Нормативные диагностические показатели плазменного железа у беременных в условиях Самарского региона

Из жизненно необходимых олигоэлементов, встречающихся в организмах, самым распространенным биометаллом можно назвать железо. Оно является существенной составной частью цитоплазмы, находясь в ней преимущественно в виде органического железа. Первые сообщения о значении железа в биологическом окислении как процессе дыхания животной клетки принадлежат Н.А. Сахарову. Его по-праву можно считать основоположником учения о роли железа в тканевом дыхании. Принимая во внимание переменную валентность железа, то есть возможность находиться в окисном и закисном состояниях, Н.А. Сахаров предложил теорию, согласно которой «расщепляющее действие энцим производится попеременным окислением и восстановлением заключенного в них железа».

Тесная связь соединений железа с интенсивностью окислительно-восстановительных процессов в организме была установлена еще в начале века и в настоящее время уже не вызывает сомнений [1, 2].

Железо организма активно участвует во многих физиологических процессах, и недостаток его весьма заметно отражается на функционировании ряда органов и систем [3]. Потребность организма в железе может значительно варьировать при различных состояниях и определяется, главным образом, степенью насыщенности им организма. Если в нормальных условиях из 100 мг железа резорбируется 4–15 %, то при гипохромной микроцитарной анемии резорбируется до 45–70 %. Несмотря на то, что, по современным данным, в организме взрослого человека содержится достаточно большое количество железа, около 4,5 граммов, обмен железа представляет собой почти замкнутый процесс. Организм крайне экономно расходует запасы железа и нуждается лишь в незначительном их пополнении.

Потребность организма в железе больше у женщин, чем у мужчин. Это обстоятельство связано с регулярными потерями железа при менструальных кровотечениях, беременности, родах. По данным А.И. Германова [5], за 35 лет половозрелого возраста женщина только с менструациями теряет около 12600 мг железа, то есть 360 мг в год. Беременность и роды сопровождаются дополнительной потерей железа: около 400 мг его переходит к плоду, 300 мг теряется при родовой кровопотере и 750 мг утрачивается за период лактации. Если в питании матери недостает солей железа, то нарушается нормальное развитие плода, могут наблюдаться выкидыши и преждевременные роды [1, 2, 4]. Как выражение повышенной потребности в железе при беременности установлен факт прогрессивно возрастающей абсорбции железа с увеличением срока беременности [4].

Все органические соединения железа в организме человека можно разделить на две большие и неравнозначные по выполняемым функциям группы – геминовые и негеминовые. К первым относятся гемоглобин, миоглобин и гемсодержащие клеточные ферменты. Названные соединения являются металлопорфиринами, то есть железо этих соединений заключено в порфириновое кольцо. Негеминовые соединения представляют собой компл ексы 22

железа с различными белками и не имеют в своем составе гема. К ним относятся клеточные флавопротеидные ферменты, ферритин, гемосидерин, трансферрин, лактоферрин и др.

Геминовые соединения железа. Гемоглобин. Один из наиболее важных биохимических процессов – потребление кислорода – происходит в организме человека с помощью гемоглобина. Гемоглобин осуществляет транспорт кислорода от капилляров легочных альвеол к тканевым капиллярам. Одновременно он транспортирует эндогенный углекислый газ и окись углерода. Основная масса железа организма (60–73 %) содержится в гемоглобине, что составляет около 2-2,5 граммов. Гемоглобин – сложный хромопротеид, состоящий из активной или простетической группы-гема и белкового компонента-глобина. Ни гем, ни глобин в отдельности не способны присоединять кислород. Этим свойством обладает только молекула гемоглобина в целом. Особенность обратимой реакции гемоглобина с кислородом состоит еще и в том, что железо при этом не окисляется, а остается в закисном состоянии (реакция оксигенации). При этом одна молекула гемоглобина присоединяет 4 молекулы кислорода.

Миоглобин. К соединениям, близким по функциям и строению к гемоглобину, относится мышечный красный пигмент миоглобин. Количество железа в нем у человека составляет около 600 мг, то есть в 4 раза меньше, чем в гемоглобине. Из миоглобина можно получить гемин, который почти не отличается от гемина, выделенного из гемоглобина. Железо в миоглобине двухвалентное. С помощью миоглобина мышца обеспечивает себя запасом кислорода, в результате чего становится менее зависимой в своей работе от доставки кислорода извне, которого могло бы не хватить при интенсивном мышечном напряжении. Таким образом, уровень миоглобина можно рассматривать как показатель интенсивности окислительных процессов в мышцах, в результате которых вырабатывается необходимая им энергия.

Каталаза – это железосодержащий фермент, представляющий собой белок в виде поли-пептидной цепочки, соединенный с гемгруппой. Каталаза находится почти во всех аэробно-дышащих клетках животных и растительных организмах. Каталаза способна разлагать перекись водорода с выделением молекулярного кислорода. Перекись водорода, образующаяся при многих реакциях окисления, оказывается токсическим веществом для клетки. Разлагая перекись водорода, каталаза тем самым выполняет защитную роль. Роль каталазы как защитного фермента проявляется в предохранении эритроцитов от окислительного гемолиза.

Пероксидаза – гемсодержащий фермент, способный ускорять процесс окисления многих органических соединений в присутствии перекиси водорода. В человеческом организме существует несколько видов пероксидаз.

Цитохромы – собирательное наименование металлопротеидов, содержащих железо в виде гемов. Основной биологической ролью большинства цитихромов является их катализирующее действие на последнем этапе окисления во время переноса электронов от флавиновых ферментов к молекулярному кислороду. В процессе переноса электронов происходит изменение валентности железа цитохромов с образованием трехвалентной формы. Цитохромы прочно связаны с мембраной митохондрий [1, 3]. Наиболее изучены свойства цитохрома «С».

Цитохромоксидаза участвует на последнем этапе транспорта электронов в осуществлении митохондриального дыхания и ответственна за образование АТФ при окислительном фосфорилировании.

Негеминовые соединения железа. Трансферрин-представляет собой железопротеид, входящий в состав бета-глобулиновой фракции и количественно составляет около 3 % общего количества белков сыворотки крови у небеременных женщин и мужчин и 4–6 % у беременных. Трансферрин обеспечивает транспорт железа плазмой крови: каждая молекула трансферрина связывает 2 атома трехвалентного железа. Общее содержание трансферрина в сыворотке крови здоровых лиц, измеренное по максимальному количеству связанного с ним железа, находится в пределах 44,9–78,2 мкмоль/л и характеризует в основном общую железосвязывающую способность сыворотки крови. В физиологических условиях трансферрин насыщен железом на 34 % [5], и эта величина отражает количество связанного с железом трансферрина (сывороточного железа).

Часть трансферрина сыворотки крови находится в свободном состоянии, будучи не связанной с железом, и обуславливает величину резервной емкости трансферрина (латентная железосвязывающая способность сыворотки крови.) У здорового человека резервная емкость трансферрина, способная связать дополнительное количество поступающего в кровоток железа, составляет 28,8–50,4 мкмоль/л.

Соотношение между резервным и связанным с железом трансферрином зависит от количества ионов железа, поступающих различными путями в кровь. В случаях, когда нарушается белковый синтез, количество резервного трансферрина становится низким. В случаях же активной фиксации железа тканями при железодефицитных состояниях уровень резервного трансферрина возрастает. Таким образом, выполняя транспортную функцию переноса железа, трансферрин одновременно защищает организм от токсического воздействия свободно циркулирующих в сыворотке крови ионов железа. Известна также способность этого белка регулировать абсорбцию железа в желудочно-кишечном тракте синтеза гемоглобина, железосодержащих ферментов и пополнения запасных фондов железа.

Ферритин. Некоторые органы (печень, селезенка, костный мозг) способны накапливать железо в больших количествах в виде железобелковых комплексов. К числу таких соединений относится ферритин. Ферритин разделяется на две фракции: бесцветную фракцию апоферритина, составляющую 20–25 % и красно-коричневую фракцию, состоящую из мицелл гидрокиси железа, соединенных с апоферритином (75–80 %).Оказалось, что апоферритин может кристаллизоваться самостоятельно вне зависимости от содержания в нем железа. Разница состоит только в окраске кристаллов. По мере удаления железа из ферритина кристаллы из красно-коричневых становятся бесцветными. В ферритинах различного происхождения содержится 9–30 % железа, 8,1–9,9 % азота, 0,94–2,24 % фосфора. Железосодержащий комплекс расположен внутри молекулы протеина. Железо входит в состав ферритина в коллоидном состоянии как гидрат окиси и, обладая тремя парными электронами, находится в виде мицелл, проникающих в межатомные пространства апоферритина. Кроме трехвалентного коллоидального железа, ферритин содержит 0,2 % ионизированного двухвалентного железа, располагающегося на поверхности белковой молекулы [4].

В создании запасных фондов железа участвует преимущественно печень, где депонируется около 1/3 резервного железа, селезенка и костный мозг. Ферритин в сыворотке крови обнаруживается в небольшом количестве у здоровых лиц, причем у мужчин содержание его (103–127 мкг/ л) примерно втрое больше, чем у женщин [1]. В организме женщин количество ферритина, циркулирующего в плазме, в среднем в 20–30 раз меньше, чем связанного с железом трансферрина, поэтому на долю железа ферритина сыворотки приходится лишь незначительная часть общего железа организма и роль его в общей железосвязывающей способности сыворотки крови ничтожна. Несмотря на малое количество сывороточного ферритина, в клинической практике накоплено достаточно сведений о существовании прямой зависимости между величиной ферритина сыворотки крови и наличием резервного железа в лабильных его фондах. Содержание ферритина сыворотки крови снижается по мере истощения запасов железа в организме еще до развития железодефицитной анемии и может служить индуктором преданемического железодефицитного состояния [2]. Суждение о вличине запасов железа у беременных путем определения уровня сывороточного ферритина также оказалось высокоинформативным.

Гемосидерин представляет собой разновидность заасного железа в организме, локализуется внутриклеточно, обнаружен впервые в селезенке в 1834 году Мюллером.

Цвет гранул гемосидерина от желтого до коричневого. Содержание железа в гемосидерине варьирует от 16,5 до 37 %, он не растворим в воде в отличие от ферритина, но легко отдает железо при гидролизе в слабых растворах кислот. Железо в гранулах находится в виде гидроокиси. Функция гемосидерина как железо-белкового комплекса, принимающего участие в депонировании избыточного железа, а также участия железа гемосидерина в синтезе гемоглобина, в настоящее время не вызывает сомнения. Установлена также возможность обмена железа между гемосидерином, ферритином и трансферрином [2].

Сукцинатдегидрогеназа считается наиболее изученным представителем железофлаво-протеидов-флавиновых ферментов, которые способны окисляться цитохромами, участвуя в переносе электронов при терминальном окислении. Негеминовое железо фермента локализовано в митохондриях и принимает участие в окислительном фосфорилировании, цикле трикарбоновых кислот [3].

Лактоферрин – железобелковый комплекс, состоящий из полипептидной цепочки, связывающий два атома железа. Определяется во многих биологических жидкостях-молоке, желчи, дуоденальном содержимом. В сыворотке крови здоровых лиц присутствует постоянно в небольших количествах. Образуется в клетках миелоидного ряда. Роль лактоферрина в общей железосвязывающей способности сыворотки крови представляется незначительной.

Утероферрин представляет собой прогестерон-индуцируемый железо-белковый комплекс, относящийся к гликопротеинам. Синтез его осуществляется в эндометрии. Белковая часть утероферрина представлена полипептидной цепочкой, связывающей два атома железа. Имеются обоснованные сведения о колониестимулирующей активности утероферрина для клеток эритроидного ряда и клеток гранулоцитарно-моноцитарно-макрофагальной линии. Причем максимум колониестимулирующей активности утероферрина проявляется в среде с низким насыщением железом [4]. В эксперементальных исследованиях с применением радиоактивной метки (Fe 59) показано, что утероферрин накапливается в аллантоисной жидкости у свиней в наибольшем количестве к середине беременности, а затем железо утерофер-рина передается другому белку – трансферрину. Время полувыведения железа из утерофер-рина соответствует 27 часам [1, 2, 3]. Приведенные факты позволяют считать, что утерофер-рин можно рассматривать как промежуточное звено транспорта материнского железа в аллантоисный мешок, откуда оно поступает к плоду.

Цитоферрин – низкомолекулярное железо-белковое соединение, обнаруженное в сыворотке крови новорожденных детей, страдающих гемохроматозом. В дальнейшем цитоферрин был обнаружен в сыворотке крови взрослых людей, но в значительно меньших концентрациях. Концентрация цитоферрина у здоровых доношенных новорожденных в 2 раза превышает таковую у матери. Наличие такого трансплацентарного градиента дает основание предполагать, что функция цитоферрина при беременности связана с обменом железа между матерью и плодом. Имеются данные, что железо цитоферрина захватывается специфическими рецепторами щеточной каймы трофобласта для трансферрина и затем поступает в фетальный кровоток [3].

Феррин-железопротеид, выделенный из печени животных. Названный железопротеид не идентичен ферритину, плохо растворим в воде. Железо феррина трехвалентно, содержится в количестве 6,3 %, свойства и функции его малоизучены. Известно, что феррин, подобно солям железа, катализирует окисление фосфолипидов [2].

Ферро-аскорбиновая кислота. Ряд авторов [3] считает возможным существование в тканях животного организма ферро-аскорбиновой кислоты, связанной с нуклеиновыми кислотами.

В связи с вышесказанным целью нашей работы явилось определение нормативных диагностических показателей плазменного железа у беременных в условиях Самарского региона с учетом возраста и количеством родов в сравнении с небеременными женщинами.

Результаты исследования. В Самарской области на базе СГБ №7 (Красноглинский район г. Самары) было обследовано 30 беременных женщин во 2–3 триместрах беременности с уровнем гемоглобина меньше или равным 120 г/л. Изучались такие плазменные показатели, как сывороточное железо, трансферрин, ферритин. 30 беременных женщин делились на группы соответственно возрасту: в первую группу входили беременные женщины до 20 лет, во вторую группу входили беременные женщины 20–40 лет, третью группу составляли женщины старше 40 лет.

Плазменные показатели у беременных женщин первой группы (17–19 лет):

Сывороточное железо – 13,5 мкмоль/л.

Трансферрин – 4,07 г/л.

Ферритин – 27,2 мкг/л.

Плазменные показатели у беременных женщин второй группы (20–40 лет):

Сывороточное железо – 13,9 мкмоль\л.

Трансферрин – 4,32 г/л.

Ферритин – 27,8мкг/л.

Плазменные показатели у беременных женщин третьей группы (41–42 года):

Сывороточное железо – 14,8 мкмоль/л.

Трансферрин – 3,70 г/л.

Ферритин – 32,1мкг/л.

Вывод: величина сывороточного железа примерно одинакова во всех группах женщин, уровень сывороточного железа не зависит от возраста беременных женщин и совпадает с показателями сывороточного железа у небеременных женщин.

Также эти 30 беременных женщин были поделены на группы в зависимости от количества родов:

Первая группа – первородящие женщины

Вторая группа – повторнородящие женщины

Третья группа – женщины, рожающие третьего ребенка.

Плазменные показатели у первородящих женщин (первая группа):

Сывороточное железо – 13,2 мкмоль/л.

Трансферрин – 4,35 г/л.

Ферритин – 26,9 мкг/л.

Плазменные показатели у повторнородящих женщин (вторая группа):

Сывороточное железо – 14,2 мкмоль/л.

Трансферрин – 3,92 г/л.

Ферритин – 28,1 мкг/л.

Плазменные показатели у женщин, рожающих третьего ребенка (третья группа):

Сывороточноежелезо – 13,85 мкмоль/л.

Трансферрин – 4,53 г/л.

Ферритин – 27,9 мкг/л.

Выводы: величина сывороточного железа примерно одинакова во всех группах женщин, уровень сывороточного железа не зависит от количества родов и совпадает с уровнем сывороточного железа у небеременных женщин.