Влияние приема одной таблетки железа на секрецию инсулина

Пероральные препараты железа являются препаратами выбора у пациентов с железодефицитной анемией. В некоторых развивающихся странах, включая Индию, беременным женщинам регулярно назначают препараты железа, особенно во втором и третьем триместрах беременности, в связи с повышенной потребностью в железе плаценты и растущего плода.

Пероральное введение железа предпочтительнее внутривенного, поскольку оно эффективно, относительно дешево и безопасно. Существует множество различных пероральных препаратов железа, и большинство из них содержат железо в форме двухвалентного железа (сульфат железа, фумарат железа, глюконат железа, аскорбат железа и т. д.). Хотя было показано, что все эти препараты одинаково эффективны для повышения уровня гемоглобина, сульфат железа, будучи легкодоступным и экономичным, является наиболее назначаемым препаратом железа.

Железо всасывается в двенадцатиперстной кишке. Пищевое железо обычно находится в трехвалентной форме и должно быть восстановлено до двухвалентной формы до всасывания. Эта реакция восстановления катализируется ферредуктазами двенадцатиперстной кишки (такими как цитохром b двенадцатиперстной кишки), и ей способствует желудочный HCl и другие восстанавливающие вещества в рационе, такие как витамин С (аскорбиновая кислота). Введение железа в форме двухвалентного железа (например, сульфата железа) позволяет обойти этот этап, что делает его легко биодоступным. Двухвалентное железо транспортируется через просветную мембрану энтероцитов с помощью переносчика двухвалентного металла-1 (DMT-1). Затем железо транспортируется через базолатеральную мембрану (в кровь) другим переносчиком, ферропортином. Гепсидин, пептидный гормон, синтезируемый и секретируемый печенью, связывается с ферропортином и разрушает его, тем самым снижая всасывание железа в кишечнике.

В крови железо транспортируется в связанном виде с белком плазмы, трансферрином, который связывает железо с высоким сродством. Трансферрин обычно насыщается примерно до 30-35% от его общей способности связывать железо, оставляя большой резерв для связывания дополнительного железа. В условиях перегрузки железом, таких как гемохроматоз или у больных талассемией, насыщение трансферрина может значительно возрастать. Когда насыщение трансферрина превышает 60% и особенно приближается к 80%, в крови циркулирует небольшое, но значительное количество железа, не связанного с трансферрином. Эта фракция, называемая «лабильным железом» или железом, не связанным с трансферрином (NTBI), обладает высокой реакционной способностью и может вызывать окислительное повреждение тканей.

NTBI быстро выводится из кровотока, главным образом, гепатоцитами. Было показано, что ZIP14 является физиологически наиболее важным транспортером, который транспортирует NTBI в гепатоциты. Недавно было показано, что ZIP14 также экспрессируется на бета-клетках поджелудочной железы человека и что он может опосредовать поглощение NTBI этими клетками. Несколько исследований in vitro и на животных показали, что перегрузка железом нарушает функцию бета-клеток поджелудочной железы. Известно, что у пациентов с гемохроматозом железо накапливается в бета-клетках, что приводит к диабету из-за снижения секреторной способности инсулина. С другой стороны, хелатирование железа или ограничение содержания железа в пище улучшают секрецию инсулина в моделях диабета на мышах. Точно так же хелатирование железа при гемохроматозе и талассемии также улучшало секрецию инсулина. Эти исследования доказывают сильную связь между повышенным содержанием железа и нарушением функции бета-клеток.

Было показано, что после однократного приема сульфата железа (содержащего 60-100 мг элементарного железа) насыщение трансферрина быстро увеличивается и достигает пика (приблизительно 80%) через 2 часа после приема. Это связано со значительным увеличением NTBI, которое также достигает пика через 2 часа. Учитывая, что пероральное введение железа увеличивает NTBI в крови и что бета-клетки поджелудочной железы поглощают NTBI через ZIP14, мы предположили, что пероральное введение железа может привести к повышению уровня железа в бета-клетках, что затем может вызвать нарушение секреции инсулина.

Чтобы проверить эту гипотезу, мы планируем провести квазиэкспериментальное исследование с одной группой до и после, в котором кинетика секреции инсулина будет определяться на исходном уровне и после однократной дозы железа (сульфат железа, 120 мг элементарного железа) в здоровые мужики.

Здоровые добровольцы-мужчины будут набраны из числа сотрудников Христианского медицинского колледжа в Веллоре после получения письменного информированного согласия. Участники пройдут пероральные тесты на толерантность к глюкозе (ПГТТ) с дозой 75 г, чтобы задокументировать исходную кинетику секреции инсулина. Через неделю ПГТТ повторяют после однократного приема сульфата железа (120 мг элементарного железа) за 2 часа до теста. Уровни сыворотки глюкозы, инсулина, С-пептида, сывороточного железа и насыщения трансферрина будут измеряться во время обоих ПГТТ. Влияние железа на кинетику секреции инсулина будет задокументировано. Кроме того, мы определим, происходят ли изменения в толерантности к глюкозе, резистентности к инсулину и скорости клиренса инсулина.