количество статей
5082
Загрузка...
Клинические случаи

Взаимодействие цинка и железа при проведении фармакотерапии в период беременности

Е.В. Ших
ММА им. И.М. Сеченова
"ЭФФЕКТИВНАЯ ФАРМАКОТЕРАПИЯ. Акушерство и Гинекология" №1. 2007
  • Аннотация
  • Статья
  • Ссылки
  • Комментарии
Цинк относится к эссенциальным (жизненно необходимым) элементам, так как при его отсутствии или недостаточном поступлении организм перестает расти и развиваться. В связи с изменением характера питания: уменьшением общего количества потребляемой пищи и увеличением количества пищи индустриальной (полученной с помощью применения высоких технологий) образовался разрыв между получаемым человеком количеством калорий и содержанием в пище микроэлементов. Это привело к достаточно широкому распространению заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов в пище.
  • КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: беременность, дефицит железа, цинк, плазма, анорексия, акродерматит, Алфавит
Цинк относится к эссенциальным (жизненно необходимым) элементам, так как при его отсутствии или недостаточном поступлении организм перестает расти и развиваться. В связи с изменением характера питания: уменьшением общего количества потребляемой пищи и увеличением количества пищи индустриальной (полученной с помощью применения высоких технологий) образовался разрыв между получаемым человеком количеством калорий и содержанием в пище микроэлементов. Это привело к достаточно широкому распространению заболеваний, связанных с дефицитом микроэлементов в пище.
Таблица 1. Витаминно-минеральные комплексы, разрешенные к применению у женщин в период беременности, содержащие цинк и железо
Таблица 1. Витаминно-минеральные комплексы, разрешенные к применению у женщин в период беременности, содержащие цинк и железо

Так, по данным американских диетологов (Бергнер, 1998), рацион современного среднестатистического американца обеспечивает лишь 50-60% суточной потребности в магнии (его дефицит отмечен у 75-85% обследованных жителей США), 50% – в меди, селене, кальции; 70-90% людей недополучают с пищевыми продуктами цинк и хром.

По данным, полученным в результате обследования 30000 жителей Российской Федерации, дефицит магния, цинка и железа обнаруживается у большинства детей, подростков и пожилых людей. У подростков и беременных женщин наиболее часто обнаруживается дефицит железа и цинка.

Роль цинка в организме животных и человека была впервые подробно описана в 1930 году.

Позднее было установлено, что умеренная цинковая недостаточность ассоциируется не только с карликовостью и низкорослостью, но также с нарушением иммунитета, повышением уровня заболеваемости, а в ряде стран – и со смертностью от инфекционных заболеваний. Цинк необходим для работы более 300 ферментов организма, он принимает участие в таких процессах, как митоз; синтез ДНК и белка, экспрессия и активация генов. Это обуславливает исключительно важную роль, которую играет цинк в физиологические периоды фетального роста и гестации.

Даже пограничная цинковая недостаточность или нарушение цинкового метаболизма могут иметь значимые неблагоприятные последствия для здоровья. Группу риска составляют в первую очередь младенцы, дети, люди преклонного возраста и женщины в период беременности. При наличии факторов, ограничивающих биологическую доступность цинка даже при адекватном его поступлении в организм, его недостаточность может затрагивать и другие группы лиц.

К заболеваниям и состояниям, ассоциированным с развитием цинковой недостаточности, относятся алкоголизм, синдромы нарушения кишечного всасывания, энтеропатический акродерматит, невротическая анорексия, термические ожоги и парентеральное питание без добавления цинка. Применение цинкосодержащих витаминно-минеральных комплексов может оказаться полезным в некоторых описанных выше случаях, в ряде состояний, связанных с поражением иммунной системы, в период беременности, для предотвращения развития в некоторых случаях дефектов нервной трубки плода, диареи, олигоспермии, замедлении процессов заживления ран и при некоторых когнитивных патологиях. Также цинк может способствовать формированию защитных реакций при некоторых воспалительных состояниях.

Широко освещенное в прессе утверждение, что цинк эффективен для предотвращения и устранения симптомов обычной простуды подтверждается некоторыми исследованиями, но опровергается другими. На основании ряда экспериментальных данных было также сделано предположение о возможном существовании некоторого антиканцерогенного действия цинка. Известны также факты, свидетельствующие о возможной эффективности цинка при сахарном диабете. Местное применение цинка оказывается полезным при лечении некоторых патологий кожи. Утверждение о том, что он способен предотвращать облысение, необоснованно, за исключением ряда случаев, в которых была диагностирована тяжелая цинковая недостаточность. Влияние на процессы типичного мужского облысения он не оказывает. У лиц с недостаточностью цинка его можно использовать при патологии вкуса. Кроме того, в некоторых предварительных исследованиях было показано, что цинк может оказывать благоприятное действие при перерождении мышц.

Экспериментальные данные, полученные на беременных крысах с использованием дефицитной по цинку диеты, показали, что дефицит цинка ведет к избыточной гибели эмбриональных клеток. В этом эксперименте также показано, что наиболее чувствительны к дефициту цинка клетки нервного гребня.

Нарушения метаболизма цинка, так же, как и цинковая недостаточность могут иметь серьезные последствия, проявляющиеся во время беременности и сказывающиеся на росте плода и новорожденных.

Содержание цинка в организме матери может оказывать непосредственное воздействие на рост плода и вес младенцев при рождении. Умеренная недостаточность цинка ассоциируется с осложнениями во время родов и родовой деятельности, что в свою очередь может приводить к нежелательному исходу беременности. Кроме того, содержание цинка в организме матери во время беременности оказывает влияние на рост младенцев и уровень заболеваемости детей в младенческом возрасте.

В ряде исследований было показано, что недостаток цинка ассоциируется с возникновением таких осложнений беременности, как удлинение родов, послеродовые кровотечения, спонтанные аборты, развитие врожденных дефектов.

Недостаток цинка может оказаться тератогенным и вызывать развитие дефектов нервной трубки плода. Единственным источником цинка для плода является организм матери. Особенно высок риск развития цинковой недостаточности у недоношенных детей.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что у здоровых доношенных детей уровень цинка в цельной крови зависит от дня жизни: он максимален (622,1+29,5 мкг, %) в первые сутки и снижается до наименьших величин (534,7+22,6 мкг, %) на 5-7-й день жизни (Р<0,001). У недоношенных новорожденных максимальное содержание цинка в крови отмечается на 2-5-й день жизни (345,6+20,8 мкг, %). Более низкие показатели выявлены у недоношенных детей на протяжении всего периода наблюдения (Р<0,001) ( Н. Л. Аряев и соавт.).

В ряде исследований было показано, что добавление цинка в рацион матерей приводит к повышению прибавки в весе детей, находящихся на грудном вскармливании, по сравнению с группой детей, матери которых не получали дополнительно цинк.

Установленным является факт, что во время беременности концентрация цинка в плазме крови снижается. Проведенные исследования показали, что статистически значимое снижение отмечается со второго месяца гестации. Нормальный уровень цинка в плазме составляет от 10,7 до 15,3 мкмоль/л. В США к 19-й неделе гестации уровень цинка у обследованных беременных женщин составил 9,7 мкмоль/л, в Малави на 24-й неделе беременности концентрация цинка у беременных женщин составила 8,1 мкмоль/л.

Gard et al. (12) провели сравнительное исследование у 168 женщин, 106 из которых получали 45 мг элементарного цинка. При этом было отмечено, что вес детей, рожденных от матерей, получавших цинк, был значительно более высоким по сравнению с весом детей, рожденных в контрольной группе. Максимальные различия были установлены при введении приема цинка в третьем триместре беременности. Младенцы, рожденные от матерей, принимавших цинк, имели более высокий гестационный возраст в сравнении с детьми из контрольной группы, но эти различия были статистически значимыми, если прием цинка проводился более трех месяцев. У новорожденных из группы матерей, получавших цинк, также отмечались более высокие значения при рождении по шкале Апгар.

В исследовании Gose Villar et al., 2003 г. (11), установлена взаимосвязь между введением в пищу цинка и частотой случаев кесарева сечения. Установлено, что прием цинка во время беременности является важным профилактическим фактором, снижающим частоту возникновения показаний для проведения родоразрешения с использованием кесарева сечения.

Наблюдение, в котором приняли участие 138 женщин, проведено Kubik et al. 2004, двойным слепым методом. Анализировались течение беременности, ход родов, проводился анализ концентрации цинка в плазме крови женщин в 1-ом, 2-ом, 3-ем триместре беременности, а также в пуповинной крови их детей. В исследовании было установлено значимое увеличение числа естественных родов в группе пациенток, принимавших микроэлементы, по сравнению с контрольной группой (75% по сравнению с 53%). У женщин, получавших на протяжении, практически всей беременности цинк в дозе 30 мг, повышение его концентрации в плазме крови установлено на 1%, в то время, как в контрольной группе у женщин, не получавших во время беременности цинк, установлено снижение его содержания на 7%. Таким образом, установлено положительное влияние цинка на течение беременности, в виде повышения числа естественных родов.

Carlos and Gerardo, 2003 г. (9), в проведенном исследовании анализировали влияние добавления цинка в питание матери на рост и устойчивость к инфекционным заболеваниям младенца. Исследование проводилось у женщин, которым начиная с 12-16-й недели беременности в рацион добавляли 30 мг цинка в день, и анализировались рост, развитие и заболеваемость младенцев в первые 6 месяцев жизни. Различий в прибавке веса (добавление цинка, 0,58±0,13 кг/мес. против добавления плацебо, 0,59±0,13 кг/месяц) или в прибавке роста (добавление цинка 2,5±0,3 см/мес. против добавления плацебо 2,6±0,4 см/мес.) между младенцами, чьи матери получали цинк, и младенцами, чьи матери получали плацебо, выявлено не было. Однако значительное влияние введения в рацион цинка наблюдалось в форме снижения риска развития острой диареи, дизентерии и импетиго. Анализ полученных результатов путем классификации по гестационному возрасту и весу при рождении показал, что наиболее благоприятное воздействие было выявлено у младенцев с низким весом при рождении и у детей, рожденных недостаточно развитыми для установленного гестационного возраста.

Pathak and Kapil, 2004 (6), установили взаимосвязь между снижением концентрации цинка в плазме крови беременных женщин и повышением вероятности рождения детей с гипотрофией. Кроме того, данное исследование показывает, что введение цинка дополнительно в рацион беременных женщин позволяет нивелировать отрицательное влияние железосодержащих препаратов на уровень концентрации цинка в плазме крови беременных женщин с анемией.

В первые 6 месяцев лактации с молоком экскретируется в среднем 1,1 мг цинка в день. В следующие 6 месяцев экскреция цинка снижается до 0,6 мг/день. Частично это компенсируется значительным снижением экскреции цинка с мочой – 190 мкг/день по сравнению с 225 мкг/день у нелактирующих женщин после родов. Одновременно существенно увеличивается абсорбция цинка в желудочно-кишечном тракте и мобилизация цинка из костей. Это необходимо учитывать при диетических рекомендациях и назначении витаминно-минеральных комплексов.

Несмотря на трудности в определении содержания цинка в организме, с использованием вероятностного подхода было установлено, что около 82% беременных женщин в мире испытывают цинковую недостаточность. Во время двух последних триместров беременности женщина должна получать 3 мг элементарного цинка в день, что соответствует приему 15 мг цинка в день, учитывая его 20% биодоступность. Медианный уровень поступления цинка с пищей в 8-14 мг/день был описан у беременных женщин в развитых странах, в то время как в исследованиях, проведенных в развивающихся странах уровень потребления цинка составил 6,2-7 мг цинка в день. Как видно, эти цифры сильно отличаются от рекомендованного уровня потребления для беременных женщин, что подтверждает гипотезу о широком распространении цинковой недостаточности среди беременных женщин, особенно в развивающихся странах.

Всего в организме человека содержится от 1,5 до 2,5 г цинка. Он представлен во всех органах, тканях, жидких средах и секретах организма. Около 90% цинка находится в скелетной мускулатуре и в костях. 95% связано с внутренними белками клеток и с белками клеточных мембран. В плазме представлено лишь 0,1% всего цинка, содержащегося в организме. Большая часть цинка крови (от 75% до 88%) содержится в красных кровяных клетках цинковом металлоферменте карбоновой ангидразе. В плазме примерно 18% цинка связано с альфа-2-макроглобулином, 80% – с альбумином и 2% с такими белками, как трансферрин и церулоплазмин.

Особенно богаты цинком ткани панкреатической железы, семенников, печени. Ряд важных ферментов организма являются цинкозависимыми: инсулин, кортикотропин, соматотропин, гонадотропин.

Эффективность абсорбции цинка натощак варьируется от 40 до 90%. Фракционная абсорбция цинка с пищей снижена. Комплексы цинк-гистидин, цинк-метионин и цинк-цистеин абсорбируются эффективнее других известных форм цинкосодержащих веществ.

Биодоступность потребляемого с пищей цинка зависит от его пищевого источника, а также от других компонентов рациона, ингибирующих или активизирующих всасывание цинка. Основным ингибитором всасывания цинка является фитиновая кислота, которая представлена в значительных количествах в продуктах зернового происхождения, таких как злаки, кукуруза и рис. Улучшают всасывание цинка белок, лизин, глицин, глутаминовая кислота, цистеин, гистидин, лактоза, гонадотропин, глюкокортикостероиды, а также витамин А.

Всасывание цинка происходит на протяжении всего тонкого кишечника. Большая часть цинка абсорбируется на уровне тощей кишки. Поглощение цинка щеточной каемкой происходит с помощью опосредованного механизма насыщения. Переносчики цинка выделены у животных. Попадая в энтероцит, цинк может быть использован в цинкозависимых процессах, образовывать металлопротеины или проходить сквозь клетку. Транспорт цинка через серозную оболочку осуществляется переносчиками и является энергозависимым.

Через систему портальной вены цинк поступает в печень. Фракция цинка экстрагируется гепатоцитами, а оставшаяся его часть транспортируется в разные клетки организма с кровотоком. Основным путем экскреции является желудочно-кишечный тракт. Цинк, выводимый из организма с фекалиями, включает неабсорбированный в кишечнике элемент, цинк, поступающий в составе желчи, секрета поджелудочной железы и желудочно-кишечных секретов, а так же цинк отторгнутых клеток слизистой оболочки.

Рядом исследователей доказано, что цинк и железо обладают аддитивным эффектом в профилактике и лечении анемий у беременных.

Tsunenobu Tamura (8) обследовал 3742 женщины на сроке менее 34 недель. Исследование проведено в 4 клиниках медицинского Университета штата Алабама. Из прошедших скрининг были отобраны 580 женщин для участия в исследовании.

Результаты проведенных исследований были обсуждены 19-21 июня 2001 года в Вагенингене, Нидерланды, на симпозиуме, организованном совместно Университетом Вагенингена и Школой общественного здравоохранения Джона Хопкинса Блумберга при поддержке Международной консультативной группы по изучению роли цинка.

Проведенные в США исследования показали, что комбинированное введение цинка с железом и фолиевой кислотой приводит к более быстрому и выраженному повышению уровня гемоглобина в плазме крови пациенток по сравнению с пациентками, получавшими комбинацию, содержащую только железо и фолиевую кислоту. Авторы данной работы приводят ряд доказательств наличия аддитивного эффекта железа, цинка , фолиевой кислоты и витаминов группы В на метаболическом уровне. Ученые считают, что применение цинка, железа и фолиевой кислоты снижает риск развития анемии беременных в США в 2 раза.

Для формирования красных клеток крови в равной степени необходимо присутствие как железа, так и цинка. Проведенное в Японии исследование, результаты которого опубликованы в Journal of the American Collegee for Nutrition, также показывает, что применение железа и цинка является более эффективным, чем назначение одного из них, а также, что некоторые формы анемии обусловлены недостаточностью цинка, а не железа.

Исследователи медицинской школы при университете Куматоты распределили 138 беременных женщин в три группы на период в 8 недель: 38 женщин получали 50 мг чистого цинка, 40 женщин – 100 мг железа, 60 женщин получали железо и цинк. При применении только цинка или только железа не изменилось среднее число красных клеток крови, при совместном применении цинка и железа произошло увеличение числа клеток красной крови.

Однако, несмотря на фармакодинамический синергизм цинка и железа при проведении профилактики и лечения анемий беременных, необходимо учитывать, что на уровне всасывания эти металлы взаимодействуют как антагонисты. На сегодняшний день является доказанным подавление всасывания цинка железом. Данное взаимодействие является результатом подобности ионных электронных конфигураций, вследствие чего эти микроэлементы конкурируют между собой за общие сайты абсорбции.

Есть данные, показывающие, что при приеме в растворе железо негативно влияет на количество всосавшегося цинка. При абсорбции из пищевых продуктов гемовое железо не изменяет всасывание цинка. Ряд авторов высказывают предположение, что присутствие органических соединений в пище снижает риск негативного взаимодействия между цинком и железом, содержащимися в пищевых продуктах. И, наоборот, при приеме цинка и железа в составе витаминно-минеральных комплексов риск возникновения нежелательного взаимодействия существенно возрастает (7).

Одновременный прием железа и цинка сульфата, в растворе в молярном соотношении 1:1 и 1:2,5 приводит к статистически достоверному снижению величины площади под кривой концентрация-время для железа, тогда как при соотношении 2,41:1 этот эффект отсутствует. При приеме раствора, содержащего цинк и железо в соотношении 5:1, абсорбция железа снизилась на 56%. Авторы придерживаются гипотезы о взаимодействии железа и цинка на уровне всасывания в желудочно-кишечном тракте.

Solomons (1986 г.) (1) показал, что прием пищевых добавок, содержащих более 25 мг железа, существенно снижает всасывание цинка из пищевых продуктов, и рекомендовал в соответствии с этим принимать комплексы, содержащие железо, между приемами пищи, тем самым разделив железо и цинк на путях абсорбции в организме. Этот же автор в 1997 году показал в экспериментах на животных и обратное взаимодействие: достаточно высокое содержание цинка в пищевых продуктах и БАДах приводит к уменьшению всасывания железа.

Другие авторы в экспериментах показывают, что большие количества цинка могут стать причиной истощения запасов железа в организме за счет уменьшения периода жизни красных кровяных клеток.

В настоящее время многие производители включают цинк в состав витаминно-минеральных комплексов для беременнных. Ряд витаминно-минеральных комплексов для беременных содержат и цинк и железо (см. таблицу 1).

Наличие аддитивного эффекта цинка и железа обосновывает необходимость совместного их применения в период беременности. Однако, с другой стороны, неоспоримым является наличие взаимодействия между этими металлами на уровне всасывания, в результате чего снижается абсорбция как железа, так и цинка.

Известным является факт, что недостаток цинка в организме женщины может вызвать хромосомные аномалии, смерть плода, микро- и анофтальмию, синдактилию, дефекты формирования нервной трубки, диафрагмальные и брюшные грыжи, аномалии скелета, нарушения иммунных и психических функций, синдром респираторного дистресса у новорожденных, отставания роста, анемию. Но необходимо помнить, что избыток этого микроэлемента также представляет опасность для плода, которая заключается в эмбриоцидном действии и повышении риска перинатальной смерти. В связи с этим при недоказанном дефиците цинка его суточная доза в период беременности не должна превышать рекомендованную – 10-15 мг.

  • КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: беременность, дефицит железа, цинк, плазма, анорексия, акродерматит, Алфавит

1. Solomons NW (1996). J. Nutr. 116, 927-935. Competitive interactions of iron and zinc in the diet:Consequences for human nutrition.
2. Crofton RW, Gvozdanovic D, Gvozdanovic S, Khin CC, Brunt PW, Mowat NAG, Aggett PJ (1999) 50, 141-144.
3. Sandstrom B, Lonerdal B. (1989) Promoters and antagonists of zinc abaorption. In mils C.F. (ed). Zinc in human boilogy. Springer-Verlag, New York, pp 57-78.
4. Solomons N.W., Cousins R.J. (2004) Zinc. In Solomons N.W., Rosenberg I.H. (eds), Absorption and malabsorption of mineral nutrients. Alan R Liss, New York, pp 125-197.
5. Valberg LS, Flanagan PR, Chamberlain MJ. Am J Clin Nutr. 1984 Sep;40(3):536-41. Effects of iron, tin, and copper on zinc absorption in humans
6. Pathak P, Kapil u Role of trace elements zinc, copper, magnesium during pregnancy and its outcome. Indian J Pediatr 2005 Jul 13; 71: 1003-1005
7. Brittmaric Sandstrom Micronutrient interactions: effects on absorbtion and bioavailability British Journal of Nutrition (2005), 85, Suppl. 2., S 181-S185
8. Tsunenobu Tamura Am. J of Clin. Nut 71 (1) 109-113
9. Carlos and Gerardo 2003 г. J.of nutrition “Trace Elements in Man and Animals California June 2-6, 2006
10. Kubik et al,2004 Prezegl Lek 2004; 61 (7): 109-113
11. Gose Villar et al., 2003 г. J. Nutrition 133: 1606S1625S
12. Gard et al BMJ 2003 ; 326 409-410