Improving the efficiency and safety of iron deficiency treatment using micellar microencapsulation of iron (SUNACTIVE® Fe)


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/pharmateca.2023.4-5.138-144

E.V. Shikh, L.V. Emelyanova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, Russia
To date, Russia continues to rank among countries with significant public health problems in terms of the prevalence of iron deficiency. The main strategy for the prevention of iron deficiency in reproductive age is the additional intake of dietary supplements. However, according to statistics, up to 40% of patients stop taking iron supplements early due to side effects, which dictates the search for new ways to improve adherence to treatment. To this end, two directions are considered: changing the dosing regimen and the use of iron compounds produced using modern technologies that provide increased safety without compromising bioavailability and effectiveness. Iron pyrophosphate is a trivalent compound with very good tolerability but low bioavailability due to the low water solubility. The special patented SUNACTIVE® nanotechnology provies maximum micronization of iron pyrophosphate to 0.3 microns, followed by micellization as part of lipophilic nanoparticles, which are most similar in structure to chylomicrons. The absorption of such a highly micronized form of iron pyrophosphate is comparable to that of ferrous sulfate, which is a reference for assessing the bioavailability of various iron salts. Lipophilic micelles additionally protect iron from the acidic environment of the stomach and create a natural transport system that provides a direct route for Fe3+ transport through M cells. This route of absorption helps the rapid entry of iron through the enterocytes into the lymph and then into the liver for incorporation into ferritin and transferrin. Part of the micelles release iron under the action of digestive enzymes in the duodenum and the beginning of the small intestine. Ascorbic acid promotes the transition of Fe3+ to Fe2+, which provides an additional pathway for iron absorption through ion transport with the participation of the divalent metal transporter DMT-1. BADS Bonoferlat* is a combination of micronized iron pyrophosphate produced in Italy using the patented SunActive® Fe micellar microencapsulation technology and L-ascorbic acid. One capsule of Bonoferlat contains 30 mg of iron and 110 mg of ascorbic acid, which provides an effective molar ratio between them for adequate restoration of valence from Fe3+ to Fe2+. The iron in Bonoferlat is well tolerated, does not cause side effects from the gastrointestinal tract and does not interact with dairy products, tea, coffee and other foods, so it can be taken at any convenient time without loss of effectiveness. In the context of the growing prevalence of iron deficiency states, it is advisable to use Bonoferlat in strategies for the prevention of iron deficiency with an increased need for iron, to compensate for iron deficiency that occur due to the insufficient intake of heme iron with food as a result of diets or dietary habits, in violation of iron absorption, as well as to compensate for the deficiency iron in the complex therapy of iron deficiency anemia and sideropenia of various etiologies.

Эпидемиология дефицита железа

До настоящего времени Россия продолжает относиться к странам со значительными проблемами общественного здравоохранения с точки зрения распространенности железодефицита. В данную категорию подпадают регионы с выявленной частотой анемии в популяции более 20%. Дефицит железа (ДЖ) встречается чаще, чем железодефицитная анемия. Согласно результатам наблюдений, проводившихся в течение 2 лет, латентный ДЖ самопроизвольно купируется только у 13,4% пациентов, в 60% случаев сохраняется, в 26,6% трансформируется в манифестную форму ДЖ [1].

Абсолютная распространенность ДЖ зависит от исследуемой популяции. Согласно одному из крупных последних исследований, проведенных в США, распространенность ДЖ составила 15,1±1,7% у детей ясельного возраста, 10,4±0,5% у небеременных женщин и 16,3±1,3% у беременных женщин соответственно. При этом отмечено, что распространенность ДЖ у беременных значительно возрастала с каждым триместром и составляла 5,3±1,5%, 12,7±2,3 и 27,5±3,5% в I, II и III триместрах. Согласно данным других авторов, распространенность ДЖ увеличивается с 7% в I триместре до 24 и 39% во II и III триместрах. Исследования с 2019 по 2022 г. показывают, что частота ДЖ без анемии у беременных может быть даже выше – от 53 до 81% (в зависимости от гестационного возраста при отборе проб и используемых критериев ДЖ). По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 40% беременностей осложняются анемией. В отчете Специальной программы дополнительного питания США для женщин, младенцев и детей (WIC) за 2022 г. зафиксирован рост распространенности анемии, связанной с беременностью с 10,1% в 2008 г. до 11,4% в 2018 г. [2–4].

К особой группе риска железодефицита относятся женщины репродуктивного возраста. Опубликованные данные литературы свидетельствуют, что доля менструирующих женщин, которые имеют ДЖ в разных регионах, составляет от 20 до 65%.

В Австралии (2018) ДЖ без анемии диагностирован у 29% обследованных, на Ближнем Востоке (2017) распространенность ДЖ у молодых здоровых женщин колебалась от 27 до 47% в зависимости от страны. В исследовании 2008 г. среди здоровых молодых женщин в Италии распространенность ДЖ составляла 27 и 30% у спортсменов и не занимающихся спортом соответственно [5–7].

Стратегии профилактики железодефицитных состояний

Такая высокая распространенность железодефицитных состояний и связанные с ними риски подчеркивают необходимость разработки эффективных и безопасных путей профилактики.

В настоящее время применяются три основные стратегии профилактики дефицита микронутриентов: фортификация, саплементация и пищевая диверсификация. Основной стратегией профилактики железодефицита в репродуктивном возрасте является саплементация – пероральный прием 30 мг железа. Саплементация – наиболее эффективная стратегия, ее используют преимущественно в группах риска, особенно в тех случаях, когда другие стратегии не работают или еще недостаточно налажены.

Однако рекомендованный ВОЗ стандартный подход в виде ежедневного обогащения рациона питания препаратами железа в течение 3 месяцев не всегда оказывается эффективным, в т.ч. в связи с низкой приверженностью предписаниям специалистов по причине побочных эффектов [8]. Основные побочные эффекты при приеме препаратов железа связаны с желудочно-кишечным трактом (ЖКТ): запоры, диарея, тошнота, рвота, металлический вкус во рту.

Согласно данным статистики, до 40% пациентов досрочно прекращают прием препаратов железа из-за побочных эффектов, что диктует поиск новых путей, которые бы повышали приверженность терапии как при проведении профилактики железодефицитных состояний, так и для эффективного лечения манифестной анемии. С этой целью рассматриваются два направления: изменение режима дозирования и применение соединений железа, произведенных с помощью современных технологий, обеспечивающих повышение безопасности без снижения биодоступности и эффективности.

В настоящее время с целью улучшения переносимости рекомендуется применение препаратов железа в низких дозах короткими курсами (2 недели в месяц) или альтернирующими режимами (через день в течение месяца) [9]. Интермиттирующий режим при пероральном приеме препаратов железа (2 или 3 раза в неделю) был предложен в качестве эффективной альтернативы ежедневному обогащению питания железом в целях профилактики анемии у менструирующих женщин. Способность эпителиальных клеток усваивать железо ограниченна. Обновление клеток в кишечнике происходит каждые 5–6 дней. Вводимые в интермиттирующем режиме препараты железа будут доступны для усваивания преимущественно новым эпителиальным клеткам, что способствует повышению эффективности всасывания. Кокрейновский обзор 25 рандомизированных клинических исследований с участием 10 996 женщин репродуктивного возраста показал, что интермиттирующий режим дозирования по эффективности сопоставим с ежедневным приемом препаратов железа в снижении распространенности анемии и повышении концентраций гемоглобина. Интермиттирующий режим приема способствует уменьшению оксидативного стресса, снижению частоты других побочных эффектов, связанных с ежедневным приемом препаратов железа, минимизирует блокаду усвоения других минеральных веществ ввиду высоких уровней содержания железа в просвете ЖКТ и кишечном эпителии [10].

Одними из первых для лечения железодефицитных состояний начали применяться ионные соли двухвалентного железа, которые оказывали быстрый и выраженный эффект на гематологические показатели пациентов, однако характеризовались наличием массы побочных эффектов. Причиной возникновения побочных эффектов является воздействие ионов металла на слизистую оболочку ЖКТ.

Гидроксид-полимальтозный комплекс (ГПК) железа-III абсорбируется путем активного всасывания при конкурентном обмене лигандами, уровень которых определяет скорость абсорбции железа Fe3+. Неионная структура, гарантирующая стабильность комплекса, и перенос железа с помощью транспортного белка обеспечивают хорошую переносимость. Однако полимальтозный комплекс железа-III имеет достаточно низкую биодоступность.

В последние годы на фармацевтическом рынке появился ряд соединений железа, при производстве которых используются новые фармацевтические технологии, обеспечивающие и высокую биодоступность, и хорошую переносимость: хелатное железо, ферментированное железо, липосомальное железо. Продукция, содержащая данные соединения, имеет регистрационный статус биологически активной добавки (БАД) и может долгосрочно применяться с целью профилактики или компенсации железодефицитных состояний у разных групп населения.

Клинико-фармакологические особенности железосодержащих препаратов, произведенных по нанотехнологии SunActive® Fe

Сульфат железа является наиболее часто назначаемой пероральной формой, имеющей высокую биодоступность. Однако до 70% из тех, кому его назначают, сообщают о значительных желудочно-кишечных расстройствах, а 2 мета-анализа, посвященных пероральной терапии препаратами железа во время беременности, сообщают о неприемлемо высокой частоте побочных эффектов со стороны ЖКТ [11]. Пирофосфат железа – трехвалентное соединение с хорошей переносимостью, но низкой биодоступностью, что связано с низкой растворимостью этого соединения в воде. Специальная запатентованная нанотехнология SUNACTIVE®, применяемая при производстве БАДа Боноферлат заключается в максимальной микронизации c последующим мицеллированием пирофосфата железа. Технология супердисперсии позволяет измельчать пирофосфат железа до наночастиц размером менее 0,3 мк, что не дает им «слипаться» в жидкой среде. Степень микронизации ассоциирована с величиной биодоступности. Железа пирофосфат, миронизированный до 0,3 мк, по биодоступности сопоставим с эталонным соединением железа сульфатом (см. рисунок).

142-1.jpg (67 KB)

Последующее мицеллирование микронизированного пирофосфата железа дополнительно защищает его от взаимодействия с кислой средой желудка и создает естественную транспортную систему, которая обеспечивает прямой путь транспорта Fe3+ через М-клетки, расположенные наиболее близко к скоплениям лимфоидных клеток и тканей.

Микроскладчатые клетки (М-клетки) представляют собой специализированные фагоцитирующие эпителиальные клетки, специализированные для передачи широкого спектра антигенных частиц и микроорганизмов через фолликуло-ассоциированный эпителий (FAE) в лимфоидную ткань, ассоциированную с кишечником (GALT) посредством процесса, называемого трансцитозом. Мицеллы захватываются М-клетками путем эндоциоза и путем трансцитоза преодолевают эпителиальный барьер. Такой путь всасывания обеспечивает быстрое попадание железа через энтероциты в лимфу и далее в печень для встраивания в ферритин и трансферрин.

Мицеллы – частицы в коллоидных системах, состоящие из нерастворимого в данной среде ядра очень малого размера, окруженного стабилизирующей оболочкой адсорбированных ионов и молекул растворителя. Мицеллы имеют липидное ядро, оболочка которого покрыта одним слоем фосфолипидов с гидрофильными головками и гидрофобными хвостиками (см. таблицу).

142-2.jpg (96 KB)

В отличие от липосом мицеллы имеют меньшие размеры, а также в их структуре отсутствует водное ядро, что делает их наиболее подходящими для транспорта плохо растворимых в воде соединений, к которым относится железо. Мицеллы по своему строению и размерам наиболее приближены к хиломикронам – естественным транспортным частицам нашего организма.

Помимо прямого транспорта железа через М-клетки у мицелл есть и дополнительный ионный путь усвоения железа. Под действием пищеварительных ферментов в 12-перстной кишке и начале тонкого кишечника происходит высвобождение железа Fe3+ из мицелл. Присутствующая в препарате аскорбиновая кислота (АК) способствует переходу части Fe3+ в Fe2+, что обеспечивает всасывание через ионный путь транспорта с участием переносчика двухвалентного металла DMT-1. DMT-1 является посредником апикального захвата железа в дуоденальных энтероцитах и транспорта железа из эндосомы в цитозоль после клеточного захвата его трансферриновым рецептором (ТфР).

Таким образом, технология SunActive® Fe позволяет значительно улучшать биодоступность пирофосфата железа, что делает компенсацию ДЖ в организме максимально эффективной и безопасной.

Роль АК в процессах всасывания железа

АК относится к пищевым факторам, влияющим на всасывание железа. АК преодолевает негативное влияние на всасывание железа всех ингибиторов, к которым относятся фитаты, полифенолы, кальций и белки в молочных продуктах, и увеличивает всасывание как нативного железа, так и железа, содержащегося в БАДе и/или лекарственных средствах [13].

Исследования с применением радиоактивных изотопов при однократном приеме добровольцами убедительно показали дозозависимый усиливающий эффект нативной или добавленной АК на всасывание железа. Эффект в значительной степени обусловлен способностью восстанавливать Fe3+ до Fe2+, а также способностью хелатировать железо.

Экспериментальная работа по изучению сравнительной биодоступности пирофосфата железа и сульфата железа продемонстрировала следующее: добавление АК повышает биодоступность железа из любого из этих источников при долгосрочном курсовом применении. Добавление АК привело к повышению относительной биодоступности из сульфата железа на 18%, из пирофосфата железа на 19%. Показатель эффективности регенерации гемоглобина, определенный как разница конечного и начального уровней гемоглобина, умноженная на 100 и разделенная на количество употребленного в мг железа, составил для сульфата железа и сульфата железа+АК на 4-й день приема 20,55±4,27 и 40,67±6,76; на 13-й день приема 16,85±5,06 и 20,51±1,12; на 21-й день приема 10,02±1,96 и 11,85±0,51; для пирофосфата железа и пирофосфата железа+АК на 4-й день приема 14,80±3,17 и 39,42±5,53, на 13-й день приема 13,79±2,79 и 23,36±2,14, на 21-й день приема 8,09±0,88 и 10,91±0,56 соответственно [14].

Мета-анализ проведенных клинических исследований (A. Heffernan et al., 2017, 6 рандомизированных клинических исследований, 118 пациентов) подтвердил положительное влияние АК на рост уровня гемоглобина у пациентов, включенных в исследования [15, 16]. АК ускоряет изменение MCV (среднего размера эритроцитов) у пациентов с железодефицитной анемией [16]. АК участвует в процессах метаболизма железа и стимулирует синтез ферритина. Описан ряд новых механизмов влияния АК на обмен железа. АК регулирует процесс входа железа в клетку и последующий его внутриклеточный метаболизм; стимулирует синтез ферритина (депо железа в организме), подавляет распад ферритина в лизосомах клетки, снижает потери железа клетками [17].

Наиболее эффективное молярное отношение железа к АК составляет ~1:4, именно такое соотношение находится в составе Боноферлата [18].

Заключение

В условиях растущей распространенности железодефицитных состояний основной стратегией профилактики является саплементация. Для длительного профилактического приема соединения железа должны обладать хорошей растворимостью, высокой биодоступностью, достаточным содержанием элементарного железа и не вызывать побочных эффектов. БАД Боноферлат представляет собой комбинацию микронизированного пирофосфата железа, произведенного в Италии по запатентованной технологии мицеллярного микрокапсулирования SunActive® Fe и L-АК. В составе 1 капсулы БАДа Боноферлат содержится 30 мг железа и 110 мг АК, что обеспечивает эффективное молярное соотношение между ними для адекватного восстановления валентности с Fe3+ в Fe2+.

Содержание 30 мг железа в одной капсуле Боноферлата позволяет упрощать подбор необходимых дозировок в соответствии с рекомендациями экспертов ВОЗ. Согласно этим рекомендациям, для профилактики железодефицита, в т.ч. во время беременности, используются дозировки железа 30–60 мг/сут., а с целью компенсации железа при анемии – 120 мг железа в сутки до нормализации уровней гемоглобина и ферритина с последующим переходом на профилактический режим дозирования с целью предупреждения рецидивов анемии.

Железо в составе Боноферлата хорошо переносится, не вызывает побочных эффектов со стороны ЖКТ и не взаимодействует с молочными продуктами, чаем, кофе и другими пищевыми продуктами, поэтому его можно принимать в любое удобное время без потери эффективности.

Технология микронизирования и наномицеллирования железа SunActive® Fe удостоена ряда международных премий в Японии, США и в Европе за инновации и была одобрена американской FDA (Food and Drug Administration), а также рекомендована ВОЗ в качестве высокоэффективного способа восполнение ДЖ [19].

Боноферлат может применяться при повышенной потребности в железе во время беременности в I, II и III триместрах, грудного вскармливания, с целью компенсации хронических потерь железа при менструальных и межменструальных кровотечениях, при миомах, полипах, аденомиозе и т.п., кровотечениях из геморроидальных вен, донорстве крови, при недостаточном поступлении гемового железа с пищей в результате диет или особенностей питания (вегетарианство), при нарушении всасывания железа в ЖКТ, а также для восполнения ДЖ в комплексной терапии железодефицитных анемий и сидеропений различной этиологии.


About the Autors


Corresponding author: Evgenia V. Shikh, Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Clinical Pharmacology and Propaedeutics of Internal Diseases, Sechenov University, Moscow, Russia; shikh_e_v@staff.sechenov.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6589-7654 


Similar Articles


Бионика Медиа