связанным с железом. Согласно этой гипотезе прием большого количества железа приводит к насыщению апоферритина и пре­кращению всасывания железа. Наступает так называе­мый слизистый блок. При малом количестве железа в организме в слизистой оболочке кишки содержится мало ферритина, в результате чего всасывание железа усиливается. Однако некоторые факты не могут быть объяснены гипотезой Граника. При приеме больших доз железа всасывание его значительно возрастает, несмотря на имеющийся слизистый блок; при актива­ции эритропоэза всасывание возрастает, несмотря на высокое содержание железа в слизистой оболочке киш­ки [Brownetal., 1958;Weintraubetal., 1964]. По мне­ниюWheby (1956),процесс всасывания железа у человека включает в себя три компонента: а) проник­новение железа в слизистую оболочку из просвета кишки; б) проникновение железа из слизистой оболоч­ки кишки в плазму; в) заполнение запасов железа в слизистой оболочке и влияние этих запасов на всасы­вание. Скорость проникновения железа в слизистую оболочку из просвета кишки всегда больше, чем ско­рость поступления железа из слизистой оболочки кишки в плазму. Хотя обе величины зависят от потреб­ностей железа в организме, проникновение железа в слизистую оболочку кишки в меньшей степени зависит от содержания железа в организме, чем проникнове­ние железа из слизистой оболочки в плазму. При повышенной потребности организма в железе скорость его поступления в плазму из слизистой оболочки при­ближается к скорости проникновения в слизистую обо­лочку кишки. При этом железо в слизистой оболочке практически не откладывается. Время прохождения железа через слизистую оболочку составляет несколь­ко часов; в этот период она рефрактерна к дальнейше­му всасыванию железа. Через некоторое время железо вновь всасывается с такой же интенсивностью. При уменьшении потребности организма в железе уменьша­ется скорость проникновения его в слизистую оболочку кишки, еще в большей степени уменьшается дальней­шее поступление железа в плазму. При этом большая часть железа, которое не всасывается, откладывается в виде ферритина.

Захват железа слизистой оболочкой кишки — не простая физическая адсорбция. Этот процесс осущест­вляется щеточной каймой клетки. По даннымParmleyс соавт. (1978),применявших цитохимические методы исследования и электронную микроскопию, двухва­лентное железо в мембране микроворсинок окисляет­ся в трехвалентное, которое, по всей вероятности, связывается с каким-то носителем, однако природа этого носителя пока не ясна.

Всасывание железа, входящего в состав гема, резко отличается от всасывания ионизированного железа. Молекула гема разлагается не в просвете кишки, а в слизистой оболочке кишки, где имеется фермент гемоксигеназа, присутствие которого необходимо для рас­пада молекулы гема на билирубин, окись углерода и ионизированное железо [Conradetal., 1967;Raffinetal., 1974]. Всасывание гема происходит значительно более интенсивно, чем всасывание неорганического пищевого железа.

При нормальном содержании в организме железа значительная часть его проходит через слизистую обо­лочку кишки в ток крови, определенная часть задержи­вается в слизистой. При недостатке железа в слизистой задерживается значительно меньшая его часть, основ­ная часть оказывается в плазме. При избытке железа в организме основная часть железа, проникшего в сли­зистую оболочку, в ней и задерживается. В дальней­шем эпителиальная клетка, наполненная железом, продвигается от основания к концу ворсинки, затем слущивается и теряется с калом вместе с невсосавшимся железом.

Этот физиологический механизм всасывания вклю­чается в тех случаях, когда в просвете кишки имеется обычная содержащаяся в нормальной пище концентра­ция железа. Если же концентрация железа в кишке в десятки и сотни раз превышает физиологические кон­центрации, всасывание ионного двухвалентного железа во много раз возрастает, что следует учитывать при лечении больных солями двухвалентного железа.

Smith,Pannaeciuli (1958)установили четкую ли­нейную зависимость между логарифмом дозы железа и логарифмом количества всосавшегося железа. Меха­низм всасывания высоких концентраций солевого же­леза неизвестен. Трехвалентное железо практически почти не всасывается ни в физиологических концентра­циях, ни тем более в избыточных.

Всасывание пищевого железа строго лимитировано (за сутки — не более 2—2,5мг). Железо содержится во многих продуктах растительного и животного про­исхождения. Высока концентрация железа в печени, мясе, большое количество железа содержат бобы сои, петрушка, горох, шпинат, сушеные абрикосы, чер­нослив, изюм. Значительное количество железа содер­жится в рисе, хлебе.

Однако количество железа в продукте не опреде­ляет возможность его всасывания. Поэтому имеет зна­чение не количество железа в продукте, а его всасыва­ние из данного продукта. Из продуктов растительного происхождения железо всасывается очень ограничен­но, из большинства животных продуктов — значитель­но больше. Так, из риса, шпината всасывается не бо­лее 1%железа, из кукурузы, фасоли —3%,из бобов сои —7%,из фруктов — не более 3%железа. Боль­шое количество железа всасывается из говядины и осо­бенно из телятины. Из телятины может всосаться до22%железа, из рыбы около 11%[Martinez-Torres,Layrisse, 1970]. Из яиц всасывается не более 3% железа.

Железо, входящее в состав белков, содержащих гем, всасывается значительно лучше, чем из .ферритина и гемосидерина. Поэтому из продуктов печени вса­сывается значительно меньше железа, чем из мяса; ху­же всасывается железо из рыбы, где оно содержится в основном в виде гемосидерина и ферритина, а в те­лятине 90%железа содержится в виде гема.

Layrisse (1975)изучал всасывание железа при взаимодействии двух продуктов. Для метки были ис­пользованы два разных изотопа железа. Было уста­новлено, что мясо, печень и рыба, содержащиеся в пище, значительно увеличивают всасывание железа, входящего в состав овощей. В то же время исследова­ние всасывания железа из двух видов продуктов рас­тительного происхождения показало, что один овощной продукт не оказывает никакого влияния на всасывание железа из другого. Оказалось, что железо, входящее в состав гема, не влияет на всасывание железа овощей, но железо, входящее в состав ферритина и гемосидери­на, оказывает несомненное положительное влияние на всасывание железа овощей. Танин, содержащийся в чае, оказывает отрицательное влияние на всасывание железа.

Bjorn-Rasmissenс соавт. (1974)изучили всасы­вание железа из рациона мужчин в Швеции. Было по­казано, что в рационе содержится 1мг железа, входя­щего в состав гема, из него всасывается 37%,что со­ставляет 0,37мг. Кроме того, рацион содержит 16,4мг железа, не входящего в состав гема. Из него всасыва­ется всего 5,3%,что составляет 0,88мг. Таким обра­зом, пища содержит 94%негемового железа и 6%гемового, а среди всосавшегося железа 70%составляет негемовое и 30% — гемовое. Всего в среднем у мужчин всасывается 1,25мг железа в сутки.

На всасывание железа оказывает влияние ряд фак­торов. Некоторым из них многие годы придавалось большее внимание, чем они заслуживают, некоторым меньшее. Так, очень много работ посвящено изучению влияния желудочной секреции на всасывание железа.

Частота сочетания железодефицитной анемии с ахи­лией еще в начале века дала основание предполагать, что железо всасывается лишь при нормальной желу­дочной секреции и что ахилия является одним из ос­новных факторов, приводящих к развитию железоде­фицитной анемии. Однако исследования, выполненные за последние годы, показали, что нормальная желу­дочная секреция оказывает определенное влияние на всасывание некоторых форм железа, но не является главным фактором регуляции всасывания железа. Jacobsс соавт. (1964)показали, что соляная кислота оказывает несомненное влияние на всасывание железа, находящегося в трехвалентной форме. Это относится как к солевому железу, так и к железу, входящему в состав пищи. Так,Bezwodaс соавт. (1978)исследова­ли всасывание железа из хлеба, выпеченного из муки, к которой прибавили перед приготовлением теста ме­ченое трехвалентное железо. Было показано, что в кис­лой среде всасывание трехвалентного железа, входя­щего в состав хлеба, увеличивается, а при повышении рН желудочного сока понижается. По данным С. И. Рябова и Е. С. Рысса (1976),всасывание радио­активного железа в двухвалентной форме, прибавлен­ного к хлебу, не зависело от желудочной секреции. Желудочная секреция не оказывает никакого влияния на всасывание железа, входящего в состав гема [Heinrich, 1975]. М. И. Гурвич (1977)изучал всасывание гемоглобинового железа у здоровых лиц и больных же­лезодефицитной анемией. Автор установил, что в норме железо всасывается в пределах 3,1—23,6%у женщин и 5,6—23,8%у мужчин. В среднем, по его данным, всасывание гемоглобинового железа у здоровых жен­щин составляло 16,9 ±1,6%,а у мужчин 13,6 ±1,1%. При железодефицитной анемии всасывание железа по­вышалось. Не было различий между всасыванием же­леза при анемии у лиц с нормальной и пониженной секрецией. Нормальным было всасывание железа у лиц, перенесших резекцию желудка. У лиц с атрофи­ческим гастритом без анемии всасывание гемоглобино­вого железа не отличалось от всасывания железа у здоровых лиц. По даннымHeinrich, при ахилии проис­ходит даже несколько большее всасывание гемоглоби­нового железа, так как кислая реакция среды способ­ствует полимеризации гема и осаждению его.Heinrichсчитает, что при низкой желудочной секреции несколь­ко снижено поступление железа из свинины, однако предварительная обработка мяса пепсином и соляной кислотой усиливает всасывание железа; следовательно, речь идет о влиянии низкой секреции не на всасывание железа, а на переваривание пищи.

Таким образом, железо, входящее в большинство пищевых продуктов, всасывается при ахилии вполне удовлетворительно, сама по себе ахилия практически не приводит к дефициту железа; повышение всасыва­ния железа при его дефиците в организме имеет место и при ахилии, однако степень повышения всасывания при ахилии может быть несколько меньше, чем у лиц с нормальной желудочной секрецией, поэтому при повы­шенных потребностях в железе декомпенсация при на­личии ахилии может наступить несколько раньше, чем при нормальной желудочной секреции. Всасывание же препаратов двухвалентного железа, лекарств, в состав которых входит двухвалентное железо, практически не зависит от желудочной секреции [Heinrich, 1979].

В специальном исследовании показано, что возраст людей не влияет на интенсивность всасывания железа [Marx, 1979].

При хронических панкреатитах всасывание железа усиливается [Kahn, 1966;Davis,Biggs, 1967], что свя­зано, вероятно, с наличием в панкреатическом соке какого-то вещества, необходимого для ограничения всасывания железа, однако до настоящего времени доказать наличие такого вещества не удалось.

Несомненное влияние на всасывание железа оказы­вает ряд веществ. Так, оксалаты, фитаты, фосфаты вхо­дят в комплекс с железом и снижают его всасывание. Аскорбиновая, янтарная, пировиноградная кислоты, фруктоза, сорбит усиливают всасывание железа. Так­же влияет и алкоголь [Charltonetal., 1964].

Несомненное влияние на всасывание железа оказы­вает ряд внешних факторов: гипоксия, снижение запа­сов железа в организме, активация эритропоэза. Игра­ют роль и степень насыщения трансферрина, концент­рация железа плазмы, скорость оборота железа, уровень эритропоэтина. Раньше каждый из перечис­ленных факторов пытались считать универсальным, единственно влияющим на процесс всасывания желе­за, однако ни один из них не удалось выделить как главный. Возможно, что слизистая оболочка кишки реагирует не на один, а на несколько гуморальных факторов.