About the role of iron and the consequences of its deficiency in young children

Full Text

Актуальность. Железо является важным микронутриентом для всех живых организмов. Одно из фундаментальных свойств железа – обеспечение способности гемоглобина (Hb) транспортировать кислород для оксигенации тканей. Железо участвует в пролиферации и дифференциации клеток, является ко-фактором митохондриальной дыхательной цепи, цикла Кребса и синтеза ДНК. Микронутриент влияет на иммунную защиту, участвуя в пролиферации Т-лимфоцитов [1, 2, 5].

Согласно Глобальному исследованию бремени болезней человечества, проведенного в 2017 г., железодефицитная анемия (ЖДА) встречается более чем у 1,1 миллиарда человек во всем мире. Распространенность анемии с 1997 по 2021 гг. у детей первых пяти лет составляет 61%, наибольшая заболеваемость у детей в возрасте 1–30 месяцев [3]. 

Железо имеет решающее значение для развития центральной нервной системы и влияет на когнитивный профиль растущих детей, так как оно участвует в энергетическом обмене мозга, миелинизации нервных волокон и нейротрансмиссии, [3, 4]. ДЖ ограничивает адаптивный иммунитет и реакцию на вакцинацию, анемия 2-3 степени является противопоказанием для вакцинации, что смещает график профилактической иммунизации [5].

Статус железа в организме ребёнка регулируется  гепсидином, синтез которого зависит от концентрации Fe. Активность синтеза гепсидина прямо коррелирует с уровнем железа крови. При повышении концентрации сывороточного железа усиливается синтез гепсидина, что вызывает снижение всасывания микронутриента энтероцитами. Снижение транспортного пула железа, гипоксия и ускоренный эритропоэз угнетают синтез гепсидина в печени, стимулируя абсорбцию железа в проксимальном отделе тонкой кишки [3, 6].

У доношенного новорожденного уровень железа ориентировочно соответствует 75 мг на кг массы тела, 60% которого поступает в третьем триместре беременности.  Железо у новорожденных распределяется следующим образом: 75–80% содержится в эритроцитах в виде фетального гемоглобина, 10% – в тканях, (например, мышечный миоглобин), 10–15% депонируется (преимущественно, в виде ферритина) [7]. В течение первых 2 месяцев жизни растет синтез Hb взрослого типа (HbA), замещая полностью синтез фетального Hb. У эритроцитов, содержащих HbA, сроки циркуляции снижены. К 4–6 месяцам жизни запасы железа значительно уменьшаются, и младенцу требуется много Fe2+, пока он утраивает массу тела и удваивает запасы железа. Потребность в абсорбированном железе у детей в возрасте 7–11 месяцев оценивается примерно в 0,8 – 1 мг/день [8].

Факторы, влияющие на уровень железа в организме в зависимости от периода детства. Дети первого года жизни (с рождения до 1 года): железодефицитная анемия у матери во время беременности, преждевременные роды, низкие неонатальные запасы железа, стремительный рост ребёнка, исключительно грудное вскармливание.

Дети раннего возраста (с 1 года до 3 лет): длительное исключительно грудное вскармливание, кормление коровьим молоком, продукты прикорма с низким содержанием железа, низкий социально-экономический статус.

Поскольку потребность в железе минимальна у детей с нормальной массой тела при рождении, грудного молока достаточно для ее удовлетворения, в среднем, до 4 месяцев жизни. Считалось, что всасывание железа из грудного молока составляет до 50%, но недавнее исследование показало, что биодоступность элемента снижается, составляя к 6 месяцам 16,4% [8]. Исключительно грудное вскармливание после 4 месяцев связано с повышенным риском ДЖ. Вероятность ДЖ увеличивается на 4,8% за каждый дополнительный месяц исключительно грудного вскармливания [3, 8].

Меры по профилактике ДЖ в возрасте от 4 до 6 месяцев включают достаточное потребление продуктов, богатых железом, но в большинстве не обогащенных продуктов прикорма его содержание низкое [9]. Польза от продуктов питания может быть ограничена объемом потребления и биодоступностью содержащегося железа.

Продукты, богатые железом: красное мясо, субпродукты, моллюски, яйца, бобовые, орехи и сухофрукты. Высокое содержания железа в геме, который содержится в красном мясе (говядина, телятина) – высоко ценном источнике железа (усвоение приблизительно 25%). [10].

В основе ограничения употребления детьми мясных продуктов могут лежать: низкий доход на душу населения, цены на мясо, культура питания (в том числе распространенность вегетарианства и исключение отдельных видов мяса по религиозным убеждениям) [10]. Необходимо отметить, что термическая обработка мяса, в зависимости от способа приготовления, снижает уровень гемового железа (средняя потеря 17 % при нагревании до 60 °C, и 50 % через 60 мин при 95 °C) [11].

Продукты растительного происхождения содержат негемовое железо, которое обеспечивает более 80% Fe в стандартном рационе. Однако, биодоступность его снижена и составляет, по данным различных авторов, 1–12% [3, 10]. Повышают биодоступность элемента аскорбиновая и лимонная кислоты, которые способны уравновесить действие ингибиторов (кальций, казеин, пищевые волокна, а также фитаты и полифенолы, содержащиеся в чае и кофейных напитках) [10].

Коровье молоко, по мнению многих, считается прекрасным сбалансированным продуктом, полезным для организма. Но, с научной точки зрения, коровье молоко имеет невысокий уровень железа (0,3–0,6 мг/л) с низкую биодоступность, обусловленную высоким содержанием казеина и кальция [12]. Имеются обширные данные, свидетельствующие о негативном влиянии большого объема коровьего молока (более 400 мл/день) младенцами на статус железа. Каждый месяц потребления коровьего молока детьми грудного возраста увеличивал риск ДЖ и ЖДА на 39% и 18%, соответственно [12]. Учитывая вышесказанное, родители детей грудного и раннего возраста не должны использовать коровье молоко как основной источник нутриентов, в частности железа.

Потребность в железе у детей раннего возраста относительно высока, и ее не всегда удовлетворяет типичная диета. Содержание железа в организме по отношению к массе тела составляет примерно 40 мг/кг, в то время как средний прирост массы тела с 1 года до 4 лет составляет 7 кг. Абсорбция железа данной категории детей составляет 18% [7, 8]. Данная категория детей подвержена высокому риску развития дефицитных состояний в частности ЖДА.

Цель исследования: изучение основных причин железодефицитной анемии (ЖДА) у детей раннего возраста и оценка экономического ущерба.

Материал и методы исследования. Нами было проведено ретро- и проспективное когортное исследование, в котором проанализированно 126 историй болезней в период с 2017 по 2021 гг. Работа была направлена на исследование детей, госпитализируемых в педиатрическое отделение №1 БУЗ ВО «ВОДКБ №1» с диагнозом ЖДА. Изучены: структура заболеваемости (по полу, возрасту и степени тяжести), причины ЖДА, длительность госпитализации; а также произведен подсчет экономических издержек.

Критерии включения в исследование:  доношенные новорожденные, возраст на момент госпитализации от 6 до 36 месяцев, дети больные ЖДА без сопутствующих заболеваний.

Критерии исключения: недоношенные дети; пациенты с анемиями другой этиологии, неясной причиной ДЖ; а также дети со смежной соматической патологией (заболевания почек, ВПС, рахит).

С учетом критериев включения и исключения в анализ включено 70 детей, из них 46 мальчиков и 24 девочки.

Статистическая обработка данных: составлены вариационные ряды, произведен расчет средних арифметических и стандартных отклонений исследуемых показателей, критерии достоверности рассчитывались при помощи пакета программы «МедСтат 2021». Исследование было одобрено ответственным этическим комитетом ВГМУ им. Н.Н. Бурденко.

Полученные результаты и их обсуждение. Распределение пациентов в исследуемом временном промежутке представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Количество госпитализированных детей с ЖДА в период с 2017 по 2021гг.

 

Как видно из рисунка, ежегодное число детей, госпитализированных с ЖДА составляет от 10 до 18 человек.  

При исследовании причин ДЖА, согласно медицинской документации, данным беседы с мамой/родственниками больных, получено следующие: основной причиной на протяжении 5 лет являлось  чрезмерное употребление цельного коровьего и/или козьего молока (49 детей – 70%); далее – несвоевременное введение/полное отсутствие в рационе мясных продуктов (16 детей – 22,8%); предшествующая тяжелая бактериальная инфекция (5 пациентов – 7,2%).

Таблица 1 –  Длительность госпитализации детей с ЖДА

Год	Средняя продолжительность госпитализации (сутки)	Количество койко-дней в году (всего)	Общее число койко- дней за 5 лет
2017 (n=14)	10,7 ± 5,8	151	774
2018 (n=15)	9,5 ± 5	143
2019 (n=13)	10,7 ± 9	187
2020 (n=10)	10,7 ± 3	107
2021 (n=18)	10,3 ±  3	186

 

Как следует из данных таблицы длительность пребывания детей с ЖДА в больнице составила в среднем 10 дней. В течение года эта цифра для пациентов с этой нозологией варьировала от 107 до  186 дней.

Средний возраст на момент госпитализации у детей составил в 2017 году - 13,5±6,1 месяцев, в 2018 году – 16±8,3 месяцев, в 2019 году – 12±4,5 месяцев, в 2020 году – 10,4±3 месяцев, в 2021 году – 18± 6,8 месяцев.

Таким образом, в каждом году анализируемого периода в исследовании превалировали дети в возрасте от 1 года до 3 лет. Среди детей с ЖДА 46 детей (65,7%) проживали в Воронежской области, а 24 (34,3%) детей – в городе Воронеже.

По степени тяжести анемии при поступлении детей в больницу распределение было следующим: 10 детей (14,2%) имели анемию легкой степени тяжести [99,5 g/l]; у 25 детей (35,7%) она оказалась средней степени тяжести [78,4 g/l], у 35 детей (50%) при поступлении наблюдалась тяжелая анемия [55,3 g/l], при этом у 10 из них уровень гемоглобина при поступлении был ниже 50 г/л. [44,3 g/l]. Другие показатели - уровень эритроцитов, гематокрит, средний объём эритроцита, среднее содержание гемоглобина в эритроците представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Лабораторные показатели клинического анализа крови у детей с ЖДА.

Год исследования	Эритроциты×10¹²/л	Гематокрит %	Средний объём эритроцита (fL)	Среднее содержание гемоглобина в эритроците (pg)
Референсный диапазон	3,76-5,7	33,5-52	80-100	28-32
2017 (n=14)	4,6±0,69	26,5±4,9	56,8±9,3	20,4±9,5
2018 (n=15)	4,6±0,8	24,5±5,2	53,2±3,6	15,2±8,8
2019 (n=13)	4,6±0,9	24±3	54,1±13	15,3±5
2020 (n=10)	4,5±1	24,2±4,3	54±6,8	14,9±2,2
2021 (n=18)	4,6±0,9	22,2±4,9	48±4,3	12,6±1,6

 

Из данных таблицы 2 следует, что во всех исследуемых группах показатели гематокрита, среднего объёма эритроцита и среднее содержание гемоглобина в эритроците находились ниже нормы референсных значений. Уровень эритроцитов находился в пределах нормы.

Средний уровень сывороточного железа при поступлении в стационар у обследованных детей был: в 2017 году – 3,9±2,5 мкмоль/л; в 2018 году – 5 ± 3,9 мкмоль/л; в 2019 году – 2,8±1,5 мкмоль/л; в 2020 году – 3.5 ±1,7 мкмоль/л; в 2021 году – 2,2±0,6 мкмоль/л.

Лечение детей со средней и тяжелой степенью анемии в стационаре проводилось препаратами Железа [III] гидроксид полимальтозат (парентеральная форма). Курс составил 5-7 суток, доза – 50 - 100 мг /в/в через день с последующим переходом на пероральный прием в дозе  50 мг/сут (2 капли/кг) в течение 3 месяцев.

При легкой тяжести анемии применялся Железа [III] гидроксид полимальтозат (пероральная форма). В терапии у всех наблюдаемых детей также использовались витамины группы В (тиамин, пиридоксин и цианокобаламин ). В 27 случаях была назначена фолиевая кислота в дозе 5 мг в сутки в течение 7 суток. В 3 из 70 случаях возникла потребность в гемотрансфузии.

Результаты макроэкономического анализа экономического ущерба, формируемого наличием у пациента железодефицитной анемии следующие. Стоимость койко-дня в педиатрическом отделении №1 ВОДКБ №1 в период с 2017 по 2021 гг. составила, в среднем, 2450 рублей. Общее количество дней, проведенных детьми с ЖДА в стационаре, составило 774 дня. Экономические затраты в денежном выражении составили приблизительно 2 167 200 рублей. Данные затраты могли бы быть уменьшены при рациональном питании детей первого и второго года жизни и при условии проведения профилактики препаратами железа.

Дефицит железа остается серьезной глобальной проблемой здравоохранения, учитывая его последствия для здоровья. Железодефицитная анемия является одним из наиболее частых алиментарных заболеваний, регистрируемых во всем мире, в странах с различным экономическим уровнем. У детей первых лет жизни адекватные запасы железа имеют решающее значение для эритропоэза и нейрокогнитивного развития. Следовательно, подходы, направленные на снижение риска дефицита железа в раннем возрасте, имеют важное значение для общественного здравоохранения.

У доношенных младенцев до 4 месяцев депонированное и полученное с грудным молоком железо достаточно для удовлетворения потребностей. С 6 месяцев диетические рекомендации предполагают преимущественное использование железосодержащей твердой пищи.  Детей раннего возраста следует продолжать кормить продуктами, богатыми или обогащенными железом. Наши исследования подтвердили, что наиболее частой причиной ЖДА анемии у детей раннего возраста являются нарушения вскармливания в виде чрезмерной дотации цельного молока и несвоевременное введение в рацион продуктов богатых железом. Экономические затраты на терапию ЖДА в регионе можно было бы избежать или уменьшить при повышении информированности населения о правильном питании детей первых лет жизни. Могут в этом помочь и созданные компьютерные технологии/программы. Особенно созданные для персонального компьютера либо смартфона.

Стремясь повысить эффективность диетической профилактики ДЖ и ЖДА, необходимо предпринять дальнейшие усилия по снижению стоимости продуктов детского питания для доступности всем категориям населения. Данная мера сформирует основу для  партнерства между лицами, определяющими политику в области общественного здравоохранения, субъектами здравоохранения и промышленными секторами.

Согласно результатам  проведенного нами исследования, в период с 2019 по 2020 гг. число госпитализаций детей с ЖДА снижалось. Мы надеемся, что это было связано в том числе  вероятно, этот факт связан с выходом методических рекомендация по питанию детей в возрасте до 3 лет, но, вероятно, это было также обусловлено пандемией новой коронавирусной инфекцией (COVID 19).

Чрезмерное употребление детьми раннего возраста коровьего молока (до 1,5-2 л/сут) – самая частая причина ЖДА среди госпитализированных. Стоит отметить, что в сельской местности по-прежнему существует «культ» ценности коровьего/козьего молока, что нашло отражение в результатах. Необходима еще большая актуализация информации о чрезмерном потреблении данного продукта.

С 6 месяцев необходимо вводить продукты прикорма, которые смогут покрывать физиологические потребности в макро- и микронутриентах, в частности, мясо.

Необходима организация здоровьесберегающей деятельности в направлении профилактики дефицитных состояний у детей. Одним из методов в данном направлении может стать работа с населением по вопросам организации правильного питания. Преимущества данного метода в полной физиологичности, отсутствии необходимости специальных навыков и знаний от родителей. Ограничением такого подхода может стать стоимость продуктов детского питания, обогащенных микронутриентами, особенно в семьях с низким социально-экономическим уровнем неблагоприятных социально-экономических условиях. При этом в большинстве регионов нашей страны нет «молочной кухни», где независимо от дохода семьи можно получить продукты специализированного детского питания.

Касаемо детей – реконвалесцентов бактериальных инфекций с анемией интересно было бы уточнить, что первично, ДЖ, так как он опосредованно влияет на иммунорезистентнось организма [15], либо тяжелая бактериальная инфекция послужила причиной развития ЖДА. Известный факт, что многие патогенные бактерии в процессе жизнедеятельности потребляют большое количество Fe, тем самым уменьшают его запас в организме больного ребёнка [13].

Троим (3) из 70 детей пришлось проводить трансфузию эритроцитарной взвеси. Несмотря на карантинизацию и тщательное обследование доноров, определенные риски ассоциированных с гемотрансфузией заболеваний существуют.

На лечение детей, участвующих в исследовании, затрачена сумма порядка 2-х миллионов рублей за 5 лет. Экономический ущерб в рамках страны оценить достаточно сложно. Но снизить данные траты можно было бы путем профилактики за счет достижений нутрициологии. В различных регионах было бы эффективно для уменьшения дефицита железа распространить столичный опыт снабжения семей, воспитывающих детей раннего возраста, полноценным набором продуктов детского питания. Существуют также персонифицированные компьютерные программы, направленные на формировании сбалансированного рациона питания. В 2022 году нами разработано программное обеспечение (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022619989 от 27.05.2022 г. «Расчет рациона питания детей раннего возраста»), являющиеся вспомогалеьным инструментом в работе врача по выбору оптимального рациона питания с учетом индивидуальных характеристик ребенка. Использование такого инструмента в практической деятельности позвоялет уменьшить дефицит различных нутриентов, в том числе и железа у детей раннего возраста.

Выводы. Профилактические мероприятия могут быть интегрированы в политику общественного здравоохранения и просвещение населения.  Данная стратегия, на наш взгляд, наиболее экономически эффективна, так как затраты на профилактику ДЖ выгоднее, по сравнению, со стоимостью лечения ЖДА [14].

About the authors

Vladislav Cherkasov

ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Author for correspondence.
Email: vlad_cherkasov_1994@mail.ru

ассистент кафедры госпитальной педиатрии

Russian Federation, г. Воронеж, ул. Студенческая, д. 10

Tatyana Nastusheva

ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Email: nastat53@mail.ru

д.м.н., профессор, заведующая кафедрой госпитальной педиатрии

Russian Federation, г. Воронеж, ул. Студенческая, д. 10

References