The bioavailability of iron in children's diets

Abstract

We did not find any studies on the bioavailability of iron in children's diets in the national literature, so the aim of this work was to assess the bioavailability of iron in individual meals and in daily diets by calculation and laboratory methods.

Full Text

Среди нутриентов, участвующих в процессах кроветворения, большое значение придается железу — составной части гемопротеидов и металлопротеидов, к которым относятся гемоглобин, миоглобин и цитохромы [1]. Запасы железа в организме ограничены, и его поступление должно соответствовать потребности. Дефицит железа в питании приводит к развитию его латентной недостаточности с последующим переходом в анемию. Даже легкие формы латентного дефицита обусловливают снижение работоспособности и иммунобиологической реактивности организма [4, 6].

Причинами железодефицитной анемии являются недостаточное поступление железа с пищей при его малых запасах в организме, повышенные потребности в железе у детей в препубертатный и пубертатный периоды, а у женщин — при беременности и лактации, низкое усвоение железа в желудочно-кишечном тракте [2, 3]. Однако для удовлетворения потребностей в железе имеет значение не только общее содержание в рационе, но и его биологическая доступность, то есть свойства, предопределяющие способность к всасыванию [9]. В пищевых продуктах железо содержится как в геминовой (гемоглобин, миоглобин), так и негеминовой (в комплексе с белками — феритином и гемосидерином) формах. В растительных продуктах геминовая форма железа отсутствует, и железо преимущественно в трофобластах находится в комплексе с белками (фитоферритин) и органическими кислотами (малоновой, яблочной и др.). Между тем именно геминовое железо характеризуется более высокой биологической доступностью; усвояемость же негеминовой формы в значительной мере предопределяется способностью к ионизации в желудочно-кишечном тракте и наличием содействующих абсорбции факторов. С учетом последних, а также запасов железа в организме предложена методика подсчета количества биологически доступного железа в рационе или отдельной порции пищи [8], а также разработан лабораторный метод определения биологической доступности железа в пище in vitro [9].

В отечественной литературе мы не встретили исследований по биологической доступности железа в рационах питания детей, в связи с этим целью настоящей работы была оценка биологической доступности железа по отдельным приемам пищи и в суточных рационах расчетным и лабораторным методами.

Доля геминового железа, содержащегося в разных животных тканях, несколько варьирует, однако данные различия невелики, поэтому принято считать, что на геминовую форму приходится 40% железа всех животных тканей, включая мясо, печень, птицу и рыбу. Определение биологической доступности железа проводится в несколько этапов: сначала высчитывается доля геминового железа и его биологическая доступность, далее биологическая доступность негеминовой фракции, затем составляются сводные данные. Указанным методом проанализировано 320 меню-раскладок рационов питания детей школ-интернатов г. Казани. Полученные данные показывают, что содержание общего железа в питании школьников превышает нормы, рекомендованные Институтом питания АМН СССР (1982 г.).

Большая часть железа, в рационах была представлена негеминовой формой, геминовое же железо составляло в среднем 5% от общего количества (табл. 1). При анализе отдельных приемов пищи оказалось, что распределение железа по сезонам года приблизительно одинаково: завтрак содержит 17,4% его суточного количества, обед — 45,6%, полдник—9,9%, ужин —27,3%. В завтраках и полдниках содержится только негеминовое железо (табл. 2).

Механизм усвоения геминового и негеминового железа различен. Геминовое железо усваивается непосредственно в виде интактного железопорфиринового комплекса. Всасывание негеминовой формы в значительной степени зависит от присутствия в пище факторов, способствующих абсорбции железа, одним из которых является аскорбиновая кислота. Мы проанализировали те же рационы питания по содержанию в них аскорбиновой кислоты с учетом сезона года и потерь при кулинарной обработке. Результаты показали (табл. 3), что наибольшее количество аскорбиновой кислоты дети получают с обедом (65,2% от суточного количества), наименьшее — с завтраком (1,9%) и полдником (6,1%).

Совпадение распределения аскорбиновой кислоты и общего железа в рационе питания обусловливает более высокую биологическую доступность последнего (см. рис.). Содержание биологически доступного железа, определенное расчетным методом, составило 17,9+0,13 мг в сутки, или 6,6% от его общего количества. Наибольшее содержание биологически доступного железа дети получают в обед и ужин, наименьшее — в завтрак и полдник.

Распределение аскорбиновой кислоты, общего и биологически доступного железа рационов питания школьников по приемам пищи.

Обозначение: сплошной линией показано содержание аскорбиновой кислоты, прерывистой — общего железа, прерывистой со звездочками — биологически доступного железа.

Экспериментально биологическую доступность железа в суточных рационах питания мы определяли после обработки высушенной и измельченной пробы смесью пепсина и соляной кислоты при pH 1,35 с последующим доведением pH до 7,5 в термостатированной водяной бане со встряхиванием. Содержание ионизированного железа находили на ФЭКе с помощью реактива аа1-дипиридила. Расчет количества биологически доступного железа проводили после предварительного измерения содержания общего железа в рационах питания атомно-абсорбционным методом. Сухое озоление и растворение золы в растворах кислот осуществляли по общепринятому методу [4]. Проанализировано 166 рационов питания детей школ-интернатов.

Среднее содержание общего железа в суточных рационах составило 24,8 ± 0,9 мг (табл. 4), то есть было несколько ниже расчетных данных. Динамика распределения биологически доступного железа при определении экспериментальным методом в основном совпадала с расчетными данными. В суточных рационах содержалось в среднем 1,55 ± 0,18 мг (6,2%) биологически доступного железа.

Выполненные исследования показали, что биологическая доступность железа в рационах питания существенно меняется в каждый прием пищи, что объясняется прежде всего набором пищевых продуктов, обеспечивающих поступление одномоментно с железом и факторов, способствующих его усвоению. Отсутствие или незначительное содержание этих факторов в завтраках и полдниках оказывает отрицательное влияние на общую биологическую доступность железа в суточных рационах и может являться одной из причин низкой обеспеченности организма детей железом. При достаточном общем содержании железа в рационах питания, сочетавшемся с его низкой биологической доступностью, наблюдалось широкое распространение железодефицитных состояний [5, 7]. Следовательно, сбалансированное поступление нутриентов с каждым из приемов пищи имеет важное значение в профилактике железодефицитных состояний. Повышение биологической доступности железа в суточных рационах питания детей может быть достигнуто введением в завтраки и полдники блюд, богатых естественными железом и аскорбиновой кислотой, а также проведением С-витаминизации в завтрак.