Железо (Fe) является биологически значимым микроэлементом, который
входит в состав гемоглобина, миоглобина и ферритина. В фармацевтической
химии изучаются его соединения с различной степенью окисления,
преимущественно Fe²⁺ (железо двухвалентное) и Fe³⁺ (железо
трёхвалентное).
Железо двухвалентное (Fe²⁺) характеризуется высокой
растворимостью в воде, чувствительностью к окислению и способностью к
образованию комплексных соединений с органическими кислотами.
Железо трёхвалентное (Fe³⁺) образует менее растворимые
соли, имеет выраженные координационные свойства, часто формируя
гидроксокомплексы и оксиды.
Ключевые свойства:
- Возможность перехода между Fe²⁺ и Fe³⁺, что обеспечивает участие в
биохимических реакциях переноса электронов.
- Способность образовывать хелаты с аминокислотами, органическими
кислотами и полидентационными лигандами.
- Чувствительность к окислению и гидролизу в водных растворах,
особенно для Fe³⁺.
Основные
классы фармацевтических препаратов железа
1. Соли железа
a) Двухвалентные соли
Сульфат железа (FeSO₄·7H₂O): бело-голубой
кристаллогидрат, хорошо растворим в воде, широко применяемый как
источник Fe²⁺ при железодефицитной анемии.
- Фармакологические свойства: быстро всасывается в кишечнике, участие
в синтезе гемоглобина.
- Побочные эффекты: раздражение ЖКТ, запоры или диарея при высоких
дозах.
Глюконат железа (FeC₆H₁₁O₇): органическая соль
Fe²⁺, мягче по воздействию на ЖКТ, часто используется в профилактических
препаратах.
Фумарат железа (FeC₄H₂O₄): высоко
концентрированный источник железа, обладает хорошей
биодоступностью.
b) Трёхвалентные соли
- Феррат железа (FeCl₃) и гидроксид железа
(Fe(OH)₃) применяются ограниченно, чаще в качестве компонентов
комбинированных препаратов или парентеральных форм.
2. Комплексные соединения
железа
Комплексы с аминокислотами или органическими кислотами (например,
железо-бисглицинат, железо-сукцинат) обеспечивают:
- Повышенную биодоступность
- Минимизацию раздражения ЖКТ
- Стабильность Fe²⁺ в кислой среде желудка
3. Парентеральные препараты
железа
Используются при тяжелой анемии, когда пероральный приём невозможен.
Основные формы:
- Железо-декстрановые комплексы
- Железо-сахарозные комплексы
- Фармакологические свойства: медленное высвобождение железа,
минимизация токсичности при внутривенном введении.
Фармакокинетика железа
- Всасывание: преимущественно в двенадцатиперстной
кишке, повышается в кислой среде. Fe²⁺ усваивается лучше, чем Fe³⁺.
- Транспорт: железо связывается с трансферрином,
переносится к костному мозгу и другим тканям.
- Депонирование: в виде ферритина и гемосидерина в
печени, селезёнке и костном мозге.
- Выведение: железо почти не выводится почками;
основное количество теряется с десквамированными клетками эпителия,
кровопотерями.
Фармакологическая
активность и механизм действия
Железо участвует в окислительно-восстановительных процессах, синтезе
гемоглобина, переносе кислорода и биосинтезе ДНК. Пероральные препараты
повышают уровень гемоглобина, восстанавливают ферритиновый запас и
устраняют симптомы железодефицитной анемии.
Принципы выбора и назначения
- Форма Fe²⁺ предпочтительнее для перорального приёма
из-за высокой биодоступности.
- Комплексные и органические соли применяются при
чувствительном ЖКТ или при длительном курсе терапии.
- Парентеральные формы назначаются при выраженной
анемии, непереносимости или нарушении всасывания.
Физико-химическая
стабильность и хранение
- Соли железа чувствительны к влаге, свету и кислороду; гидратация и
окисление снижают биодоступность.
- Комплексные формы устойчивы к окислению, что повышает срок хранения
и эффективность препаратов.
- Хранение осуществляется в герметичной таре, вдали от высоких
температур и металлических поверхностей, способных катализировать
окисление.
Современные
тенденции в фармацевтической химии железа
- Разработка наночастичных форм железа для улучшенной
абсорбции и минимизации побочных эффектов.
- Создание биосовместимых хелатных комплексов,
обеспечивающих длительное поддержание нормального уровня
гемоглобина.
- Исследования комбинированных препаратов железа с витаминами
и микроэлементами, усиливающими усвоение и терапевтический
эффект.