Гемоглобин содержится не только в эритроцитах. Он встречается в нейронах, в особого типа белых кровяных тельцах — макрофагах, в клетках эпителия легочных альвеол и в почках. Он служит антиоксидантом и регулятором обмена железа. Подобные молекулы обнаружены у многих беспозвоночных, грибов и даже растений. Например, такая разновидность гемоглобина, как легоглобин, он же леггемоглобин, помогает избавляться от кислорода тем микроорганизмам, для которых он губителен, — их жизнедеятельность поддерживают другие вещества. Такие микроорганизмы называют анаэробными. Молекула легоглобина, как и молекула гемоглобина, имеет красный цвет. С 2019 года легоглобин используется в пищевой индустрии в качестве добавки при производстве веганских гамбургеров — он делает их «котлеты» внешне похожими на говяжьи.

Само же красное мясо своим цветом обязано не столько оставшейся в нем крови, сколько белку миоглобину, сходному по строению с гемоглобином. Миоглобин — это богатый железом металлопротеин, его главная функция — не переносить, а хранить кислород. Большинство живых организмов для связывания кислорода используют именно железо, однако в природе встречаются существа, у которых другой металл выполняет эту функцию. В гемолимфе мечехвостов — животных, похожих на небольших крабов, — содержится медь. Кстати, этот реликтовый вид членистоногих с голубой кровью широко используют в биомедицинских исследованиях[9].

«Ешь шпинат!»

Казалось бы, железо — обычный элемент, содержащийся в крови, но на самом деле у него множество тайн. С ним связаны стереотипы, распространение которых следует приостановить. Некоторые еще помнят пресловутое «Ешь шпинат, в нем железо!». Грош цена этому увещеванию из нашего детства: наличие железа в шпинате — миф, который появился благодаря комиксу о моряке Попае[10]. И все-таки железо содержится в пище. Но вопреки другому расхожему мнению, мол, в мясе — сплошное железо, этого металла гораздо больше в некоторых растениях, чем в красном мясе или субпродуктах. Например, в тмине, тимьяне, кунжуте, сое, чечевице, синезеленой водоросли спирулине или — и это прекрасная новость — в какао-бобах. Еще очень богаты железом и весьма полезны мидии, если только вам не показана низкосолевая диета. Между тем железо из красного мяса легко усваивается — отсюда и хорошая репутация этого продукта. Кстати, такому важному делу, как всасывание железа, можно помочь: например, принимать витамин С или завершать прием пищи чем-нибудь кислым, а вот кальций, наоборот, будет помехой.

Усвоить железо, получить от него пользу — непростая задача для организма. Будет ли железо правильно всасываться из желудочно-кишечного тракта, зависит от многих участников процесса. Молекула гепсидина здесь ключевая в прямом и переносном смысле. Гепсидин разрушает транспортеров железа, связываясь с ними в клеточных мембранах, тем самым предотвращает абсорбцию и перемещение этого металла. Гепсидин блокирует экспорт железа из желудочно-кишечного тракта в кровь. И наоборот, без него замóк остается открытым — и желудочно-кишечный тракт может отправлять железо нуждающимся в нем органам. Уровень гепсидина в крови зависит от потребностей костного мозга и наличия в организме воспалительных процессов[11].

Давайте взглянем на тему железа шире и обратимся ко временам возникновения жизни на Земле: присутствие этого металла в нашем организме напоминает о том, что мы состоим из звездной пыли. Для астрофизиков все известные элемен-ты во Вселенной — результат ядерного синтеза и сжатия в звездах. Эти небесные тела «сжигают» свои компоненты один за другим: сначала водород, потом гелий, углерод, кислород… пока не дойдет до последнего — железа. Так что в нашей крови циркулирует самый устойчивый во Вселенной химический элемент. В конце своей жизни звезды взрываются и становятся сверхновыми. Тут-то, в результате синтеза и деления ядер, образуются вещества тяжелее железа, такие как свинец, золото или платина.

Без железа, реликта этой космической истории, на Земле не будет жизни, с его помощью создается геомагнитное поле. Железо в красных кровяных тельцах жизненно необходимо млекопитающим, хотя некоторые другие металлы, например цинк или медь, тоже играют важную роль в обмене веществ. Природа создала сложные, исключительной точности системы. Они удовлетворяют потребности организма в микроэлементах, поддерживая запасы, необходимые не только для нормальной доставки кислорода к эритроцитам, но и для исправной работы мышц и мозга.

Железо участвует во многих биохимических процессах. В организме человека его должно быть столько, чтобы удовлетворять основные потребности и восполнять потери, связанные, например, с выведением отмерших клеток пищеварительной системы, шелушением кожи и т. д. В небольших количествах мы теряем железо всю свою жизнь, особенно это касается женщин детородного возраста. Незначительные, невидимые глазу хронические кровотечения бывают в желудочно-кишечном тракте, они возникают по разным причинам, но чаще всего из-за полипов. А вот при заражении кишечника паразитами кровотечения могут оказаться более серьезными.

Одна из причин железодефицита, о которой часто забывают в клиниках, — необоснованные заборы крови для обследования, особенно они опасны для младенцев и пожилых людей, но способны нанести вред и пациентам, получающим определенную интенсивную терапию. С такими больными происходит примерно то же, что с некоторыми донорами, регулярно сдающими кровь: в зависимости от частоты процедуры, они могут терять железа больше, чем получают из желудочно-кишечного тракта. У некоторых доноров, главным образом женщин, недостаток этого металла, вызванный забором крови, не восполняется и приводит к железодефициту, который может сопровождаться другими признаками анемии или обходиться без них.

В организме взрослого человека содержится около 4 г железа. Оно входит в состав гемоглобина (2,5 г), ферритина (1 г) и других белков, например миоглобина. Железо поступает в организм исключительно из пищи, по 10–15 мг в сутки. Но усваивается далеко не всё — приблизительно 1 мг в сутки у взрослого. То, насколько эффективно желудочно-кишечный тракт всасывает железо, зависит прежде всего от запасов этого металла в организме и его молекулярной формы. На поверхности клеток желудочно-кишечного тракта всасывание обеспечивает транспортный белок, который участвует в восстановлении железа (Fe³+ → Fe²+). В клетках эпителия кишечника железо либо накапливается в виде ферритина, либо его оттуда экспортирует другой белок под названием ферропортин, тогда оно снова окисляется (Fe²+ → Fe³+), чтобы быстро соединиться с циркулирующим трансферрином.

Транспортные белки переносят железо по крови в так называемой ионизированной форме, которая делает свободное железо менее токсичным. Определить уровень этого металла в крови довольно трудно. Иногда даже утверждают, что при железодефиците это сделать невозможно. Такое исследование всегда нужно проводить вместе с другими анализами, в частности, следует выяснять уровень ферритина или степень насыщения трансферрина железом. Внутри клеток металл хранится в молекулах ферритина, поэтому по количеству этого белка в плазме можно понять, сколько железа содержится в организме.

Железодефицит — одна из проблем общественного здоровья,