Ферритин при анемии хронического заболевания

Ферритин хранит железо и транспортирует его по организму туда, где это необходимо. Однако ферритин, как белковый комплекс, также участвует в воспалительных реакциях при инфекциях, системных воспалениях и злокачественных опухолях. Повышенный уровень ферритина часто встречается при хронических воспалительных состояниях, таких как ожирение, метаболический синдром и диабет. Почему важно поддерживать этот белок в равновесии, и какие факторы повышают или снижают уровень ферритина вы можете узнать в этой статье.

Статья основана на выводах 47 научных исследований

В статье цитируются такие авторы, как:

• Wake Forest University Health Sciences, Medical Center, Boulevard, США
• Школа медицинских наук, SET Portfolio, университет RMIT, Мельбурн, Австралия
• Proteomics of Iron Metabolism Unit, Dibit, San Raffaele Scientific Institute, Milan, Italy

Обратите внимание, что цифры в скобках (1, 2, 3 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.

Что такое ферритин?

Ферритин – это белковый комплекс, который хранит железо в растворимой, нетоксичной форме и транспортирует его в те области нашего тела, где оно требуется в данный момент времени. (1)

Железо играет много важных ролей в нашем организме: оно помогает вырабатывать эритроциты и необходимо для производства энергии мышечными и сердечными клетками. Но железо также может быть токсичным для клеток из-за его способности генерировать реактивные вещества, которые могут повредить ДНК и белки. Ферритин захватывает и буферизует лишнее железо внутри клеток, что снижает уровень железа в клетках и способствует клеточному здоровью. (1)

Когда железа начинает не хватать, то организм начинает использовать железо, захваченное ферритином. И тогда уровень ферритина снижается. При этом снижение ферритина начинается задолго до наступления дефицита железа.

Два основных клеточных пути поглощения железа (Fe), а именно связанное с трансферрином (Tf) поглощение Fe и не связанное с Tf поглощение Fe (источник)

Низкий уровень ферритина сигнализирует о том, что запасы железа в организме находятся на недостаточном уровне. Более высокие уровни ферритина, с другой стороны, могут указывать на то, что у вас есть состояние, которое заставляет организм сохранять слишком много железа. (2)

Нормальный уровень ферритина

Содержание ферритина в крови меняется с возрастом. Самое большое количество ферритина диагностируется у младенцев в первые 2 месяца, когда его значения достигают 600 мкг/л.

В норме содержание ферритина у женщин немного меньше, чем у мужчин.

Референсные значения ферритина

• Мужчины > 19 лет – 20-250 мкг/л
• Женщины > 19 лет – 10-120 мкг/л

Повышенный уровень ферритина

Если уровень ферритин повышен, то железо находится в избытке или же возникла острая воспалительная реакция, при которой ферритин мобилизуется в кровь без избытка железа.

Ферритин также повышается при окислительном стрессе. Он усиливается антиоксидантно-чувствительным элементом (ARE). (3)

Ферритин, в свою очередь, может увеличивать содержание в печени воспалительных медиаторов IL-1b, iNOS, RANTES, IkappaBa и ICAM1. (4)

Поскольку ферритин также является реактивом острой фазы воспаления (частью реакции организма), он часто повышается при различных заболеваниях. Уровень ферритина более 1000 мкг/л является неспецифическим маркером заболеваний, в том числе инфекций и рака. (2)

Однако уже даже ферритин свыше 300 мкг/л может указывать на некоторое воспаление в организме.

Воспалительные цитокины стимулируют выработку ферритина, который в отношении воспаления или инфекции действует как реактив острой фазы. (10)

Циркулирующая продукция ферритина усиливается цитокинами интерлейкином IL-1β и фактором некроза опухоли-альфа (ФНО-а). (2)

Воспаление при бактериальных и вирусных инфекциях характеризуется разными уровнями ферритина и С-реактивного белка в крови (источник)

Вирусные инфекции обычно характеризуются высоким содержанием ферритина плазмы с сопутствующим низким уровнем циркулирующего С-реактивного белка (СРБ). В то время как бактериальные инфекции обычно характеризуются высоким уровнем СРБ в крови. Выработка воспалительных интерлейкинов IL-1β / IL-6 в ответ на бактериальные инфекции способствует повышению уровня СРБ, в то время как вирусные инфекции характеризуются повышением интерлейкина IL-18, достигающим кульминации в чрезмерном уровне ферритина.

Важно отметить, что уровни IL-1 / IL-6 / CRP и IL-18 / ферритин не полностью отражают двойственность бактериально-вирусной инфекции, поскольку известно, что некоторые бактериальные инфекции повышают уровень IL-18 в крови, а вирусные инфекции, как известно, также могут повышать уровень IL-1β. (4)

Почему ферритин увеличивается при воспалении

Во время инфекции повышенный уровень ферритина представляет собой важный защитный механизм хозяина, который лишает бактерии железа и защищает иммунные клетки. (5, 6) Ферритин также может быть защитным, ограничивающим выработку свободных радикалов и опосредующим иммуномодуляцию. Кроме того, повышенный уровень ферритина является одним из ключевых участников острой фазы, используемых врачами в качестве показаний к началу лечения воспаления у  пациентов с высоким риском.

Исследования показали, что прием железа во время инфекции увеличивает смертность (29), а снижение уровня железа и повышенный сывороточный ферритин часто обнаруживаются у пациентов с высокими титрами патогенов. (30)

Было показано, что гепатоциты (клетки паренхимы печени), клетки Купфера (макрофаги печени), проксимальные канальцевые клетки почек и макрофаги секретируют ферритин при различных состояниях организма. (41) В экспериментах на клетках было обнаружено, что клетки выделяли ферритин при воздействии на них  воспалительных цитокинов IL-1β и ФНО-α. (42)

Например, активная секреция ферритина макрофагами наблюдается в бронхах (бронхоальвеолярной лаважной жидкости) курильщиков при воспалении легких, связанных с курением. (43)

Общая схема воспаления (источник)

Кроме того, повышение уровня ферритина часто коррелирует с биомаркерами повреждения клеток, с биомаркерами образования гидроксильных радикалов (и окислительного стресса) и с наличием и/или тяжестью многочисленных заболеваний. Все это говорит о том, что уровни ферритина в крови часто представляют собой следствие клеточного стресса и повреждения. (48)

Заболевания с повышенным ферритином

Наиболее распространенными причинами повышенного уровня ферритина являются ожирение, воспаление и ежедневный прием алкоголя. Наиболее частой причиной генетически обусловленного повышенного уровня ферритина является состояние гемохроматоза. К дополнительным причинам относятся сахарный диабет и метаболический синдром. (5, 6)

Циркулирующий ферритин в крови признан в качестве реактива острой фазы и маркера сильного и хронического воспаления. Он повышен в значительном числе  воспалительных состояний, включая хроническую болезнь почек, ревматоидный артрит и другие аутоиммунные заболевания, острые инфекции и злокачественные новообразования. (2)

Повышенный ферритин в этих состояниях отражает повышенные общие запасы железа в организме, но парадоксально, что эти запасы сокращаются и не доступны для производства эритроцитов. Это способствует развитию анемии хронического заболевания (ACD). (2)

Следует отметить, что хотя уровень ферритина в целом увеличивается при инфекциях, некоторые инфекционные заболевания могут приводить к снижению ферритина. (7)

Заболевания, при которых уровень ферритина увеличивается:

• Воспаления (2)
• Хроническая болезнь почек (2)
• Ревматоидный артрит (2)
• Аутоиммунные заболевания (2)
• Инфекции (2)
• Рак (2)
• Анемия хронического заболевания ACD (8)
• Сахарный диабет 2-го типа (9)
• Метаболический синдром (6)
• Атеросклероз (10)
• Жировая болезнь печени (10)
• Анорексия (11)
• Болезнь Грейвса (12)
• Аритмии (13)
• Гепатит С (2)
• Гемохроматоз (5)
• Гемофагоцитарный синдром (1)
• Сидеробластная анемия (1)

Гемохроматоз

Ферритин используется в качестве индикатора перегрузки организма железом, при таких заболеваниях как гемохроматоз или гемосидероз. Гемохроматоз – это расстройство, при котором в вашем организме накапливается слишком много железа.

Обычно ваш кишечник поглощает только нужное количество железа из продуктов, которые вы едите. Но при гемохроматозе ваше тело поглощает слишком много железа, и у него нет способа избавиться от этого. Таким образом, организм начинает хранить избыток железа в суставах и в таких органах, как печень, сердце и поджелудочная железа. Это вредит организму. Если не лечить, то гемохроматоз может привести к прекращению работы органов.

Однако, ряд и других состояний здоровья также могут привести к росту уровня железа:

• Гипертиреоз
• Отравление железом
• Онкологические заболевания: лейкемия, лимфома или рак молочной железы
• Заболевание печени
• Недавнее переливание крови

Прием алкоголя

Спирт усиливает всасывание железа. Потребление алкоголя очень сильно связано с высоким уровнем ферритина. (14) Выявлена положительная связь между приемом вина и концентрациями как ферритина, так и железа в крови. (15)

При злоупотреблении алкоголем уровни ферритина повышаются и быстро снижаются при алкогольном абстинентном синдроме при отказе от алкоголя. (16)

Курение

Курящие женщины имеют более высокий уровень ферритина и железа в организме по сравнению с некурящими женщинами. Однако, когда женщины курят во время беременности, их новорожденные дети показывают более низкие запасы железа, чем у некурящих матерей. (17)

Курение табака ассоциировалось с повышенными концентрациями ферритина у больных болезнью Паркинсона (в этих условиях курение оказывало благоприятный эффект для таких пациентов). (18)

Способы снижения ферритина

Важно обсудить ситуацию с вашим доктором, если анализ показал повышенный ферритин. Ваш врач должен выявить причину повышения ферритина и назначить лечение.

Вы также можете попробовать дополнительные действия, перечисленные ниже, если вы их обсудили и согласовали со своим врачом, при условии, что такие действия могут быть подходящими для уменьшения уровня ферритина в вашем случае. Помните, что ни одно из дополнительных возможностей по снижению ферритина не должно быть применено вместо рекомендаций и предписаний врача.

Диета при гемохроматозе

Гемохроматоз – распространенная причина повышенного содержания ферритина. Люди с таким заболеванием поглощают слишком много железа из пищи, не утилизируя это железо, что чрезмерно повышает его уровень в крови.

Вообще, оптимальным рационом питания для людей с гемохроматозом является низкое содержание железа в диете.

Кроме того, существуют различные факторы, которые могут влиять на количество поглощаемого железа из пищи:

• Диетические формы железа: гем (из мяса, птицы и рыбы) и не-гем (в основном из растений) железа. Гем железа всасывается лучше. (8)
• Желудочная кислота и витамин С увеличивают негемовое поглощение железа из растительной пищи. (8)
• Фитиновая кислота (бобовые) и полифенолы (из овощей) уменьшают поглощение не-гема из растений и в целом снижают усвоение железа. (8)

Имея в виду эти факторы, в дополнение к снижению потребления богатых железом продуктов питания, можно оказывать влияние на баланс железа и его всасывание в кишечнике.

Железо содержится в пище в двух формах: гем и не-гем железа.

Некоторые советы по снижению потребления железа из пищи:

• Ограничьте потребление красного мяса. Красное мясо имеет самую высокую концентрацию гема железа из животных источников, которое легко усваивается организмом. Если вы все-же предпочитаете есть красное мясо, то ищите продукты с более низким содержанием железа, такие как говяжий фарш. (2)
• Если вы едите красное мясо, избегайте употреблять его вместе с продуктами, содержащими витамин С и бета-каротин, которые усиливают всасывание железа. (3) Тушеная говядина с картофелем и морковью не является хорошей идеей, если вы хотите снизить уровень ферритина.
• В дополнение к красному мясу учитывайте и количество железа в рыбе, которую вы едите. Некоторые рыбы, такие как тунец и скумбрия, имеют более высокий уровень железа.

Зеленый чай и кофе

Чай и кофе содержат дубильные вещества и полифенолы, которые снижают всасывание железа. Однако чай, по-видимому, не влияет на уровень ферритина у здоровых взрослых людей. Он может только понизить ферритин у тех, кто имеет дефицит железа или, наоборот, избыток.

Концентрация в крови ферритина не была связана с потреблением черного, зеленого или травяного чая у здоровых взрослых людей в исследовании с участием более 2600 испытуемых. (19)

Однако ферритин показал отрицательную корреляцию (чем больше чая, тем меньше ферритина) с потреблением чая в пожилом возрасте (старше 80 лет). (20)

Потребление чая было связано с более низким уровнем ферритина в группах людей с дефицитом железа. (21) С другой стороны, у тех людей, кто показывает повышение уровня железа, потребление чая может снизить концентрацию ферритина. (21)

Катехин зеленого чая – галлат эпигаллокатехина (EGCG), заметно ингибирует всасывание гема железа в кишечнике (за счет уменьшения экспорта железа в клетках Caco-2). (22)

Кофе препятствует всасывания дополнительного железа, например, принимаемого в виде добавок. (23)

Беременные женщины, часто употребляющие кофе показывали более низкие значения содержания железа в организме. (24, 25)

Клетчатка

Клетчатка ухудшает всасывание железа. Потребление бедных клетчаткой фруктов, овощей и соков было связано с более высокой концентрацией ферритина у женщин в пременопаузе. (26)

Фитиновая кислота

Фитиновая кислота распространена практически во всех продуктах растительного происхождения, включая цельные зерна, бобы, орехи и семена. Она является мощным ингибитором поглощения железа. (27)

У здоровых людей наблюдается дозозависимое ингибирующее действие фитиновой кислоты на всасывание железа. (28)

В одном исследовании поглощение железа у людей увеличилось в 4-5 раз, когда количество фитиновой кислоты было уменьшено также примерно в 4-5 раз от ее нормального количества в сое. (29)

Физическая нагрузка

Ферритин резко повышается сразу после физической нагрузки, но возвращается к исходному уровню через несколько часов. (30)

С другой стороны, длительные, постоянные физические упражнения снижают ферритин наряду с другими реактивами острой фазы. (31)

Регулярные физические нагрузки, особенно интенсивный бег, увеличивают потерю железа. При значительных физических нагрузках даже может возникать умеренный дефицит железа и иногда истинная железодефицитная анемия, особенно при недостаточном питании железом и увеличении потребности в железе из-за роста (у детей, подростков) или дополнительной потери железа (при менструации). (32)

Дефицит железа часто встречается у спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость. У женщин-марафонцев распространенность этого заболевания достигает 28%, в то время как в общей женской популяции показатель дефицита железа составляет 11%. (33)

Спортсменам, соревнующимся на выносливость, нужно больше железа, потому что их тренировка вызывает увеличение количества эритроцитов. Это означает, что их уровень гемоглобина может казаться нормальным, но уровень ферритина (маркер запасов железа, хранящихся в организме) может быть низким.

Низкий ферритин с гемоглобином в среднем-верхнем нормальном диапазоне и низкий ферритин с гемоглобином в низком нормальном диапазоне являются относительными показаниями для приема препаратов железа у спортсменов. (34)

Кальций

Богатые кальцием продукты питания, такие как молочные продукты, могут снизить всасывание железа. Уровень ферритина был отрицательно связан с количеством потребляемого коровьего молока и потреблением кальция в исследовании с 18-ти месячных детей. (35)

Беременные женщины, употреблявшие коровье молоко не менее 3-х раз в неделю, показывали более низкие уровни ферритина и железа в организме. (24) Диета, богатая молоком и йогуртом, увеличила риск низкого уровня железа на 50% у женщин в Новой Зеландии. (36)

Однако, несмотря на некоторые краткосрочные эффекты, было отмечено, что длительное добавление кальция в рацион питания не оказывает отрицательного влияния на содержание железа и концентрацию ферритина в крови. (37)

Постоянно возрастает значение накопления тканями железа при воспалительных и инфекционных, онкологических, генетических, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваниях (источник)

Цинк

Цинк – это незаменимый минерал и имеет важное значение для иммунной системы. Он может мешать поглощению железа из-за сходных химических свойств и общих путей поглощения.

В исследования с участием человека, прием добавок цинка, вероятно, не имеет клинически важное отрицательное влияние на содержание железа в организме.  Но, когда цинк принимается вместе с железом, то показатель содержания железа не растет по сравнению с тем, когда железо принимается без цинка. (38)

Марганец

Марганец – это незаменимый минерал, который может мешать поглощению железа из-за сходных химических свойств и общих путей поглощения. У человека марганец ингибирует поглощение железа в дозе, зависящей от его типов растворов. Марганец обладает сильным прямым конкурентным ингибированием поглощения железа. (39)

Магний

Некоторые виды распространенных добавок магния, такие как оксид магния, ухудшали абсорбцию железа в исследованиях на клетках. (40)

Куркумин

Куркумин, полифенол, содержащийся в куркуме, связывается с железом и может вызывать дефицит железа в экспериментах на крысах. (41) Он также может помочь крысам с повышенным уровнем железа в крови. (42)

В модели пограничного дефицита железа те крысы, которые получали куркумин, показывали серьезное снижение уровня железа. (43)

Мята перечная, какао и ромашка

В одном исследовании изучалась возможность подавления всасывания железа различными растительными полифенолами в напитках. (44) Исследуемые напитки содержали различные полифенольные структуры и были богаты либо фенольными кислотами (хлорогеновая кислота в кофе), либо мономерными флавоноидами (травяные чаи, ромашка (Matricaria recutita L.), вербена (Verbena officinalis L.), цветок липы (Tilia cordata Mill.), пеннироял (Mentha pulegium L.) и мята перечная (Mentha piperita L.), или сложные продукты полимеризации полифенолов (черный чай и какао).

Действие полифенолов по снижению поглощения железа из пищи:

• Напитки, содержащие от 20 до 50 мг полифенолов в порции уменьшали поглощение железа из хлебной муки на 50-70%
• Напитки, содержащие от 100 до 400 мг полифенолов в порция уменьшили поглощение железа от 60 до 90%

Подавление всасывания железа различными напитками (чаями):

• Черный чай = 79-94%
• Мятный чай = 84%
• Пеннироял = 73%
• Какао = 71%
• Вербена = 59%
• Цветок лайма = 52%
• Ромашка = 47%

Добавление молока к кофе и чаю мало или вообще никак не повлияло на их ингибирующую способность. (44)

Яичные желтки

Яичные желтки снижают всасывание железа. (45)

Экстракт виноградных косточек

Экстракт виноградных косточек (GSE) заметно подавляет всасывание железа в кишечнике (за счет уменьшения экспорта железа в клетках Caco-2). (22)

Регулярное употребление витамина С может противодействовать ингибирующему воздействию низких концентраций полифенолов на всасывание гема железа, но не может противодействовать ингибирующему действию высоких концентраций полифенолов. (22)

Перец чили

Перец чили был способен ингибировать поглощение железа в исследовании с участием молодых женщин, проживающих в тропических регионах Азии. (46)

Имбирь

Одно из основных веществ в имбире – 6-shogaol вызывал снижение уровня ферритина у 3 из 6 (50%) пациентов с ранним миелодиспластическим синдромом (МДС), у которых уровень ферритина был повышен в начале исследования. (47)