Ингибирующее влияние железа на биодоступность кальция у новорожденных

Проведены исследования c целью оценкиуровня содержания некоторых микроэлементов у новорожденных детей, рожденных с нормальным и малым весом,также определениявлияния на их рост и развитие особенностей взаимосвязи микроэлементов железа и кальция. Дефицит биоэлементов и витаминов является частой причиной нарушений функцииорганов и систем,внутриутробной задержки развития плода, что указывает на значение комплексного подхода в лечении анемии у беременных.

Ключевые слова: микроэлементы, антагонизм, новорожденные, внутриутробноеразвитие.

Актуальность. Среди различных состояний риска заболеваемости новорожденных в неонатальном периоде важное место принадлежит задержки роста плода, являющейся результатом различных патологических состояний у беременной женщины. Несмотря на многочисленные исследования, посвященные раскрытию причин рождения детей с малым весом, данная проблема остается актуальным в педиатрии [5]. Перенесенные анемии у женщин во время беременности и лечение их только железосодержащими препаратами может вызвать дисбаланс кальция и железа в организме плода и ребенка после рождения [1, 4, 9].

Причиной дефицита микроэлементов в организме может быть взаимодействие микроэлементов, как антагонизм или синергизм [2, 10]. Элементы похожие между собой по своим физико-химическим свойствам или размеру атомов могут активно взаимодействовать или конкурировать в системах, которые осуществляют всасывание, транспорт или метаболизм [6, 18]. В организме избыток фосфора и железа может нарушать утилизацию кальция и способствует его выведению из костной ткани.

Так, кальций в большом количестве препятствует всасыванию цинка. Употребление пищевых добавок, которые содержат цинк в дозах, превышающих суточную потребность более чем в 10 раз, приводит к дефициту меди и анемии [8, 10, 11].

Вопрос о возможном влиянии железа на биодоступность кальция изучается длительное время как в экспериментах на животных, так и в исследованиях на людях [15]. Проведенные нами исследования были направлены на выявление обмена кальция в организме новорожденных при употреблении беременными только железосодержащих препаратов (ЖСП) для лечения анемии.

Цель исследования — оценить уровень содержания некоторых микроэлементов у новорожденных детей, рожденных с нормальным и малым весом при рождении, а также определить влияние особенностей взаимосвязи микроэлементов железа и кальция на их рост и развитие.

Материалы и методы. Обследованы 20 новорожденных, родившихся с малым весом (МВ), от матерей с анемией. Контрольную группу составили 35 практически здоровые доношенные новорожденные с нормальным весом (НВ) от матерей без анемии и их матери. Проводилось определение содержания железа (Fe), кальция (Ca) и других микроэлементов (МЭ) в сыворотке пуповинной крови, околоплодных водах и грудном молоке у матерей. Исследование микроэлементов проводилось в Республиканском Центре судебной экспертизы методом масс-спектрометрии индукционно-связанной плазмы на приборе ICP-MS (масс-спектрометр с индукционно-связанной плазмой). Проводилось полная антропометрия, клиническое обследование детей, выраженность тех или иных патологических признаков, кровь на основные параметры.

Результаты и их обсуждение. Было выявлено, что по всем клиническим показателям дети с малым весом уступают новорожденным с нормальным весом (табл. 1). По весу дети с НВ достоверно превосходят на 931,1 грамм от детей с МВ (3370,6±2,19 и 2439,5±0,87 соответственно).

Таблица 1

Некоторые показатели клинической характеристики у новорожденных групп сравнения

Примечание: * — достоверность между показателями сравниваемых групп (p<0,001).

В данных ВОЗ по оценке физического развития ребенка существует таблица с указанием индекса массы тела (ИМТ) по соотношению веса к длине тела (росту). Эту таблицу можно использовать для всех детей до 5 лет [3]. Показатели ИМТ выше числа 12,0 соответствует детям, родившимся с НВ относительно роста при рождении и своего гестационного возраста, а дети с показателями ниже этого показателя — родившимися с МВ.

Оценка состояния по шкале Апгар свидетельствует о сниженных показателях у этих детей при рождении. На 1 и 5 минутах она составила 6 и 7 баллов у 3 детей из 20 новорожденных (15,0 %), родившихся с МВ, а у 1-го ребенка 5 и 6 баллов (5,0 %). У основного количества детей оценка 7 и 8 баллов, что составило 75 %, только у одного ребенка 8 и 8 баллов (5 %).

Физиологическая желтуха у новорожденных с НВ от матерей без анемии наблюдалась в среднем в течение 2,7±0,37 дней, а у новорожденных с МВ от матерей с анемией, принимавших ЖСП физиологическая желтуха наблюдается в среднем в течение 6,6±0,41 дней, что больше на 3,9 дней.

На основе научных исследований доказано, что содержание гемоглобина в крови у практически здоровых доношенных новорожденных с НВ в основном не снижается. Уровень в среднем составил 191,5±5,8 г/л, эритроцитов — 5,9 ±0,2 млн. и лейкоцитов — 14,4±0,6 тыс., у новорожденных с МВ более низкие — 165,9±3,9 г/л, 5,8±0,4 млн. и 13,7±0,8 тыс. соответственно. У 12 детей из 20, составляющих эту группу, наблюдалось снижение гемоглобина в крови, т. е. анемия (60 %).

Анемия характеризуется снижением уровня гемоглобина в крови, уменьшением количества эритроцитов, а также изменением витаминного баланса, снижением в организме количества МЭ и ферментов. Не всегда адекватно оценивается роль МЭ в этиопатогенезе анемий, и основная роль часто отводится, к сожалению, только железу [13]. Снижение концентрации ряда витаминов и микроэлементов кобальта, марганца, цинка, хрома, меди, селена, йода, также способствуют развитию анемии в организме.

При исследовании содержания МЭ особое внимание уделено показателям железа и кальция. Исследование железа в пуповинной крови у исследуемых группах новорожденных детей с НВ выявляет, что в норме пуповинная кровь содержит в среднем 98,66±0,62 мкг/мл железа, в околоплодных водах этот показатель равняется 97,51±0,62 мкг/мл.

Содержание железа в организме человека составляет в среднем 4,2 г. Около 75 % от его общего количества входит в состав гемоглобина эритроцитов, которые переносят кислород от легких к тканям [14, 15]. От общего количества 20 % железа является резервным (костный мозг, печень, макрофаги), 4 % входит в состав миоглобина, около 1 % содержится в дыхательных ферментах, катализирующих процессы дыхания в клетках и тканях, а также в других ферментативных структурах [13, 16].

Максимальных значений до 139,35 мкг/мл достигает содержание Fe пуповинной крови у детей с МВ под влиянием регулярного приёма ЖСП матерями с анемией, в противоположность в околоплодных водах меньшее содержание — 82,09±0,50 мкг/мл. Самые высокие показатели Fe в пуповинной крови и наоборот самые низкие в околоплодных водах у детей с МВ от матерей с анемией, принимавших ЖСП.

Наличие ряда минеральных веществ в организме в строго определенных количествах — непременное условие для сохранения здоровья человека. Важно помнить, что макро- и микроэлементы не синтезируются в организме, а поступают с пищевыми продуктами, водой, воздухом [7, 16]. Степень их усвоения зависит от состояния органов дыхания и пищеварения. Элементы способны депонироваться в тканях, а по мере необходимости — поступать в кровь. Совокупность процессов всасывания, распределения, усвоения и выделения, находящихся в виде неорганических соединений минеральных веществ составляет минеральный обмен [17].

Организм здорового человека обладает достаточно четкой системой саморегуляции. При избыточном поступлении макро- и микроэлементов начинает работать система элиминации. В желудочно-кишечном тракте блокируется всасывание элементов, и они выводятся с калом. Дефект какого-либо звена является причиной избытка или недостатка элемента либо дисбаланса других биологически активных веществ (гормонов, витаминов, ферментов), участвующих в сложных процессах регуляции, и проявляется различными клиническими симптомами [6, 18].

Анализируя среднее содержание кальция пуповинной крови в исследуемой группе новорожденных с НВ от матерей без анемии, выявлено, что его содержание составляет 55,37 ± 0,50 мкг/мл, в околоплодных водах 58,87 ± 0,53 мкг/мл. В группе новорожденных с МВ от матерей с анемией с приёмом ЖСП содержание Ca в пуповинной крови ожидаемо низкое, и составляет 42,23 ± 0,35 мкг/мл, в околоплодных водах 77,17 ± 0,60 мкг/мл, что указывает на выведение Ca в околоплодные воды. Как указывает Д. Bosscher D. и Van Cauwenbergh R. гипокальциемию в течение первых двух дней жизни можно выявить примерно у 30 % маловесных или детей, родившихся в асфиксии и у 50 % детей [12]. Примерно такие же данные приводят Roughead Z. K., Zito C. A.: у трети детей впервые дни жизни можно обнаружить гипокальциемию, в состоянии тяжелой асфиксии [18].

Кальций содержится в костях в виде гидроксофосфат кальция — Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂. Его суточное потребление составляет для взрослого человека 800–1200мг [15]. Падение уровня Ca в крови приводит к усилению внутренней секреции околощитовидных желез, т. е. увеличением поступления в кровь. Наоборот, повышение содержания Ca в крови вызывает резкое повышение возбудимости центральной нервной системы, что сопровождается приступами судорог и может привести к смерти.

Сравнивая, показатели выявлено, что при приеме ЖСП беременными женщинами отмечается повышение уровня Ca в околоплодных водах и снижение — в пуповинной крови, а в содержании Fe обратный показатель: увеличение в пуповинной крови и понижение в околоплодных водах. Такое содержание выявлено в большей степени у детей с МВ, чем у детей с НВ при рождении. Результатами исследований подтверждается предположение о роли дисбаланса МЭ, что оказывает влияние на содержание кальция с выведением его в околоплодные воды.

Выраженность нарушений микроэлементного гомеостаза у новорожденных зависит от длительности приема препаратов у беременных, причем недостаток эссенциальных МЭ совпадал со степенью гипотрофии плода и новорожденных, что подтверждает степень участия МЭ, особенно Са, в формировании организма. Кальций является основным элементом в формировании костной системы, поэтому его снижение приводит к снижению синтетических процессов в организме ребенка, что проявляется задержкой роста и развития. Во всех литературных данных авторы предполагают, что в той или иной мере уменьшается абсорбция Са в желудочно-кишечном тракте на этапе «просвет кишечника — энтероцит» на 20–60 % при совместном употреблении с железосодержащими продуктами в ходе приема пищи или таблетированных его препаратов [16, 18].

В результате проведенных исследований выявляется патологическое распределение железа на фоне анемии и малого веса новорожденных, что свидетельствует о срыве адаптационных и компенсаторных механизмов организма матери и ребёнка с помощью фармакологической «поддержки» железом, которая оказывается для всей группы исследования ошибочно губительной в отношении гомеостаза железа в системе «мать-плацента-плод». Именно эту особенность ведения матерей с анемиями и наличием маловесного плода необходимо учитывать врачам в собственной практике, что неоспоримо принесёт пользу практическому здравоохранению.

Результаты наших исследований и анализ литературы позволяют заключить, что ионы железа способны уменьшать уровень всасывания кальция. Возможность таких взаимодействий наиболее актуальна и должна учитываться при лечении железодефицитной анемии или кальций дефицитных состояниях, особенно в группах риска (дети, беременные, пожилые). На основе проведенных исследований необходимо отметить, что дефицит или дисбаланс МЭ у матерей и новорожденных является частой причиной внутриутробной задержки развития плода, нарушений адаптации детей в раннем неонатальном периоде и анемии у новорожденных

Вывод. Таким образом, между МЭ существует определенное взаимодействие, в котором отдельные МЭ по отношению друг к другу и к обменным процессам в организме вступают как синергисты, либо как антагонисты. Проведенные исследования также доказали определенное взаимодействие между некоторыми МЭ. Грамотное разделение витаминных и минеральных компонентов, а также употребление по времени приема является необходимым условием эффективности их применения. В данном случае удобно применять витаминно-минеральные комплексы, которые предусматривают раздельное употребление железа и кальция.

Литература:

1.         Абатуров А. Е. Микроэлементный баланс и противоинфекционная защита у детей // Здоровье ребенка. — 2008. — № 1(10). — С. 47–50.

2.         Агаджанян Н. А., Скальный А. В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. — М.: Изд-во КМК, 2001. — 83 с.

3.         Ахмедова Д. И., Рахимджанов Ш. А. «Рост и развитие детей», Методические рекомендации — Ташкент, 2006.

4.         Бабенко Г. А. Микроэлементозы человека: патогенез, профилактика, лечение // Микроэлементозы в медицине. — 2001. — № 2(1). — С. 2–5.

5.         Башкірова Л., Руденко А. Біологічна роль деяких есенційних макро- та мікроелементів (огляд) // Ліки України. — 2004. — № 10. — С. 59–65.

6.         Нарушения минерального обмена у человека: Методическое пособие для врачей. — Донецк, 2006. — 82 с.

7.         Сайгитов, 3. Т. Микронутриенты и физическое развитие ребенка: мета-анализ рандомизированных контролируемых исследований. / 3. Т. Сайгитов // Вопросы современной педиатрии. 2008. — № 3. — С. 58–65.

8.         Серебровская Н. Микроэлементы и здоровье // Нубель Эcтeтик, 2004. — № 6. — С. 11–16.

9.         Сидорова, И. С. Факторы риска задержки внутриутробного роста плода с точки зрения доказательной медицины / И. С. Сидорова, Е. И. Боровкова, И. В. Мартынова. Электронный ресурс. // alex sol@bk.ru / Май 20, 2006.

10.     Скальный А. В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение): Практическое руководство для врачей и студентов медицинских вузов. — М.: Изд-во КМК, 2001–96 с.

11.     Arredondo M., Martinez R., Nunez M. T. et al. Inhibition of iron and copper uptake by iron, copper and zinc. Biol. Res. 2006; 39: 95–102.

12.     Bosscher D., Van Cauwenbergh R., Van der Auwera J. C., et al. Calcium, iron and zinc availability from weaning meals. Acta Paediatr. Scand., 2002, vol. 91, p. 761–768.

13.     Cavill I., Auerbach M., Bailie G. R. et al. Iron and the anaemia of chronic disease: a review and strategic recommendations // Curr. Med. Res. Opin. — 2006. — Vol. 22, № 4. — P. 731–737.

14.     Failla M. Trace Elements and Host Defense: Recent Advances and Continuing Challenges // J. Nutr. — 2003. — Vol. 133. — P. 1443S-1447S.

15.     Hoenderop J. Gj., Nilius B., Bindels R. J. M. Calcium absorption across epithelia. Physiol. Rev. 2005; 85: 373–422.

16.     Lynch S. R. The effect of calcium on iron absorption. Nutr. Res. Rev. 2000; 13: 141–158.

17.     Ma Y., Specian R. D., Yen K. Y. et al. The transcytosis of divalent metal transporter 1 and apo-transferrin during iron uptake in intesyinal epithelium. Am J Physiol. 2002; 283: 965–97.

18.     Roughead Z. K., Zito C. A., Hunt J. R. Inhibitory effects of dietary calcium on the initial uptake and subsequent retention of heme and nonheme iron in humans: comparisons using an intestinal lavage method. Am J Clin Nutr. 2005; 82(3): 589–597.