При дефиците железа необязательно есть гвозди, а при избытке можно получить неприятные побочные эффекты. Мы расскажем, когда необходим этот элемент, как он влияет на нашу повседневную и умственную активность и какие еще у него интересные свойства.

Железо — важный микроэлемент, необходимый для нормальной работы организма. Его дефицит — актуальная проблема: выпадение волос, усталость и снижение работоспособности, а также непонятная анемия в анализе крови — часто это все о нем. Мы – Nooteria Labs, разрабатываем и производим комплексные добавки для активной жизни. В этом обзоре рассказываем о влиянии недостатка железа на работу мозга, как оно хранится и высвобождается в организме. Обращаем внимание на то, что в некоторых случаях может потребоваться консультация специалиста. Эта статья носит информационный характер.

Железо как микроэлемент

Давайте разберемся, зачем человеку нужно железо.

Железо — химический элемент, который естественным образом содержится во многих продуктах и доступен в качестве пищевой добавки.

Оно может существовать в степенях окисления в диапазоне от -2 до +6. В биологических системах железо представлено двухвалентным (+2), трехвалентным (+3) или ферриловом (+4) состояниях. Это позволяет ему передавать электроны и участвовать в различных биохимических процессах.

–

Железо работает как:

• компонент гемоглобина, белка-переносчика кислорода в эритроцитах;
• часть миоглобина, белка, который обеспечивает нормальную работу мышц и их метаболизм, нормальное физическое развитие.

А еще оно обеспечивает адекватную миелинизацию нервной ткани, что важно для неврологического статуса, и опосредованно влияет на синтез некоторых гормонов.

Уровень железа, мозг и продуктивность

Снижение уровня железа в организме влияет на синаптическую передачу в головном мозге, обменные процессы в нем, выработку и функцию нейромедиаторов, в основном в дофамин-опиатных системах, а также на когнитивные функции (обучение и память) и ряд физиологических переменных, таких как двигательная активность и терморегуляция (исследования Youdim MB, Клеточная и молекулярная биология).

В последние десятилетия проведено многих интересных исследований, изучающих влияние железа на мозг, например:

• Влияние перорального введения двухвалентного железа. Было доказано, что это значительно улучшает когнитивные функции и двигательную активность у пациентов с минимальной печеночной энцефалопатией.
• Студенток университета в Руанде с низким уровнем ферритина в крови кормили бобами, обогащенными железом. Смотрели, как изменение уровня железа влияет на поведение и работу мозга участниц. ЭЭГ-измерения показали, что употребление этих бобов в течение 18 недель улучшает когнитивные функции по сравнению с контрольной группой, которые ели обычную фасоль. Однако исследователи обращают внимание, что выборка специфичная — по полу и у достаточно умственно активной группы.
• Отеро с соавт. также доказали, что препараты железа восполняют дефицит P300 у детей с задержкой психомоторного развития и дефицитом железа, соответственно положительно влияют на рабочую память. P300 — это электрофизиологический потенциал, который возникает в мозге человека в ответ на стимулы, связанные с принятием решений и различением объектов.
• Метаанализ исследований о взаимосвязи физической активности, уровня микроэлементов (витамин B12, железо и цинк) и когнитивных способностей детей от 6 до 11 лет показал, что железо оказывает наилучшее влияние на результаты обучения в математике.

На диаграмме выше показаны результаты мета-анализа: влияние витамина В12, цинка и железа на математические способности. Данные представлены в виде средней разницы между экспериментальной и контрольной группами. Горизонтальные линии показывают 95% доверительный интервал, а ромбы указывают на комбинированный эффект, полученный при анализе случайных совместных эффектов. Значения ±0,2, ±0,5 и ±0,8 соответствуют малому, умеренному и большому влиянию соответственно. Однако ученые отмечают, что максимум влияния на обучение оказывает комбинация этих веществ, а на математику больше всего именно железо.

На основании вышесказанного можно сделать интересное и важное наблюдение:

Дефицит железа отрицательно влияет на когнитивные функции, восполнение дефицита устраняет нарушения.

При этом скорость поступления железа в мозг увеличивается, когда статус железа у человека низкий, и снижается, когда уровень становится выше.

Много — тоже плохо? Подводные камни избытка железа

Не все так просто с этим микроэлементом. На эту тему тоже достаточно исследований на животных и людях:

• Высокое потребление железа на раннем этапе развития у мышей приводит к стойким изменениям в метаболизме дофамина и нарушает миелинизацию волокон, а в критические фазы созревания мозга может иметь серьезные последствия для развития мозга, некоторые из которых могут быть необратимыми.
• Негативное влияние отложения железа в головном мозге, когнитивные нарушения у больных с хронической церебральной гипоперфузией.
• У больных с хронической церебральной гипоперфузией перегрузка железом, как и дефицит может также повредить репродуктивной функции женщин и мужчин.
• Связь кальция и железа при гибели нейронов, опосредованной ферроптозом.

По материалам выше видно, что железо стоит принимать при необходимости, его избыток может иметь негативные последствия при долгосрочном приеме.

Хитрый обмен железа в человеке

Или почему его уровень так легко истощается.

Обмен железа зависит, прежде всего, от скорости утилизации стареющих эритроцитов. За это отвечает особая система мононуклеарных фагоцитов (по-старому ретикулоэндотелиальная система, РЭС). Эта система вездесуща, клетки-пожиратели мусора есть в селезенке, печени, костном мозге.

Это своего рода мусороперерабатывающий завод, где заканчивают свой путь различные инородных частицы, бактерии и вирусы, постаревшие или погибшие клетки, то есть перерабатывается все то, что может навредить организму. Как типичный завод, он использует отходы для вторичной переработки и синтеза — не пропадать же добру.

В этом процессе есть свой оператор — печень. Она выполняет важную запасающую и регулирующую функцию, а пептидом гепсидином контролируется высвобождение железа из энтероцитов (клеток кишечника) и макрофагов (те самые “пожиратели”) в кровоток.

А ученые все посчитали…

• У здорового человека весом 70 кг в крови около 35 мг железа.
• В эритроцитах — 80% всего железа в организме.
• Время жизни эритроцитов — 4 месяца.
• 85% железа из старых кровяных клеток высвобождается повторно в виде связи Fe+белок, таких как трансферрин или ферритин.
• Ежедневно перерабатывается 0,66% всего железа в организме (данные Finch с соавт).

Хранение и высвобождение железа

Концентрация железа в организме — 30-40 мг/кг массы тела.

Примерно вот такой гвоздь длиной 50 мм и диаметром 2,5 мм.

Интересные факты:

• Количество микроэлемента в организме людей различно и зависит от возраста, расы и пола.;
• 75-85% микроэлемента находится в эритроцитах, но это еще не все;
• В “депо” (гемосидерин и трансферрин) хранится запас железа для экстренных случаев, например, при острой кровопотере. Обычно это 0-15 мг/кг. У женщин запас железа больше, чем у мужчин, из-за физиологических причин.
• Распределение запасов железа в организме неравномерно. Большинство железа (около 60%) находится в печени, из этого 95% — внутри клеток в виде ферритина. Оставшаяся часть — в мышцах и клетках ретикулоэндотелиальной системы (около 3%). Именно поэтому мамы заставляют детей есть печень, называя ее полезной, хотя она не всегда вкусная.

Как организм теряет железо?

Этот металл — низкорастворимый. Из-за этого он, в отличие от других своих металлических собратьев, плохо экскретируется (т. е. выводится). Соответственно, его обмен нестабильнее и легко смещается как в сторону дефицита, так и переизбытка. Если уровень других микроэлементов можно регулировать их выводом из организма, то уровень железа контролируется всасыванием с помощью пептида гепсидина. Идеально, если уровень всасывания равен потерям, но в реальной жизни это не всегда возможно.

Пути потери железа:

• Через ЖКТ с фекалиями, когда старые клетки кишечника, красные кровяные тельца и желчь выходят из организма вместе с калом, так как эти вещества плохо всасываются в кровь.
• С мочой и через кожу — примерно 0,1-0,3 мг/сут.
• Менструальные потери — 1,5-2,1 мг/сут. Оральные контрацептивы уменьшают потерю, а внутриматочные средства контрацепции — увеличивают.

Подведем итог. У мужчин общие потери железа 0,6-0,9 мг/сут. У женщин в пременопаузе — немного больше, чем у мужчин. У женщин в репродуктивном возрасте — до 18 мг ежемесячно.

Так сколько его нужно?

Приводим необходимое суточное потребление железа с пищей по данным ВОЗ:

Почему такая разница?

• Вегетарианцам нужно в 1,8 раза больше железа из-за особенностей рациона. Железо из мяса легче усваивается и всасывается, чем из продуктов растительного происхождения. Биодоступность железа при вегетарианской диете — всего 5%-12%.
• Гемовое железо (т. е. животного происхождения) имеет более высокую биодоступность 25-30%, чем негемовое (растительное). Витамин С, мясо, рыба усиливают всасывание негемового железа, а фитаты и полифенолы (зерно, бобовые) имеют противоположный эффект.
• У детей и подростков необходимость в железе сильно варьируется в силу интенсивного роста, метаболизма и умственной нагрузки.
• Взрослые мужчины имеют более стабильные потребности, а у женщины — в зависимости от возраста, репродуктивной функции, состояния беременности и лактации.

Деликатное время

Исследование женщин во время беременности (анализ Cochrane ****Library) показало:

• Среди фертильных женщин 20% имеют запасы железа >500 мг, что является необходимым минимумом во время беременности; 40% имеют запасы железа 100-500 мг, а 40% практически не имеют запасов железа, т.е. более 90% женщин потребляют меньше рекомендуемой дозы.

При этом потребность во всасываемом железе увеличивается с 0,8 мг/сут на ранних сроках беременности до 7,5 мг/сут на поздних. Потребность в железе мг/день во время менструации, беременности и лактации (Ann Hematol, 2006.85: 559–565 Nils Milman). Тут мы видим, что потребность во время беременности вырастает в 7 раз.

• Во время беременности увеличивается всасывание железа, но это недостаточно, чтобы предотвратить ЖДА (железодефицитную анемию) у 20% женщин, которые не принимают дополнительное железо.
• Беременные женщины, принимавшие железо, имеют больше запасов железа, выше уровень гемоглобина и меньше вероятность развития ЖДА по сравнению с теми, кто получал плацебо.

Какие выводы

В данном обзоре мы рассмотрели лишь некоторые возможности важного микроэлемента, связанного с работой мозга. В будущем мы еще вернемся к этой теме:

• Какие формы железа самые эффективные и лучше усваиваются организмом?
• Какие витамины и микроэлементы можно принимать вместе с добавкой железа, а какие лучше не комбинировать?
• Как быстро можно увидеть результат после начала приема?
• Кому следует принимать железо с осторожностью и кому не стоит его принимать?
• Как узнать, есть ли у вас анемия, связанная с недостатком железа, и какие анализы это покажут?

Следите за нашими публикациями на vc.ru.

Итак, железо является важным элементом для нормальной работы нервной системы. Его недостаток ведет к потере продуктивности, внешнего вида и просто сил. При этом избыток тоже может быть вреден, поэтому не стоит превышать рекомендуемые дозировки. По применению железа при наличии индивидуальных особенностей рекомендуем проконсультироваться с лечащим врачом.

—

Если вам понравился наш контент, мы будем рады видеть вас в наших группах ВК и Telegram, где мы рассказываем о работе организма и комплексных добавках простым языком.

Автор статьи: Зейдлиц Светлана Александровна, врач-реаниматолог, специалист по персонифицированной медицине, эксперт Nooteria Labs.