Vliv užívání jedné tablety železa na sekreci inzulínu

Perorální suplementace železa je léčbou volby u pacientů s anémií z nedostatku železa. V několika rozvojových zemích, včetně Indie, je železo běžně doplňováno těhotným ženám, zejména během druhého a třetího trimestru těhotenství kvůli zvýšené potřebě železa pro placentu a rostoucí plod.

Orální podávání železa je preferováno před intravenózním podáváním, protože je účinné, relativně levné a bezpečné. Existuje mnoho různých perorálních přípravků železa a většina z nich obsahuje železo ve formě železa (síran železnatý, fumarát železnatý, glukonát železnatý, askorbát železnatý atd.). Ačkoli bylo prokázáno, že všechny tyto přípravky jsou stejně účinné při zvyšování hladiny hemoglobinu, síran železnatý, který je snadno dostupný a ekonomický, je nejčastěji předepisovaným přípravkem železa.

Železo se vstřebává v duodenu. Potravinové železo je obvykle ve železité formě a před absorpcí musí být redukováno na železitou formu. Tato redukční reakce je katalyzována duodenálními ferrireduktázami (jako je duodenální cytochrom b) a napomáhá jí žaludeční HCl a další redukční látky ve stravě, jako je vitamin C (kyselina askorbová). Podáváním železa ve formě železa (např. síranu železnatého) se tento krok obchází, takže je snadno biologicky dostupné. Železné železo je transportováno přes luminální membránu enterocytů přes divalentní kovový transportér-1 (DMT-1). Železo je pak transportováno přes bazolaterální membránu (do krve) dalším transportérem, ferroportinem. Hepcidin, peptidový hormon syntetizovaný a vylučovaný játry, se váže na ferroportin a degraduje jej, čímž snižuje střevní absorpci železa.

V krvi je železo transportováno vázané na plazmatický protein transferin, který váže železo s vysokou afinitou. Transferin je normálně nasycen na přibližně 30 až 35 % své celkové vazebné kapacity pro železo, což ponechává velkou rezervu pro navázání dalšího železa. Při stavech přetížení železem, jako je hemochromatóza nebo u pacientů s talasémií, se saturace transferinu může výrazně zvýšit. Když se saturace transferinu zvýší nad 60 % a zvláště když se blíží 80 %, v krvi cirkuluje malé, ale významné množství železa, které není vázáno na transferin. Tato frakce, nazývaná „labilní železo“ nebo železo nevázané na transferin (NTBI), je vysoce reaktivní a může způsobit oxidační poškození tkání.

NTBI je rychle odstraňován z oběhu, hlavně hepatocyty. Bylo prokázáno, že ZIP14 je fyziologicky nejdůležitějším transportérem, který transportuje NTBI do hepatocytů. Nedávno se ukázalo, že ZIP14 je také exprimován na lidských pankreatických beta buňkách a že může zprostředkovat vychytávání NTBI těmito buňkami. Několik studií in vitro a na zvířatech ukázalo, že přetížení železem zhoršuje funkci beta buněk pankreatu. Je známo, že pacienti s hemochromatózou akumulují železo v beta buňkách, což vede k cukrovce v důsledku snížené kapacity sekrece inzulínu. Na druhé straně chelace železa nebo dietní omezení železa zlepšuje sekreci inzulínu u myších modelů diabetu. Podobně chelace železa při hemochromatóze a talasémii také zlepšila sekreci inzulínu. Tyto studie prokazují silnou souvislost mezi zvýšeným železem a zhoršenou funkcí beta buněk.

Bylo prokázáno, že po jedné dávce síranu železnatého (obsahující 60-100 mg elementárního železa) se saturace transferinu rychle zvyšuje a vrcholí (při ~ 80 %) 2 hodiny po podání. To je spojeno s významným zvýšením NTBI, které také vrcholí za 2 hodiny. Vzhledem k tomu, že perorální podávání železa zvyšuje NTBI v krvi a že pankreatické beta buňky vychytávají NTBI prostřednictvím ZIP14, předpokládali jsme, že perorální železo může vést ke zvýšení hladiny železa v beta buňkách, což pak může způsobit zhoršenou sekreci inzulínu

Abychom tuto hypotézu ověřili, plánujeme provést kvaziexperimentální studii s jedním ramenem před a po, kde bude kinetika sekrece inzulínu stanovena na začátku a po jedné dávce železa (síran železnatý, 120 mg elementárního železa) v zdravých mužů.

Po obdržení písemného informovaného souhlasu budou vybráni zdraví mužští dobrovolníci z řad zaměstnanců Christian Medical College ve Vellore. Účastníci podstoupí 75g orální glukózový toleranční test (OGTT), aby zdokumentovali základní kinetiku sekrece inzulínu. O týden později se OGTT zopakuje po jedné dávce síranu železnatého (120 mg elementárního železa) podané 2 hodiny před testem. Během obou OGTT budou měřeny sérové ​​hladiny glukózy, inzulínu, C-peptidu, sérového železa a saturace transferinu. Budou dokumentovány účinky železa na kinetiku sekrece inzulínu. Kromě toho určíme, zda dojde ke změnám v toleranci glukózy, inzulinové rezistenci a inzulinové clearance.