Роль витаминов, микроэлементов и эритропоэтина в кроветворении
VIII. РОЛЬ ВИТАМИНОВ И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В КРОВЕТВОРЕНИИ.
Железо не является единственным микроэлементом, участвующим в кроветворении. Велика роль и других незаменимых микроэлементов. Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о том, что нарушения в обмене железа сказываются на метаболизме других металлов и других важных медиаторов клеточной функции. Особенное значение это имеет при беременности, когда развивающийся плод уязвим к недостаточности микроэлементов.
МЕДЬ — является одним из основных незаменимых микроэлементов, входящих в состав важнейших ферментов, опосредующих в организме жизненно важные процессы, например, дыхание и эритропоэз .Медь находится в тесной связи с изменениями в обмене железа. Медь необходима для эритро- и гранулоцитопоэза. Она участвует в созревании и стимуляции ретикулоцитов и других гемопоэтических клеток, путём активации цитохромоксидазы. Медь способствует устойчивости мембраны клеток и мобилизации железа, его транспорту из ткани в костный мозг. Медь считается основным активатором гемоглобина. В составе супероксиддисмутазы она принимает участие в функционировании антиоксидантной системы. При дефиците меди нарушаются эритро- и гранулоцитопоэз, что способствует развитию гипохромной анемии и нейтропении. Во время недостаточности меди, значительно понижается продолжительность жизни эритроцитов, однако ещё не известен механизм этого явления.
МАРГАНЕЦ — является одним из незаменимых микроэлементов, служит кофактором многих мультиферментных систем, в свою очередь, детерминирующих важнейшие биохимические и физиологические процессы в организме, а именно, синтез нуклеиновых кислот, метаболизм различных гормонов. Имеются также данные об участии марганца в синтезе функционально способных молекул гемоглобина.
ЦИАНКОБАЛАМИН (В12) — обеспечивает нормальный гемопоэз путем активации созревания эритроцитов.
ФОЛИЕВАЯ КИСЛОТА (В9 ) — влияет на биосинтез ДНК в клетках костного мозга;стимулирует эритро-, лейко- и тромбопоэз.
АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА (С) — облегчает всасывание железа в желудочно-кишечном тракте; влияет на включение железа в синтез гема в костном мозге; участвует в процессе высвобождения железа из депо.
РЕТИНОЛ (A) — участвует в мобилизации железа из депо.
РИБОФЛАВИН (В2 ). При дефиците рибофлавина в организме увеличивается экскреция железа с мочой.
ПИРИДОКСИН (В6 ). Дефицит пиридоксина отражается на состоянии аминокислотного обмена (лизина, гистидина, метионина) специфически участвующих в процессе всасывания железа в кишечнике и синтезе Hb.
В2 и В6 — являясь коэнзимами окислительно-восстановительных процессов, оказывают влияние на гемопоэтическую функцию костного мозга.
ЭРГОКАЛЬЦИФЕРОЛ (D) — участвуют в переносе железа из депо в костный мозг и его абсорбции из крови.
РОЛЬ ЭРИТРОПОЭТИНА В ЭРИТРОПОЭЗЕ.
Эритропоэтин (ЭПО) — белок, фактор роста. Занимает центральное место в регуляции эритропоэза. Вырабатывается в почках. Является физиологическим регулятором продукции эритроцитов и играет ключевую роль в приспособлении этой продукции к метаболическим потребностям в кислороде. Оказывает стимулирующий эффект на костный мозг. Способствует пролиферации ранних эритроидных предшественников, поддерживает их выживание при созревании (препятствует апоптозу), оказывает стимулирующий эффект на синтез Hb и на включение железа клетками костного мозга.
На основе многолетних исследований, проведенных в 1995-2005 гг. в лаборатории клинической биохимии ГУ НЦАГиП РАМН (руководитель проф. В.А.Бурлев) был разработан алгоритм диагностики, профилактики и лечения ЖДС у беременных.
Источник
Витамины для синтеза эритроцитов
а) Влияние эритропоэтина на эритрогенез. При помещении животного или человека в атмосферу с низким парциальным давлением кислорода эритропоэтин начинает формироваться в течение нескольких минут или часов и достигает максимальной продукции в течение 24 ч. Однако на протяжении примерно 5 сут в циркулирующей крови новые красные клетки практически не появляются.
Увеличение продукции красных клеток крови, связанное с функцией механизма эритропоэтина при снижении оксигенации тканей
На основании этого факта, а также результатов других исследований установлено, что важным эффектом эритропоэтина является стимуляция продукции проэритробластов из гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге. Кроме того, сразу после формирования проэритробластов эритропоэтин способствует более быстрому, чем в норме, прохождению этих клеток через разные эритробластические стадии, еще больше ускоряя продукцию новых красных клеток крови.
Быстрое образование клеток продолжается до тех пор, пока человек находится в условиях низкого давления кислорода или пока количество эритроцитов не станет достаточным для переноса адекватного количества кислорода к тканям, несмотря на низкое парциальное давление кислорода. В этом случае скорость продукции эритропоэтина снижается до уровня, способного поддерживать необходимое, но не избыточное количество красных клеток крови.
При отсутствии эритропоэтина костный мозг формирует очень мало эритроцитов. С другой стороны, если эритропоэтина синтезируется много, а железо и другие необходимые питательные вещества представлены в изобилии, скорость продукции красных клеток крови может возрасти в 10 и более раз по сравнению с нормой. Следовательно, механизм эритропоэтина для регуляции продукции эритроцитов является очень мощным.
б) Созревание красных клеток крови — потребность в витамине В12 (цианкобаламине) и фолиевой кислоте. В связи с постоянной потребностью в поступлении новых красных клеток в кровь эритропоэтические клетки костного мозга являются одними из наиболее быстрорастущих и размножающихся клеток в организме. Следовательно, их созревание и скорость продукции в значительной степени зависят от состояния питания человека.
Особенно важны для окончательного созревания красных клеток крови два витамина: витамин В12 и фолиевая кислота. Оба витамина необходимы для синтеза ДНК, поскольку каждый из них разным путем участвует в формировании тимидинтрифосфата — одного из важных стандартных блоков ДНК.
Следовательно, недостаток витамина B12 и фолиевой кислоты ведет к синтезу аномальных и уменьшенных молекул ДНК и нарушению созревания ядер и клеточного деления. Более того, эритробластные клетки костного мозга, кроме неспособности быстро размножаться, образуют в основном более крупные красные клетки крови, называемые макроцитами. У таких клеток очень ломкая мембрана, часто неправильная овальная форма вместо обычной формы двояковогнутого диска.
После выхода в циркулирующую кровь эти плохо сформированные клетки способны нормально переносить кислород, но ломкость резко укорачивает их жизнь: до 1/2 или даже 1/3 нормального срока жизни эритроцитов. В связи с этим дефицит витамина В12 или фолиевой кислоты ведет к нарушению созревания в процессе эритропоэза.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Источник
Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции системы кроветворения (Fe, Ca, Mg, Co, Cu, Zn, Mo, витамины B9, B12, K, B6, B5, D, E, омега-3, омега-6 жирные кислоты)
Комплексный анализ основных витаминов и микроэлементов, необходимых для нормального гемопоэза, используемый для диагностики заболеваний крови, в том числе анемии.
Основные микронутриенты гемопоэза, дефицит микронутриентов при анемии, анализы при анемии.
Hemopoiesis, vitamins and trace elements, Micronutrients in anemia, Nutrient status in anemia.
Высокоэффективная жидкостная хроматография.
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
- Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
- Не курить в течение 30 минут до исследования.
Общая информация об исследовании
Гемопоэз – комплексный процесс, включающий формирование и последовательное созревание клеток трех основных гемопоэтических ростков (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). В норме у взрослого человека и ребенка функцию кроветворения выполняет красный костный мозг, сосредоточенный преимущественно в плоских костях и эпифизах трубчатых костей. Часть соединений, необходимых для гемопоэза, человеческий организм способен вырабатывать самостоятельно (АТФ, глицин, фосфолипиды). Однако значительную роль в процессе гемопоэза играют соединения, которые в естественных условиях организмом не синтезируются, – витамины и микроэлементы. Их поступление полностью зависит от качества питания.
Организации, занимающиеся разработкой рекомендаций по диетологии, периодически пересматривают и публикуют рекомендованные суточные нормы потребления витаминов и микроэлементов, рассчитанные для среднестатистического здорового человека определенной возрастной группы. Так, например, норма железа составляет 11 мг/сутки для младенца женского или мужского пола, 8 мг/сутки – для взрослого мужчины и 18 мг – для взрослой женщины, а беременные женщины должны получать не менее 27 мг железа в сутки. Дефицит или, наоборот, избыток этих соединений может оказывать негативное влияние на процесс гемопоэза.
Наибольшее клиническое значение имеет анемия, обусловленная дефицитом железа, фолиевой кислоты (витамин В9), витамина В12 (цианокобаламин) и В6 (пиридоксаль-5-фосфат). Несмотря на разную этиологию, различные формы анемии, однако, имеют схожую симптоматику в виде повышенной утомляемости, одышки и учащенного сердцебиения. По этой причине диагностика анемий и других нарушений кроветворения носит комплексный характер. Очень информативным является комплексное исследование, включающее витамины и микроэлементы, нарушение метаболизма которых может быть причиной заболевания.
Железо и витамин B6 необходимы для синтеза гема молекулы гемоглобина, а их дефицит приводит к нарушению созревания эритроцитов. Железодефицитная анемия (ЖА) – это самая частая форма анемии как среди взрослого населения, так и у детей. Причинами ЖА могут быть алиментарный дефицит железа (например, вегетарианство), кровопотеря (например, обильные менструации, частые носовые кровотечения), хроническое кровотечение пищеварительного тракта (язвенная болезнь желудка, геморрой), инфекционные заболевания (глистные инвазии), заболевания тонкой кишки (целиакия) и прием лекарственных средств (холестирамин, омепразол), затрудняющие всасывание железа. ЖА можно заподозрить при выявлении у пациента микроцитарной (MCV менее 80 мкм 3 ) анемии, а также некоторых других клинико-лабораторных характеристик крови: анизоцитоза (увеличение RDW) и гипохромии эритроцитов, а также тромбоцитоза.
Изолированный дефицит витамина В6 встречается достаточно редко, однако он является распространенным осложнением лечения изониазидом, циклосерином и пеницилламином. Клинико-лабораторные признаки анемии, обусловленной дефицитом витамина В6, напоминают таковые при железодефицитной анемии – характерны микроцитоз и гипохромия, – показатели обмена железа при этом, однако, в норме.
Другой причиной анемии является дефицит витаминов B12 (цианокобаламина) и B9 (фолиевой кислоты). Эти витамины необходимы для нормального синтеза ДНК и последующего деления клеток. Их дефицит приводит к развитию макроцитарной анемии (MCV более 100). Клинические и лабораторные изменения, наблюдаемые при дефиците фолиевой кислоты и витамина В12, очень похожи друг на друга, поэтому чаще эти формы анемии рассматривают вместе. Причинами дефицита В12 могут являться веганская диета, заболевания поджелудочной железы (хронический панкреатит), желудка (атрофический гастрит) и подвздошной кишки (болезнь Крона), препятствующие нормальному всасыванию этого витамина, и редко дифиллоботриоз,; причинами дефицита фолиевой кислоты — хронический алкоголизм, беременность, применение некоторых лекарственных препаратов (метотрексат, триметоприм, фенитоин). В отличие от других макроцитарных анемий, обусловленных, например, гипотиреозом, анемия, вызванная дефицитом витамина В12 или фолиевой кислоты, также является мегалобластической анемией – то есть в мазке крови наблюдаются гиперсегментированные нейтрофилы и ядросодержащие эритроциты.
Железо, фолиевая кислота и витамины В12 и В6 являются ключевыми компонентами кроветворения. Роль других микронутриетов также важна, однако не является определяющей. Так, например:
- кальций участвует в переключении кроветворения с печеночного на костномозговое, что происходит после рождения;
- медь выступает в роли кофактора фермента, окисляющего ионы железа до двухвалентного состояния Fe 2+ — именно в окисленной форме железо связывается с белком-переносчиком трансферрином и попадает в костный мозг;
- витамин Е (токоферол) препятствует воздействию оксидативного стресса на мембраны эритроцитов;
- омега-3 и омега-6 жирные кислоты регулируют пролиферацию клеток миелоидного ростка.
Дефицит этих, а также некоторых других микронутриентов может сопровождаться нарушением кроветворения.
Таким образом, к нарушению кроветворения, и в первую очередь к анемии, может приводить дефицит достаточно широкого спектра соединений. Комплексное исследование позволяет заподозрить причину заболевания. В некоторых случаях, однако, могут потребоваться дополнительные исследования, в том числе морфологическое исследование костного мозга.
Для чего используется исследование?
- Для диагностики заболеваний крови, в первую очередь анемии.
Когда назначается исследование?
- При наличии симптомов анемии: повышенной утомляемости, одышки, учащенного сердцебиения.
- При наличии факторов риска анемии: хронического кровотечения ЖКТ, обильных менструаций, хронических инфекционно-воспалительных заболеваний (глистные инвазии, туберкулез), приема некоторых лекарственных средств (омепразол, фенитоин, метотрексат), хронического алкоголизма и др.
- При обнаружении у пациента лабораторных признаков анемии (снижения уровня эритроцитов и/или гемоглобина).
Что означают результаты?
Магний: 12.15 — 31.59 мг/л
Железо: 270.00 — 2930.00 мкг/л
Цинк: 650.00 — 2910.00 мкг/л
Витамин В5 (пантотеновая кислота): 0.2 — 1.8 мкг/мл
Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол): 3.0 — 49.6 нг/мл
Витамин К (филлохинон): 0.1 — 2.2 нг/мл
Кобальт: 0.10 — 0.40 мкг/л
Кальций: 86.00 — 102.00 мг/л
Молибден: 0.10 — 3.00 мкг/л
Медь: 575.00 — 1725.00 мкг/л
Хром: 0.05 — 2.10 мкг/л
Витамин Е: 5.00 — 18.00 мкг/мл
Витамин B9 (фолиевая кислота): 2.5 — 15.0 нг/мл
Витамин В12 (цианокобаламин): 189.0 — 833.0 пг/мл
Витамин В6 (пиридоксаль-5-фосфат): 8.70 — 27.20 нг/мл
Причины понижения показателей:
- алиментарный дефицит (вегетарианство, веганские диеты);
- период активного роста (подростки), беременность, лактация;
- заболевания кишечника, препятствующие нормальному всасыванию витаминов/микроэлементов (целиакия, болезнь Крона);
- хронический алкоголизм;
- прием некоторых лекарственных препаратов (фенитоин, пероральные контрацептивы, метотрексат, триметоприм и другие);
- наследственные нарушения метаболизма.
Причины повышения показателей:
- гемохроматоз (избыток железа);
- гиперпаратиреоз, злокачественные заболевания, саркоидоз, длительная иммобилизация (избыток кальция);
- гипервитаминоз витаминов D и E.
Что может влиять на результат?
- Возраст;
- характер питания;
- физиологическое состояние организма (беременность, лактация, реконвалесценция, интенсивные физические нагрузки);
- прием лекарственных препаратов;
- наличие сопутствующих заболеваний.
Кто назначает исследование?
Терапевт, врач общей практики, педиатр, гематолог.
Литература
- Varney ME, Buchanan JT, Dementieva Y, Hardman WE, Sollars VE. A high omega-3 fatty acid diet has different effects on early and late stage myeloid progenitors. Lipids. 2011 Jan;46(1):47-57. doi: 10.1007/s11745-010-3491-3. Epub 2010 Oct 31.
- Fauci et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine/A. Fauci, D. Kasper, D. Longo, E. Braunwald, S. Hauser, J. L. Jameson, J. Loscalzo; 17 ed. — The McGraw-Hill Companies, 2008.
Источник