Исследовательская команда из Гарвардской школы общественного здравоохранения имени Т. Х. Чана обнаружила связь между гемовым железом, содержащимся в красном мясе и других продуктах животного происхождения, и риском развития сахарного диабета 2-го типа. Их научная работа опубликована в журнале Nature Metabolism.
Гемовое железо
Содержится в продуктах животного происхождения, а негемовое — растительного. Гемовое железо (железопорфирин, гем) образуется, когда пигмент протопорфирин-9 связывается с ионом двухвалентного железа; на него приходится в среднем 10–15 % общего потребления железа. Гем входит в состав гемоглобина, миоглобина, некоторых ферментов (цитохромов, каталазы, лактопероксидазы). Гемовое железо гораздо лучше усваивается организмом. Однако известно также, что излишки железа в организме могут функционировать как прооксиданты, провоцируя образование активных форм кислорода и повышая риск развития различных заболеваний. И особенно этот эффект выражен при потреблении больших количеств железа в составе гема.
Гем или не гем — ем или не ем?
Предыдущие исследования уже показывали ассоциацию между гемовым железом и риском развития СД 2-го типа, но опирались они в основном на эпидемиологические данные. Сотрудники Гарвардской школы общественного здравоохранения имени Т. Х. Чана в своей новой работе объединили сразу несколько слоев информации, включая эпидемиологические данные, традиционные биомаркеры и открытия в метаболомике, чтобы определить потенциальные метаболические пути, лежащие в основе этой взаимосвязи.
Исследование проводилось в два этапа. На первом ученые оценили связь между железом и СД 2-го типа, используя отчеты о рационе питания 206 615 взрослых (79 % женщины) в трех когортах, участвовавших в двух исследованиях здоровья медсестер и американском исследовании наблюдения за здоровьем специалистов, за 36-летний период.
Изучалось потребление участниками различных форм железа — общего, гема, негемового (из продуктов питания), диеты с низким содержанием железа и дополнительного приема (в виде пищевых добавок) — и статус участников по диабету, причем с учетом других факторов здоровья и образа жизни. Так, в частности, оказалось, что участники с более высоким уровнем потребления негемового железа вели более активный образ жизни, чаще принимали поливитамины, потребляли больше зерновых, фруктов и овощей. Люди с высоким уровнем гемового железа вели менее активный образ жизни, чаще курили, в их рационе, соответственно, было больше мяса, птицы и рыбы.
На втором этапе исследователи проанализировали биологические механизмы, лежащие в основе связи гемового железа и СД 2-го типа, в более мелких когортах. Оценивались метаболические биомаркеры плазмы крови у 37 544 участников (82 % женщины), включая те, которые связаны с уровнем инсулина, сахара в крови, липидов, воспаления и двух биомаркеров метаболизма железа. А также в еще одной выборке из 9 024 участников (84 % женщины) изучили метаболомные профили — плазменные уровни мелкомолекулярных метаболитов, полученных в результате таких процессов в организме, как расщепление пищи или химических веществ.
Риски возрастают почти на треть!
Оказалось, что более высокое потребление гемового железа было связано с метаболическими биомаркерами крови, ассоциированными с инсулинорезистентностью и воспалением. Так, у этих участников отмечались повышенные уровни триглицеридов, С-реактивного белка, лептина и более низкие уровни «хорошего» холестерина ЛПВП и адипонектина.
Исследователи также определили ряд метаболитов крови, включая L-валин, L-лизин, L-таргинин, мочевую кислоту и еще несколько липидных метаболитов (всего 17), которые могут играть роль в связи между потреблением гемового железа и угрозой диабета.
Эти метаболиты ранее уже были связаны с риском СД 2-го типа и дают представление о потенциальных путях, через которые гемовое железо может влиять на риск развития диабета.
«Мы показали, что потребление гемового железа связано с повышенным риском развития СД 2-го типа, причем скорректированное с учетом многофакторной оценки отношение рисков составило 1,26 (95% ДИ 1,20–1,33; P <0,001) при сравнении квинтилей с наивысшим и низшим уровнем. На долю гемового железа приходится значительная часть риска развития СД, связанного с употреблением непереработанного красного мяса и подобным режимом питания. Повышенное потребление гемового железа определенно коррелирует с неблагоприятными плазменными профилями инсулинемии, липидов, воспаления и метаболитов, связанных с СД», — пишут авторы работы.
Анализ доза-эффект показал линейную связь между количеством гемового железа в рационе и риском СД — превышение потребления такого железа на 1 мг в день было связано с максимальным повышением риска на 28 %.
У участников из группы с самым высоким потреблением железа риск развития СД 2-го типа был на 26 % выше, чем у участников из группы с самым низким потреблением.
Кроме того, исследователи обнаружили, что гемовое железо обусловливает более половины риска развития СД, связанного с употреблением необработанного красного мяса, и умеренную долю риска для нескольких моделей питания, также ассоциированных с СД. Но не обнаружили значимых ассоциаций между потреблением негемового железа из рациона или добавок и риском развития диабета.
В целом, согласно выводам авторов исследования, высокое содержание гемового железа объясняет 65,6 % взаимосвязи между потреблением мясных продуктов и риском развития СД 2-го типа.
Справедливости ради следует сказать, что эти выводы не распространялись на мясные изделия, полученные путем копчения, вяления, соления и (или) добавления консервантов. В их случае содержание гемового железа объясняло лишь 2 % взаимосвязи с риском СД 2-го типа.
Данное исследование напоминает о важности роли выбора рациона питания в профилактике хронических заболеваний, таких как сахарный диабет. Сократив потребление продуктов, богатых гемовым железом, и отдав предпочтение растительным альтернативам, люди могут потенциально снизить риск развития СД 2-го типа и улучшить общее метаболическое здоровье.