Bioavailability of food iron-(⁵⁹Fe), vitamin B₁₂-(⁶⁰Co) and protein bound selenomethionine-(⁷⁵Se) in pancreatic exocrine insufficiency due to cystic fibrosis

Zusammenfassung

Die Absorption des⁵⁹Fe aus biosynthetisch markiertem Schweine-Hämoglobin-(⁵⁹Fe), Leber-(⁵⁹Fe) und Fleisch-(⁵⁹Fe), des⁶⁰Co aus Vitamin B₁₂-(⁶⁰Co) und des⁷⁵Se aus Selenomethionin-(⁷⁵Se)-markiertem Schweinefleisch wurde bei Kindern mit zystischer Fibrose durch Gesamtkörper-retentionsmessung der absorbierten Radionuklide in einem Großraum-Radioaktivitätsdetektor mit flüssigem organischem Szintillator und 4π-Meßgeometrie bestimmt.

Kinder mit zystischer Fibrose und normalen oder nur leicht reduzierten Eisenreserven absorbierten 6–13% aus 5 mg Hämoglobin-Eisen (=1,44 g Hämoglobin), 7–14% aus 5 mg Leber-Eisen (=25 g Leber) und 17–34% aus 0,7–2,0 mg Fleisch-Eisen (=70–200 g Fleisch), während bei Erschöpfung der Eisenreserven eine⁵⁹Fe-Absorption von 19% aus Hämoglobin, 13 und 28% aus Leber und 23 und 30% aus Fleisch gemessen wurde. Alle diese Eisenabsorptionen liegen innerhalb der Normalbereiche der Nahrungseisenabsorption, die bei gesunden Menschen mit normalen bzw. erschöpften Eisenreserven ermittelt worden waren. Offensichtlich ist die proteolytische Verdauung durch die Pankreasprotease nicht wesentlich für die der Absorption im oberen Dünndarm vorgeschaltete intraluminäre Freisetzung des Hämund Nichthäm-Eisen aus Hämoglobin, Fleisch und Leber. Eine erhöhte Nahrungseisenabsorption wird auch bei Kindern mit zystischer Fibrose durch die Erschöpfung der Eisenreserven verursacht.

Eine Intrinsic Factor-nichtresponsive Vitamin B₁₂-Malabsorption wurde bei allen untersuchten Kindern mit zystischer Fibrose festgestellt und ist möglicherweise auf die Notwendigkeit eines proteolytischen Pankreasenzymes (Trypsin?) für die Bindung des Vitamin B₁₂-Intrinsic Factor-Komplexes an die Ileumreceptoren zurückzuführen.

Die Absorption des⁷⁵Se aus Selenomethionin-(⁷⁵Se)-markiertem Schweinefleisch lag mit 60 und 71% bei Kindern mit zystischer Fibrose nur geringfügig unter dem bei gesunden Erwachsenen gemessenen Bereich der Selenomethionin-(⁷⁵Se)-Absorption aus 200 g Fleisch (76–100%;$\bar X_a$ _a±S.D.=87±3.5). Durch 3 g Pankreatin wurde die Bioverfügbarkeit des Selenomethionin-(⁷⁵Se) aus Fleisch bei Kindern mit zystischer Fibrose nicht beeinflußt. Bei Kindern mit zystischer Pankreasfibrose reicht die peptische Verdauung der Nahrungsproteine für die Bioverfügbarkeit der Aminosäuren wohl noch aus, so daß die anschließende Spaltung durch Pankreasproteasen bzw. eine Substitution von Pankreasproteasen nicht mehr erforderlich ist.

Summary

The absorption of biosynthetically⁵⁹Fe-labeled hemiglobin, pork and hog liver,⁶⁰Co-vitamin B₁₂ and⁷⁵Se-selenomethionin labeled pork was measured in children with cystic fibrosis by whole body counting of the absorbed radionuclides within the 4π geometry of a large volume radioactivity detector with liquid organic scintillator.

Children with normal or mildly reduced iron stores absorbed 6–13% of the 5 mg hemiglobin-iron, 7–14% of the 5 mg liver-iron and 17–34% of the pork-iron whereas children with depleted iron stores absorbed 19% of the hemiglobin-⁵⁹Fe, 13 and 28% of the liver-⁵⁹Fe and 23 and 30% of the pork-⁵⁹Fe. These absorption values are all within the ranges of hemiglobin-, liver- and pork-⁵⁹Fe absorption described for healthy adults with normal and depleted iron stores, respectively. Pancreatic proteolytic digestion is obviously not necessary for the intraluminal release preceeding the absorption of dietary heme- and non heme-iron from hemiglobin, meat and liver, respectively. An increased absorption of hemiglobin-, liver-and pork iron is caused by depleted iron stores also in children with cystic fibrosis.

An intrinsic factor non-responsivevitamin B ₁₂-malabsorption was observed in all investigated children with cystic fibrosis and confirms the requirement of a pancreatic proteolytic enzyme (trypsin) for the vitamin B₁₂-intrinsic factor binding reaction or the fixation of the vitamin B₁₂-intrinsic factor complex to the ileal receptors.

Children with cystic fibrosis absorbed 60 and 71% of the⁷⁵Se from an oral dose of 200 g⁷⁵ Se-selenomethionine labeled pork, whereas normal adults absorbed 76–100% ($\bar X_1$ ₁±S.D.=87±3.5) of the⁷⁵Sc. Pancreatin did not improve the bioavailability of⁷⁵Se-selenomethionine from labeled pork in cystic fibrosis which is just below the normal range. Intraluminal peptic digestion of dietary protein seems to be adequate in pancreatic insufficiency and pancreatin treatment did not improve protein utilization in cystic fibrosis