Features of iron metabolism in premature babies

Abstract

The importance of iron deficiency in the development of early anemia of prematurity is controversial. Hematologically, some researchers characterize it as hypochromic, others as normo- or even slightly hyperchromic.

Full Text

Значение дефицита железа в развитии ранней анемии недоношен­ных спорно. Гематологически одни исследователи характеризуют ее как гипохромную, другие — как нормо- или даже слегка гиперхромную. Глубокое исследование обмена Fe у недоношенных затруднялось до не­давнего времени ограниченными методическими возможностями, по­этому работы, касающиеся показателей этого обмена, лишь единичны и проведены на небольшом материале, а следовательно, не могут решить проблему этиологии и патогенеза ранней анемии. Между тем выяснение роли Fe в ранней анемизации недоношенных имеет большое значение для выбора методов патогенетической профилактики и лечения этой патологии.

Для определения Fe мы использовали эмиссионный спектральный анализ. Исследовали фетальные запасы Fe в основных органах-депо (в печени и селезенке), содержание Fe в плазме и цельной крови при рождении, баланс Fe в различные возрастные периоды.

Содержание Fe в печени и селезенке было определено у 90 недо­ношенных мертворожденных или умерших в первые дни жизни от ас­фиксии или ее осложнений. С целью контроля изучали содержание Fe в печени и селезенке 20 доношенных мертворожденных или умерших от асфиксии и ее осложнений. Всего анализировано 220 проб печени и селезенки.

Сравнительный анализ содержания Fe в указанных органах недоно­шенных и доношенных не выявил статистически достоверной зависимо­сти от сроков беременности, за исключением наиболее ранних (24—27 недель). Так, содержание Fe в печени плодов при беременности от 28—29 до 36—38 недель колебалось от 34,68±3,99 до 39,77+4,7 мг%, а у доношенных составило 35,52 ± 3,86 мг%.

Однако абсолютные количества Fe, депонированного в печени и се­лезенке в антенатальный период, у недоношенных плодов (33) были в 2—3 раза меньше, чем у детей, родившихся в срок (9). Результаты наших исследований позволяют считать, что печень является одним из важных органов депонирования Fe. Селезенка, по-видимому, не играет существенной роли как орган запасного Fe, ибо содержание в ней ме­талла ничтожно мало по сравнению с количеством, депонированным в печени (табл. 1).

Таблица 1

Содержание Fe (в мг в целом органе) в печени и селезенке детей в зависимости от степени недоношенности

Вес при рождении	Число наблюде­ний	Печень (М±m)		Селезенка (М±m)
		вес органа, г	содержание Fe	вес органа, г	содержание Fe
1000,0—1500,0	12	56,4±3,6	18,9±3,16	3,0 + 0,23	0,60 + 0,08
1500,0—2000,0	8	86,0±5,9	23,61 ±4,39	5,7±1,03	1,37±0,46
2000,0—2500,0	14	93,8±4,1	27,55±3,43	6,9±0,7	1,6±0,2
Доношенные	9	186,9±9,0	66,48±8,93	12,6±1,5	3,44±0,51

По некоторым данным запасы Fe в органах настолько минималь­ны, что не могут иметь решающего значения для гемопоэтических про­цессов; основные запасы металла находятся в избытке эритроцитов, с которым дети появляются на свет. Нам представляется, что при этом необходимо принять во внимание два обстоятельства: как долго сохра­няются эти запасы и насколько недоношенный ребенок способен ути­лизировать их. Наши исследования гемоглобинового Fe у 49 недоно­шенных детей в различные возрастные периоды (всего 173 анализа) показали, что в постнатальной жизни происходит постепенное снижение высоких концентраций Fe в цельной крови, имеющихся при рождении (табл. 2). При этом следует отметить, что мы не выявили зависимости концентрации гемоглобинового Fe от степени недонашивания как в пер­вый день жизни, так и в последующие возрастные периоды (Р>0,05).

Уже в месячном возрасте содержание гемоглобинового железа у не­доношенных, независимо от веса при рождении, такое же, как у взрос­лых. По данным В. М. Лифшиц (1962), у последних содержание Fe в цельной крови составляет 51,8—53,6 мг%. Таким образом, недоношен­ные уже с месячного возраста не имеют дополнительного источника Fe в крови.

При анализе содержания Fe в цельной крови в зависимости от уров­ня гемоглобина было установлено, что в возрасте 2,5—3 месяцев оно значительно меньше, чем у взрослых: у детей с нормальными показа-

Таблица 2

Содержание Fe (в мг%) в крови недоношенных детей в зависимости от веса при рождении, возраста и уровня гемоглобина

Возраст

Вес при рождении

Уровень гемоглобина

1-я группа — 1000,0-1500,0

2-я группа — 1500,0—2000,0

3-я группа — 2000,0-2500,0

1-я группа— нормальный

2-я группа — тенденция к анемизации

3-я группа — анемия

M±m

1 день

82,8±4,0 (3)

83,5±4,3 (10)

79,6±2,8 (8)

84,1 ±3,0 (11)

81,3±3,6 (9)

89,4 ±4,2 (6)

1 нед.

81,9±7,5 (4)

80,2±4,1 (11)

76,7±4,8 (6)

76,2±3,7 (12)

83,9±4,5 (9)

78,2±7,5 (5)

2

61,2 ±2,5 (4)

69,1 ±3,8 (14)

64,7±6,6 (6)

68,9±4,2 (13)

67,1±3,8 (11)

66,9±4,7 (9)

3

54,1 ±7,4 (5)

56,6±4,7 (9)

63,2±2,0 (3)

57,6±4,7 (7)

56,6±4,8 (10)

56,7±4,7 (10)

1 мес

52,2 ±7,5 (6)

57,7±3,2(18)

55,6±3,2 (7)

55,8±3,2 (13)

54,2±3,3 (18)

48,7±3,9 (12)

1,5

57,4 ±6,4 (4)

50,9±3,4 (15)

50,5±0,3 (3)

60,3±3,5 (8)

48,9±3,3 (15)

42,9±3,1 (12)

2

52,8±3,3 (5)

47,4±3,5 (15)

-

59,1 ±3,6 (6)

44,9±2,8 (14)

41,2±2,5 (13)

2,5

46,2±2,2 (4)

37,2±5,0 (4)

-

46,3±4,4 (5)

46,5±2,5 (5)

38,4±2,8 (8)

3

36,4±8,2 (3)

41,1±1,4 (6)

-

-

37,8±3,2 (10)

35,8 + 3,3 (8)

Примечание. В скобках — число наблюдений.

гелями красной крови оно составляет 46,3 ± 4,4 мг%, а у детей с про­явлениями ранней анемии примерно в 1,5 раза меньше (табл. 2). При этом нужно отметить, что мы наблюдали детей преимущественно с легкими проявлениями анемии. Эти данные свидетельствуют, что запа­сы Fe, находящиеся в эритроцитах новорожденного, довольно быстро истощаются, и в период ранней анемизации имеет место значительное снижение уровня гемоглобинового Fe.

Неуклонное снижение гемоглобина в первые месяцы жизни недоно­шенного ребенка может быть следствием недостаточной утилизации де­понированного Fe (как в органах, так и в крови) для синтеза гемогло­бина. Результаты изучения баланса Fe подтверждают это предположе­ние. Балансовые исследования были проведены нами у 21 недоношен­ного мальчика, из них у 15 в динамике. Всего сделан 541 анализ проб молока, мочи и кала. Экскреты мы_: собирали в течение двух суток под­ряд, поскольку в связи с различным количеством фекалий в отдельные дни элиминация металла может быть различной. В табл. 3 приведены среднесуточные результаты исследований. Меконий 1-го и 2-го дней жиз­ни недоношенного содержит значительные количества металла. Эти дан­ные говорят о том, что в антенатальном периоде у плода совершается активный обмен Fe и функционируют механизмы его экскреции. В даль­нейшем при исследовании в возрасте 1; 2; 3 недель и 1; 1,5 и 2 меся­цев жизни был установлен отрицательный баланс Fe.

                  Таблица 3

Баланс Fe у недоношенных детей в зависимости от возраста

Возраст	Число детей	Поступи­ло с мо­локом, мг	Выделение, мг			Баланс, М±m
			кал	моча	всего
1 день	12	---	0,712		0,712±0,146
2	8	—	0,527		0,527±0,154
1 нед.	15	0,136	0,705	0,209	0,915	—0,786 ±0,082
2	12	0,256	1,053	0,152	1,206	—0,950 ±0,054
3	11	0,224	0,813	0,122	0,935	—0,710±0,106
1 мес.	14	0,257	1,492	0,160	1,652	—1,395 ±0,247
1,5	9	0,372	1,277	0,199	1,476	—1,104±0,197
2	4	0,446	0,789	0,266	1,055	—0,609±0,082

Таким образом, недоношенные дети первых двух месяцев жизни имеют отрицательный баланс Fe, что, по-видимому, следует рассмат­ривать как присущую им особенность, ибо их доношенные сверстники в этом периоде имеют положительный баланс (Уолгрен, 1939). Однако с возрастом потери элемента у недоношенного уменьшались. Наиболь­шие потери Fe наблюдались в возрасте 1 и 1,5 месяцев. К 2 месяцам жизни экскреция элемента значительно снизилась (Р<0,05).

Длительные потери Fe с фекалиями, надо полагать, могут привести к обеднению организма недоношенного ребенка Fe. Это доказывается постепенным снижением уровня плазменного Fe. Мы исследовали Fe в плазме 97 недоношенных в различные возрастные периоды. Резуль­таты приведены в табл. 4. Нам не удалось установить статистически

                                                                                                                                            Таблица 4

Содержание Fe в плазме (в мкг %) недоношенных детей в зависимости от веса при рождении, возраста и уровня гемоглобина

Возраст	Вес при рождении			Уровень гемоглобина
	1-я группа- 1000,0—1500,0	2-я группа — 1500,0-2000,0	З-я группа — 2000,0—2500,0	1-я группа — нормальный	2-я группа — тенденция к анемизации	З-я группа — дети с ане­мией
	М±m
1 день	100,8±23,5 (6)	99,5±10,4 (16)	99,1±28,6 (4)	93,2±13,0 (13)	98,5±12,3	81,3± 7,8 (8)
1 нед.	176,1± 5,9(4)	97,4± 9,0 (19)	108,9± 8,1 (3)	126,9± 13,4 (11)	98,9± 10,6 (15)	109,4± 12,8 (9)
2	100,7±13,9 (8)	103,6± 6,0(22)	108,3±21,5 (3)	105,5± 7,5 (16)	98,3± 8,5 (18)	95,0± 11,9 (8)
3	99,3± 14,3 (8)	92,2 ± 6,8 (22)	125,9±16,8 (5)	98,7± 7,5 (18)	98,5± 9,9 (17)	67,5± 10,9 (7)
1 мес.	100,7± 15,0 (7)	81,9± 5,7 (24)	115,4±19,9 (6)	93,1± 8,0 (16)	90,7± 8,5 (22)	70,8± 7,3(12)
1,5	70,3± 9,9 (8)	71,9± 8,6(16)	116,0±27,2 (2)	84,4±11,4 (12)	67,8± 7,0 (15)	51,6± 8,2 (12)
2	80,5± 7,9(7)	68,9±12,2 (11)	—	82,6±18,2 (6)	66,3± 7,1 (13)	31,8± 5.2 (13)
2,5	73,4± 13,9 (4)	49,4± 11,5 (4)	—	86,8±19,1 (5)	60,0±12,3 (5)	42,8± 10,8 (4)
3	56,4± 13,2 (4)	58,3± 8,5(7)	—	—	60,8± 8,2 (9)	54,8+ 8,1 (6)

Примечание. В скобках — число наблюдений.

достоверной зависимости величин плазменного Fe при рождении и в различные возрастные периоды от веса, с которым родился ребенок (Р>0,05). В постнатальной жизни происходит постепенное снижение уровня плазменного Fe, и наименьшие его концентрации наблюдаются в 2,5—3 месяца. Концентрация Fe плазмы у детей этого возраста мень­ше нормальных концентраций, приводимых в литературе для их доно­шенных сверстников. У детей с проявлениями ранней анемии уровень плазменного Fe снижался до 31,8 (±5,2) мкг%. Эта величина характе­ризует гипоферриемию. Таким образом, отрицательный баланс элемента сопровождается постепенным снижением уровня плазменного Fe, кото­рый у детей с анемией доходит до гипоферриемии.

Особенностью обмена Fe у взрослого является то, что он не теряет эндогенных запасов металла, а у детей старшего возраста наблюдается положительный баланс, обусловленный повышенной потребностью в металле в связи с процессами роста и развития.

У недоношенных детей рост наиболее интенсивный. Остается непо­нятным, почему они при таких темпах роста и развития не задерживают Fe, а теряют его в течение длительного времени, что приводит к зна­чительному обеднению фетальных запасов металла. Надо полагать, что в связи с какими-то особенностями организма недоношенного ребенка в каком-то звене метаболического цикла Fe возникает «блок» его обмена.

Мы исследовали скорость желудочно-кишечной абсорбции Fe у 17 недоношенных детей, у которых предварительно был определен баланс металла. С этой целью недоношенному однократно вводили дозу вос­становленного Fe (от 100 до 300 мг), после чего определяли количество экскретированного металла в течение нескольких суток подряд. Подоб­ные исследования были проведены у 7 детей в возрасте 1 месяца, у 6 в возрасте 1,5 мес. и у 4 в возрасте 2 мес. Исследования показали, что всасывание Fe у недоношенных детей происходит в достаточно боль­ших количествах — в среднем от 50 до 60% введенной дозы. При ана­логичных исследованиях с применением изотопа Fe⁵⁹ [3] средний про­цент абсорбции составил 32,5. Следует отметить, что у здоровых взрос­лых средний процент абсорбции—всего около 10. Таким образом, обмен Fe у недоношенных па этом участке его цикла совершается ак­тивнее, чем у взрослых.

Дальнейший перепое Fe со слизистой в печень и кровотворные орга­ны осуществляется трансферрином крови. У недоношенных детей кон­центрация последнего значительно ниже, чем у доношенных и взрослых. Как известно, трансферриновая система крови является фактором, & лимитирующим транспорт Fe. Всосавшееся Fe может депонироваться, не переходя в кровь, в слизистой кишечника в виде ферритина и гемо­сидерина. В слизистой кишечника недоношенных содержатся почти такие же количества гемосидерина и ферритина, как у взрослого. В дальнейшем это Fe при улучшении возможностей организма к утили­зации используется для синтеза гемоглобина, о чем свидетельствуют лучшие показатели красной крови у детей в возрасте 3 месяцев, полу­чавших в первом трименоне Fe с профилактической целью [2, 4, 5], чем у детей, которые его не получали.

У недоношенных могут быть нарушены и процессы депонирования Fe. Как известно, в печени и селезенке Fe откладывается в виде слож­ных белковых комплексов — гемосидерина и ферритина. Недостаточ­ная протеинообразовательная функция печени недоношенных может оказывать ограничивающее влияние и на этот процесс.

Наконец, «блок» может быть непосредственно в участке синтеза гема в результате недостаточной активности ферментных систем, катализи­рующих этот процесс (например, гемсинтетазы). Об этом может сви­детельствовать повышенная концентрация свободного эритроцитарного протопорфирина IX у недоношенных с проявлениями ранней анемии.

Резюмируя результаты настоящей работы, можно отметить следую­щие особенности обмена Fe у недоношенных детей первых месяцев жизни: 1) недоношенные появляются на свет с фетальными запасами Fe в печени и селезенке, в 2—3 раза меньшими, чем дети, родившиеся в срок; 2) меконий 1—2 дней жизни недоношенного содержит значи­тельное количество Fe, что свидетельствует об активном обмене ме­талла в антенатальном периоде развития плода; 3) запасы Fe, находя­щиеся в избытке эритроцитов, с которым рождаются дети, истощаются к концу первого месяца жизни; 4) содержание Fe в плазме и цельной крови максимально в 1-й день жизни, в последующем происходит по­степенное снижение, и наименьшие концентрации наблюдаются в пери­од ранней анемизации; 5) первые два (месяца постнатальной жизни недоношенного характеризуются отрицательным балансом Fe, однако к 2-месячному возрасту потери элемента значительно уменьшаются; 6) всасывание Fe в желудочно-кишечном тракте недоношенного проис­ходит с достаточной скоростью и составляет в среднем 50—60%.

Указанные характерные черты обмена Fe у недоношенных тесно свя­заны с особенностями их организма в целом. Ограниченная способ­ность печени к синтезу белков, низкий уровень трансферрина, снижен­ная активность ферментных систем обусловливают неполное исполь­зование металла, что приводит к его эндогенному дефициту. Все это не может не отразиться на процессах гемобразования у недоношенно­го ребенка. Неуклонное снижение гемоглобина в первые месяцы его жизни, наряду с другими возможными причинами, связано и с осо­бенностями обмена Fe, которые в конечном итоге приводят к эндоген­ному дефициту элемента.

Следовательно, раннюю анемию можно рассматривать как железо-дефицитную, но в отличие от поздней в ее основе лежит не экзогенный, а эндогенный дефицит металла.