Опасное железо.
Опасное железо.
Среди минералов особое внимание привлекают медь и железо, эти металлы называются переходными, т.е. могут в организме менять валентность. Это свойство обуславливает их способность усиливать образование активных форм кислорода и стимулировать повреждение клеток. Если дефицит меди и железа (железодефицитная анемия) очень вреден для здоровья, то их избыток также представляет угрозу. В этой статье давайте разберемся как возникает избыток железа, как он может навредить и кто находится в зоне риска, а также про пользу донорства.
Как все начиналось.
Во времена бронзового века началась мощная и длительная миграция с востока индоевропейских племен. Они были лучше вооружены, использовали колесницы и новые формы военного искусства. Волна миграции прошла через Причерноморье и остановилась только упершись в Ирландию, большинство коренного населения было уничтожено. Среди воинов-индоариев были и носители генов гемохроматоза (повышенное накопление железа). В Ирландии гемохроматоз встречается так часто, что называется даже «кельтской болезнью».
Сейчас гены, отвечающие за повышенное накопление железа, встречаются преимущественно у европейцев, их нет у выходцев из Азии или Африке. Широкое распространение этого гена: практически каждый десятый в Европе и США. Я гетерозигота по этому гену, у меня одна копия HFE C282Y. Это не увеличивает риск гемохроматоза, но может увеличить накопление железа.
Исследования показывают, что гетерозиготные носители the C282Y HFE мутации имеют меньший инсулиновый отклик и склонны к мягкой перегрузке железом, что увеличивает для них риск развития нежировой дистрофии печени (Increased susceptibility to nonalcoholic fatty liver disease in heterozygotes for the mutation responsible for hereditary hemochromatosis Dig Liver Dis, 35 (2003), pp. 172-178)
Нашим предкам было выгодно всасывать максимум железа из пищи, так как мясо было в питании не очень часто. Кроме этого, ген дает и преимущества: среди французских атлетов 80% успешных спортсменов являются носителями этого гена, его носители имеют и более высокий рост. У женщин носительство гена снижает риск развития железодефицитной анемии.
Но в настоящее время избыточное потребление мяса, большое количество витаминных добавок с железом, употребление вит С (который усиливает всасывание железа) – все это приводит к тому, что железо накапливается в избытке, а это может ускорять старение.
Мутации и образ жизни.
Есть много разных мутаций, влияющих на всасывание железа. Они находятся в гене HFE, который регулирует выработку гепцидина – белка, тормозящего всасывание железа в кишечнике. Увеличение количества железа в организме, увеличивает синтез гепцидина, что уменьшает всасывание железа. Когда количество железа нормализуется и снизится, то количество гепцидина снижается и захват железа восстанавливается. Встречается 2 основные мутации: C282Y (rs1800562) и H63D (rs1799945). H63D встречается у каждого четвертого, но даже гомозиготы по нему не вызывают гемохроматоза, а вот сочетание гетерозиготы по C282Y и H63D - уже увеличивает риск.
Гомозигот ( обе копии гена содержат мутацию, гораздо меньше – примерно 1 человек из 150). Клинический гемохроматоза развивается у 70% гомозигот C282Y и у менее 10% из них развивается тяжелая перегрузка с органным поражением.
Вопрос с гетерозиготами сложнее. Риска гемохроматоза у них нет, но вот склонность к избыточному накоплению железа у них вероятно есть. Ведь еще есть «комбинированные» геторозиготы: когда гетерозигота C282Y сочетается с другими мутациями, что тоже повышает риск накопления железа. Некоторые исследования утверждают, что гетерозиготы не склонны к накоплению железа, другие пишут, что склонны – единого мнения здесь нет.
Питание. Кроме генетических причин, возможно избыточное накопление железа из-за других причин: высокое потребление мяса, вит. С, витаминно-минеральных комплексов и другие причины. Это, разумеется, не приводит к гемохроматозу, но избыток железа опасен для здоровья по другим причинам. Алкоголь также способствует увеличению накопления избытка железа. Некоторые металлы и токсины могут нарушать всасывание железа. Например кадмий нарушает работу гепсидина и увеличивает накопление железа.
В целом, западная диета предрасполагает к избыточному накоплению, в Фрамингемском исследовании среди возрастов 76-96 лет дефицит железа был только у 3%, а вот избыток – у 13% обследованных.
Старение. Чем мы старше, тем больше железа у нас накапливается. Многие побочные эффекты высокого уровня железа включают увеличение риска старческих болезней и ускорения старения.
Опасность избытка железа.
Где накапливается железо? В организме здорового человека содержится 3—4 г железа, при гемохроматозе — 20—60 г. Промежуточные значения – это избыток железа без симптомов гемохроматоза! Бессимптомные носители гемохроматоза имеют повышенный риск заболеваний. Так, при гемохроматозе в четыре раза увеличивается риск заболеваний печени, включая рак, и удваивает риск развития артрита.
В экспериментах на животных, добавление избытка железа в рацион увеличивает окислительный стресс и ускоряет старение. Препараты для снижения уровня железа снижали скорость старения. В больших количествах железо увеличивает количество свободных радикалов. Страдают органы, где железо накапливается сильнее всего: печень, поджелудочная железа и другие.
Железо + инфекции. Инфекции также влияют: гепцидин повышается при инфекционных, воспалительных, опухолевых заболеваниях. Это блокирует выход железа в кровь для снижения воспаления! При хроническом воспалении такой процесс может даже привести к анемии (анемия хронической болезни, железодефицитный эритропоэз (гипохромная микроцитарная анемия).
Хроническое воспаление и инфекции могут приводить к гемохроматозу органов, например мозга. Липополисахарид бактерий увеличивает выработку гепсидина, что приводит к внутриклеточному накоплению железа и риску нейродегенеративных заболеваний.
Железо и ферроптоз. Ферроптоз – это особый вид гибели клеток, характерной особенностью которого является железо-зависимое перекисное окисление липидов. Он часто бывает при гибели опухолевых клеток, но он также поражает и нейроны. Ферроптоз также нарушает нормальный иммунный ответ, убивая Т-лимфоциты. Запускаться ферроптоз может как и повышением уровня железа, так и повышенной концентрацией глутамата. Защищают от ферроптоза глутацион и GPX4. Хелаторы железа предотвращают ферроптоз.
Диабет. Избыток железа снижает чувствительность к инсулину, увеличивает риск сахарного диабета 2 типа.
Печень. Избыток железа увеличивает риск жировой дистрофии печени. При гемохроматозе печень страдает еще сильнее – выше риск рака печени.
Старение кожи. Избыток железа ускоряет старение кожи и более сильное образование пигментных пятен.
Опухолевые заболевания. В ряде исследований было показано, что снижение уровня железа в организме путем кровопусканий, снизило уровень ферритина, при этом снизился и риск опухолевых заболеваний, снизились и воспалительные маркеры. В исследовании снизили ферритин с 120 нг/мл до 80 нг/мл, в группе с более низким значением заболеваемость раком была в полтора раза меньше.
Сердечно-сосудистые заболевания. Четкой связи между уровнем железа и ССЗ не обнаружено, разные исследования противоречивы. Вероятно, избыток железа может увеличить частоту осложнений сердечно-сосудистрых заболеваний, но не их возникновение.
Нейродегенеративные заболевания. Более высокие уровни железа и меди связаны с повышенных риском как болезни Альцгеймера, так и Паркинсона.
Анализы.
Оптимальный уровень ферритина 40-100 нг/мл, если есть повышение С-реактивного белка, тогда 40-80.
Уровень ферритина показывает запас железа в организме. Часто в лабораториях верхняя граница колеблется от 240 до 300-400 нг/мл, что говорит о явном избытке железа.
При воспалительных заболеваниях, уровень ферритина может быть сильно повышен, безотносительно к истинному содержанию железа, так как ферритин еще является и воспалительным белком. Поэтому важно сдавать еще и ультра чувствительный С-реактивный белок, чтобы различить эти ситуации.
Дополнительно еще можно сдать % насыщения трансферрина, если он выше 45%, тогда действительно есть заметный избыток железа (в норме 30%). Чем выше % насыщения трансферрина, тем выше количество железа, которое может откладываться в тканях, тем выше его избыток. Оптимальное значение этого показателя - около 30%.
Что делать?
1. Мониторинг. Следите за уровнем железа (ферритин). Это поможет обнаружить как и дефицит железа, так и его избыток. Есть много скрытого гемохроматоза, есть генетическая предрасположенность к накоплению избытка железа.
2. Препараты. При гемохроматозе используются препараты-хелаторы железа, но для условно здоровых людей не рекомендуются ввиду их побочных эффектов.
3. Питание. Уменьшить количество мяса, не принимать мультивитамины с минералами и "профилактически" препараты железа. Увеличение количества цельной растительной пищи снижает всасывание железа, ряд специй, таких как куркумин, снижает всасывание железа. Чай и кофе после мяса снижают всасывание железа.
4. Донорство. Донорство для людей с высоким ферритином полезно. Кроме плюса в карму донорство снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний, риск рака, улучшает метаболические показатели (глюкоза, гликированный гемоглобин, липидный профиль и чувствительность к инсулину). Сдача крови – это и полезный стресс (гормезис), например однократная сдача крови снижает показатели окислительного стресса и увеличивает активность антиоксидантного фермента супероксиддисмутазы.
Литература.
Free Radic Biol Med. 2019 Mar;133:221-233. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.09.033. Epub 2018 Sep 25. Striking while the iron is hot: Iron metabolism and ferroptosis in neurodegeneration.
Nutrients. 2019 May; 11(5): 1047. Dietary and Sentinel Factors Leading to Hemochromatosis
EBioMedicine. 2019 Sep;47:598-606. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.08.014. Epub 2019 Aug 12.New insights into the role of iron in inflammation and atherosclerosis.
Xie Y. et al. Ferroptosis: process and function // Cell death and differentiation. — 2016. — Т. 23. — №. 3. — С. 369.
Haematologica. 2017 May; 102(5): 809–817. Pathophysiological consequences and benefits of HFE mutations: 20 years of research
Iron absorption by heterozygous carriers of the HFE C282Y mutation associated with hemochromatosis The American Journal of Clinical Nutrition, Volume 80, Issue 4, October 2004, Pages 924–931, https://doi.org/10.1093/ajcn/80.4.924
Penetrance of Hemochromatosis in HFE Genotypes Resulting in p.Cys282Tyr and p.[Cys282Tyr];[His63Asp] in the eMERGE Network. Am J Hum Genet. 2015 Oct 1; 97(4):512-20.
Arch Intern Med. 1999 Jul 26;159(14):1542-8. Iron, atherosclerosis, and ischemic heart disease.
Eighty percent of French sport winners in Olympic, World and Europeans competitions have mutations in the hemochromatosis HFE gene. Biochimie. 2015 Dec; 119():1-5.
Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2005 Aug;25(8):1577-83. Epub 2005 Jun 16.Iron stores and vascular function in voluntary blood donors.
J Natl Cancer Inst. 2008 Jul 16;100(14):996-1002. doi: 10.1093/jnci/djn209. Epub 2008 Jul 8.
Decreased cancer risk after iron reduction in patients with peripheral arterial disease: results from a randomized trial.
Nutrients. 2019 May 10;11(5). pii: E1047. doi: 10.3390/nu11051047.Dietary and Sentinel Factors Leading to Hemochromatosis.
Источник схемы в иллюстрациях: https://con-med.ru/magazines/terapevticheskiy_arkhiv_/terapevticheskiy_arkhiv_-03-2018/gemokhromatoz_sovremennoe_sostoyanie_problemy/
N Engl J Med. 1996 Dec 12;335(24):1799-805.Clinical and biochemical abnormalities in people heterozygous for hemochromatosis.
J Basic Clin Physiol Pharmacol. 2016 Nov 1;27(6):653-657. doi: 10.1515/jbcpp-2015-0111.One more health benefit of blood donation: reduces acute-phase reactants, oxidants and increases antioxidant capacity.
Med Sci Monit. 2016; 22: 2144–2151.The Role of Iron and Iron Overload in Chronic Liver Disease
BMJ. 1997 Mar 15; 314(7083): 793–794.Cohort study of relation between donating blood and risk of myocardial infarction in 2682 men in eastern Finland.
BMC Med. 2012; 10: 53.Back to past leeches: repeated phlebotomies and cardiovascular risk
Effects of phlebotomy-induced reduction of body iron stores on metabolic syndrome: results from a randomized clinical trial BMC Medicine volume 10, Article number: 54 (2012)
PLoS One. 2013; 8(4): e61058.
Dietary Iron Concentration May Influence Aging Process by Altering Oxidative Stress in Tissues of Adult Rats
Комментарии