Потенційна роль заліза та міді при дитячому ожирінні та неалкогольній жировій хворобі печінки
1 Перша медична кафедра, Медичний університет Парацельса, Мюльнер Гауптштрассе 48, 5020 Зальцбург, Австрія
2 Відділ досліджень ожиріння, Медичний університет Парацельса, Müllner Hauptstrasse 48, 5020 Зальцбург, Австрія
3 кафедра педіатрії, Медичний університет Парацельса, Müllner Hauptstrasse 48, 5020 Зальцбург, Австрія
Анотація
1. Вступ
Окрім надлишку калорій, було показано, що порушення гомеостазу заліза та Cu (Cp) сприяють патогенезу НАЖХП, хоча дослідження проводились переважно у дорослих. Цей огляд узагальнює наявні дані педіатричних досліджень. Крім того, узагальнюються дані досліджень для дорослих, де клінічна значимість може бути екстрапольована на дитяче ожиріння та НАЖХП.
2. Фізіологія заліза
Залізо в основному потрібно для біосинтезу гему в еритропоезі [6]. Приблизно 1-2 мг заліза поглинається з дванадцятипалої кишки щодня [7], тоді як більша частина отримується шляхом повторного використання застарілих еритроцитів.
Дієтичне залізо всмоктується через двовалентний транспортер металів 1 (DMT1) у вигляді Fe 2+ у проксимальній частині дванадцятипалої кишки [8]; згодом транспортування заліза через базолатеральну мембрану здійснюється ферропортином (FPN) [9]. Хоча гем є важливим джерелом заліза з раціону, а також забезпечує залізо для клітинних потреб заліза шляхом його повторного використання, механізм ентерального поглинання гему ще не визначений [10]. Перед тим, як потрапляти в кров, завантажену на трансферин [11], залізо окислюється у форму заліза (Fe 3+) трансмембранним Cu-залежним фероксидазним гефестином [12].
Клітини, як правило, сприяють засвоєнню заліза через рецептор трансферину (TfR1) відповідно до внутрішньоклітинного попиту на залізо [13] і експортують залізо через FPN. Надлишок заліза в основному зберігається у гепатоцитах або макрофагах у вигляді феритину [14].
Системний гомеостаз заліза підтримується за допомогою гормоноподібного механізму негативного зворотного зв'язку за допомогою пептидного гормону 25-амінокислоти гепсидину (печінкового бактерицидного білка) [15]. Гепсидин виконує свої регуляторні функції щодо гомеостазу заліза шляхом зв’язування з FPN, тим самим приводячи до фосфорилювання FPN, деградації та, як наслідок, блокування клітинного експорту заліза, що спричинює зменшення вмісту заліза в сироватці крові [16]. Крім печінки, гепсидин продукується жировою тканиною (АТ), макрофагами та клітинами острівців підшлункової залози [17, 18]. Експресія гепсидину стимулюється залізом, гіпоксією та прозапальними цитокінами або адипокінами [19], такими як інтерлейкін 6 (IL-6), а також лептин [20, 21]. Дефіцит гепсидину призводить до нестримного поглинання заліза і є патофізіологічним механізмом, що лежить в основі спадкового гемохроматозу [22]. І навпаки, експресія гепсидину посилюється при запальних станах, що призводять до затримки заліза в макрофагах та зменшення споживання заліза з ентероцитів, як це спостерігається при анемії хронічного захворювання [23].
3. Статус заліза у дітей з ожирінням
Щодо споживання заліза з їжею, не виявлено різниці між ожирінням та дітьми, які не страждають ожирінням [24, 25]. Однак поширеність дефіциту заліза була вищою серед дітей, що страждають ожирінням, порівняно із суб'єктами із нормальною вагою в промислово розвинутих країнах [26, 27]. Як концентрація заліза в сироватці крові, так і запаси заліза, як вказують концентрації феритину в сироватці крові, демонструють негативну кореляцію з ІМТ [28, 29]. Подібним чином дефіцит заліза збільшувався із збільшенням відсотка жиру в тілі та маси вісцерального жиру у переддолесцентах [25]. Поширеність дефіциту заліза є подібною у чоловіків та жінок у пубертатному віці з ожирінням [28]. Це на відміну від дітей із нормальною вагою, де дефіцит заліза частіше спостерігається у дівчат, ніж у хлопців [30].
На додаток до вищої поширеності дефіциту заліза у підлітків із ожирінням, добавки заліза є менш ефективними у дітей із надмірною вагою через зменшення всмоктування заліза в дванадцятипалій кишці порівняно з однолітками із нормальною вагою, що також може бути пояснено збільшенням гепсидину в циркуляції [31]. На цьому шляху зниження ваги призводить до зниження рівня гепсидину і лептину, а потім до збільшення всмоктування заліза та поліпшення стану заліза, що забезпечує непрямі докази того, що асоційоване із ожирінням запалення лежить в основі недостатнього засвоєння дуоденального заліза [32, 33].