Сироваткове залізо: особливості метаболізму і роль у забезпеченні фізичної працездатності спортсменів

Автори: Лариса Гуніна, Ірина Рибіна

Розділ: Медицина И Биология

Видано у номері: 2020, 4

Ключові слова:

Анотація:

doi: 10.32652/olympic2020.4_6

Мета. На основі аналізу даних наукової літератури та узагальнення власних результатів досліджень у представників олімпійських видів спорту сформувати сучасні уявлення про роль сироваткового заліза, а також параметри його метаболізму в організмі, у підтриманні загальної і спеціальної (аеробної) фізичної працездатності спортсменів високої кваліфікації. Методи. Аналіз і синтез даних науково-методичної літератури; лабораторно-діагностичні, статистичні. Результати. На основі аналізу даних літератури та результатів практичної роботи авторів сформовано сучасні уявлення про роль заліза у формуванні та підтриманні загальної фізичної працездатності та аеробної продуктивності у представників різних олімпійських видів спорту. На основі аналізу когортних досліджень спортсменів високої кваліфікації представлено комплексний апробований алгоритм обстеження під час встановлення діагнозів «латентний дефіцит заліза» і «залізодефіцитна анемія», а також наведено набір скринінгових лабораторних показників обміну і транспорту заліза в ході моніторингу спортсменів у динаміці тренувального процесу. Заключення. Таким чином, вміст заліза в організмі спортсменів, яке маркується його вмістом у сироватці крові, значною мірою відповідає за адекватну кисеньтранспортну функцію крові, а також загальну і спеціальну (аеробну) працездатність. Для інформативної оцінки вмісту заліза необхідно досліджувати чинники, що забезпечують метаболізм даного макроелемента в організмі. Комплексна оцінка лабораторних параметрів вмісту і обміну заліза повинна бути обов’язковою складовою медико-біологічного контролю, особливо в циклічних видах спорту.

Література

1. Вдовенко НВ, Іванова АМ, Лошкарьова ЄО. Практичні рекомендації щодо профілактики та корекції дефіциту заліза в організмі спортсменів. Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту. 2015;(1): 12-6.
2. Винничук ЮД, Гунина ЛМ. Диагностика нарушений обмена железа и эритроцитарных характеристик у спортсменок при физических нагрузках. Лабораторна діагностика. 2016;(4): 17-22.
3. Гаджиева СР, Алиева ТИ, Абдуллаев РА, Велиева ЗТ, Исаева НМ, и соавт. Биологическое значение железа. Молодой ученый. 2015;4(84): 34-6.
4. Гищак ТВ, Горчакова НА, Гунина ЛМ, Олейник СА, Сейфулла РД. Спортивная фармакология и диетология; под ред. Олейника СА, Гуниной ЛМ. Москва-СПб-Киев: Диалектика, «ИД Вильямс»; 2008. 249 с.
5. Гуніна ЛМ, Ткачова ДЛ. Сучасні лабораторні критерії в системі медико-біологічного контролю спортсмена: необхідній та достатній перелік. Спортивна медицина. 2012;(1): 110-7.
6. Гуніна ЛМ. Еритроцити за окисного стресу при фізичних навантаженнях (огляд літератури). Перспективи медицини та біології. 2013;V(1): 7-13.
7. Гуніна ЛМ. Механізми реалізації ергогенних властивостей антиоксидантних засобів за інтенсивних фізичних навантажень у кваліфікованих спортсменів. Дис … доктора біологічних наук: спеціальність 14.03.04 – патологічна фізіологія. Луганський медичний ун-т, Рубіжне, 2015. 486 с.
8. Гуніна ЛМ. Роль профілактики та корекції функціональної анемії у підвищенні фізичної працездатності спортсменів. Фізіологічний журнал. 2007;53(4): 91–97.
9. Гуніна ЛМ. Уніфікована програма поглибленого медико-біологічного обстеження спортсменів збірних команд України та їх найближчого резерву. (проект). Спортивна медицина. 2009;(1-2): 151-4.
10. Гусева СА, Гончаров ЯП. Анемии. Киев, Логос, 2004; C. 370.371.
11. Дмитриев АВ, Гунина ЛМ. Спортивная нутрициология. Москва: «Спорт»; 2020а. 639 с.
12. Дурманов НД, Филимонов АС. Диагностика и коррекция нарушений обмена железа в спорте высших дострижений. Методические рекомендации для врачей клубов. Москва; 2010. 84 с.
13. Иорданская ФА, Цепкова НК, Кряжева СВ. Диагностическое и прогностическое значение микроэлементов крови в мониторинге функциональной подготовленности высококвалифицированных спортсменов. Научно-методическое пособие. Москва, ООО «Скайпринт», 2013. 112 с.
14. Кочеткова НИ, Цепкова НК, Иорданская ФА. Железо крови: диагностическое и прогностическое значение в мониторинге функционального состояния высококвалифицированных спортсменок. Вестник спортивной науки. 2012; 4(4): 27-34.
15. Макарова ГА, Холявко ЮА, Верлина ГВ. Клинико-лабораторное обследование спортсменов высшей квалификации: основные направления совершенствования. Лечебная физкультура и спортивная медицина. 2013;7(115): 4-12.
16. Макарова ГА, Холявко ЮА. Лабораторные показатели в практике спортивного врача: Справочное руководство. Москва: Сов. спорт; 2006. 199 с.
17. Макарова ГА. Диагностический потенциал картины крови у спортсменов. Москва: «Спорт»; 2020. 256 с.
18. Маргазин ВА, Носкова АС. Анемия у спортсменов. Лечебная физкультура и спортивная медицина. 2010;5(77): 27-32.
19. Михайлик ОМ, Дудченко НО, Лубянова ІП. Показники обміну негемового заліза в організмі здорових дорослих людей. Современные проблемы токсикологии. 2002;(1): 83-94.
20. Платонов ВН. Двигательные качества и физическая подготовка спортсменов. Киев: Олимп. лит., 2017а: 222.322, 488-491.
21. Платонов ВН. Двигательные качества и физическая подготовка спортсменов. Киев, Олимп. лит., 2017б: 535-63.
22. Серединцева НВ. Влияние продуктов пчеловодства на показатели кислородтранспортной функции крови. Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2012;90(8): 76-80.
23. Солодков АС, Сологуб ЕБ. Физиология спорта: учебное пособие. СПб, Изд-во СПбГАФК имени П. Ф. Лесгафта; 1999. 231 с.
24. Шахлина ЛЯ-Г, Вовчаныця ЮЛ, Терещенко ТА. Железодефицитные состояния у женщин в практике спорта высших достижений. Спортивная медицина. 2013;(2): 27-33.
25. Ahmadi A, Enayatizadeh N, Akbarzadeh M, Asadi S, Tabatabaee SH, et al. Iron status in female athletes participating in team ball-sports. Pak J Biol Sci. 2010;15(13, Suppl 2): 93-6. doi: 10.3923/pjbs.2010.93.96.
26. Alaunyte I, Stojceska V, Plunkett A. Iron and the female athlete: a review of dietary treatment methods for improving iron status and exercise performance. J Int Soc Sports Nutr. 2015;12: 38. doi: 10.1186/s12970-015-0099-2. eCollection 2015.
27. Albrektsen G, Bonaa KH. Body Iron Stores and the Gender Gap in Risk of Incident Myocardial Infarction-Reply. JAMA Intern Med. 2017;177(4):595-6. doi: 10.1001/jamainternmed.2016.9675.
28. Anand IS, Gupta P. Anemia and Iron Deficiency in Heart Failure: Current Concepts and Emerging Therapies. Circulation. 2018;138(1): 80-98. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.118.030099.
29. Andrews JR. Current concepts in sports medicine: the use of COX-2 specific inhibitors and the emerging trends in arthroscopic surgery. Orthopedics. 2000l;23(7 Suppl):S769-72.
30. Brumitt J, Mclntosh L, Rutt R. Comprehensive sport medicine treatment of an athlete who runs cross-country and is iron deficient. N Am J Sports Phys Ther. 2009;4(1): 13-20.
31. Burden RJ, Pollock N, Whyte GP, Richards T, Moore B, et al. Effect of Intravenous Iron on Aerobic Capacity and Iron Metabolism in Elite Athletes. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(7): 1399.1407. doi: 10.1249/MSS.0000000000000568.
32. Camaschella C, Pagani A, Nai A, Silvestri L. The mutual control of iron and erythropoiesis. Int J Lab Hematol. 2016;38(Suppl 1): 20-6. doi: 10.1111/ijlh.12505.
33. Clenin GE. The treatment of iron deficiency without anaemia (in otherwise healthy persons). Swiss Med Wkly. 2017;147: w14434. doi: 10.4414/smw.2017.14434.
34. Clenin GE, Cordes M. [Laboratory analyses in sports medicine]. Ther Umsch. 2015;72(5): 311-9. doi: 10.1024/0040-5930/a000681.
35. Clenin G, Cordes M, Huber A, Schumacher YO, Noack P, et al. Iron deficiency in sports – definition, influence on performance and therapy. Swiss Med Wkly. 2015;145: w14196. doi: 10.4414/smw.2015.14196.
36. Coates A, Mountjoy M, Incidence of Iron Deficiency and Iron Deficient Anemia in Elite Runners and Triathletes. Burr J. Clin J Sport Med. 2017;27(5): 493-8. doi: 10.1097/JSM.0000000000000390.
37. Conrad M, Kagan VE, Bayir H, Pagnussat GC, Head B, et al. Regulation of lipid peroxidation and ferroptosis in diverse species. Genes Dev. 2018;32(9-10): 602-9. doi: 10.1101/gad.314674.118.
38. Danielsson T, Carlsson J, Siethoff LT, Ahnesjo J, Bergman P. Aerobic capacity predict skeletal but not cardiac muscle damage after triathlon - the Iron(WO)man study. Sci Rep. 2020;10(1): 901. doi: 10.1038/s41598-020-57842-w.
39. DellaValle DM. Iron supplementation for female athletes: effects on iron status and performance outcomes. Curr Sports Med Rep. 2013;12(4): 234.239. doi: 10.1249/JSR.0b013e31829a6f6b.
40. Fuqua BK, Vulpe CD, Anderson GJ. Iron in the diet is found in a wide variety of forms, but the absorption of non-heme iron is best understood. J Trace Elem Med Biol. 2012;26(2-3): 115-9. doi: 10.1016/j.jtemb.2012.03.015.
41. Gammella E, Buratti P, Cairo G, Recalcati S. The transferrin receptor: the cellular iron gate. Metallomics. 2017;9(10): 1367-75. doi: 10.1039/c7mt00143f.
42. Gulec S, Anderson GJ, Collins JF. Mechanistic and regulatory aspects of intestinal iron absorption. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2014;307(4): G397.409. doi: 10.1152/ajpgi.00348.2013.
43. Haas JD, Brownlie T-4th. Iron deficiency and reduced work capacity: a critical review of the research to determine a causal relationship. J Nutr. 2001;131(2S-2): 676S.688S; discussion 688S-690S. doi: 10.1093/jn/131.2.676S.
44. Hinton PS. Iron and the endurance athlete. Appl Physiol Nutr Metab. 2014;39(9): 1012-18. doi: 10.1139/apnm-2014-0147.
45. Houston BL, Hurrie D, Graham J, Perija B, Rimmer E, et al. Efficacy of iron supplementation on fatigue and physical capacity in non-anaemic iron-deficient adults: a systematic review of randomised controlled trials. BMJ Open. 2018;8(4): e019240. doi: 10.1136/bmjopen-2017-019240.
46. Janakiraman K, Shenoy S, Sandhu JS. Intravascular haemolysis during prolonged running on asphalt and natural grass in long and middle distance runners. J Sports Sci. 2011;29: 1287-92. doi: 10.1080/02640414.2011.591416.
47. Kempe DS, Lang PA, Duranton C, Akel A, Lang KS, et al. Enhanced programmed cell death of iron-deficient erythrocytes. FASEB J. 2006;20(2): 368-70. doi: 10.1096/fj.05-4872fje.
48. Koury MJ, Ponka P. New insights into erythropoiesis: the roles of folate, vitamin B12, and iron. Annu Rev Nutr. 2004;24: 105-1. doi: 10.1146/annurev.nutr.24.012003.132306.
49. Lippi G, Brocco G, Franchini M, Schena F, Guidi GC. Comparison of serum creatinine, uric acid, albumin and glucose in male professional endurance athletes compared with healthy controls. Clin Chem Lab Med. 2004;42(6): 644-7. doi: 10.1515/CCLM.2004.110.
50. Liu C, Wang R, Zhang B, Hu C. Protective effects of lycopene on oxidative stress, proliferation and autophagy in iron supplementation rats. Biol. Res. 2013;46(2): 189-200.
51. Liu J, Tan Y, Yang B, Wu Y, Fan B, et al. Polychlorinated biphenyl quinone induces hepatocytes iron overload through up-regulating hepcidin expression. Environ Int. 2020; Apr 8: 139: 105701. doi: 10.1016/j.envint.2020.105701.
52. Malczewska J, Raczynski G, Stupnicki R. Iron status in female endurance athletes and in non-athletes. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2020;10(3): 260-76.
53. Martin-Ontiyuelo C, Rodo-Pin A, Sancho-Munoz A, Martinez-Llorens JM, Admetllo M, et al. Is iron deficiency modulating physical activity in COPD? Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2019;14: 211-14. doi: 10.2147/COPD.S182700. eCollection 2019.
54. McClung JP. Iron, Zinc, and Physical Performance. Biol Trace Elem Res. 2019;188(1): 135-9. doi: 10.1007/s12011-018-1479-7.
55. Moreno-Fernandez J, Ochoa JJ, Latunde-Dada GO, Diaz-Castro J. Iron Deficiency and Iron Homeostasis in Low Birth Weight Preterm Infants: A Systematic Review. Nutrients. 2019;11(5): 1090. doi: 10.3390/nu11051090.
56. Munoz M, Gomez-Ramirez S, Besser M, Pavia J, Gomollon F, et al. Current misconceptions in diagnosis and management of iron deficiency. Blood Transfus. 2017;15(5): 422-37. doi: 10.2450/2017.0113-17.
57. Musallam KM, Taher AT. Iron deficiency beyond erythropoiesis: should we be concerned? Curr Med Res Opin. 2018;34(1): 81-93. doi: 10.1080/03007995.2017.1394833.
58. Nowak A, Angelillo-Scherrer A, Betticher D, Dickenmann M, Guessous I, et al. Swiss Delphi study on iron deficiency. Swiss Med Wkly. 2019;149: w20097. doi: 10.4414/smw.2019.20097. eCollection 2019.
59. Parmar JH, Mendes P. A computational model to understand mouse iron physiology and disease. PLoS Comput Biol. 2019;15(1): e1006680. doi: 10.1371/journal.pcbi.1006680. eCollection 2019 Jan.
60. Pedlar CR, Brugnara C, Bruinvels G, Burden R. Iron balance and iron supplementation for the female athlete: A practical approach. Eur J Sport Sci. 2018;18(2): 295-305. doi: 10.1080/17461391.2017.1416178.
61. Portal S, Epstein M, Dubnov G. Iron deficiency and anemia in female athletes – causes and risks. Harefuah. 2003;142(10): 698-03, 717.
62. Robinson Y, Cristancho E, Boning D. Intravascular hemolysis and mean red blood cell age in athletes. Med Sci Sports Exerc. 2006;38(3): 480-83. doi: 10.21037/atm.2019.05.41.
63. Rodenberg RE, Gustafson S. Iron as an ergogenic aid: ironclad evidence? Curr Sports Med Rep. 2007;6(4): 258-64.
64. Saneela S, Iqbal R, Raza A, Qamar MF. Hepcidin: A key regulator of iron. J Pak Med Assoc. 2019;69(8): 1170.11-75. PMID: 31431773.
65. Sim M, Garvican-Lewis LA, Cox GR, Govus A, McKay AKA, et al. Iron considerations for the athlete: a narrative review. Eur J Appl Physiol. 2019;119(7): 1463-78. doi: 10.1007/s00421-019-04157-y.
66. Soppi ET. Iron deficiency without anemia . a clinical challenge. Clin Case Rep. 2018;6(6): 1082-86. doi: 10.1002/ccr3.1529. eCollection 2018.
67. Stoffel NU, Cercamondi CI, Brittenham G, Zeder C, Geurts-Moespot AJ, et al. Iron absorption from oral iron supplements given on consecutive versus alternate days and as single morning doses versus twice-daily split dosing in iron-depleted women: two open-label, randomised controlled trials. Lancet Haematol. 2017;4(11): e524. e533. doi: 10.1016/S2352-3026(17)30182-5.
68. von Haehling S, Ebner N, Evertz R, Ponikowski P, Anker SD. Iron Deficiency in Heart Failure: An Overview. JACC Heart Fail. 2019;7(1): 36-6. doi: 10.1016/j.jchf.2018.07.015.
69. Wang Z, Yin W, Zhu L, Li J, Yao Y, et al. Iron Drives T Helper Cell Pathogenicity by Promoting RNA-Binding Protein PCBP1-Mediated Proinflammatory Cytokine Production. Immunity. 2018;49(1): 80.92.e7. doi: 10.1016/j.immuni.2018.05.008.
70. Zhang W, Lv T, Huang J, Ou X. Type 4B hereditary hemochromatosis associated with a novel mutation in the SLC40A1 gene: A case report and a review of the literature. Medicine (Baltimore). 2017;96(38): e8064. doi: 10.1097/MD.0000000000008064.
71. Zheng QQ, Zhao YS, Guo J, Zhao SD, Song LX, et al. Iron overload promotes erythroid apoptosis through regulating HIF-1a/ROS signaling pathway in patients with myelodysplastic syndrome. Leuk Res. 2017l;58: 55.62. doi: 10.1016/j.leukres.2017.04.005.
72. https://dila.ua/rus/labdir/291.html