Клінічна фармакологія взаємодій цинку і заліза

Style = 'border-left: 5px solid red; padding: 5px; font-size: 12px; margin-left: 5px; color: rgb (153, 153, 153);'> Данная інформація призначена для фахівців у галузі охорони здоров'я та фармацевтики. Пацієнти не повинні використовувати цю інформацію в якості медичних рад чи рекомендацій. N

Клінічна фармакологія взаємодій цинку і заліза

Громова О.А. 1,2 , Торшин І.Ю. 1,3 , Томілова І.К. 1 , 2 , Федотова Л.Е. 1,2
1
РСЦ Інституту мікроелементів ЮНЕСКО
2
ГОУ ВПО Іванівська Державна Медична Академія Росздрава
3
ОЦ РАН ім. А.А. Дородніцина

Абстракт

У даній роботі розглядаються клініко- фармакологічні характеристики цінка і заліза, механізми взаємодії даних мінералів в організмі і дані клініческіх досліджень. Сукупність наявних даних дозволяє припустити, что найбільш оптимальним способом заповнення фізіологічних добових потребностей в залозі та цинку є прийом під час їжі, роздільний прийом данних речовин протягом доби і при молярної співвідношенні компонентів 1:1.

Clinical pharmacology of the interactions between the zinc and the iron

Gromova OA 1,2, , Torshin I.Yu. 1,3 , Tomilova IK 1, 2 , Fedotova LE 1, 2

1 RSC of the Trace Element Institute for UNESCO
2 Ivanovo State Medical Academy
3 Computing Center of RAS

Abstract

In this work, we carried out a systematic analysis of interactions of the two essential trace elements, iron and zinc. We consider the biological functions of these micronutrients, their pharmacokinetics and pharmacodynamics, the mechanisms of interaction of these minerals in the body and the findings from clinical studies. The totality of available data suggests that the best way of replinish the daily need (recommended daily allowance, RDA) of these two minerals would be separate intake of the substances in the 1:1 ratio and during the food intake.

ВСТУП

Клінічна фармакологія цинку і заліза включає в себе не тільки фармакокінетіку і фармакодинаміку кожного елемента окремо, але і розбирає важний питання взаємодії елементів між собою. Часто, пацієнти потребують совместном призначення і цинку, і заліза. Дійсно, численні епідеміологіческіе та клінічні дослідження вказують, що поєднані дефіцити цінка і заліза зустрічаються дуже часто [1,2]. У Росії дефіцит цинку і заліза относятся до найпоширеніших. У середньому по Росії дефіцит цинку відзначається у 20%, у дітей - до 40%, дефіцит заліза - у 22%. За різними оцінками, і дефіцит цінка і дефіцит заліза одночасно зустрічається у 6-20% [2].

У той же час, результати клініко-фармакологічних випробувань фармацевтіческіх форм, що містять залізо та цинк одночасно, вказують на взаімний антагонізм між залізом і цинком: залізо зменшує позитивні еффекти цинку і навпаки [2 - 6]. Тому, при проведенні раціонального дизайну елемент-містять і вітамінних препаратів слід враховувати не тільки фармакологіческіе властивості окремих компонентів, але також і їх взаємодії, антагонізм і синергізм. На жаль, взаємодіями типу «мікроелемент-мікроелемент», «мікроелемент-вітамін» і «вітамін-вітамін» ч асто пренебрегают.

Аналіз понад 1000 публікацій з молекулярної фармакології і біохімії за последніе 40 років показав, що між цими елементами існують значні фізіологіческіе і лікарські взаємодії, як сінергідние, так і конкурентние. У цій статті, після розгляду фундаментальних функцій і фармакокінетікі обох мікроелементів, послідовно розібрані всі види їх взаімодействія, в тому числі і молекулярна фармакологія цинку і заліза [7,8]. N

Фармакокінетика заліза

Біологічні функції заліза, в цілому, полягають у транспорті електронів, кіслорода, забезпеченні окислювально-відновних реакцій і активації перекісного окислення, попередньо підготовленого іонами міді . Залізо жізненно необхідно для нормального функціонування імунної системи (Т-лімфоцити, фагоцитоз). Цей мікроелемент необхідний для формування кісток і нервной системи, для роботи шлунково-кишкового тракту, ендокринних залоз.

Тіло людини містить від 3 до 5 г заліза. На гемоглобін доводиться 75-80% етого кількості; 5-10% - у складі міоглобіну; 1% - в дихальних ферментах, каталізірующіх процеси дихання в клітинах і тканинах. Близько 25% всього заліза депоніровано, переважно в печінці і м'язах. Таким чином, основна маса железа припадає на гемоглобін еритроцитів, міоглобін м'язів і на резервні білки -феритин і гемосидерин. Близько 1% від всього заліза міститься в залізовмісних ферментах і переноситься кров'ю у вигляді трансферрина.

З урахуванням 10% засвоєння добові норми споживання заліза складають для дітей до 1 року становить 4-10 мг, від 1 року до 3 років - 5 мг, а з 4 років - 8 мг. NСуточная норма заліза для чоловіків 10 мг, для жінок 18 мг (для вагітних - 20 мг, які годують груддю - 25 мг).

усмоктуваності заліза у кишечнику дорослої людини складає пріблізітельно 20% від його вмісту в звичайному раціоні. Залізо абсорбується почті повністю в дванадцятипалій кишці (90-95%) і тільки 5-10% всмоктується в начальних відділах худої кишки. Щоб бути абсорбований, залізо має бути в двухвалентной формі і фермент ферроредуктаза відновлює іони Fe 3 + до Fe 2 + . N

Інтенсивність всмоктування заліза залежить від багатьох факторів, включаючи запаси железа в організмі, інтенсивність освіти еритроцитів у кістковому мозку, концентрацію гемоглобіну крові. Всмоктуванню заліза сприяють прості вуглеводи -лактоза, фруктоза, сорбіт, і аскорбінова кислота, і амінокислоти гістидин, лізін, цистеїн. Засвоєння заліза знижується при запаленні, трансфузійної поліцітеміі, дефіциті міді, нікелю та надлишку кальцію. Кава і чай можуть зменшити способность засвоювати Fe за рахунок зв'язування поліфенольнимі сполуками. Зменшується поглинання заліза і при зв'язуванні з т.н. «Харчовим консервантом» ЕДТА (етилендіамінтетраоцтової кислоти), фітатів, клетчаткой і фосфатами.

Неорганічні форми заліза, як такі гідроксид або хлорид погано засвоюються (біодоступність 3-5%), біодоступність сульфату заліза не перевищує 15% і не достігает набагато більш високою біодоступності органічних форм (сукцинат, фумарат, глюконат).

Біоусвоеніе заліза організмом не може можна розглядати у відриві від другіх вітамінів і мікроелементів. Дефіцит вітаміну А зменшує здатність до усвоенію Fe; залізо бажано приймати разом з антіоксідантамі - вітамінами С і Е. Наприклад, аскорбінова кислота підвищує біодоступность заліза і відновлює окислене, тривалентне залізо до біологіческі необхідного двовалентного. Також, необхідно одержувати адекватну колічество вітамінів групи В - рибофлавіну та піридоксину в раціоні, щоб нормально засвоювати і використовувати залізо.

Білки гомеостазу заліза

Залізо в організмі людини знаходиться у двох фізіологічних станах : або в вигляді запасів у ретикулоендотеліальної системі - печінки, селезінці, кістковому мозге, або в активному функціональному стані, в еритроцитах і в їх предшественніках. Молекулярні механізми транспорту і гомеостазу заліза достаточно складні. У цілому в геномі людини існує не менше 230 генів, белкі яких залучені в гомеостаз заліза або необхідних для прояву біологіческіх функцій цього мікроелемента. Гомеостаз заліза включає десятки разлічних білків, кожний з яких має унікальну функцію, без виконання которой відбуваються важкі порушення гомеостазу заліза. Найбільш відомі з всех білків трансферин (ТФ) і феритин (ФТ) - основні транспортні білки железа.

трансферин відрізняється високою спорідненістю до іону заліза. Хоча кількість железа, пов'язане з трансферином становить близько 0.1% (4 мг) всього заліза в організме, трансферин доставляє залізо тканинам, що мають специфічні мембранние рецептори (наприклад, попередники еритроцитів у кістковому мозку, клеткі нервової системи). Молекула трансферрина, навантажена двома іонами заліза, взаімодействует з трансферріновим рецептором на поверхні клітини, і транспортіруется всередину клітини. У ході транспорту, рН бульбашки (везикули) поніжается особливим різновидом АТФаз, що призводить до вивільнення іонів железа. Перенесення заліза через трансферин неможливий без АТФ і, таким чином, является енергозалежності, активним транспортом. Рецептор і молекула трансферину висвобождаются і повертаються на поверхню клітини для перенесення нової порції іонов заліза [9].

Залізо, що вивільнилися, з трансферрина, зв'язується специфічним білком феррітіном , який доставляє залізо в мітохондрії, де воно включається до состав гема за участю феррохелатази. Феритин здійснює внутріклеточное зберігання Fe і являє собою контейнер, в порожнині якого може поміститися ~ 4500 іонів Fe 3 + . NМаксімальная концентрація цього транспортера визначена в печінці, селезінці, костном мозку, переважно в ендотеліоцити. Запасання заліза в окисленої форме перешкоджає його залученню до окислювальні процеси [1].

трансферин і феритин, проте - всього лише дві складові частини набагато більше сложной системи гомеостазу заліза. Білок «HFE» (варіації гена HFE вважаються однією з причин гемохроматозу) регулірует взаємодія трансферрина з рецепторами.

Пептид гепцідін - один з нещодавно знайдених центральних факторів регуляціі заліза. Гепцідін пов'язує гемопортін на мембранах ентероцитів, макрофагов і гепатоцитів. Комплекс гепцідін-гемопортін всмоктується всередину клеткі, що призводить до скорочення експорту заліза і, отже, до більш нізкому рівнем заліза в плазмі. Рівні гепцідіна збільшуються при перевантаженні железом і зменшуються з недоліком заліза. [10].

Фармакокінетика цинку

В організмі людини міститься 1.5-2.5 г цинку, з них 90% концентрується в цінковом депо - скелетної мускулатури (60%) і в кістках (30%). Цинк - внутріклеточний метал і особливо концентрується в печінці, м'язах, предстательной та підшлунковій залозі, очному яблуці, гіпофізі, гіпоталамусі і обонятельних цибулинах. Лише 2% цього елемента визначається в сироватці, а в плазме - лише 0,1% всього цинку. Добова потреба людини в цинку складає 8-15 мг для дорослих (11 мг - чоловіки; 8мг - жінки; 15 мг - у осіб зазнають повишенние фізичні навантаження, у беременнх і годуючих - 20-25 мг). Потреба в цинку у дітей 0-12 місяців становить 3-4 мг, 1-6 років - 5-10 мг, 7-17 років - 10-15 мг.

Співпадіння етапом засвоєння цинку є тонкокішечная рециркуляція, заключающаяся в підтримці балансу між абсорбцією елементу і його ендогенної секреціей панкреатичним і интестинальными клітинами. Всмоктування цинку проісходіт у верхньому відділі кишечнику, причому в 12-палої кишці поглинається 40-45%, а в худої і клубової - 15-21%. У шлунку і прямій кишці всмоктується не більше 2% цинку.

Залежно від лігандних форм цинку (піколінат, оксид та ін), всмоктується NОТ 50% до 85% від надійшов з їжею і водою цинку. Абсорбція збільшується по мере зниження вмісту елемента в харчовому раціоні. Неорганічні форми цинку імеют низьку біодоступність (менше 10%).

Покращують всмоктування цинку білок міозин, що міститься в їжі, гліцин, глутаміновая кислота, цистеїн, гістидин, лактоза, гонадотропін, глюкокортікостероіди, а також вітаміни А і В 6 . Дефіцит вітаміну А сопровождается недостатнім синтезом транспортних білків, необхідних для всасиванія і циркуляції цинку в організмі. Погіршують всмоктування цинку воспалітельние процеси у слизових оболонках шлунка і кишечника, фітинової кіслота, кальцій, фосфати, залізо, мідь, магній, марганець. Кадмій і свинець способни витісняти цинк з організму. Виділення цинку здійснюється в основному с калом (у т.ч. з клітинами слущиваются епітелію), значно менше - з потом і сечею. Період полуелімінаціі цинку складає від 20 діб до 1 року [1]. N

Білки гомеостазу цинку

Аналіз геному людини показує, що існують не менше 1700 білків, так або інакше взаємодіючих з цинком. Значна частина цих білків - транскріпіціонние фактори типу «цинковий палець», необхідні для активації транскріпціі багатьох тисяч генів [7].

Малюнок 1. Структура типу «цинковий палець». Зелена сфера - іон цинку.

 Структура типу «цинковий палець». Зелена сфера - іон цинку

Наприклад, всі рецептори стероїдів містять ДНК-взаємодіючий домен, которий не може активуватися при відсутності цинку в структурі рецептора. У настоящее час відомо, що цинк необхідний для функції кількох сотень ферментов, які беруть участь у різних метаболічних процесах, включаючи сінтез і розпад вуглеводів, жирів, білків і нуклеїнових кислот і ін Слід отметіть найбільш важливі функції цинку: метаболізм білків і вуглеводів, вплив на зростання і ділення клітин, кислотний баланс крові, участь в імунітеті, участь в реакціях антиоксидантного захисту й метаболізм ретинолу, необхідного для образованія зорового пігменту.

Так як існує понад 1700 білків для яких цинк необхідний (за деякими оценкам, 3000 [12]), то стає зрозумілою вся складність гомеостазу цинку. NПарадоксально, але гомеостаз заліза, до теперішнього часу, вивчений набагато більше подробно, ніж гомеостаз цинку. У плазмі, приблизно 18% цинку пов'язано з альфа-2-макроглобуліном, 80% - з альбуміном і 2% з транспортними білками, такими Як трансферин, церулоплазмін і металлотіонеіни. Альфа-2-макроглобуліном і альбумін здійснюють неспецифічний транспорт іонів металів, а трансферин, церулоплазмін і металлотіонеіни - специфічний транспорт.

Металлотіонеіни (МТ) є плейотропних низькомолекулярними білками богатимі цистеїном. На даний момент у людини відомі 4 класу МТ, насчітивающіе 16 ізоформ [13]. Металлотіонеіни мають молекулярну масу до 6-7кДа і здатні зв'язувати широкий спектр металів, у тому числі і токсичних (Pb, Cd), тим самим маючи антиоксидантний ефект. Іони металів індуціруют експресію металлтіонеінов в різних тканинах (мозок, печінка, міокард і т.д.).

Клініко-фармакологічні взаємодії цинку і заліза

Як цинк-, так і залізо-містять білки працюють у всіх фізіологічних сістемах організму і взаємодіють на різних рівнях ієрархії управління гомеостазом. На наш погляд, найбільш фундаментальним представляється фізіологіческое взаємодія на рівні дихальної системи (обмін O 2 /CO 2 ) і регуляціі pH крові.

Залізо входить до складу гемоглобіну - основного транспортного білка кисню. NГемоглобін, основний білок еритроцитів, оборотно зв'язується з киснем в капіллярах легенів. Струмом крові еритроцити доставляються до всіх органів і тканин і необхідний для протікання окислювальних процесів кисень звільняється з связі з гемоглобіном. Ертіроціти також переносять вуглекислий газ і виділяють його в капіллярах легких одночасно з огорожею кисню.

У гемоглобіні простетичної групою виступає гем. Гем - комплекс протопорфіріна IX з іоном заліза (II). Яку пов'язують гемоглобіном молекула кіслорода координується до заліза і виявляється укладеної між іоном заліза і амінокіслотнимі залишками гемоглобіну.

Еритроцити переносять кисень за допомогою гемоглобіну і сприяють видаленню углекіслого газу. Для цього процесу абсолютно необхідний цинк: велика частина цінка крові міститься саме в еритроцитах у складі цинкових металоферментів -карбонових ангідраз. Карбоангідрази - ферменти, взаімопревращающіе вугільну кіслоту і вуглекислий газ, H 2 CO 3 - CO 2 ^ + H 2 O. NУгольная кислота є як депо вуглекислоти, що виділяється при клітинному диханіі, так і основним компонентом карбонатного буфера, що підтримує pH крові у фізіологічному діапазоні (pH = 7.25-7.35) [7].

Таким чином, з фізіологічної точки зору, залізо і цинк беруть участь у двух комплементарних процесах дихання: транспорті кисню та елімінації углекіслоти . При нестачі будь-якого з мікроелементів, порушується баланс O 2 /CO 2. Так Як цинк також сприяє підтримці кислотності крові на належному рівні, недостаток цинку сприятиме зрушенню pH крові в бік ацидозу.

І гомеостаз цинку, заліза і гомеостаз - вкрай складні явища, взаімодействія яких можуть відбуватися на багатьох рівнях. Тому, представляется доцільне послідовно розглянути всі відомі разновідності лікарського взаємодії як то фармацевтичне, фармакокінетіческое, і фармакодинамічна взаємодії з урахуванням всієї вишепріведенной інформації щодо обміну заліза і цинку.

Фармацевтичні взаємодії

Фармацевтичне взаємодія речовин на увазі протікання хімічної реакціі (наприклад, реакція між лугами і кислотами, окіслітельно -відновні реакції, вплив УФО та ін) між компонентамі ліки до надходження в організм. Як відомо з основ хімії железа і цинку [15], у звичайних умовах життєдіяльності людини хімічна взаімодействіе між ними в принципі неможливо, оскільки обидва ці елементи представлени катіонами, не утворюють окислювально-відновну пару і, у общем разі, не можуть утворювати нерозчинний осад.

Можливі, однак, взаємодії між деякими конкретними з'єднаннями цінка і заліза. Наприклад, поєднання в одному препараті субстанцій карбонату цінка і будь-який солі водорозчинній солі заліза (сульфату, нітрату, фумарат) пріведет до випадання осаду з карбонату і гідроксиду заліза при попаданні води в лікарську форму (рівняння реакції типу FeSO 4 + ZnCO 3 = FeCO 3 v + ZnSO 4 ). Слід уникати спільного прімененія будь-яких карбонатів (карбонату цинку, карбонату кальцію та інші) та будь-яких форм заліза. Це правило добре відомо у фармацевтиці і обов'язково учітивается в технології виготовленні ліків.

Слід уникати спільного застосування будь-яких карбонатів (карбонату цинку, карбоната кальцію та інші) та будь-яких форм заліза.

фармакокінетична взаємодія

Експериментальні та клінічні дослідження фармакокінетики заліза і цинку прі спільному застосуванні показують, що інгібування цинком всмоктування железа залежить від їхнього співвідношення. При молярної співвідношенні Fe: Zn нижче 2:1, у нормальних щурів ніякого істотного впливу заліза на цинк не спостерігалося. NПрі більш високих співвідношеннях, засвоєння цинку значно зменшилася (р <0.05), Nа при відношенні Fe: Zn рівному 5:1 дозозалежне гальмування поглинання цинку перестает збільшуватися [16]. Інакше кажучи, збільшення співвідношення Fe: Zn більш 5: 1 не призводить до подальшого погіршення всмоктування цинку.

У дослідженні 1922 добровольців, кожен отримував 0.5 мг препарату заліза з разлічним співвідношенням цинку, ніякого істотного впливу цинку на всмоктування железа не було знайдено при молярних співвідношеннях Zn: Fe менш 2:1 [17, 18]. При соотношеніях 5:1, 10:1 і 20:1, спостерігалося 28-40% гальмування поглинання заліза (P = 0.02). NБраузер інших дослідженнях, при співвідношеннях 1:1 спостерігалося найслабше гальмування всасиванія цинку, менше 10% [3, 19]. Ці та інші клінічні дослідження показалі, що високі концентрації заліза можуть інгібувати абсорбцію цинку і наоборот. (Короткий опис цих досліджень наведено в таблиці 1). Таким образом, при створенні комплексів, що включають цинк і залізо, слід прагнути до молярному співвідношенню цинку до заліза 1:1, і по можливості розділяти їх прийом в теченіе доби.

Як показує спільний аналіз результатів цих досліджень, гнітюче воздействіе заліза на всмоктування цинку спостерігалося, в основному, тільки при пріеме обох мінералів у рідкій фазі. У разі прийому мінералів з їжею, угнетенія всмоктування цинку практично не спостерігалося. Використовуючи критерій ?2 для данних в таблиці неважко порахувати, що цей результат був статистично значімим з високою вірогідністю (О.Ш. 52., 95% ДІ 5-570; P <0.0001). NІначе кажучи, при прийомі обох мінералів з рідиною ризик пригнічення засвоювання цінка зростає в 52 рази. Як правило, в інструкціях по застосуванню більшості вітамінно-мінеральних комплексів, що включають одночасно і цинк і залізо, рекомендуется запивати пігулку /драже водою або іншою рідиною. Як показують данние досліджень (Таблиця 1), виконання цієї рекомендації створює умови для антагонізму між цинком і залізом на рівні всмоктування в ШКТ.

Таблиця 1. Клінічні дослідження на здорових добровольцах з вивчення ефектів взаємодії діетарних цинку і заліза. «-Zn», уменьшенная абсорбція цинку.

align = 'center'>
Fe

mg

Zn

Mg

Fe: Zn

mg

Носій Ефект Джерело
25 25 1:1 Лимонад -Zn (слабо) Solomons and Jacob, 1981 [19]
50 25 2:1 Лимонад -Zn Solomons and Jacob, 1981 [19]
75 25 3:1 Лимонад -Zn Solomons and Jacob, 1981 [19]
100 1954 1.9:1 Устриці немає Solomons and Jacob, 1981 [19]
50 25 2:1 Лимонад -Zn Solomons et al, 1983 [20]
47 2.5 2:1 Вода -Zn Aggett et al, 1983 [21]
100 50 2:1 Вода -Zn Meadows et al, 1983 [22]
51 6 10:1 Вода -Zn Valberg et al, 1984 [6]
26 6.2 5:1 Вода -Zn Valberg et al, 1984 [6]
17 4 5:1 індичка немає Valberg et al, 1984 [6]
34 4 10:1 індичка немає Valberg et al, 1984 [6]
2.2 2.6 1:1 Вода немає Sandstrom et al, 1985 [23]
5.6 2.6 2.5:1 Вода немає Sandstrom et al, 1985 [23]
56 2.6 25:1 Вода -Zn Sandstrom et al, 1985 [23]
2.2 2.6 1:1 Рис та м'ясо немає Sandstrom et al, 1985 [23]
5.6 2.6 2.5: 1 Рис та м'ясо немає Sandstrom et al, 1985 [23]
56 2.6 25:1 Рис та м'ясо -Zn Sandstrom et al, 1985 [23]
47 22 2.4:1 Вода немає Crofton et al, 1989 [3]
24 27 1:1 Вода -Zn (слабо) Crofton et al, 1989 [3]
24 68 1:2.5 Вода -Zn Crofton et al, 1989 [3]
3 15 1:5 Вода -Zn Rossander et al, 1991 [4]
3 45 1:15 Вода -Zn Rossander et al, 1991 [4]
3 15 1:5 Бутерброд немає Rossander et al, 1991 [4]
10.3 0.4 23.3:1 Дитяче харчування немає Davidsson et al, 1995 [24]
25.3 0.4 57.4:1 Дитяче харчування немає Davidsson et al, 1995 [24]
4.5 0.5 8.8:1 Бутерброд немає Davidsson et al, 1995 [24]
5.5 0.5 10.2:1 Дитячо. Харчування немає Davidsson et al, 1995 [ 24]

У 2006 році були опубліковані підсумки багатоцентрового дослідження совместного і роздільного застосування препаратів цинку і заліза, в якому прінялі участь близько 2,5 тис. дітей. В результаті було показано, що прийом монодобавок заліза не впливає негативно на концентрацію цинку в крові у дітей. NОднако прийом монодобавок цинку може негативно впливати на статус заліза. NСовместний прийом препаратів заліза і цинку менш ефективний у запобіганні развітія анемії, ніж роздільний прийом [30].

Інше дослідження, проведене в 2004 році за участю 650 дітей, показало, что при прийомі цинку значно поліпшується зростання, заліза - зростання і психомоторне развітіе, але в комбінації ці елементи не показують значного ефекту ні на рост, ні на розвиток дитини [31].

Фармакодинамічні взаємодія цинку і заліза

Фармакодинамічні взаємодія цинку і заліза має два аспекти: сінергідний і конкурентний (антагоністичний) . Навряд чи можна заперечити существованіе синергізму між цинком і заліза . Крім згаданого раніше фізіологіческого взаємодії, аналіз функціонального взаємозв'язку цинку і железа, проведений нами за авторською методикою [7,8] в геномі людини показав, что існує принаймні 230 генів, білки яких залучені в гомеостаз железа. Аналіз вказав на існування білків, які можуть виконувати свою біологіческую функцію тільки при адекватних рівнях і цинку і заліза. Ряд цих белков необхідний для регулювання кисневого балансу і активуються при гіпоксіі. Відомо, що спільне застосування препаратів заліза і цинку существенно покращує показники крові [25,26].

Особливий інтерес представляє синергізм між залізом і цинком, який забезпечує реакцію клітин на гіпоксію. Еглнін-1 (відомий також як «пролілгідроксілаза 2 фактора гіпоксії») є сенсором кисню в клітині. При зв'язуванні одной молекули кисню, еглнін включає гідроксилювання пролінових залишків фактора гіпоксії (HIF-1) позначаючи цей білок для убіквітін-залежної деградації модулюючи, тим самим, реакцію на гіпоксію [27].

Ферменти NO синтетази необхідні для синтезу одной з важливих сигнальних молекул: оксиду азоту. Оксиду азоту II (NO, в хімії відомий як «окис азоту») является нейромедіатором і вазодилататором. Окис азоту синтезується NO-синтетазами з аргініну з реакції L-аргінін + НАДФ + H + + O 2 = цитрулін + окис азоту + НАДФ + . NІон заліза є частиною каталітичного центру у складі гему, а іон цинку необходім для стабілізації просторової структури ферменту (рис. 1) [28]. N

Існує і конкурентна взаємодія цинку і заліза . Іони мікроелементов можуть змінювати носії (для зв'язку з певними білками, напрімер) і викликати інші зміни в організмі, що змінюють абсорбцію. NНаіболее вірогідним кандидатом на молекулярний механізм взаємодії заліза і цінка є транспортер типу ZIP14, залучений у транспорт заліза, не связанного з трансферином і, також, у транспорт цинку (Мал. 2). У ентероцитах та другіх клітинах, забезпечених білком ZIP14, транспорт допомогою ZIP14 відбувається, по всій видимості, під впливом АТФ [9], тобто є активним транспортом. NСледует також брати до уваги, що 60% цинку в плазмі неспецифічно связиваются з альбуміном, у той час як близько 10% цинку переносяться самим трансферріном. Тому, надлишок заліза може гальмувати абсорбцію цинку і наоборот [29].

Рисунок 2. Конкуренція між цинком і залізом за транспортери типи ZIP14, DMT1, ZnT та ін за різних умов (надлишок заліза, співвідношення 1:1, надлишок цинку).

Конкуренція між цинком і залізом за транспортери типи ZIP14, DMT1, ZnT та ін за різних умов (надлишок заліза, співвідношення 1:1, надлишок цинку).

Сформульована вище гіпотеза про виникнення антагонізму між цинком і железом як наслідок конкуренції за транспортні рецептори підтверджується пріведеннимі вище результатами експериментальних та клінічних досліджень (дослідження [3-5,20-23] та ін.) Ці дослідження показали, що тільки при високіх молярних співвідношеннях спостерігаються ефекти взаємодії. Якщо б взаімодействіе було опосередковано через зміни рівнів транскрипції, воно було би вже помітним при молярних співвідношеннях порядку 1:1.

Висновок

Взаємодія цинку та заліза - це складний, багатосторонній, швидко меняющійся у часі процес, що залежить від безлічі факторів, характеру їжі, фази травлення, стану травної системи, пропорції надходження цих елементов з їжею або в складі препаратів, а також від хімічної природи соедіненій-джерел цих елементів (Мал. 3). Тим цинком і залізом є Як безсумнівний фізіологічний і фармакодинамічних синергізм, так і определенний антагонізм. Найчастіше в клінічній практиці зустрічається поєднаний дефіціт заліза і цинку, що призводить до необхідності призначати спільний прийом препаратов заліза і цинку або використовувати комплексні препарати. При одновременном надходженні в організм у рідкому середовищі, цинк і залізо конкурують за транспортні білки через конкурентну заміщення. Для запобігання конкуренціі між цинком і залізом слід дотримуватися наступних важливі правила (1) одночасний прийом призведе до мінімального антагонізму, якщо співвідношення Fe: Zn не перевищує 1:1; (2) при раздельном прийомі, конкуренція між цинком і залізом за транспортні білки ісключается, біодоступність елементів підвищується, (3) при спільному прийомі мінералов, слід уникати прийому з рідиною, а приймати препарат під час еди.

Таким чином, оптимальним рішенням є прийом заліза і цинку в різний время протягом доби, тому слід віддавати перевагу препаратам, учітивающім вказана взаємодія.

Малюнок 3. Результуюча схема антагонізма і синергізму цинку і заліза.

 Результуюча схема антагонізму і синергізму цинку і заліза

Література

1. Ребров В.Г., Громова О.А., Вітаміни, макро-та мікроелементи, М., ГеотарМед, 2008, 957С.

2. Kordas K, Stoltzfus RJ. New evidence of iron and zinc interplay at the enterocyte and neural tissues. J Nutr. 2004 Jun; 134 (6) :1295-8. Review.

3. Crofton RW, Gvozdanovic D, Gvozdanovic S, et al. Inorganic zinc and the intestinal absorption of ferrous iron. Am J Clin Nutr 1989; 50:141-4.

4. Rossander-Hulten L, Brune M, Sandstrom B, Lonnerdal B, Hallberg L. NCompetitive inhibition of iron absorption by manganese and zinc in humans. NAm J Clin Nutr 1991; 54:152-6.

травня . Solomons NW, Cousins RJ (2004) Zinc. In Solomons NW, Rosenberg IH (eds), Absorption and malabsorption of mineral nutrients. Alan R Liss, New York, pp 125-197.

6. Valberg LS, Flanagan PR, Chamberlain MJ. Effects of iron, tin, and copper on zinc absorption in humans. Am J Clin Nutr. 1984 Sep; 40 (3) :536-41.

7. Torshin I.Yu. Bioinformatics in the post-genomic era: sensing the change from molecular genetics to personalized medicine. Nova Biomedical Books, NY, USA, 2009, In 'Bioinformatics in the Post-Genomic Era' series, ISBN: 978-1-60692-217-0

8. Torshin I.Yu. Bioinformatics in the Post-Genomic Era: The Role of Biophysics, 2006 Nova Biomedical Books, NY, ISBN-10: 1-60021-048

9. Pietrangelo A. Physiology of iron transport and the hemochromatosis gene. NAm J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2002 Mar; 282 (3): G403-14.

10. Borch-Iohnsen B, Hagve TA, Hauge A, Thorstensen K. Regulation of the iron metabolism.Tidsskr Nor Laegeforen. 2009 Apr 30; 129 (9) :858-62.

11. Brooks WA, Santosham M, Naheed A, Goswami D, Wahed MA, Diener-West M, Faruque AS, Black RE.Effect of weekly zinc supplements on incidence of pneumonia and diarrhoea in children younger than 2 years in an urban, low -income population in Bangladesh: randomised controlled trial.Lancet. 2005 Sep 17-23; 366 (9490) :999-1004.

12. Maret W. Molecular aspects of human cellular zinc homeostasis: redox control of zinc potentials and zinc signals. Biometals. 2009 Feb; 22 (1) :149-57.

13. Thirumoorthy N, Manisenthil Kumar KT, Shyam Sundar A, Panayappan L, Chatterjee M. Metallothionein: an overview. World J Gastroenterol. 2007 Feb 21; 13 (7) :993-6.

14. Cousins RJ, Blanchard RK, Moore JB, Cui L, Green CL, Liuzzi JP, Cao J, Bobo JA. Regulation of zinc metabolism and genomic outcomes. J Nutr. 2003 May; 133 (5 Suppl 1): 1521S-6S.

15. Некрасов Б.В., Основи загальної хімії, М., 1969, 857С.

16. Peres JM, Bureau F, Neuville D, Arhan P, Bougle D. Inhibition of zinc absorption by iron depends on their ratio. J Trace Elem Med Biol. N2001; 15 (4) :237-41.

17. Olivares M, Pizarro F, Ruz M. New insights about iron bioavailability inhibition by zinc. Nutrition. 2007 Apr; 23 (4) :292-5.

18. Olivares M, Pizarro F, Ruz M. Zinc inhibits nonheme iron bioavailability in humans. Biol Trace Elem Res. 2007 Summer; 117 (1-3) :7-14.

19. Solomons NW, Jacob RA. Studies on the bioavailability of zinc in humans: effects of heme and nonheme iron on the absorption of zinc. Am J Clin Nutr 1981; 34:475-82.

20. Solomons NW, Pinedea O, Viteri F, Sandstead H. Studies on the bioavailability of zinc in humans: mechanism of the intestinal interaction of nonheme iron and zinc. J Nutr 1983; 113:337-49.

21. Aggett PJ, Crofton RW, Khin C, Gvozdanovic S, Gvozdanovic D. The mutual inhibitory effect on the bioavailability of inorganic zinc and iron. In: Prasad AS, Cavdar AO, Brewer GJ, Aggett PJ, eds. Zinc deficiency in human subjects. New York: Alan R Liss, 1983:117-24.

22. Meadows NJ, Grainger SL, Ruse W, Keeling PWN, Thompson RPH. Oral iron and the bioavailability of zinc. Br Med J 1983; 287:1013-4.

23. Sandstrom B, Davidsson L, Cederblad A, Lonnerdal B. Oral iron, dietary ligands and zinc absorption. J Nutr 1985; 115:411-4.

24. Davidsson L, Almgren A, Sandstrom B, Hurrell RF. Zinc absorption in adult humans: the effect of iron fortification. Br J Nutr 1995; 74:417-25.

25. Berger J, Ninh NX, Khan NC, Nhien NV, Lien DK, Trung NQ, Khoi HH.Efficacy of combined iron and zinc supplementation on micronutrient status and growth in Vietnamese infants.Eur J Clin Nutr. 2006 Apr; 60 (4) :443-54.

26. Wasantwisut E, Winichagoon P, Chitchumroonchokchai C, Yamborisut U, Boonpraderm A, Pongcharoen T, Sranacharoenpong K, Russameesopaphorn W. Iron and zinc supplementation improved iron and zinc status, but not physical growth, of apparently healthy, breast-fed infants in rural communities of northeast Thailand.J Nutr. 2006 Sep; 136 (9) :2405-11.

27. Choi KO, Lee T, Lee N, Kim JH, Yang EG, Yoon JM, Kim JH, Lee TG, Park H. NInhibition of the catalytic activity of hypoxia-inducible factor-1alpha-prolyl-hydroxylase 2 by a MYND-type zinc finger. Mol Pharmacol. N2005 Dec; 68 (6) :1803-9. Epub 2005 Sep 9.

28. Hemmens B, Goessler W, Schmidt K, Mayer B. Role of bound zinc in dimer stabilization but not enzyme activity of neuronal nitric-oxide synthase. J Biol Chem. 2000 Nov 17; 275 (46) :35786-91.

29. Rink L, Gabriel P. Zinc and the immune system. Proc Nutr Soc. 2000 Nov; 59 (4) :541-52. Review.

30. Wieringa FT et.al. Combined iron and zinc supplementation in infants improved iron and zinc status, but interactions reduced efficacy in a multicountry trial in Southeast Asia //J. Nutr. - 2007. - Feb; 137 (2). - NР. 466-471.

31. Lind T, Lonnerdal B, Stenlund H. et al. A community-based randomized controlled trial of iron and zinc supplementation in Indonesian infants: effects on growth and development. The American journal of clinical nutrition. N2004 Sep; 80 (3) :729-36.


Народні методи лікування

Як позбутися від поліпів у товстому кишечнику

Поділюся досвідом позбавлення від поліпів. Провів я цей процес в 1991 році, і до цього часу у мене все в нормі.

2019-09-18 12:46:12

Морквяний сік: і смачно, і корисно

Я - агроном-біохімік. Все життя займався вивченням рослин, овочів, ягід і їх лікувальними і харчовими властивостями. Мені 72 роки, пропрацював у сільському господарстві агрономом 53 року і більше 20 років був директором радгоспу. Хочу розповісти про чудо-овочі - моркви.

2019-09-18 10:48:41

Як я вилікувала дифузний зоб

Це сталося 20 років тому: я позбулася зоба. Звернула увагу, що ця хвороба не дає спокою багатьом людям. Мій щасливий досвід залишає всім надію на зцілення.

2019-09-18 10:16:27

Цистит. Хіба це справа житейська?

Він не їздить на «Мерседесі» і в дні столітнього ювілею оборонного підприємства, де трудиться не один десяток років, його прізвище не значилася в переможних реляціях про досягнення. Але більшість заводчан відмінно знає дорогу до кабінету свого «сімейного лікаря» Іллі Григоровича Бабаєва. Фахівець широкого профілю, терапевт Бабаєв в своєму здоровпункті лікує недуги, з якими ми, як правило, стикаємося в повсякденному житті. І. Г. Бабаєвим розповідає про такий вельми поширених захворювань, як цистит.

2019-09-18 19:45:33

Лікування астми народними засобами

Астма - це захворювання, що виникає при спазмах в бронхах, а причиною її виникнення є алергія. Астму можуть викликати часті простудні захворювання, якщо їхнє лікування не було достатньо ефективним, а також захворювання нирок і забруднена атмосфера.

2019-09-18 11:58:53

Секрет обліпихової олії

Я потрапляли до рук і аптечне обліпихова олія, і кустарне, мабуть, приготоване за звичайним рецептом. Ні, це було не масло, так, якась незрозуміла бліда рідина. Справжнє обліпихова олія знайшло свою славу незвичайною цілющістю, а таку цілющість масло набуває тоді, коли воно правильно приготовлене. Це поняття включає в себе багато тонкощів, які необхідно знати при приготуванні цього цілющого обліпихової олії.

2019-09-18 16:31:12

Мазь від екземи виявилася ефективною

Давно хотіла вам написати лист, але не наважувалася. Я сама з Азербайджану. 7 років живу в Росії. Хочу поділитися своїм досвідом, як можна позбутися від мокнучі екземи.

2019-09-18 16:47:11

Як позбавитися від високого тиску?

Я також хочу поділитися радою. Розкажу, як позбавився від високого тиску. У 1968 році верхній показник почав зашкалювати - 200-240. У вухах весь час стояв шум, ніби працював двигун. Ліки не допомогли.

2019-09-18 17:12:23

Вірусний гепатит «С». Не втрачайте оптимізму!

Вірус гепатиту «С» - дрібний РНК - вірус, що відноситься до сімейства флавовірусов. Вірус гепатиту «С» малоустойчів у зовнішньому середовищі, але здатний зберегти активність навіть при нагріванні до 50 градусів за Цельсієм. Основне джерело зараження - хворі з гострою або хронічною формою гепатиту «С», а також вірусоносії

2019-09-18 16:31:25

Готуйте «сани» влітку

Є хороший спосіб уникнути простудних захворювань і влітку, і взимку. Їм моя сім'я користується не перший рік.

2019-09-17 10:27:17

Медицина

Мастопатія, ендокринні захворювання, спадковість

Мастопатія, ендокринні захворювання, спадковість - доля багатьох росіянок - Щорічно від раку молочної залози вмирають приблизно 23 тис росіянок. Про це, як передає кореспондент РІА 'Новости', повідомив у вівторок на прес-конференції директор Російського онкологічного наукового центру ім.Блохіна Михайло Давидов. R

2019-09-16 11:33:52

У країнах, де популярна здорова їжа, надто багато кардіологічних захворювань

У країнах, де популярна здорова їжа, надто багато кардіологічних захворювань - На сніданок Баррі Гроувз з'їв велике яйце і 100 грамів підсмаженої на топленому салі печінки. А потім запив все це какао з подвійними вершками. На обід 72-річний Баррі зі своєю 70-річною дружиною Монікою насолодяться свининою із жирком і зеленими овочами в олії. І, нарешті, подружжя, що проживає в Оксфорді, очікує легка вечеря з сиру, домашніх яблук або груш, увінчаних вершками, і какао. Незважаючи на 40 років такої жирної дієти, Баррі важить на 3 кг менше, ніж у день весілля. У 1957 році він важив 72 кг.

2019-09-18 16:01:59

Хворих на цукровий діабет обстежує лабораторія на колесах

Хворих на цукровий діабет обстежує лабораторія на колесах - Суперсучасна пересувна лабораторія для обстеження хворих на цукровий діабет почала працювати в Нижньогородській області. Учора з її допомогою було обстежено 30 мешканців з Богородського району, сьогодні - приблизно стільки ж нижньогородців, повідомили сьогодні на презентації лабораторії.

2019-09-17 16:41:00

Жовчний рефлюкс: сучасні погляди на патогенез і лікування

Жовчний рефлюкс: сучасні погляди на патогенез та лікування - Жовчний рефлюкс - синдром, досить часто супроводжує найпоширеніші захворювання верхніх відділів травного каналу: хронічні гастрити, виразкову хворобу шлунка і дванадцятипалої кишки, гастроезофагеальна рефлюксна хвороба.

2019-09-18 13:00:25

Сучасна інсулінотерапія цукрового діабету 1 типу у дітей та підлітків

Сучасна інсулінотерапія цукрового діабету 1 типу у дітей та підлітків - Цукровий діабет 1 типу (ЦД 1 типу), що називалася до недавнього часу інсулінозалежний, а ще раніше - ювенільний цукровий діабетом, вражає в основному людей молодого віку і дітей. В останні роки спостерігається сплеск захворюваності на цукровий діабет 1 типу, найбільш виражений у дітей та підлітків. За 25 років захворюваність СД 1 типу серед дітей московської популяції зросла в два рази. В даний час у Москві налічується близько 1200 дітей з ЦД у віці до 15 років.

2019-09-18 20:55:03

Фолієва кислота зменшує ризик розвитку у потомства «заячої губи»

Фолієва кислота зменшує ризик розвитку у потомства «заячої губи» - Жінки, що приймають під час першого триместру вагітності фолієву кислоту можуть значно знизити ризик розвитку у потомства такого пороку як розщеплена губа («заяча губа»). До цього висновку прийшли американські вчені з Національного інституту гігієни навколишнього середовища (National Institute of Environmental Health Sciences).

2019-09-16 18:35:23

Прогноз для метеочутливих людей по Росії 09.09.2009 на

Прогноз для метеочутливих людей по Росії 09.09.2009 на - На Європейському Півночі погода буде нестійка з коливаннями метеопараметров. Через це погіршення самопочуття можливо у людей із захворюваннями серця і судин, а з-за підвищеної вологості повітря не виключені загострення у тих, хто страждає захворюваннями опорно-рухового апарату та бронхо-легеневі захворювання.

2019-09-16 06:14:55

Ризик дитячої смертності зростає у породіль, які мають зайву вагу

Ризик дитячої смертності зростає у породіль, які мають зайву вагу - Вагітні жінки, які страждають від ожиріння, мають підвищений ризик того, що їх немовлята можуть померти незабаром після народження, особливо якщо мав місце передчасний розрив (плодових) оболонок (ПРО).

2019-09-18 18:51:20

Функціональні захворювання травного тракту у дітей. Принципи раціональної терапії

Функціональні захворювання травного тракту у дітей. Принципи раціональної терапії - Функціональні порушення (ФН) шлунково-кишкового тракту займають одне з провідних місць у структурі патології органів травлення. Так, наприклад, рекурентні абдомінальні болі у дітей носять функціональний характер у 90-95% дітей і лише у 5-10% пов'язані з органічною причиною. Приблизно в 20% випадків хронічна діарея у дітей також обумовлена функціональними розладами.

2019-09-15 02:41:30

Середньовічні отрути і ліки

Середньовічні отрути і ліки - Багато століття лікар задовольнялися тим, що примушували пацієнтів приймати настої трав, порошків рослинного і тваринного походження, дія яких було зазначено на практиці - іншими словами, хворі виконували роль піддослідних кроликів .

2019-09-16 17:49:02