ŻELAZO

Rola żelaza w organizmie:

- jest mikroelementem niezbędnym do prawidłowego wzrostu i rozwoju organizmu,

- przez swoją obecność w strukturze hemoglobiny, mioglobiny i enzymów pełni w organizmie wiele ważnych funkcji,

- odgrywa decydująca rolę w przenoszeniu tlenu z płuc do wszystkich komórek ciała,

Enzymy zawierające Fe²⁺:

- peroksydaza i katalaza tarczycowa, uczestniczą w procesie jodowania tyrozyny – hormonu odpowiedzialnego za:

- wytwarzanie,

- utrzymywanie,

- i wydalanie ciepła z organizmu.

Żelazo:

- bierze udział w tworzeniu białych krwinek – leukocytów i limfocytów T, które odpowiadają za odporność organizmu,

- występuje w enzymach katalizujących powstawanie z aminokwasów neurotransmiterów: serotoniny, adrenaliny, dopaminy,

- odgrywa rolę w tworzeniu się mieliny włókien nerwowych oraz utrzymuje ich prawidłową funkcję w rozwijającym się mózgu u małych dzieci,

- wpływa ponadto na cykl komórkowy, różnicowanie i proliferację komórek przez regulację transkrypcji kilku genów (kinazy białkowej C-β, syntazy tlenku azotu, p21)

Czerwone krwinki zawierające żelazo decydują przede wszystkim o oksydo-redukcyjnych mechanizmach zachodzących w toku Embrionalnego rozwoju mózgu.

I to jest najważniejsza rola. Wystarczy, ze te czynności nie idą sprawnie, by potomstwo było opóźnione w rozwoju psychicznym.

Normy na żelazo na poziomie średniego zapotrzebowania (EAR):

małe dzieci 3-4 mg

młodzież 7-8 mg

kobiety 6-8 mg

ciężarne 23 mg

karmiące 7 mg

>60 lat 6 mg

mężczyźni 6 mg

dobrze przyswajalne jest żelazo hemowe – w mięsie, rybach itp.

Przyczyny niedoboru żelaza w organizmie:

- niedostateczne spożycie żelaza z dietą, wynikające z błędów żywieniowych, stosowania diet odchudzających i wegetariańskich

- utrata żelaza z krwią, np. krwawienie z narządów rodnych, z przewodu pokarmowego

- złe wchłanianie żelaza z diety w przewodzie pokarmowym, np. w chorobie trzewnej

- zwiększone zapotrzebowanie na żelazo np. w okresie ciąży i karmienia

Skutkiem niedoboru żelaza w organizmie jest niedokrwistość niedobarwliwa, a w jej następstwie:

- zmniejszenie wydolności fizycznej, a tym samym wydajności pracy,

- obniżenie zdolności organizmu do utrzymania właściwej ciepłoty ciała przy niskiej temperaturze otoczenia

- obniżenie odporności organizmu na infekcje

- niedobór żelaza może zaburzać dopaminoergiczne przekazywanie sygnałów i przez to przyczyniać się do powstawania ADHD (nadpobudliwości psychoruchowej)

- 84% dzieci z ADHD miało obniżony poziom ferrytyny

- im niższy poziom ferrytyny, tym cięższe objawy ADHD

- niedobór żelaza może mieć związek z zaburzeniami funkcji kognitywnych (mniejszą aktywnością, niemożnością skupienia uwagi, szybkim męczeniem się, zahamowaniem rozwoju psychicznego, zaburzeniami uczenia się

- w czasie ciąży może być przyczyną wcześniactwa, niskiej urodzeniowej masy ciała, zwiększonej umieralności kobiet

- przyczynia się do występowania syndromu zmęczonych nóg (SZN). U pacjentów z SZN wykazano obniżony poziom ferrytyny w płynie mózgowo-rdzeniowych w porównaniu do pacjentów bez tego syndromu

- charakteryzuje się on: uczuciem zmęczenia, zaburzeniami snu, drętwienia i tzw. „niepokoju w nogach”

- powoduje syndrom chronicznego zmęczenia (bez niedokrwistości, z małym stężeniem ferrytyny, o niewyjaśnionej przyczynie)

Grupy wysokiego ryzyka występowania niedokrwistości z niedoboru żelaza:

- dzieci w okresach intensywnego wzrostu,

- kobiety w ciąży i karmiące,

- dziewczęta w okresie pokwitania

- osoby starsze

- osoby z chorobą nowotworową

Niedoborom żelaza i powstawaniu niedokrwistości można zapobiec przez:

- zwiększenie jego spożycia – poprzez większy udział w diecie produktów zawierających dobrze przyswajalne żelazo hemowe

- poprawienie biodostępności żelaza (zwłaszcza niehemowego) poprzez wzbogacenie pożywienia w składniki zwiększające jego wchłanianie

Zapobieganie niedoborom żelaza:

- spożywanie żywności wzbogaconej w żelazo (płatki śniadaniowe, odżywki dla dzieci),

- stosowanie suplementów diety zawierających m.in. żelazo,

- podawanie preparatów żelaza i spożywanie leczniczych wód mineralnych bogatych w ten pierwiastek – pod kontrolą lekarza.

Wchłanianie żelaza w przewodzie pokarmowym:

- zachodzi na całej długości jelita cienkiego, gównie w dwunastnicy

- niewielkie ilości żelaza wchłaniane są także w żołądku

Metabolizm zelaza:

REA – ukłąd siateczkowo-śródbłonkowy (zdjęcie od Miłki :D)

Przemiany żelaza w organizmie:

- szczególną cechą przemiany żelaza jest to, ze przebiega ona w dużej części w układzie zamkniętym: fizjologicznie małe ilości żelaza są wchłaniania z przewodu pokarmowego i nieznaczne ilości są wydalane

Wchłanianie żelaza zależy od:

- wielkości jego zapasów w organizmie; wchłanianie żelaza wzrasta w stanach jego niedoboru i zmniejsza się gdy wysycenie nim organizmu jest wystarczające,

- jego zawartości w diecie; im jest go więcej w pożywieniu tym więcej wchłania się w przewodzie pokarmowym

- stopnia utlenienia w jakiej występuje w diecie (Fe2+ - w produktach zwierzęcych, dobrze przyswajalne, Fe3+ - w roślinach, nie bardzo przyswajalne)

Zawartość żelaza w wybranych produktach spożywczych [mg/100g]

Żelazo hemowe:	Żelazo niehemowe:
wątroba wieprzowa 18,7 kaszanka 11,4 – 16,9 wątroba drobiowa 9,5 wątroba wołowa 9,4 salceson czarny 7,5 pasztetowa 6,0 serca 2,7-3,3 wołowina 1,5-3,1 cielęcina 2,4-3,0 wieprzowina 1,0-3,0 kiełbasy 1,5-2,3 drób 1,2 ryby 0,6-1,4	soja (nasiona suche) 8,9 fasola (nasiona suche) 6,9 orzechy pistacjowe 6,7 pietruszka nać 5,0 groch (nasiona suche) 4,7 płatki owsiane 3,9 morele suszone 3,6 kasza gryczana 2,8 szpinak 2,8 chleb graham 2,2 jaja całe 2,2 żółtko 7,2 buraki 1,7

Wiele składników, np. fityniany przyczyniają się do obniżania biodostępności żelaza niehemowego.

Pietruszka ma dużo żelaza i witaminy C, która przyczynia się do lepszego wchłaniania.

Biodostępność żelaza ze szpinaku jest mizerna.

Z żółtka bardzo dobrze się żelazo przyswaja!

Wchłanianie żelaza:

- w przeciętnej diecie człowiek spożywa 10 – 15 mg żelaza w postaci hemowej i niehemowej,

- z czego wchłania się do krwi ok. 10%,

- przy czym żelazo hemowe wchłania się prawie w 22%,

- a niehemowe – zaledwie w 1-5%

Żelazo hemowe (Fe²⁺):

- pochodzi z hemoglobiny i mioglobiny mięsa, drobiu, ryb i ich przetworów

- w dziennej racji pokarmowej stanowi ok. 10% całej puli żelaza

- z pożywienia wchłania się ok. 20% i wchłanianie to jest mniej uzależnione id innych składników diety

Żelazo niehemowe (sole Fe3+):

- występuje w produktach pochodzenia roślinnego

- w dziennej racji pokarmowej stanowi ok. 80% całej puli żelaza

- jego wchłanianie z diety jest niskie, od 1% do 5% i zależy od innych składników pożywienia, które mogą zwiększać lub zmniejszać jego absorpcję w jelicie cienkim

Wchłanianie żelaza niehemowego w przewodzie pokarmowym mogą zwiększać takie składniki pożywienia jak:

- wit. C,

- mięso,

- skrobia oporna,

- oligosacharydy.

a zmniejszać:

- błonnik pokarmowy i kwas fitynowy,

- wapń (hemowego też)

- polifenole, np. tanina w herbatach,

- białka inne niż białko mięsa

Składniki zwiększające wchłanianie żelaza:

• witamina C:

- jest głównym składnikiem diety ułatwiającym wchłanianie żelaza niehemowego w przewodzie pokarmowym

- jej wpływ na wchłanianie żelaza jest wprost proporcjonalny do ilości spożytej wit. C i występuje tylko wtedy, gdy jest ona spożywana jednocześnie z posiłkiem zawierającym żelazo

- wykazano, 2-krotny wzrost wchłaniania żelaza z diety po podaniu 50 mg wit. C z posiłkiem i 6-krotny wzrost po podaniu 500 mg wit. C razem z posiłkiem

- spożycie tej samej ilości witaminy 4 i 8 godzin przed posiłkiem nie miało wpływu na wchłanianie żelaza

Mechanizm korzystnego wpływu wit. C na wchłanianie żelaza spowodowany jest jej zdolnością do redukcji w jelicie jonów żelazowych do żelazawych

Fe³⁺ + wit. C → Fe²⁺ = wzrost wchłaniania

• mięso:

- oprócz tego, że zawiera dobrze wchłanialne żelazo hemowe zwiększa absorpcję z diety niehemowego (tzw. czynnik mięsa” – meat factor)

- dodanie wołowiny, wieprzowiny, wątroby, drobiu lub ryb do posiłku zawierającego żelazo niehemowe powoduje 2-4 krotny wzrost wchłaniania tego pierwiastka

- dodanie wołowiny do np. spaghetti zwiększa wchłanianie żelaza z makaronu i sosu pomidorowego.

Mechanizm wpływu mięsa na wchłanianie żelaza nie jest do końca poznany:

- peptydy z trawionego białka mięśniowego wiążą Fe w kompleksy, co ułatwia jego rozpuszczanie i wchłanianie w przewodzie pokarmowym

- peptydy zawierające cysteinę redukują jony Fe³⁺ do Fe²⁺ i wiążą w kompleksy, które są lepiej rozpuszczalne i wchłanialne

- jony Fe²⁺ tworzą kompleksy z wolnymi kwasami tłuszczowymi pożywienia, które łatwo przenikają przez barierę lipidową enterocytów i szybciej są wchłaniane.

• skrobia oporna

- skrobia oporna jest rozkładana przez bakterie jelita grubego do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych: propionowego, masłowego i octowego

- kwasy te stymulują rozrost ścian jelita, wydłużenie czasu pasażu jelitowego i zwiększają ukrwienie ścian jelita, co przyczynia się do wzrostu wchłaniania żelaza z pożywienia,

- powodują także obniżenie pH w świetle jelita grubego, co zwiększa rozpuszczalność jonów żelaza i ich wchłanianie

• oligosacharydy: fruktooligosacharydy (inulina i oligofruktoza), laktuloza, galaktooligosacharydy

- j.w.

Składniki pożywienia zmniejszające wchłanianie żelaza:

• błonnik pokarmowy i kwas fitynowy

- błonnik, jako taki, nie wpływa niekorzystnie na wchłanianie tego pierwiastka. Produkty bogate w błonnik, zwłaszcza zbożowe, są bogate w fityniany i raczej tym związkom przypisuje się hamowanie wchłanianie żelaza w przewodzie pokarmowym.

Kwas fitynowy:

- w świetle jelita cienkiego tworzy z żelazem niehemowych i produktami degradacji białek nierozpuszczalne kompleksy, z których pierwiastek ten nie może być wchłaniany

- hamujący wpływ fitynianów na wchłanianie żelaza zależy od ich zawartości w pożywieniu – wchłanianie żelaza z pieczywa maleje wraz ze wzrostem w nim zawartości fitynianów.

- poprzez umiejętny wypiek można aktywować fitazy rozkładające fityniany, można także dodać mięso lub wit. C

• wapń:

- zależność obserwowana tylko kiedy oba składniki są spożywane w jednym posiłku

- wykazano niższe o 50% wchłanianie żelaza z posiłków

- niekorzystny wpływ wapnia na wchłanianie żelaza stwierdzono także po równoczesnym zastosowaniu suplementów wapnia (węglanu, cytrynianu i fosforanu) z suplementem żelaza (siarczanem żelaza)

stopień hamowania zależy od rodzaju posiłku: większy jeżeli posiłek zawiera dużo wapnia i żelazo o niskiej biodostępności

Mechanizm niekorzystnego wpływu wapnia na wchłanianie żelaza nie jest do końca wyjaśniony:

- prawdopodobnie wapń konkuruje z żelazem na etapie transportu wewnątrz komórek błony śluzowej jelita

• polifenole: kwasy fenolowe (kw. felurowy, chlorogenowy, taniny), flawonoidy (flawony, flawonole, izoflawony, antocyjany, flawonony)

- tworzą w świetle jelita nierozpuszczalne kompleksy z jonami Fe³⁺

- herbata czarna silniej obniża wchłanianie żelaza z fortyfikowanego tym pierwiastkiem chleba, niż kakao i różne herbaty ziołowe