Железо: восполнять дефицит или?

В 1952-м году Юджин Вайнберг был одарённым учёным-микробиологом со здоровым любопытством и больной женой. Ей диагностировали лёгкую инфекцию прописали антибиотик тетрациклин. Профессор Вайнберг пытался понять мог ли её рацион питания как-то повлиять на эффективность антибиотиков. Наше понимание бактериальных инфекций сейчас находится в зародышевом состоянии, поэтому в 1952-м году знания медицины в этом вопросе были практически нулевыми. Вайнберг решил проверить, как будут реагировать антибиотики на наличие или отсутствие тех или иных веществ, которые поступали в организм его жены вместе с пищей.

В своей лаборатории Индианского университета он поручил своему помощнику добавить в дюжину чашек Петри три компонента: тетрациклин, органической или элементарное питательное вещество, свое для каждой чашки и затем высадить туда бактерии. Несколько дней спустя одна из чашек была настолько переполнена бактериями, что ассистент профессора Вайсберга решил, что забыл добавить в эту чашку антибиотик. Он повторил эксперимент для этого ростового компонента и получил точно такой же результат- массовый рост бактерий. Питательные вещества в этом образце настолько стимулировали размножение бактерий, что ему удалось практически нейтрализовать действия антибиотика. Наверно, вы уже догадались, что в чашке было железо.

Затем Вайнберг решил доказать, что доступ к железу помогает почти всем бактериями размножаться практически беспрепятственно. Оставшуюся часть жизни он посвятил изучению негативных последствий употребления избыточного количества железа для людей и тому, как с ним связаны другие формы жизни.

Обмен железом в организме человека – сложнейший процесс, в котором задействованы практически все части тела. У здорового взрослого в организме находится, как правило, от 3 до 4 г железа. Большая его часть содержится в гемоглобине крови и помогает в переносе кислорода, однако железо можно найти по всему организму. С учётом того, что железо не только необходимо нам для выживания, но и может поставить нашу жизнь под угрозу, неудивительно, что у нас есть свои механизмы защиты, ориентированы именно на железо.

Мы наиболее всего уязвимы перед инфекции, когда у неё есть прямой доступ к нашему организму. У взрослого без ран и повреждений кожи путями этого доступа служит рот, глаза, нос, уши и гениталии. Поскольку болезнетворным организмам для выживания необходимо железо, наше тело предусмотрительно установило запрет на железо на этих участках. Более того, эти входные отверстия постоянно патрулируется так называемыми хелаторами – различными группами веществ которые присоединяясь к ионам металла и молекулам железа, не дают им быть кем бы ты ни было использованными. Слёзы, слюна, слизь - то есть те жидкости, которые находятся в этих отверстиях – богаты хелаторами.

Но на этом наша система противодействия использованию железа вражескими организмами не заканчивается. Когда нас первые осаждает болезнь, наша иммунная система начинает работать на полную мощность и дает отпор так называемый реакцией острой фазы. Наша кровь наполняется специальными противодействующими болезни белками, и одновременно с этим железо изолируются так, чтобы биологические захватчики не могли использовать его против нас. Нечто подобное происходит в тюрьме при угрозе бунта заключённых – коридоры заполняет охрана, надёжно защитив оружейную.

Похожая реакция происходит когда здоровые клетки становится раковыми и начинают бесконтрольно делиться.

Раковым клеткам для роста нужно железо, вот организм пытается ограничить к нему доступ. Сейчас проводятся фармакологические исследования с целью создания лекарств, борющихся с раком аналогичным способом – за счет ограничения раковым клеткам доступа к железу.

По мере того, как мы стали больше понимать зависимость бактерии от железа, некоторые методы лечения народной медицины вновь заслужили уважение. Раньше люди накладывали на раны смоченное в яичном белке сено с целью защиты их от инфекции. Оказалось, что это была не такая уж и плохая идея – яичный белок, собственно, и предназначен для того, чтобы не дать развиться инфекции. Яичная скорлупа пористая по своей структуре – это необходимо для того чтобы находящийся внутри куриный зародыш мог «дышать». Очевидная проблема с пористой скорлупой в том, что не только воздух может через неё проникать – всевозможные микробы тоже не упустят возможности воспользоваться такой лазейкой. Однако яичный белок не дает им пройти, потому что в нём содержится огромное количество белков – хелаторов (тех самых изолирующих железа белков, которые патрулируют входы в наш организм (таких как овотрансферрин, защищающий эмбрион, который находится в желтке, от инфекции.

Взаимосвязь между железом и инфекцией также объясняет, каким образом кормление новорождённого грудью помогает защитить его от инфекции. Материнское молоко содержит лактоферрин – хелатообразующий белок, который связывает железо и не дает воспользоваться им вредоносным бактериям.

За очень редким исключением только несколькие виды бактерий используют в своем обмене веществ другие металлы. Практически всем формам жизни на земле чтобы выжить, нужно железо.

Что ж, теперь вы знаете, что, когда дело касается железа, нужно знать меру, как и со всем остальным на свете. Однако вплоть до недавнего времени медицина отказывалась это понимать. Железо считалось полезным, и все думали что чем больше железа, тем лучше.

Врач по имени Джон Мюррей, работая вместе со своей женой в сомалийском лагере для беженцев, заметил, что многие кочевники, несмотря на сильную анемию постоянно заражения всяческими опасными болезнетворными организмами, в том числе возбудителями малярии, туберкулёза и бруцеллеза, не демонстрировали никаких видимых признаков инфекции. Он решил изучить эту аномалию, начав давать части кочевников железо. Стоит ли удивляться, что вскоре после того, как некоторые кочевники начали принимать железо в виде пищевой добавки, инфекция сразу же взяла верх. уровень инфекционных болезней среди кочевников, получивших вместе с пищей дополнительное железо, резко взлетел. Сомалийские кочевники противостояли всем этим инфекциям, несмотря на свою анемию. Точнее, они противостояли вирусам благодаря своей анемии. Ниже приведён яркий пример эффективности механизм изоляции железа в организме.

Тридцать пять лет назад врачи в Новой Зеландии повсеместно кололи младенцам маори раствор железа. Они полагали, что питание маори (коренные жители Новой Зеландии), слишком скудное, с низким содержанием железа, из-за чего их младенцы склонны к анемии.

Младенцы маори, которым делали уколы раствора железа, в семь раз чаще страдали смертельно опасными инфекциями, в том числе септицемией (заражение крови) и менингитом. Как у каждого из нас, в организме младенцев содержится изолированные штаммы потенциально опасных бактерий, однако обычный организм держит их под контролем. Вводя младенцам в кровь железо, врачи тем самым обеспечивая бактерии пищей что и приводило к таким плачевным результатам. Не только внутривенное введение железа способно привести к подобным росту инфекции: обогащенная железом пища также может прийтись по вкусу различным бактериям. У многие грудных детей в кишечнике могут находиться споры возбудители ботулизма (эти споры могут содержаться в меде, и это, кстати, одна из причин по которым маленьким детям особенно в возрасте до одного года, не следует давать мёд). Если споры живут это может привести к смертельному исходу. В ходе исследования 69 случаев младенческого ботулизма в Калифорнии было выявлено ключевое различие между смертельными не смертельными случаями ботулизма младенцев. У детей, которые вместо грудного молока получали обогащенную железом молочную смесь, болезнь начинала развиваться в более раннем возрасте, в результате чего они оказывались в зоне риска. Установлено что всех десятерых погибших от ботулизма детей кормили обогащенным железом детским питанием. К слову, гемохроматоз – не единственное наследственное заболевание получившее почётное место в нашем генофонде благодаря своему свойству защищать организм от других угроз, и далеко не все они связаны именно с железом. Вторая по распространённости наследственная болезнь среди европейцев после гемохроматоза – кистозный фиброз. Это ужаснейшая, изнурительная болезнь, способна поражать различные части организма. Большинство людей с кистозным фиброзом умирают молодыми обычно от болезни лёгких. Для развития болезни в ДНК человека должны присутствовать две копии мутировавшего гена. Человека с одной копией опасного гена называют носителем, однако болезнь у него не развивается. Считается, что как минимум 2 % потомков европейцев являются носителями мутировавшего гена так что с генетической точки зрения эта мутация довольно распространённая. Стоит ли удивляться что современные исследования обнаружили что наличие копи гена приводящего к кистозному фиброзу в какой-то мере защищает носителя от туберкулёза. Туберкулез, также именуемый чахотка из-за того как быстро человек от него чахнет повинен в 20 % всех смертей в Европе в период с 1600-го по 1900-й год, так что это чрезвычайно случайно опасная болезнь. Неудивительно, что наш вид впустил в свой генофонд такую опасную мутацию, чтобы хоть как-то уберечь себя от преждевременной смерти.

По материалам книги Шарона Моалема "Выживает слабейший. Как болезнь работает на эволюцию", ISBN: 978-5-04-101117-8, Год издания: 2018, Твердый переплет. 256 стр.