Żelazo – skutki niedoboru i przedawkowania, produkty bogate w żelazo

Żelazo to jeden z najważniejszych pierwiastków w organizmie – odpowiada za wytwarzanie hemoglobiny oraz prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego i odpornościowego. Niedobór żelaza objawia się w postaci osłabienia, problemów z koncentracją, może prowadzić też do anemii. Ile żelaza dziennie powinno się dostarczać w diecie i w jakich produktach jest go najwięcej? 

Funkcje żelaza w organizmie 

Żelazo jest pierwiastkiem niezwykle ważnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu, choć występuje w nim w śladowej ilości 3-4 gramów. Około 60 proc. żelaza w organizmie wchodzi w skład hemoglobiny, 15 proc. – mioglobiny. Pozostała część jest magazynowana w narządach. Hemoglobina to białko i barwnik krwi, który umożliwia wiązanie tlenu w pęcherzykach płucnych przez erytrocyty i transportowanie go do wszystkich komórek ciała. Natomiast mioglobina umożliwia mięśniom pobieranie z krwi niezbędnego do ich pracy tlenu. W szpiku kostnym żelazo odpowiada za tworzenie się krwinek czerwonych (erytrocytów).  

Żelazo buduje centra aktywne enzymów tkankowych (cytochromów, peroksydaz, katalaz), wpływa na metabolizm cholesterolu, w wątrobie wspomaga proces detoksykacji. Wspiera również organizm w zwalczaniu bakterii i wirusów przez układ odpornościowy. Wspomaga pracę układu nerwowego, utrzymuje odpowiednie funkcje fizyczne i intelektualne. 

Żelazo wchłaniane jest przez dwunastnicę, a następnie wiązane z transferyną, która transportuje je do wątroby, szpiku kostnego i śledziony. Kiedy dochodzi do znacznej utraty krwi w organizmie, zgromadzone zapasy zostają uwolnione z tych narządów. 

Źródła żelaza w diecie

Żelazo występuje w dwóch postaciach: jako żelazo hemowe w produktach pochodzenia zwierzęcego (mięso, drób, ryby) oraz żelazo niehemowe obecne w produktach pochodzenia roślinnego (produkty zbożowe, rośliny strączkowe, owoce, warzywa) oraz w jajach. Choć w diecie dominuje żelazo niehemowe (stanowi jej 90 proc.), to jego przyswajalność jest znacznie niższa (1-10 proc.) niż żelaza hemowego (25–50 proc.). Pomimo niższej biodostępności żelaza niehemowego, to właśnie ono jest głównym źródłem żelaza dla człowieka, ponieważ dieta składa się w większej mierze z produktów pochodzenia roślinnego. 

Za najlepsze źródła żelaza uważa się podroby (wątróbkę cielęcą i nerki), mięso i jego przetwory, produkty zbożowe (chleb żytni razowy i pełnoziarnisty, kasza jaglana, kasza gryczana), jaja kurze, niektóre warzywa  (bób, burak, groszek zielony, szczaw) i owoce (porzeczki, poziomki, maliny) owoce suszone i nasiona roślin strączkowych (fasola, groch, soczewica, soja).

Zawartość żelaza w wybranych produktach przedstawia poniższa tabela.

Co wpływa na przyswajalność żelaza? 

Oprócz wspomnianych już wcześniej dwóch postaci żelaza i ich różnej przyswajalności, wchłanianie żelaza jest determinowane przez interakcje z innymi składnikami pokarmowymi.  Zmniejszenie wchłaniania żelaza obserwuje się w przypadku interakcji z kwasem fitynowym, polifenolami, białkiem roślinnym oraz niektórymi składnikami mineralnymi takimi jak wapń i cynk.

1. Fityniany obecne w roślinach strączkowych (soi, czarnej fasoli, soczewicy, groszku) powodują bardzo niską absorpcję żelaza z tych pokarmów (około 1 proc.). Dodatkowo białko roślin strączkowych może hamować wchłanianie żelaza niezależnie od wpływu fitynianów. Aby zwiększyć wchłanianie tego pierwiastka, rośliny strączkowe należy moczyć przez noc w wodzie i spożywać je z pokarmami bogatymi w witaminę C.
2. Hamujący wpływ polifenoli na wchłanianie żelaza wykazano w przypadku czarnej herbaty i w mniejszym stopniu, herbat ziołowych. Polifenole znajdziemy również w kawie, czerwonym winie i wielu produktach zbożowych. Z tego względu kawę i herbatę lepiej pić pomiędzy posiłkami niż w ich trakcie. Podobnie jak w przypadku fitynianów, witamina C spożywana z polifenolami zwiększa przyswajanie żelaza.
3. Badania wykazały, że spożywanie produktów bogatych w wapń: mleka, serów i jogurtów zmniejsza wchłanianie żelaza niehemowego. Nie mniej jednak długotrwały wpływ interakcji  żelaza i wapnia pochodzących z żywności nie jest tak jednoznaczny, dlatego unikanie produktów zawierających wapń w czasie posiłku może nie być uzasadnione.
4. Przyjmowanie suplementów diety z dużymi dawkami niektórych pierwiastków takich jak cynk, mangan i miedź może zakłócać wchłanianie żelaza niehemowego.

Wchłanianie żelaza poprawia obecność produktów z dużą zawartością witaminy C. Kwas askorbinowy znajdziemy w: pomarańczach, cytrynie, grejpfrutach, kiwi, jagodach, brokułach, kapuście, kalafiorze, jarmużu, papryce, ziemniakach, pomidorach oraz wielu sokach wzbogacanych w tę witaminę. Kwas askorbinowy uwalnia żelazo niehemowe związane z inhibitorami takimi jak fityniany i garbniki, przez co może być ono absorbowane.

Zapotrzebowanie na żelazo 

Zapotrzebowanie na żelazo różni się w zależności od płci, wieku oraz stanu fizjologicznego organizmu. U osoby dorosłej około 1 mg żelaza jest tracony każdego dnia przez złuszczanie komórek z powierzchni skóry i błon śluzowych, w tym błony śluzowej przewodu pokarmowego. Pomimo zapasów żelaza w organizmie, konieczne jest stałe dostarczanie pierwiastka wraz z dietą, aby zastąpić żelazo tracone wraz z kałem, moczem i przez skórę. 

W okresie noworodkowym dziecko posiada zapasy żelaza zgromadzone w czasie życia płodowego oraz pobiera żelazo wraz z mlekiem matki, dlatego nie jest potrzebna dodatkowa suplementacja tym pierwiastkiem. Około 5-6 miesiąca życia, gdy mleko matki nie jest już w stanie pokryć zapotrzebowania dziecka na składniki odżywcze, żelazo jest dostarczane wraz z pokarmami uzupełniającymi.

Wraz ze wzrostem organizmu, rośnie zapotrzebowanie na żelazo, zwłaszcza w okresie dojrzewania: u dziewcząt wynika to z pojawienia się miesiączki, u chłopców z powodu zwiększenia stężenia hemoglobiny. Miesiączka powoduje utratę żelaza w ilości około 2 mg dziennie. Dostarczanie większej dawki żelaza jest szczególnie istotne w okresie ciąży, szczególnie w II i III trymestrze, ponieważ zwiększa się objętość krwi oraz łożyska. 

Zapotrzebowanie na żelazo w zależności od płci i wieku przedstawia poniższa tabela.

*po wystąpieniu miesiączki

Żelazo może gromadzić się w organizmie, dlatego nie należy przekraczać dawki maksymalnego tolerowanego dziennego spożycia (UL), która dla osób dorosłych wynosi 45 mg. 

Niedobór żelaza  – przyczyny i objawy

Niedobór żelaza jest uważany za najczęstszy z niedoborów pokarmowych. Jego głównymi przyczynami są:  

• Niskie spożycie żelaza wraz z dietą, dieta wegetariańska, 
• Upośledzone wchłanianie żelaza w schorzeniach takich jak choroba zapalna jelit, choroba trzewna, częściowa gastrektomia,
• Zwiększone zapotrzebowanie żelaza w wyniku szybkiego wzrostu organizmu oraz w okresie ciąży i laktacji,
• Nadmierna utrata krwi spowodowana obfitymi miesiączkami oraz krwawieniem z przewodu pokarmowego,
• Zmniejszona kwasowość żołądka spowodowana przyjmowaniem leków. 

Niedobór żelaza może prowadzić do powstania niedokrwistości (anemii), upośledzenia odporności, zmniejszonej wydolności organizmu, zaburzeń termoregulacji oraz obniżenia metabolizmu. Niedobór żelaza w czasie ciąży wiąże się z wieloma niekorzystnymi skutkami zarówno dla matki, jak i niemowlęcia, w tym zwiększonym ryzykiem posocznicy, śmiertelności matek, umieralności okołoporodowej i niskiej masy urodzeniowej. 

Wśród objawów niedoboru żelaza najczęściej obserwuje się: 

• osłabienie, senność, zmęczenie, obniżenie sprawności umysłowej, problemy z koncentracją, apatię,
• częste krwawienie z nosa, 
• skłonność do powstawania siniaków, 
• pękające kąciki ust, owrzodzenie języka, błony śluzowej jamy ustnej, 
• bladość skóry i spojówek,
• łamliwość paznokci, wypadanie włosów, 
• częstą zapadalność na różnego typu infekcje, osłabioną odporność, 
• zaburzenia rytmu serca, zaburzenia oddychania. 

Niedobór żelaza – badania i profilaktyka

Na niedobór żelaza w początkowym etapie wskazuje obniżone stężenie ferrytyny w surowicy krwi (SF < 12 μg/l). Niedokrwistość z niedoboru żelaza charakteryzuje stężenie hemoglobiny Hb < 12 g/dl  u kobiet, Hb < 14 g/dl – u mężczyzn. 

Jak zapobiegać niedoborom żelaza? W pierwszej kolejności warto przyjrzeć się swojej diecie, aby sprawdzić, czy zawiera produkty, które są potencjalnym źródłem żelaza. Kolejnym krokiem jest obserwacja, czy wchłanianie żelaza nie jest zaburzone przez spożywanie produktów zmniejszających jego biodostępność i jednocześnie wprowadzenie produktów, które dodatkowo zwiększają przyswajanie tego pierwiastka. Wegetarianie powinni dostarczać średnio 1,8 razy więcej żelaza niż osoby na konwencjonalnej diecie, ponieważ żelazo niehemowe jest słabiej przyswajalne. Żelazo można dostarczać także przy pomocy wód mineralnych bogatych w ten pierwiastek. W niektórych przypadkach konieczna może okazać się suplementacja. 

Nadmiar żelaza – przyczyny i objawy

Nadmiar żelaza może być skutkiem takich chorób jak: hemochromatoza (choroba polegająca na gromadzeniu się żelaza w organizmie), schorzenia wątroby oraz choroby wymagające przetaczania krwi. Gdy żelazo zaczyna kumulować się w organizmie, może prowadzić do uszkodzenia tkanek i narządów, w których się gromadzi: trzustki – prowadząc do cukrzycy, szpiku kostnego – wywołując niedokrwistość oraz wątroby, przyczyniając się do jej marskości. Wolne żelazo przyspiesza niebezpieczne dla zdrowia procesy oksydacyjne zwiększając ryzyko nowotworów i choroby wieńcowej. Ponadto nadmiar żelaza zaburza wchłaniania niektórych pierwiastków, m.in. cynku i miedzi oraz zwiększa ryzyko infekcji. 

Wysoki poziom żelaza objawia się podobnie, jak zbyt mała ilość pierwiastka w organizmie: występują działania niepożądane ze strony przewodu pokarmowego (zaparcia, nudności, wymioty i biegunka), zaburzenia sercowo-naczyniowe, zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego, nerek i wątroby. Ponadto może wystąpić spadek masy ciała, bóle stawów, obniżone libido,  szarobrązowa cera z metalicznym połyskiem. 

Nadmiar żelaza w organizmie objawia się podwyższonym stężeniem ferrtytyny: w surowicy (SF > 300 μg/l), podwyższonym stopniem wysycenia transferryny żelazem (TS > 60 %) i gwałtownym wzrostem stężenia wolnego żelaza we krwi (SI > 1800 μg/l). 

Interakcje suplementów żelaza z lekami

Suplementy żelaza stosowane z niektórymi lekami mogą zaburzać ich działanie i zmniejszać efektywność leczenia, dlatego zasadność i bezpieczeństwo ich stosowania powinny być konsultowane z lekarzem. Przykładowo suplementy żelaza mogą ograniczać wchłanianie lewodopy – leku stosowanego w leczeniu choroby Parkinsona i zespołu niespokojnych nóg. Przyjmowanie żelaza z lewotyroksyną stosowaną w leczeniu niedoczynności tarczycy, wola i raka tarczycy może zmniejszyć jej skuteczność. Wapń może zakłócać wchłanianie żelaza, ale można temu zaradzić przyjmując suplementy o różnych porach dnia.

Bibliografia:

1. N. Abbaspour, R. Hurrell, and R. Kelishadi, “Review on iron and its importance for human health,” Journal of Research in Medical Sciences, vol. 19, no. 2. Isfahan University of Medical Sciences(IUMS), pp. 164–174, 2014. 
2. B. Thompson, “Nutrition Guideline Iron,” Alberta Health Services, 2018. [Online]. Available: https://www.albertahealthservices.ca/assets/info/nutrition/if-nfs-ng-iron.pdf [Accessed: 26-Jun-2020]. 
3. “Iron and your health – Harvard Health.” [Online]. Available: https://www.health.harvard.edu/staying-healthy/iron-and-your-health. [Accessed: 26-Jun-2020]. 
4. “Iron and health,” Scientific Advisory Committee on Nutrition, 2010. 
5. Mirosław Jarosz, “Normy żywienia dla populacji polskiej,” Inst. Żywności i Żywienia, 2017.