Железо — это полезно. Если его не хватает — развивается анемия. Кажется, все просто. Ешь больше железа — и не будешь болеть! Но даже таким полезным и жизненно важным микроэлементом можно отравиться. Как это происходит, разбирался MedAboutMe.
Зачем нам нужно железо?
Железо является одним из 15 жизненно важных для нас микроэлементов. В организме человека оно присутствует в виде двухвалентных или трехвалентных ионов. Железо входит в состав специальных комплексов, расположенных в мембране митохондрий – наших внутриклеточных «энергетических станций», вырабатывающих и запасающих энергию, а также в состав гема, который является частью гемоглобина – белка, переносящего кислород в крови. Железо является частью и других белков и ферментов, которые участвуют во многих метаболических процессах: от холестеринового обмена до удаления токсинов и работы иммунной системы.
В теле здорового человека имеется от 3 до 5 г железа. Большая его часть (60-70% или примерно 2,1 г) находится в клетках костного мозга и крови. Примерно 1 г – в печени, еще 0,6 г – в клетках иммунной системы макрофагах, и только 0,4 г – в других клетках и тканях тела.
В 2016 году немецкие ученые обнародовали результаты исследования в Марокко, где более 450 детей получали печенье, обогащенное железом, чтобы снизить риски отравления свинцом в регионах, где проводилась добыча полезных ископаемых. Действительно, уровень свинца в крови детей после употребления печенья с железом снижался с 4,3 мкг/дл до 2,9 мкг/дл.
Круговорот железа в организме
Ежедневно мы в норме теряем около 2,5 мг этого ценного микроэлемента – со стареющим и слущивающимся эпителием желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и кожи, с потом, и др. При этом 1-2 мг мы получаем через слизистую ЖКТ с пищей, откуда оно попадает в энтероциты – клетки кишечника.
Гормон гепсидин регулирует процессы дальнейшего использования железа. Если микроэлемента в организме хватает, то лишнее железо остается в энтероцитах и удаляется вместе со слущивающимся эпителием кишечника. Если же наблюдается дефицит железа – оно поступает в кровь и включается в белок трансферритин в ходе нескольких биохимических реакций.
Трансферритин отправляется в печень, где часть железа запасается в гепатоцитах и там остается про запас. А большая часть поступает в костный мозг, где идет производство гемоглобина. Остатки трансферрина транспортируются к клеткам, которые имеют к нему рецепторы и нуждаются в железе.
Для эритропоэза (производства эритроцитов) каждый день нам нужно 20-30 мг железа. Но с пищей, как было сказано выше, мы получаем только 1-2 мг – откуда же берется все остальное? А эти недостающие миллиграммы обеспечиваются макрофагами печени и селезенки (мы помним про гепатоциты и запас железа в печени) – этот процесс называется «рециркуляция железа».
Нехватка железа и его избыток: добро и зло
Мы сами не синтезируем железо и можем только получать его извне. Новорожденный младенец имеет 300 мг железа, которые он накопил в процессе пренатального развития, получая его через плаценту. После появления на свет ребёнок быстро добирает железо из молока и молочных продуктов (белок лактоферрин), а позднее – из растительных продуктов и мяса.
Если железа не хватает, у человека развиваются железодефицитная анемия, хроническая усталость, наблюдается одышка при малейших нагрузках (и это не удивительно при нехватке кислорода), головокружения и обмороки. При этом ухудшается аппетит и могут патологически измениться вкусы, вплоть до желания есть мел на десерт или картон. Страдает и иммунная система. Люди с дефицитом железа чаще болеют простудами и разнообразными кишечными инфекциями.
Избыток железа называется гемохроматозом. Существуют генетические заболевания, при которых железо накапливается в организме в опасных для здоровья количествах — и тогда говорят о первичном гемохроматозе. Если же избыток железа — результат питания, увлечения железосодержащими препаратами или имеющихся заболеваний (при циррозе, гепатитах В и С, и др.), то врачи говорят о вторичном гемохроматозе.
Железо в таблетках
Надо понимать, что дозировка железа должна рассчитываться исходя из содержания элементарного вещества в таблетке, а не его соединения. То есть, если в одной таблетке содержится 325 г сульфата железа, это значит, что чистого железа там только 65 мг, а на сульфатную часть соединения приходится 260 мг.
И этим опасны мультивитамины, в которых содержание железа может в значительной степени колебаться. Так, жевательные витаминки для детей обычно содержат до 20 мг железа на одну таблетку. В витаминах для взрослых уже имеется 50 мг элементарного железа. Наконец, в специализированных мультивитаминах для беременных его содержание может доходить до 100 мг на одну таблетку.
«Железные» лекарства и население
Большинство людей не считают железосодержащие препараты лекарством, даже если речь идет о средствах с высоким содержанием элемента. По их мнению, это, скорее, безобидные «витаминки». Поэтому обычно людям и в голову не приходит прятать их на верхние полки или под ключ от любопытных детей. Неудивительно, что до 1990-х годов средства с железом были одной и самых распространенных причин смерти детей младше 6 лет при случайной передозировке лекарствами.
Так, в период с 1980 по 1990 год в США 30% случаев гибели маленьких детей от отравления приходилось именно на средства с железом. И даже известны случаи самоубийств среди подростков при помощи железосодержащих препаратов, вызванных жестоким обращением со стороны взрослых.
Наконец, производители стали добавлять нужную информацию на упаковки и в инструкции, и после 1996 года «железная» смертность резко пошла на спад. В 2005 году в США таких случаев было зарегистрировано только 3 (при 30 тысячах случаев отравления).
Случаи отравления железом среди взрослых встречаются несколько реже, но тем не менее тоже бывают. Среди них – результаты патологического стремления к оздоровлению на фоне любви к самодиагностике. Достаточно поставить себе (или доверчивому близкому человеку) диагноз анемия и отправиться в аптеку, где можно без рецепта приобрести самые разные препараты железа. После чего осталось принимать их не по инструкции — и отравление не заставит себя ждать.
Впрочем, есть и более простой путь. Некоторые продукты – тунец, красное мясо – особенно богаты железом. Если человек употребляет их в слишком больших количествах, у него может развиться пищевой гемохроматоз.
Вторичный гемохроматоз также может быть результатом многократных переливаний крови на фоне имеющегося гематологического заболевания.
Сальмонеллы любят железо. Если у человека повышено содержание железа в крови из-за особенностей его рациона, он становится более уязвимым перед этими бактериями. Интересный момент: только пищевой гемохроматоз чреват повышенными рисками заражения сальмонеллами. А при генетическом избытке железа в организме этого не происходит.
Отравление железом
Как было сказано выше, железо в нашем теле присутствует в виде солей, а его свободная форма — один из самых сильных окислителей.
Симптомы отравления железом появляются уже при получении 20 мг элементарного железа на 1 кг веса человека – например, это 15 детских жевательных пастилок-поливитаминов на одного 15-килограммового ребёнка. Тяжелое отравление развивается при получении 60 мг/кг элементарного железа – это даже не вся банка с детскими витаминками. Для взрослого критическая доза — 40 мг на килограмм живого веса.
Анализ данных за 10 лет из нескольких крупных британских клиник (2708 пациентов с отравлениями железом) показал, что есть два возрастных пика отравления железосодержащими препаратами:
- 28,4% пострадавших были младше 6 лет, из них 54% были мальчиками;
- 36,7% пациентов были из возрастной группы 13-20 лет, и 91% из них были девушками.
Ни один человек из отравившихся железом за эти 10 лет не умер.
Как развивается отравление? Выделяют несколько фаз:
- Фаза I
Наступает через 6 часов после приема железа в опасных для здоровья количествах. Железо задействовано в окислительно-восстановительных реакциях, которые способствуют активному образованию свободных радикалов и, как результат, повреждению слизистой оболочки ЖКТ. Пациент жалуется на тошноту, рвоту, диарею, могут появляться признаки желудочно-кишечного кровотечения – рвота кровью (гематомезис) или выделение крови из прямой кишки (гематохезия). Такие симптомы могут появиться при употреблении всего 10 мг/кг железа. А в ходе исследований взрослые добровольцы жаловались на тошноту, диарею и легкие боли в животе даже при 5 мг/кг.
- Фаза II
Протекает в промежутке от 6 до 24 часов с момента передозировки. При этом развивается повреждение внутренних тканей и органов, что приводит к постепенно развивающемуся метаболическому ацидозу – патологическому изменению кислотно-щелочного баланса крови.
- Фаза III
Эта фаза обычно начинается через 12-24 часа после получения высокой дозы железа. Избыток железа вызывает отрицательный инотропный эффект – сила сокращения сердца снижается. Развиваются характерные признаки III фазы – метаболический ацидоз, гемодинамическая нестабильность (колебания артериального давления), шок, коагулопатия (процесс свертывания крови).
- Фаза IV
Длится до двух дней с момента передозировки. При этом страдает печень. Как было сказано выше, в гепатоцитах ионы железа в виде его соединений откладываются про запас. Гепатотоксичность, вызванная передозировкой железа – вторая по распространенности причина гибели человека, получившего слишком большую дозу этого микроэлемента.
- Фаза V
Растягивается на 3-6 недель после передозировки. Пациенты страдают от болей в животе, развивающихся из-за стриктур и рубцов на слизистой оболочке кишечника. Более всего повреждаются участки ЖКТ на выходе из желудка, где на начальных этапах накапливаются съеденные таблетки и поэтому особенно высока концентрация железа.
Передозировка: куда бежать и что делать?
- Железосодержащие препараты следует принимать только по назначению врача, независимо от того, сколько железа входит в состав одной таблетки, капсулы, ложки сиропа и т. п.
- Если взрослый человек употребил, согласно расчетам, 40 мг элементарного железа на 1 кг веса – ему следует немедленно обратиться к врачу. В отношении ребёнка следует начинать беспокоиться при дозах от 10 мг/кг.
- Если есть подозрение на передозировку железом и имеющиеся симптомы это подтверждают (тошнота, рвота, желудочно-кишечное кровотечение) – врач необходим экстренно.
- Но если подозрение на большое количество съеденных таблеток с железом есть, а симптомов в течение 6 часов так и не появилось — можно «выдыхать», вряд ли речь идет об отравлении.
- При подозрении на отравление железом (и даже при полной уверенности, что оно произошло) не надо давать пациенту перорально никакие препараты, если дело происходит вне стен больницы. Никаких рвотных средств или активированного угля.
Следует также добавить, что для подтверждения отравления железом обычно проводят анализ на уровень сывороточного железа в крови.
Гемодиализ при отравлении железом не проводится, так как таким образом удалить избыточное количество микроэлемента из крови не удается. В тяжелых случаях (дети со смертельной дозой железа в крови) эффективным оказывается обменное переливание крови.
