Аскорбинова киселина – важна роля в обмяната на желязото Доц. Бисера Атанасова Катедра по клинична лаборатория и клинична имунология МУ - София
Желязо- елемент, есенциален за живота разпространение – 5% от земната кора участва в редица метаболитни процеси излишък от желязо – силно токсичен нива в организма – в тесни граници абсорбция на желязото – регулира цялостната хомеостаза
аскорбинова киселина – важна роля в обмяната на желязото
Разпределение на желязото в човешкия организъм (Andrews N, 1999)
Абсорбция на желязото 2 компонета на приема-
хемово не-хемово - ниска био-достъпност не-хемово - абсорбция рано в дуоденума ниско-молекулни комплекси на желязото и Fe2+: абсорбират се подобре
Абсорбция на желязото
не-хемово желязо (зеленчуци, зърнени храни) хемово желязо (месо) абсолютно количество на желязото в диетата – по-малко важно от формата на желязото и от общия състав на диетата “парадокс на метаболизма на желязото”
Фактори, влияещи върху абсорбцията на Fe
Биодосъпност Heme > Fe2+ > Fe3+ Инхибитори
Фитати, танини, свръх обременяване с желязо
Конкуренти
Pb, Cd, Mn, Zn
Стимулатори Аскорбат, цитрат, амино киселини, дефицит на желязо, хипоксия
Аскорбиновата киселина – стимулатор на абсорбцията на желязото
чревен лумен: Fe 3+ Æ Fe 2+ образува разтворим хелатен комплекс с желязото АА от диетата стимулира ефективността на абсорбцията на нехемовото желязо, но не повишава Нв и концентрациите на Fe в черния дроб (Wienk et al, 1997)
Аскорбиновата киселина – стимулатор на абсорбцията на желязото диети с естествени съставкистимулатори и инхибитори на абсорбцията АА стимулира транспорта на желязото през апикалната дуоденална мембрана; без ефект върху преноса през базолатералната мембрана
Аскорбиновата киселина-стимулатор на абсорбцията на желязото
усилва абсорбцията (Lynch and Cook, 1980) много по-изразен ефект при липса на месо (Hallberg et al, 1989) корелация с абсорбцията в спектър от типични американски хранения (Reddy et al, 2000) намален ефект при комплексно хранене (Cook and Reddy, 2001)
Аскорбиновата киселина-стимулатор на абсорбцията на желязото АА корелира с резервите от желязо само ако витаминът е част от храната (Fleming MD, 1998) витаминът има усилващ ефект само ако се смила заедно с храната първите 50-100 mg имат най-изявен ефект (Halberg, 1989)
Подобряване на статуса на желязо Съвременен подход:
консумация на локални храни, богати на витамин С (особено при диети с преобладаващо не-хемово желязо) разнообразяване и обогатяване на храните в реалистични условия
Intestinal Iron Absorption
Andrews N. N Engl J Med 2005;353:2508-2509
Аскорбинова киселина – донор на електрони за активността на Dcytb дуоденална фери-редуктаза Dcytb
локализирана върху четковидната
апикална мембрана превръща фери- формата във феро – форма адаптивен отговор към статуса на желязо – силно стимулирана от дефицит на желязо и хронична хипоксия
Аскорбинова киселина – донор на електрони за активността на Dcytb на гена Dcytb хомолог на цитохром b561 (McKie
идентифициране
et al, 2001)
клетки - цитозолен аскорбат- вътреклетъчен донор на електрони за Dcytb (Latunde-Dada et
култивирани
al, 2002)
Аскорбинова киселина – донор на електрони за активността на Dcytb Собствени проучвания – физиологични подходи
позитивна връзка между дуоденалните аскорбатни нива и скоростта на абсорбция на желязото влияние на хранителен прием на AA, DHA, оксиданти – промяна на дуоденалните аскорбатни нива и скоростта на абсорбция Atanasova et al, 2003-2005
NBT-reductase: A closer look
Section through Villi: NBT deposited at surface of enterocytes
Дуоденална редуктазна активност при хора с дефицит на желязо (King’s College – London ) Reductasae activity (arbitrary units)
0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
Control
Iron Deficient
Дуоденален аскорбат ( μmol/g тъкан)
Нива на витамин С в дуоденума на хора с дефицит на желязо (King’s College – London) 2,5
n = 14 p < 0.001
2 1,5
n = 12
1 0,5 0 Контроли
Дефицит
Нива на витамин С в плазмата на хора с дефицит на желязо (King’s College – London) Плазмен аскорбат ( μmol/l)
100 90 80 70 60 50
n =14 p < 0.001
n = 12
40 30 20 10 0 Контроли
Дефицит
Аскорбиновата киселина – важно допълнение на желязото Vit C Vit C
Витамин С и обмяна на желязото при човека силен анти-оксидант про-оксидант – при ниски концентрации < 5 mmol/l
• нормално 0.5 – 2.0 mmol/l • свободно Fe 3+ • In vivo – хемохроматоза • допълнително суплементиране – тежки последици при хемохроматоза
Витамин С и обмяна на желязото при човека ниски нива на витамин С при пациенти с рак ограничен хранителен прием повишена деструкция на витамина
Vit C Fe 3+ ========Î Fe 2+
Витамин С и обмяна на желязото при човека Витамин С в левкоцитите: чувствителен индекс за оценка на
статуса в организма ↑ нива при пациенти с дефицит на желязо и ↓ нива при пациенти със свръхобременяване желязо в тъканите – важен фактор за използването на витамин С
Витамин С и обмяна на желязото при човека Витамин С участва в използване на резервното желязо: мобилизира желязото от феритина в тъканите участва в освобождаването на желязо от ретикулоендотелиалната система улеснява ензимното включване на желязо в протопорфириновия цикъл при синтеза на хема
Витамин С и обмяна на желязото при човека интравенозното приложение на
витамин С корегира резистентна анемия при хемодиализни пациенти с функционален дефицит на желязо значително повишава хематокрита намалява необходимостта от rHuEpo
Плазмени нива на витамин С при дефицит на желязо – българска популация 70
P < 0.001 60
n = 32
n = 31
PlasmaVit. C (μmol/l)
50
40
30
20
10
0 Контролна група
Дефицит на желязо
Критерии за оценка на дефицита на желязо при проучването на плазмен аскорбат в българската популация (Thomas L) Степен на дефицит на желязо Пре-латентен дефицит
Серумен феритин μg/l
< 20
Латентен дефицит
Клиничнопроявен дефицит
Hb g/l >135 мъже >120 жени
< 12
>135 мъже >120 жени
< 12
<135 мъже <120 жени
ТЖСК μmol/l
44-72 Леко повишен над горната референтна граница Повишен над горната референтна граница
Група с дефицит на желязо (българска популация - жени в активна възраст)
16% 31%
пре-латентна фаза латентна фаза анемия
53%
Плазмени нива на витамин С при дефицит на желязо широко разпространение на дефицит на
желязо сред жени в активна възраст ранно повишение на плазмения
витамин С при дефицит на желязо полово-обусловени биологични вариации в плазмените нива на витамин С
Плазмени нива на витамин С при дефицит на желязо повишение на плазмения витамин С при дефицит на желязо резултат от стимулиран прием или намалено окисление на витамина при изчерпване на депата от желязо плазмен аскорбат- индекс, отразяващ и нивата в дуоденума
Плазмени нива на витамин С при дефицит на желязо синхронно регулиране на дуоденален
аскорбат, нива на Dcytb и дуоденална фери-редуктазна активност – само при промяна в обмяната на желязо – хипоксия, желязодефицитна анемия ранно повишение на плазмения аскорбат
– защитен механизъм срещу хемолизи
Аскорбинова киселина и желязо Аскорбинова киселина -
важна част от механизмите, регулиращи хомеостазата на желязото комплексна връзка между витамин С и статуса на желязо при човека ефективна профилактика и лечение на болести с нарушения в обмяната на желязо подобряване на
качеството на живот