Дефицит железа и когнитивные расстройства у детей

Риск развития железодефицитной анемии (ЖДА) наиболее высок у детей раннего возраста, подростков, а также у беременных женщин. Около 70–80% всех диагностируемых анемий связаны с дефицитом железа. У детей раннего




Риск развития железодефицитной анемии (ЖДА) наиболее высок у детей раннего возраста, подростков, а также у беременных женщин. Около 70–80% всех диагностируемых анемий связаны с дефицитом железа. У детей раннего возраста частота сидеропении достигает 73%, при этом вероятность перехода латентного дефицита железа в анемию очень высока [1]. Железо, в силу важности выполняемых им функций, признано эссенциальным, т. е. жизненно необходимым: оно является обязательным и незаменимым компонентом ферментных систем организма, обеспечивающих должный уровень системного и клеточного аэробного метаболизма. С участием этого микроэлемента в организме осуществляются такие биохимические процессы, как транспорт электронов (цитохромы, железосеропротеиды), транспорт и депонирование кислорода (миоглобин, гемоглобин), синтез ДНК, тканевое дыхание. Железо участвует в работе окислительно-восстановительных ферментов (оксидаза, гидроксилаза, супероксиддисмутаза). Депонируется железо при избытке поступления в организм в виде железосодержащих веществ (ферритин и гемосидерин). В то же время свободное железо обладает способностью образовывать свободные радикалы, которые могут повреждать такие важнейшие биологические структуры, как липиды, протеины и ДНК, т. е. являться прооксидантом и оказывать токсическое влияние на организм человека.

Самый важный регулирующий центр гомеостаза железа в организме человека находится на апикальной и базолатеральной мембранах эпителия двенадцатиперстной кишки. Апикальная мембрана энтероцита обращена в просвет кишечника и специализируется на транспорте в клетки гемового и двухвалентного железа. Наиболее интенсивно железо транспортируется через двухвалентный транспортер металла белок DMT1. Базолатеральная мембрана участвует в переносе железа, транспортированного в клетки кишечного эпителия, в плазму крови. Железо, не транспортированное в плазму, выводится из организма путем отшелушивания эпителия кишечника. Запасы железа хранятся в организме в виде ферритина и гемосидерина. При этом ферритин обнаруживается практически во всех клетках, представляя собой легкодоступный резерв железа в растворимой, нетоксичной форме. Наиболее богаты ферритином клетки-предшественники эритроцитов в костном мозге, макрофаги, ретикуло-эндотелиальные клетки печени. При дефиците железа в организме истощаются именно эти запасы. Показателями дефицита железа в организме служат снижение уровня сывороточного ферритина, уменьшение содержания железа в сыворотке крови, повышение ее железосвязывающей способности. Дефицит железа приводит к нарушению иммунитета, снижению работоспособности и ухудшает функционирование головного мозга.

Согласно современным исследованиям, наибольшее содержание железа после гемоглобина эритроцитов наблюдается в клетках головного мозга. Youdim и соавторы (1989) показали, что обмен железа в тканях головного мозга находится на более низком уровне, чем в печени, так как клетки головного мозга имеют низкую способность депонирования данного микроэлемента. Однако, в отличие от печени, головной мозг дольше удерживает железо, что препятствует истощению его запасов. В то же время на фоне ферротерапии железо быстрее накапливается в печени, нежели в головном мозге [3]. Железо в тканях головного мозга участвует в генерации импульсов в нервных синапсах, в процессах миелинизации нервных волокон, оказывает влияние на функции гипоталамуса [4]. В случае недостатка железа снижаются количество и чувствительность допаминовых рецепторов Д2, что ведет к нарушению метаболизма допамина в нервных синапсах, в результате чего уменьшается стимулирующий эффект на следующую клетку и сокращается количество проходящих импульсов [4, 5]. Эксперименты, проведенные John L. Beard (2001) на крысах, у которых наблюдался дефицит железа, показали, что недостаток железа сопровождается уменьшением концентрации экстрацеллюлярного допамина в полосатом ядре мозга, в связи с чем уменьшается активность транспортного белка допамина — ДАТ (допаминовый транспортер), активизирующего Д2-рецепторы на пресинаптической мембране [4]. Авторы пришли к выводу, что в условиях дефицита железа происходит перестройка допаминовых рецепторов и увеличение синтеза опиатных пептидов, блокирующих активность ДАТ, что со временем приводит к нарушениям поведения, моторики. Таким образом, дефицит железа может оказывать специфическое воздействие как на центральную нервную систему (нервные клетки, миелин), так и на процесс передачи нервных импульсов [6]. Результаты экспериментальных исследований показали, что дефицит железа, сопровождающийся снижением дофаминергической активности, может привести к изменению поведенческих реакций [7], познавательных функций, негативно повлиять на способность к обучению и память.

Дефицит железа определяется более чем у четверти всего населения земного шара [8]. В течение последних 20 лет проводились многочисленные исследования, посвященные влиянию дефицита железа на различные функции организма. Наиболее убедительными оказались результаты исследований B. Lozoff с коллегами [9, 10, 13], подтвердившие наличие отдаленных неблагоприятных эффектов сидеропении. С целью контроля использовался полный набор тестов, отражающих когнитивное, психоэмоциональное и двигательное развитие, а также проводилась оценка успеваемости в школе. Авторы показали, что подростки, которые в младенческом возрасте имели хронический, тяжелый дефицит железа, получали более низкие баллы при оценке их умственной и двигательной активности. После учета фоновых факторов различия оставались статистически достоверными при выполнении арифметических и письменных заданий, оценке моторной активности, а также некоторых особых когнитивных процессов (пространственная, избирательная память и др.). Многие из детей, в прошлом имевшие дефицит железа, оставались на второй год обучения или обращались за дополнительной помощью в учебе. Родители и учителя оценивали их поведение как проблемное, отмечали у детей беспокойство или депрессию, трудности в общении и проблемы, связанные с отсутствием внимания. Таким образом, тяжелый длительный дефицит железа в раннем возрасте может проявляться впоследствии задержкой развития и изменением поведенческих реакций. Таким детям требуется дополнительная помощь во время учебы в школе, что является важным аргументом в пользу профилактики дефицита железа в раннем возрасте. Учитывая, что развитие головного мозга, процессы его дифференцировки относятся преимущественно к перинатальному периоду и к первым годам жизни, необходима коррекция дефицита железа именно в раннем возрасте [14, 15].

Выбору препарата для коррекции сидеропении придается особое значение, поскольку длительность лечения может составлять от нескольких недель до нескольких месяцев. При этом важны не только эффективность, но и отсутствие побочных эффектов и осложнений, приверженность к проводимой терапии, особенно в педиатрической практике. Главными требованиями, предъявляемыми к препаратам железа для приема внутрь, используемым в детской практике, являются: достаточная биодоступность, высокая безопасность, хорошие органолептические характеристики, лекарственные формы, удобные для пациентов всех возрастов. Этим критериям в наибольшей степени отвечают препараты железа на основе гидроксид-полимальтозного комплекса (феррум лек, мальтофер). Нами были проведены обследования 101 ребенка с железодефицитным состоянием с ЖДА — 48, с латентным дефицитом железа (ЛДЖ)— 33), а также группы детей (20 человек) без сидеропении. В исследование были включены дети в возрасте от 4 мес до 5 лет, из них 60% мальчиков и 39,6% девочек. Подавляющее большинство детей (81%) были в возрасте 1–3 лет, средний возраст — 1 год 8 мес. Наблюдение осуществлялось в домах ребенка № 8 и № 24 Москвы. По этическим соображениям контрольную группу плацебо не набирали. При этом нарушения физического и психического развития (задержка развития) выявлялись с высокой частотой в обеих группах и мало отличались у детей с ЖДА (отставание в физическом развитии в 1-й группе выявлено у 48% детей, во второй — у 54%; отставание в психическом развитии отмечалось у 70% детей 1-й группы и у 66% малышей во 2-й группе) и ЛДЖ (отставание в физическом развитии в 1-й группе выявлено у 35% детей, у 47% — во 2-й; отставание в психическом развитии отмечалось у 48% детей 1-й группы и у 53 % — 2-й группы). Все дети с железодефицитным состоянием получали препараты железа. Период наблюдения составил от 3 до 12 мес. На фоне приема препаратов у испытуемых отмечалось уменьшение симптомов мышечной гипотонии, улучшилось состояние кожи и ее придатков, значительно изменились к лучшему показатели психического и физического развития. При этом не было выявлено побочных эффектов.

В 1996 г. A. B. Bruner и соавторы [3] провели рандомизированное исследование по оценке эффективности коррекции препаратами железа латентного его дефицита у девочек-подростков. Эффективность лечения железом оценивалась при помощи анкеты, гематологических и когнитивных тестов, которые проводились до начала и через 8 нед после начала лечения. Авторы отметили существенное повышение ферритина в сыворотке крови в основной группе (ферритин сыворотки 27,3 против 12,1 мкг/л; p < 0,001), результаты теста на запоминание слов и проверку памяти также были лучше, чем у девочек, входивших в контрольную группу (р < 0,02).

Таким образом, отрицательное действие дефицита железа на головной мозг может быть обусловлено непосредственно анемией, приводящей к уменьшению активности ферментов тканевого дыхания, снабжения клеток мозга кислородом, что проявляется своеобразием в поведении детей. Позднее Losoff и соавторы (1998) оценивали поведение детей в возрасте от 12 до 23 мес, страдающих ЖДА. Авторы проводили тестирование с целью оценки их умственного и моторного развития. Показано, что дети с ЖДА: старались держаться ближе к няням; меньше демонстрировали удовольствие или восторг; были более осторожными, нерешительными, легко уставали; были не так активны при проведении тестов с предметами по сравнению с детьми без дефицита железа; оказались менее внимательными к объяснениям и демонстрациям; менее охотно играли. Из этого следует, что ЖДА в младенчестве сопровождается изменениями эмоциональной сферы. Нельзя исключить, что «функциональная изоляция» ребенка в более старшем возрасте является следствием нарушения развития детей при ЖДА [13]. При этом существуют доказательства взаимосвязи тяжести анемии и степени нарушения функции мозга. Интересные исследования были проведены Tucker и соавторами (1984), которые показали, что от уровня железа зависит активность как левого полушария у правшей, так и затылочной доли обоих полушарий и что дефицит железа приводит к нарушению памяти [14].

Однако окончательно не установлено, является ли только дефицит железа причиной задержки развития или все обсуждаемые нарушения функций мозга могут быть спровоцированы иными факторами [11]: дефицитом других жизненно важных питательных веществ, низким социальным уровнем семьи [5], отравлением свинцом [3]. Поэтому проведение исследований по оценке влияния дефицита железа на метаболические процессы, происходящие в головном мозге, на познавательные процессы и поведенческие реакции у детей и подростков до настоящего времени не теряет актуальности.

Литература
  1. Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология. М.: Издательство НИИ биомедицинской химии РАМН. 2000. С. 311–321.
  2. Анемии у детей: диагностика и лечение: практическое пособие для врачей/под ред. А. Г. Румянцева, Ю. Н. Токарева. М.: МАКС Пресс, 2000. С. 9–17.
  3. Youdim M. B. H., Ben-Shachar D., Yehuda S. Putatuve biological mechanisms of the effect of iron deficiency on brain biochemistry and behavior//American Jornal of Clinical Nutrition. 1989; 50: 607–617.
  4. John L. Beard. Iron biology in immune function, muscle metabolism and neuronal functioning//J of Nutrition. 2001; 131: 568–580.
  5. Yehuda S., Yodim M. Brain iron: a lesson from animal models//American Jornal of Clinical Nutrition.1982; 50: 618–629.
  6. Booth I. W., Aukett M. A. Iron deficiency anaemia in infancy and early children//Arch. Dis. Child. 1997; 76: 549–553.
  7. Youdim M. B. H., Ben-Shachar D., Ashkenazi R., Yehuda S. Brain iron and dopamine receptor function, adv Biochem Psychopharmacol. 1983; 37: 309–321.
  8. Walker T. Effects of iron-deficiency anaemia on cognitive skills in infancy and childhood//Baillieres. Clin. Haematol. 1994; 7: 815–827.
  9. Lozoff B. Brittenham Behavioral alterations in iron deficiency. Hemotol Oncol. Clin. N Am. 1987; 1: 449–464.
  10. Lozoff B., Jimenez E., Hagen J., Mollen E., Wolf A. W. Poorer behavioural and developmental outcome more than 10 years after treatment for iron deficiency in infancy//Pediatrics. 2000; 105: 51.
  11. Walter T. Impact of iron deficiency on cognition in infancy and childhood. Eur. J Сlin. Nutr. 1993; 47: 307–316.
  12. Bruner A. B., Joffe A., Duggan A. K., Casella J. F., Brandt J. Randomised study of cognitive effects of iron supplementation in non-anemic iron-deficient adolescent girls//Lancet. 1996, Oct. 12; 348 (9033): 992–996.
  13. Losoff B., Klein N. K., Nelson E. C., McClish D. K., Manuel M., Chacon M. E. Behavior of infants with iron-deficiency anemia//Child. Dev. 1998. Feb; 69 (1): 24–36.
  14. Tucker D. M., Sandstead H. H., Penland J. G. et al. Iron status add brain function: serum ferritin levels associated with asymmetries of cortical electrophysiology and cognitive perfomance//American Journal of Clinical Nutrition. 1984; 39: 105–113.
  15. Oski F. A., Honig A. S., Helu B., Howanitz P. Effect of iron therapy on behaviour performance in non-anemic, iron-deficient infants//Pediatrics. 1983; 71: 877–880.

Н. А. Коровина, доктор медицинских наук, профессор
И. Н. Захарова, доктор медицинских наук, профессор
В. И. Свинцицкая
РМАПО, Москва



Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных

Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт