В 2023 году исследователи из Цюриха опубликовали в American Journal of Haematology результаты эксперимента, который наглядно доказал, что некоторые напитки и еда существенно влияют на всасывание железа в нашем кишечнике. Участницами этого исследования стали девушки из числа студенток Цюрихского университета, у которых был диагностирован дефицит железа без анемии, то есть, их ферритин был ниже 45 мкг/л при нормальном гемоглобине (>120 г/л). Эксперимент проводили в два этапа, по три дня каждый.
На первом этапе каждая участница в течение трех дней принимала по 100 мг элементарного железа в сутки (эквивалентно 1 таблетке «Сорбифер» или 1 капсуле Ferro sanol duodenal), меченого тремя разными радиоактивными изотопами по следующей схеме:
- День 1 — 100 мг железа утром натощак, запить простой водой. (Изотоп 1)
- День 2 — 100 мг железа утром натощак, запить апельсиновым соком, содержащим 80 мг витамина С. (Изотоп 2)
- День 3 — 100 мг железа утром вместе с завтраком (хлеб, йогурт, апельсиновый сок) + кофе. (Изотоп 3)
Затем следовал перерыв длительностью в три недели. Это необходимый срок для того, чтобы железо, поступившее в организм в течение первых трех дней эксперимента, было поглощено костным мозгом и израсходовано на синтез гемоглобина в созревающих там эритроцитах. Процесс созревания новых красных клеток занимает как раз три недели. Когда, спустя этот срок, эритроциты окажутся в крови, их можно будет взять на анализ, чтобы измерить, какая доля железа меченого каждым из трех изотопов, проникла в организм участниц.
Именно поэтому этого нужны три разные радиоактивные метки, по одной для каждой из трех таблеток, которые принимали участницы. С помощью меток можно отличить экспериментальное железо от всего остального, которое уже было в организме до начала исследования. Сканируя эти метки в составе гемоглобина, рассчитывается доля железа, проникшего из кишечника через специальные каналы для всасывания железа в кровь именно из этих таблеток.
После забора крови для анализов, начинался второй этап эксперимента, в рамках которого те же женщины в течение еще трех дней принимали по 100 мг элементарного железа, меченого тремя разными изотопами по следующей схеме:
- День 1 — 100 мг железа утром натощак + 500 мг витамина С. (Изотоп 1)
- День 2 — 100 мг железа утром запить чашкой кофе. (Изотоп 2)
- День 3 — 100 мг железа днем, через 4 часа от последнего приема пищи, запить простой водой. (Изотоп 3)
Спустя еще три недели, участницам повторно брали кровь и смотрели, какое количество каждого из трех изотопов оказалось в составе гемоглобина их эритроцитов на этот раз. Дальше было самое интересное. На основе этих измерений исследователи рассчитывали, сколько миллиграмм железа из таблетки усвоила каждая женщина в каждый из 6 дней эксперимента. То есть, как каждое из условий приема железа повлияло на его всасывание. Давайте еще раз перечислим все шесть условий:
- Утром натощак, запить простой водой.
- Утром натощак, запить апельсиновым соком, содержащим 80 мг витамина С.
- Утром вместе с едой, в том числе молочными продуктами, и чашкой кофе.
- Утром натощак, запить таблеткой витамина С в дозе 500 мг.
- Утром натощак, запить чашкой кофе.
- Днем, через 4 часа после последнего приема пищи, запить простой водой.
За эталон, для расчета влияния разных условий на всасывание железа, в этом эксперименте был принят самый первый день, когда участницы принимали железо утром натощак и запивали его простой водой. И чтобы точно понять, что означают цифры результатов, которые мы увидим далее, давайте вспомним, чем проценты отличаются от процентных пунктов.
Типичный % всасывания железа из таблетки
Сколько миллиграмм железа будет усвоено из таблетки, зависит прежде всего от степени дефицита железа в организме. Чем меньше железа в запасах, то есть чем ниже ферритин, тем больше клеток тела испытывают нехватку микроэлемента для повседневных нужд. Каждая из них посылает биохимический сигнал в кровь о потребности в железа. Эти сигналы суммируются и влияют на уровень гормона гепсидина.
При высокой концентрации в крови, этот гормон способен блокировать большое число каналов для всасывания железа в кишечнике. Но, чем больше сигналов о потребности в железе посылают клетки тела при дефиците этого микроэлемента, тем ниже становится уровень гепсидина в крови, тем больше каналов для всасывания железа остаются открытыми в кишечнике, чтобы удовлетворить запрос большого количества клеток в микроэлементе.
Упрощая этот механизм, можно сказать, что чем ниже ферритин, тем больше железа, которое уже поступило в кишечник с пищей или препаратами, может проникнуть оттуда в кровь через эти открытые каналы.
Однако, количество этих каналов на клетках ограничено. Поэтому не любое количество железа из разовой дозы может проникнуть в организм. Известно, что при при выраженном дефиците железа (ферритин ниже 10 мкг/л) в среднем из таблетки будет усвоено 30% той дозы, которую она содержит. Если дефицит железа менее выраженный (ферритин выше 30 мкг/л), то доля железа, которая попадет из таблетки в кровь, снижается до 10% и ниже. При уровне ферритина в крови выше 50 мкг/л, эта доля и вовсе падает до 1-2%. Потому что, по мере повышения уровня ферритина, растет и концентрация гормона гепсидина, который постепенно блокирует все больше каналов для всасывания. Это данные других исследований, проводившихся в течение последних 20 лет, в том числе с использованием радиоактивных изотопов.
Теперь вернемся к девушкам из эксперимента в Цюрихе. В каждый из дней исследования они получали 100 мг элементарного железа. Напомню, это эквивалентно 1 таблетке «Сорбифер» или 1 капсуле Ferro sanol duodenal. Предположим, что у всех у них был выраженный дефицит железа. (На самом деле в этой группе были девушки с разной степенью дефицита, но для упрощения и наглядности расчетов мы предположим, что у всех у них ферритин был ниже 10 мкг/л). Тогда в среднем каждая из них усвоила бы по 30 мг железа (30% от 100 мг) в самый первый день исследования, когда принимала таблетку утром натощак и запивала ее простой водой. Это и есть наш эталон для сравнения во все остальные дни при иных условиях приема препарата. На языке науки эта точка отсчета называется baseline.
Как разные условия приема железа влияют на его всасывание из таблетки внутри одного и того же организма
Такой дизайн исследования, как я описала выше, можно отнести к crossover дизайну. Это когда каждый член группы, участвующей в эксперименте, является своим собственным контролем. А группа участниц в целом — своей собственной группой контроля. Первый день исследования по сути измеряет это контрольное состояние всасывания железа в кишечнике каждой участницы, когда никакие факторы на него не влияют, кроме самого здоровья кишечника и его физиологической способности всасывать железо в условиях выраженного дефицита микроэлемента в организме. Первый день дает ответ на вопрос, как в принципе этот кишечник пропускает через себя атомы железа, когда ничего другого там нет, железо принимается натощак в компании с простой водой.
Дальше эта группа контроля превращается в экспериментальную группу. С ней совершают некоторые манипуляции в рамках исследования. Например, дают запить той же девушке тот же препарат не водой, а апельсиновым соком. Или наоборот, чашкой кофе. После чего считают, на сколько больше или меньше железа усвоил тот же самый кишечник при новом условии.
Из более ранних исследований известно, что, в случае выраженного дефицита железа, здоровый кишечник самостоятельно способен усвоить в среднем 30% железа от дозы в таблетке, в данном случае, это будет 30 мг из 100 при приеме железа утром натощак в компании с простой водой.
Улучшение или ухудшение всасывания железа в остальные дни эксперимента при других условиях приема в этой статье тоже выражается в процентах, только это уже не процент от всей дозы в выпитой таблетке, а процент от baseline, от того количества, которое было усвоено в эталонный день, когда железо запивалось простой водой утром натощак. То есть это процент от 30 мг усвоенных в первые сутки для женщин с выраженным дефицитом железа.
При желание, вы можете сделать ориентировочные расчеты для себя, опираясь на следующие данные по фракционной абсорбции железа, полученные в исследованиях для небеременных женщин 18-50 лет:
- При ферритине ниже 10 мкг/л в среднем из дозы, которая содержится в вашей таблетке, усваивается 30% железа при однократном приеме утром натощак.
- При ферритине 15 мкг/л — 15% от дозы.
- При ферритине 20 мкг/л — 13% от дозы.
- При ферритине 30 мкг/л — 10% от дозы.
- При ферритине выше 50 мкг/л — 5% и менее.
А теперь, давайте посмотрим, какими же были результаты исследования:
- При приеме препарата утром натощак, запивая его апельсиновым соком, содержащим 80 мг витамина С, участницы усваивали на 30% больше железа из таблетки по сравнению с контролем (с приемом железа утром натощак с простой водой).
Используя простую пропорцию, можно вычислить, что 30% от 30 мг — это 9 мг. То есть добавление витамина С позволяло участницам, при выраженном дефиците, усвоить 39 мг железа вместо 30 мг в абсолютных цифрах. Или 39% из 100 мг железа в таблетке, вместо 30%, как в эталонный день. Относительный прирост эффективности составил 30% при использование сока с витамином С вместо воды для запивания таблетки, а в абсолютных значениях эффективность выросла лишь на 9 процентных пунктов (30% —> 39%).
Остановимся ненадолго в этом месте и вспомним, что существует огромный и ничем не обоснованный миф о «кофакторах для железа», согласно которому железо невозможно усвоить без этих «кофакторов», и наоборот, при добавлении «кофакторов» железо усваивается на 100%, ну, или, по крайней мере, гораздо лучше.
Как показывают исследования с использованием железа, меченного радиоактивными изотопами, во-первых, даже из самых эффективных (по данным мета-анализа 2021 года) препаратов на основе сульфата железа II, 100% железа не усваивается ни при каких условиях. Во-вторых, без участия всяких «кофакторов», при запивании таблетки (а также: сиропа, капель и капсул) простой водой, из кишечника в кровь попадает очень значительная доля микроэлемента из препарата. И, в-третьих, добавление витамина С, который из всех добавок, которым приписывают свойство — улучшать всасывание железа — является единственной, которая действительно его улучшает, это улучшение составляет лишь 30% от того, на что способна простая вода.
Теперь давайте посмотрим, как доза этого витамина С влияет на всасывание железа, согласно данным цюрихского исследования, которое мы с вами продолжаем рассматривать:
- При приеме препарата утром натощак, запивая его не апельсиновым соком с естественным содержанием витамина С, а таблеткой витамина С в дозе 500 мг, участницы с выраженным дефицитом железа усваивали на те же 30% больше железа по сравнению с контролем (вода). Те же 39 мг вместо 30.
Доза витамина С более 80 мг не дает преимущества, а значит, нет необходимости пить железо вместе с высокими дозами витамина С, чтобы улучшить всасывание. Достаточно запить его апельсиновым соком.
Кроме того, многие препараты железа уже содержат необходимую дозу витамина С прямо в таблетке, для максимального улучшения всасывания. Это можно проверить в разделе «состав» в инструкции. Если вы пропустили заключительную лекцию прошлого сезона, где я рассказывала про особенности составов самых эффективных препаратов железа, существующих на рынке, ее запись можно посмотреть вот тут и на сайте Pro et contra.
Теперь давайте посмотрим на те условия из исследования, которые не улучшали, а напротив, ухудшали всасывание.
- Если принять железо утром натощак, но запить его чашкой кофе, то в среднем можно усвоить на 54% меньше железа, по сравнению с контролем (вода). 54% от 30 мг это 16 мг. То есть, запивая железо кофе можно потерять половину ежедневной эффективности, усваивая всего 14 мг (30 — 16) вместо 30, как в эталонный первый день.
- Если к утреннему кофе, выпитому после железа, добавить еще завтрак, содержащий злаки и молочные продукты, то в среднем можно усвоить на 66% железа меньше, по сравнению с контролем (вода). 66% от 30 мг — это 20 мг. То есть вместо потенциальных 30 будет усвоено всего 10 мг, что соответствует 10% от общей дозы железа в таблетке, которую использовали в исследование. И это несмотря на то, что кроме кофе в завтрак входил тот же самый апельсиновый сок, что и во второй день эксперимента.
- И, наконец, если принять железо в середине дня спустя 4 часа после последнего приема пищи, то есть, на голодный желудок, запив его снова простой водой, в среднем можно усвоить на 37% меньше железа, чем если принять его с той же самой водой утром натощак. 37% от 30 мг — это 11 мг. Значит вместо 30 мг, которые потенциально можно усвоить при утреннем приеме препарата железа, днем, несмотря на отсутствие пищи, которое могло бы негативно повлиять на всасывание, как в предыдущих примерах, усвоить можно только 19 мг.
На первый взгляд это исследование выглядит довольно бесполезным, хоть и красивым. Мы и так давно знаем, что витамин С улучшает всасывание железа, а молочные продукты, кофе, чай и сырые цельные злаки содержат вещества, которые связывают железо и не дают ему соединиться со своими каналами на энтероцитах, чтобы быть усвоенным, то есть уменьшают эффективность препаратов для приема внутрь. Поэтому многие препараты железа и содержат необходимую дозу витамина С в составе таблетки, а врачи рекомендуют принимать железо отдельно от молока, чая и кофе, в идеале — утром натощак.
И все же, это исследование дает нам кое-что интересное. Во-первых, оно измеряет насколько именно улучшают и ухудшают всасывание железа разные условия его приема. А, во-вторых, очень наглядно демонстрирует еще одну особенность нашей системы всасывания железа. Эта особенность заключается в том, что помимо пищи и напитков на всасывание железа влияет уровень гормона гепсидина, который подвержен суточным колебаниям, которые согласуются с циркадным ритмом.
Когда пить железо?
Обратите внимание на самый первый и самый последний дни эксперимента, когда железо принималось натощак и запивалось простой водой, только в первом случае это происходило утром с 6 до 9 часов, во втором — в середине дня, в обед спустя 4 часа после последнего приема пищи. Разница в эффективности составила 37% или 11 мг. То есть наш кишечник утром усваивает на треть больше железа, чем днем, из той же самой таблетки, при прочих одинаковых условиях.
Почему так происходит? По двум причинам. Во-первых, сама пища содержит железо. Далеко не так много, как препараты для лечения анемии, но достаточно, чтобы оно стимулировало синтез дополнительной порции гепсидина, который постепенно выделяется в кровь в течение нескольких часов после завтрака. Этот гепсидин блокирует каналы для всасывания железа. И хоть доза гепсидина в кровь попадает небольшая в ответ на небольшую дозу железа в пище, часть каналов все же будут им закрыты и меньше атомов железа проникнут в кровь далее в течение дня, как из пищи, так и из препаратов. Но есть еще и второй аспект, это влияние мелатонина на гепсидин.
Мелатонин регулирует циркадный ритм, повышается в вечерние часы, достигает пика в середине ночи и снижается постепенно к утру, чтобы в течение светового дня оставаться на минимальном уровне. И по какой-то причине, мелатонин тащит за собой гепсидин. График суточного изменения гепсидина пусть и не в точности совпадает, но согласуется с мелатониновыми колебаниями. Наименьшая концентрация гепсидина в крови отмечается в середине ночи и ранние утренние часы, когда мелатонин тоже идет на спад, чтобы мы могли проснуться. В течение дня гепсидин растет, достигая своего пика между обедом и ужином. А ночью гепсидин начинает снижаться, чтобы к утру оказаться на минимальных значениях.
Именно поэтому утренний прием железа в эксперименте из Цюриха оказался более эффективным. Утром, при низком уровне гепсидина в крови, максимальное количество каналов для всасывания железа открыты. Вся система всасывания, обновив свои настройки за сутки, готова усвоить максимально возможную дозу из таблетки. Именно поэтому во многих рекомендациях по приему железа указано, что предпочтительно препараты принимать утром натощак.
В реальной практике, однако, это далеко не всегда возможно. В рамках этого исследования участницам после приема железа натощак в компании витамина С запрещалось есть и пить что бы то ни было, кроме простой воды, в течение 3 часов. То есть утренний прием натощак был таким эффективным при условии, что и после приема железа испытуемая продолжала голодать. Один раз ради эксперимента такое можно провернуть. Но средний срок лечения дефицита железа без анемии с помощью препаратов для приема внутрь — 8-12 недель, а с анемией в два раза дольше. Ежедневно пить железо по утрам и не есть потом еще по 3 часа в течение 3 месяцев — мне представляется проблематичным. Не говоря уже о том, что в эти утренние три часа нельзя пить кофе и чай. Кроме того, многие женщины отмечают, что при приеме железа натощак испытывают тошноту или боли в желудке, которые не беспокоят их при приеме железа после еды.
Как практик с большим опытом в этой области, я продолжаю придерживаться мнения, что наиболее удобный и безопасный в отношение побочных эффектов период дня для приема железа при лечение латентного дефицита, когда достаточно однократного приема препарата в сутки — это вечер перед сном или спустя 2 часа после ужина. Как минимум потому, что на ночь редко пьют кофе, который, по данным этого же исследования наиболее сильно снижает всасывание железа. К тому же, таблетка, выпитая перед сном не в тот же самый момент окажется у каналов для всасывания в тонкой кишке. Первые два часа она проведет в желудке и только затем попадет в 12-перстную кишку и начнет свое многочасовое путешествие вниз по пищеварительному тракту, оказавшись у каналов для всасывания уже в середине ночи, когда гепсидин падает, позволяя усвоить достаточно много железа для эффективной терапии. Однако, если вы хорошо переносите утренний прием железа натощак, то, безусловно, можете использовать именно такой режим.
Если же необходимо принимать железо дважды в день, как бывает при терапии железодефицитный анемии, наиболее удачными окнами для эффективного всасывания будут утро и вечер перед сном. Причем утренний прием не обязательно должен быть натощак. Как показывают данные исследования из Цюриха, завтрак, даже содержащий молочные продукты, имеет значительно меньше влияния на всасывание железа, чем кофе в составе этого завтрака. То есть критически важно не пить кофе, а также чай и минеральную воду, богатую магнием, в течение как минимум двух часов после приема железа. Но принять железо после завтрака, а не на голодный желудок, если вы не переносите прием препарата натощак, все-таки возможно. Это не навредит всасыванию микроэлемента существенно. При этом лучше избегать молочных продуктов в составе завтрака. А вот фрукты или фруктовый сок добавить в него наоборот стоит.
Детально о том, как лечат дефицит железа в 21 веке, опираясь на данные современной науки, читайте в книге «Антианемия»
