По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616-01/09

Избыточная пищевая нагрузка железом и терапевтическая патология

Сереженков Владимир Анатольевич кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биополимеров Института химической физики им. Н.Н. Семенова., E-mail: serezhenkov@yandex.ru
Чистяков Александр Александрович врач-терапевт, клиника нефрологии внутренних и профессиональных болезней им. Е.М. Тареева. E-mail: chistiakov.md@gmail.com
Кузнецов Иван Сергеевич врач высшей категории, заведующий эндокринологическим отделением ФГБУ «9-й ЛДЦ Минобороны». E-mail: iskuznetsov@yandex.ru
Мильчаков Кирилл Сергеевич ассистент Высшей школы управления здравоохранением ПГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России. E-mail: mks13.09@ya.ru

Железо является одним из важнейших микронутриентов в рационе человека. Этот элемент имеет большое физиологическое значение, однако его мощные прооксидантные свойства делают его избыток разрушительным для организма. Этот феномен — перегрузка железом — давно и детально изучен на примере наследственного и посттрансфузионного гемохроматоза. Однако чрезмерное пищевое употребление железа и его клиническое значение — тема относительно новая и малоизученная. Накопленные научные данные свидетельствуют о том, что избыток этого элемента в пище может приводить к метаболическим нарушениям, различным заболеваниям печени и сердечно-сосудистой системы. В обзоре описаны результаты наиболее релевантных лабораторных и клинических исследований по данной теме.

Литература:

1. Whitney E., Rady Rolfes S. Understanding nutrition // Medicine. 2011. 311–325 p.

2. Shenkin A. The key role of micronutrients // Clinical Nutrition. 2006. Vol. 25, № 1. P. 1–13.

3. National Academy of Sciences-National Research Council. Recommended Dietary Allowances, 10th Edition, 1989 // Nutrition Today. 1989. Vol. 24, № 6. 32–33 p.

4. Allen L. et al. Guidelines on Food Fortification With Micronutrients // Who, Fao Un. 2006. P. 341.

5. Oates P.S., Trinder D., Morgan E.H. Gastrointestinal function, divalent metal transporter-1 expression and intestinal iron absorption // Pflugers Arch. Eur. J. Physiol. 2000. Vol. 440, № 3. P. 496–502.

6. Donovan A. et al. The iron exporter ferroportin/Slc40a1 is essential for iron homeostasis // Cell Metab. 2005. Vol. 1, № 3. P. 191–200.

7. Anderson G.J. et al. Relationship between intestinal iron-transporter expression, hepatic hepcidin levels and the control of iron absorption // Biochem Soc Trans. 2002. Vol. 30, № 4. P. 724–726.

8. Nemeth E. et al. Hepcidin regulates cellular iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization // Science. 2004. Vol. 306, № 5704. P. 2090–2093.

9. Aisen P., Leibman A., Zweier J. Stoichiometric and site characteristics of the binding of iron to human transferrin // J. Biol. Chem. 1978. Vol. 253, № 6. P. 1930–1937.

10. Carpenter C.E., Mahoney a W. Contributions of heme and nonheme iron to human nutrition // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 1992. Vol. 31, № February 2015. P. 333–367.

11. MonsenE.R.,E.R.M. Iron nutrition and absorption: dietary factors which impact iron bioavailability // J. Am. Diet. Assoc. 1988. Vol. 88, № 7. P. 786–790.

12. Sharp P.A. Intestinal iron absorption: Regulation by dietary & systemic factors // International Journal for Vitamin and Nutrition Research. 2010. Vol. 80, № 4–5. P. 231–242.

13. Bott R. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc // Igarss 2014. 2001. № 1. 1–5 p.

14. Piperno A. Classification and diagnosis of Iron overload // Haematologica. 1998. Vol. 83, № 5. P. 447–455.

15. SiddiqueA.,KowdleyK.V. Review article: The iron overload syndromes // Alimentary Pharmacology and Therapeutics. 2012. Vol. 35, № 8. P. 876–893.

16. Wang W. et al. Serum ferritin: Past, present and future. // Biochim. Biophys. Acta. 2010. Vol. 1800, № 8. P. 760–769.

17. Koperdanova M., Cullis J.O. Interpreting raised serum ferritin levels. // BMJ. 2015. Vol. 351, № 17. P. h3692.

18. Looker A.C., Loyevsky M., Gordeuk V.R. Increased serum transferrin saturation is associated with lower serum transferrin receptor concentration. // Clin. Chem. 1999. Vol. 45, № 12. P. 2191–2199.

19. Malope B.I. et al. The ratio of serum transferrin receptor and serum ferritin in the diagnosis of iron status // Br. J. Haematol. 2001. Vol. 115, № 1. P. 84–89.

20. Muñoz M., García-Erce J.A., Remacha A.F. Disorders of iron metabolism. Part 1: molecular basis of iron homoeostasis // J. Clin. Pathol. 2011. Vol. 64, № 4. P. 281–286.

21. McClain D.A. et al. High prevalence of abnormal glucose homeostasis secondary to decreased insulin secretion in individuals with hereditary haemochromatosis // Diabetologia. 2006. Vol. 49, № 7. P. 1661–1669.

22. Kim C. et al. Association of elevated serum ferritin concentration with insulin resistance and impaired glucose metabolism in Korean men and women // Metab Clin Exper. 2011. Vol. 60, № 3. P. 414–420.

23. Simão A.N.C., Lozovoy M.A.B., Dichi I. Oxidative Stress in Metabolic Syndrome // Role Oxidative Stress Chronic Dis. 2014. Vol. 1. P. 246–259.

24. Zein S., Rachidi S., Hininger-Favier I. Is oxidative stress induced by iron status associated with gestational diabetes mellitus? // J. Trace Elem. Med. Biol. 2014. Vol. 28, № 1. P. 65–69.

25. Ferrannini E. Insulin resistance, iron, and the liver // Lancet. 2000. Vol. 355, № 9222. P. 2181– 2182.

26. Dongiovanni P. et al. Dietary iron overload induces visceral adipose tissue insulin resistance // Am. J. Pathol. American Society for Investigative Pathology, 2013. Vol. 182, № 6. P. 2254– 2263.

27. Koch R.O. et al. Distribution of DMT 1 within the human glandular system // Histol. Histopathol. 2003. Vol. 18, № 4. P. 1095–1101.

28. HudsonD.M.etal. Human hephaestin expression is not limited to enterocytes of the gastrointestinal tract but is also found in the antrum, the enteric nervous system, and pancreatic {beta}-cells // Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2010. Vol. 298, № 3. P. G425–32.

29. MacDonald M.J., Cook J.D., Epstein M.L.F.C. Large amount of (apo)ferritin in the pancreatic insulin cell and its stimulation by glucose // FASEB J. 1994. Vol. 8. P. 777–781.

30. Lee D.-H., Folsom a R., Jacobs D.R. Dietary iron intake and Type 2 diabetes incidence in postmenopausal women: the Iowa Women’s Health Study // Diabetologia. 2004. Vol. 47, № 2. P. 185–194.

31. Rajpathak S. et al. Iron intake and the risk of type 2 diabetes in women: A prospective cohort study // Diabetes Care. 2006. Vol. 29, № 6. P. 1370–1376.

32. Jiang R. et al. Dietary iron intake and blood donations in relation to risk of type 2 diabetes in men: a prospective cohort study // Am J Clin Nutr. 2004. Vol. 79, № 1. P. 70–75.

33. Bao W. et al. Dietary iron intake, body iron stores, and the risk of type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis // Tit. Rev. 2012. Vol. 10. P. 119.

34. Kunutsor S. et al. Ferritin levels and risk of type 2 diabetes mellitus: an updated systematic review and meta-analysis of prospective evidence // Diabetes Metab Res Rev. 2013. Vol. 29, № 4. P. 308–318.

35. Zhao Z. et al. Body iron stores and heme-iron intake in relation to risk of type 2 diabetes: A systematic review and meta-analysis // PLoS One. 2012. Vol. 7, № 7.

36. Angelucci E. et al. Hepatic iron concentration and total body iron stores in thalassemia major // N. Engl. J. Med. 2000. Vol. 343, № 5. P. 327–331.

37. Kowdley K.V. et al. Serum ferritin is an independent predictor of histologic severity and advanced fibrosis in patients with nonalcoholic fatty liver disease // Hepatology. 2012. Vol. 55, № 1. P. 77–85.

38. Ramm G.A., Ruddell R.G. Hepatotoxicity of iron overload: Mechanisms of iron-induced hepatic fibrogenesis // Seminars in Liver Disease. 2005. Vol. 25, № 4. P. 433–449.

39. Turlin B. et al. Histologic features of the liver in insulin resistance-associated iron overload: A study of 139 patients // Am. J. Clin. Pathol. 2001. Vol. 116, № 2. P. 263–270.

40. Fujita N., Takei Y. Iron overload in nonalcoholic steatohepatitis // Adv. Clin. Chem. 2011. Vol.

55. P. 105–132.

41. Kew M.C. Hepatic iron overload and hepatocellular carcinoma // Cancer Letters. 2009. Vol. 286, № 1. P. 38–43.

42. Piperno A. et al. Increased serum ferritin is common in men with essential hypertension // J. Hypertens. 2002. Vol. 20, № 8. P. 1513–1518.

43. Gujja P., Rosing D. Iron Overload CardiomyopathyBetter Understanding of an Increasing Disorder // J. Am. Coll. Cardiol. 2010. Vol. 56, № 13. P. 1001–1012.

44. Aljwaid H. et al. Non-transferrin-bound iron is associated with biomarkers of oxidative stress, inflammation and endothelial dysfunction in type 2 diabetes // J. Diabetes Complications. 2015. Vol. 29, № 7. P. 943–949.

45. Pang J.H.S. et al. Increased ferritin gene expression in atherosclerotic lesions // J. Clin. Invest. 1996. Vol. 97, № 10. P. 2204–2212.

46. Dabbagh A.J. et al. Effect of Iron Overload and Iron Deficiency on Atherosclerosis in the Hypercholesterolemic Rabbit // Arter. Thromb Vasc Biol. 1997. Vol. 17, № 11. P. 2101–2638.

47. Kirk E.A., Heinecke J.W., LeBoeuf R.C. Iron overload diminishes atherosclerosis in apoE-deficient mice // J. Clin. Invest. 2001. Vol. 107, № 12. P. 1545–1553.

48. Hunnicutt J., He K., Xun P. Dietary iron intake and body iron stores are associated with risk of coronary heart disease in a meta-analysis of prospective cohort studies // J. Nutr. 2014. Vol. 144, № 3. P. 359–366.

49. Fang X. et al. Dietary intake of heme iron and risk of cardiovascular disease: A dose-response meta-analysis of prospective cohort studies // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2014. Vol. 25, № 1. P. 24–35.

50. Lee D.-H. et al. Heme Iron, Zinc, Alcohol Consumption, and Colon Cancer: Iowa Women’s Health Study // JNCI J. Natl. Cancer Inst. 2004. Vol. 96, № 5. P. 403–407.

51. Chan A.T. et al. Hemochromatosis gene mutations, body iron stores, dietary iron, and risk of colorectal adenoma in women // J. Natl. Cancer Inst. 2005. Vol. 97, № 12. P. 917–926.

52. Bastide N.M., Pierre F.H.F., Corpet D.E. Heme iron from meat and risk of colorectal cancer: A meta-analysis and a review of the mechanisms involved // Cancer Prevention Research. 2011. Vol. 4, № 2. P. 177–184.

53. Lee D.-H., Jacobs D.R. Interaction among heme iron, zinc, and supplemental vitamin C intake on the risk of lung cancer: Iowa Women’s Health Study // Nutr. Cancer. 2005. Vol. 52, № 2. P. 130–137.

54. Podmore I.D. et al. Vitamin C exhibits pro-oxidant properties // Nature. 1998. Vol. 392, № 6676. P. 559.

55. Zhou W. et al. Dietary Iron, Zinc, and Calcium and the Risk of Lung Cancer // Epidemiology. 2005. Vol. 16, № 6. P. 772–779.

56. Muka T. et al. Dietary mineral intake and lung cancer risk: the Rotterdam Study // Eur. J. Nutr. Springer Berlin Heidelberg, 2016. P. 1–10.

57. Kabat G.C. et al. Dietary iron and heme iron intake and risk of breast cancer: a prospective cohort study // Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 2007. Vol. 16, № 6. P. 1306–1308.

58. Kabat G.C. et al. Intakes of dietary iron and heme-iron and risk of postmenopausal breast cancer in the National Institutes of Health-AARP Diet and Health Study // Am. J. Clin. Nutr. 2010. Vol. 92, № 6. P. 1478–1483.

59. Kim K.H., Oh K.Y. Clinical applications of therapeutic phlebotomy // J. Blood Med. 2016. Vol. 7. P. 139–144.

60. Fernández-Real J.M. et al. Bloodletting in high-ferritin type 2 diabetes: Effects on vascular reactivity // Diabetes Care. 2002. Vol. 25, № 12. P. 2249–2255.

61. Houschyar K.S. et al. Effects of phlebotomy-induced reduction of body iron stores on metabolic syndrome: results from a randomized clinical trial // BMC Med. 2012. Vol. 10. P. 54.

62. Valenti L. et al. Iron depletion by phlebotomy improves insulin resistance in patients with nonalcoholic fatty liver disease and hyperferritinemia: evidence from a case-control study // Am. J. Gastroenterol. 2007. Vol. 102, № 6. P. 1251–1258.

63. Beaton M.D., Adams P.C. The myths and realities of hemochromatosis // Canadian Journal of Gastroenterology. 2007. Vol. 21, № 2. P. 101–104.

64. Whitfield J.B. et al. Effects of alcohol consumption on indices of iron stores and of iron stores on alcohol intake markers // Alcohol. Clin. Exp. Res. 2001. Vol. 25, № 7. P. 1037–1045.

65. Lönnerdal B. Calcium and iron absorption--mechanisms and public health relevance // Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2010. Vol. 80, № 4–5. P. 293–299.

Рацион питания как часть образа жизни играет значительную роль в здоровье человека. Здоровый рацион обеспечивает человеческий организм необходимыми нутриентами в форме, безопасной для усвоения.

Выделяют два типа нутриентов: макронутриенты и микронутриенты [1]. К макронутриентам относятся вода, пищевые волокна, углеводы, жиры и белки. Эти вещества составляют подавляюще (> 99%) бóльшую часть рациона. Микронутриентами являются витамины и биологически значимые элементы [2]. В свою очередь, последние классифицируют по суточной потребности и содержанию в организме на макроэлементы (кальций, фосфор, магний, хлор, натрий, калий) и микроэлементы (железо, цинк, хром, селен, йод и др.). Список микроэлементов не является завершенным, поскольку физиологическое значение некоторых химических элементов (литий, стронций, бром и др.) в данный момент устанавливается. Рекомендуемые и максимально допустимые дозы [3] важнейших микроэлементов указаны в таблице 1.

Несмотря на крайне низкую суточную потребность в микроэлементах, их дефицит или избыток может стать причиной серьезных патологий (см. табл. 1) [3]. Так, например, хроническая передозировка медью может быть причиной различных психических нарушений (депрессия, панические атаки и др.). Хронический избыток цинка манифестируется микроцитарной анемией, иммуносупрессией и другими синдромами. Переизбыток йода ассоциируется с дисфункцией щитовидной железы.

К сожалению, отсутствуют убедительные эпидемиологические данные о превалентности хронической передозировки микроэлементами.

По данным Всемирной организации здравоохранения, эпидемиологически наиболее важным микронутриентом наряду с йодом и витамином А является железо [4]. Однако если железодефицит, его эпидемиология и симптоматика давно изучены, то клиническое значение избыточного употребления железа с пищей — тема относительно новая. Именно ей посвящен данный обзор.

В литературе значительное внимание уделяется молекулярным механизмам абсорбции железа и регуляции этого процесса. Oates et al. впервые показали, что ключевую роль в абсорбции железа играет дивалентный транспортер металла первого типа (DMT1) — трансмембранный белковый переносчик, расположенный на апикальной мембране энтероцитов [5]. Процесс протекает преимущественно в двенадцатиперстной и верхнем отделе тощей кишки.

Для Цитирования:
Сереженков Владимир Анатольевич, Чистяков Александр Александрович, Кузнецов Иван Сергеевич, Мильчаков Кирилл Сергеевич, Избыточная пищевая нагрузка железом и терапевтическая патология. Справочник врача общей практики. 2016;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: