An initiative of :

Wageningen University

Food-Info.net> Μεταλλικά στοιχεία

Σίδηρος (Fe)

Εισαγωγή
Πηγές τροφίμων
Προτεινόμενη Ημερήσια Πρόσληψη
Ανασταλτικές ουσίες/ Υποκινητ ικές ουσίες
Λειτουργίες στο σώμα
Έλλειψη
Τοξικότητα
Ρύθμιση
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Πηγές

Εισαγωγή

Ο σίδηρος, ένα από τα αφθονότερα μέταλλα στη γη, είναι απαραίτητος στις περισσότερες μορφές ζωής και στην κανονική ανθρώπινη φυσιολογία. Ο σίδηρος είναι ένα αναπόσπαστο τμήμα των πρωτεϊνών και των ενζύμων που διατηρούν την καλή υγεία. Στους ανθρώπους, ο σίδηρος είναι ένα απαραίτητο συστατικό των πρωτεϊνών που λαμβάνουν μέρος στην μεταφορά οξυγόνου. Είναι επίσης απαραίτητο για την διαδικασία της ανάπτυξης των κυττάρων και τη διαφοροποίηση. Η ανεπάρκεια του σιδήρου περιορίζει την παράδοση οξυγόνου στα κύτταρα, με συνέπεια την κούραση, την κακή απόδοση στην εργασία και τη μειωμένη ανοσία. Αφ' ετέρου, τα υπερβολικά ποσά σιδήρου μπορούν να οδηγήσουν στην τοξικότητα και ακόμη και το θάνατο.

Σχεδόν τα δύο τρίτα του σιδήρου στο σώμα βρίσκονται στην αιμογλοβίνη, την πρωτεΐνη στα κόκκινα κύτταρα του αίματος που μεταφέρει το οξυγόνο στους ιστούς. Μικρότερα ποσά σιδήρου βρίσκονται στη μυογλοβίνη, μια πρωτεΐνη που βοηθά στο να παραχθεί το οξυγόνο στους μύες και στα ένζυμα που βοηθούν τις βιοχημικές αντιδράσεις. Ο σίδηρος βρίσκεται επίσης στις πρωτεΐνες που αποθηκεύουν σίδηρο για τις μελλοντικές ανάγκες και που μεταφέρουν σίδηρο στο αίμα.

Ο σίδηρος έχει την πιο μακροχρόνια και καλύτερα περιγραμμένη ιστορία μεταξύ όλων των μικροδιατροφικών στοιχείων. Είναι ένα βασικό στοιχείο στο μεταβολισμό σχεδόν όλων των ζωντανών πλασμάτων.

Πηγές τροφίμων

Το ποσό σιδήρου στα τρόφιμα (ή τα συμπληρώματα) που απορροφάται και χρησιμοποιείται από το σώμα επηρεάζεται από τη θρεπτική κατάσταση σε σίδηρο του ατόμου και εάν ο σίδηρος είναι ή όχι υπό μορφή αιμοσιδήρου. Επειδή απορροφάται από έναν διαφορετικό μηχανισμό από τον μη-αιμοσίδηρο, ο αιμοσίδηρος απορροφάται ευκολότερα και η απορρόφησή του επηρεάζεται λιγότερο από άλλους διατροφικούς παράγοντες. Τα άτομα που είναι αναιμικά ή έχουν ανεπαρκή σίδηρος απορροφούν ένα μεγαλύτερο ποσοστό του σιδήρου που καταναλώνουν (ειδικά του μη-αιμοσιδήρου) από τα άτομα που δεν είναι αναιμικά και έχουν ικανοποιητικά αποθέματα σιδήρου.

Ο αιμοσίδηρος απορροφάται καλύτερα από τον μη αιμοσίδηρο, αλλά ο περισσότερος διατροφικός σίδηρος είναι μη αιμοσίδηρος.

Αιμοσίδηρος - ο αιμοσίδηρος προέρχεται κυρίως από την αιμογλοβίνη και τη μυογλοβίνη στο κρέας, τα πουλερικά και τα ψάρια. Αν και ο αιμοσίδηρος αποτελεί μόνο το 10-15% του σιδήρου που βρίσκεται στη διατροφή, μπορεί να παρέχει μέχρι το ένα τρίτο του συνολικού απορροφούμενου διαιτητικού σιδήρου. Η απορρόφηση του αιμοσιδήρου επηρεάζεται λιγότερο από άλλους διατροφικούς παράγοντες από αυτήν του μη-αιμοσιδήρου.

Μη αιμοσίδηρος - ο σίδηρος στα φυτικά τρόφιμα όπως οι φακές και τα φασόλια βρίσκεται σε μια χημική δομή αποκαλούμενη μη αιμοσίδηρος. Τα μεταλλικά στοιχεία από φυτικές πηγές, εντούτοις, μπορούν να ποικίλουν από μέρος σε μέρος επειδή περιεκτικότητα του εδάφους σε ορυκτά ποικίλλει γεωγραφικά.

Αυτό είναι η μορφή σιδήρου που προστίθεται στα εμπλουτισμένα με σίδηρο και ενισχυμένα σε σίδηρο τρόφιμα.

Μερικές σημαντικές πηγές τροφίμων για σίδηρο (επάνω σειρά αιμοσιδήρου, κάτω σειρά μη αιμοσιδήρου):


Συκώτι	Κοτόπουλο	Κρέας	Όστρακα	Λουκάνικα

Φακές	Σπόροι σουσαμιού	Σόγια	Βρώμη/Σταρένιο πίτουρο	Ξερά βερίκοκα

Προτεινόμενη ημερήσια πρόσληψη (RDA)

Το RDA της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τον γενικό πληθυσμό έχει τεθεί σε 15 ΅ g / ημέρα.

Ωστόσο κάποιοι άνθρωποι χρειάζονται περισσότερο σίδηρο από άλλους :

Τα νήπια και τα παιδιά μεταξύ ηλικιών 6 μηνών και 4 ετών

Τα πλήρη αποθέματα σιδήρου ενός νηπίου είναι συνήθως επαρκή για να διαρκέσουν 6 μήνες. Οι υψηλές απαιτήσεις σιδήρου οφείλονται στο γρήγορο ρυθμό ανάπτυξης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.

Έφηβοι

Η πρόωρη εφηβεία είναι μια άλλη περίοδος ταχείας ανάπτυξης. Στα κορίτσια, η απώλεια αίματος που εμφανίζεται με την εμμηνόρροια ενισχύει την αυξανόμενη απαίτηση σιδήρου της εφηβείας.

Έγκυες γυναίκες

Η αυξημένη χρήση σιδήρου από το αναπτυσσόμενο έμβρυο και τον πλακούντα, καθώς επίσης και η σημαντική αύξηση του όγκου του αίματος, αυξάνει την απαίτηση σιδήρου κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης.

'Aτομα με χρόνια αιμορραγία

Η χρόνια αιμορραγία ή η έντονη απώλεια αίματος μπορούν να οδηγήσουν σε ανεπάρκεια σιδήρου. Ένα χιλιόλιτρο (ml) αίματος με μια συγκέντρωση αιμογλοβίνης 150 γραμμαρίων/λίτρο περιέχει 0,5 mg του σιδήρου. Κατά συνέπεια, η χρόνια απώλεια πολύ μικρών ποσών αίματος μπορεί να οδηγήσει στην ανεπάρκεια σιδήρου. Μια κοινή αιτία της χρόνιας απώλειας αίματος και της ανεπάρκειας σιδήρου στις αναπτυσσόμενες χώρες είναι εντερική παρασιτική μόλυνση. Τα άτομα που δίνουν αίμα συχνά, ειδικά γυναίκες με εμμηνόρροια, μπορεί να πρέπει να αυξήσουν την πρόσληψή τους σε σίδηρο για να αποτρέψουν την ανεπάρκεια επειδή κάθε 500 ml του αίματος που δίνεται περιέχουν μεταξύ 200 και 250 mg του σιδήρου.

'Aτομα με μόλυνση από Ελικοβακτήριο του πυλωρού (Helicobacter pylori )

Η ανωτέρω μόλυνση συνδέονται με την αναιμία ανεπάρκειας σιδήρου, ειδικά στα παιδιά, ακόμη και ελλείψει γαστροεντερικής αιμορραγίας.

Χορτοφάγοι

Ο σίδηρος από φυτικές πηγές απορροφάται λιγότερο αποτελεσματικά από αυτόν από ζωικές πηγές. Έχει υπολογιστεί ότι η βιολογική διαθεσιμότητα του σιδήρου από μια χορτοφαγική διατροφή είναι μόνο 10%, ενώ είναι 18% από μια μικτή διατροφή.

’τομα που συμμετέχουν συχνά σε έντονη άσκηση

ΟΙ καθημερινές απώλειες σιδήρου έχει βρεθεί πως είναι μεγαλύτερες στους αθλητές που συμμετέχουν σε έντονη άσκηση αντοχής. Αυτό μπορεί να οφείλεται στην αυξανόμενη μικροσκοπική αιμορραγία από το γαστροεντερικό τμήμα ή στην αυξανόμενη ευθραυστότητα και την αιμόλυση των κόκκινων κυττάρων του αίματος. Έχει υπολογιστεί ότι η μέση απαίτηση σε σίδηρο μπορεί να είναι 30% υψηλότερη για εκείνους που συμμετέχουν σε συχνή έντονη άσκηση.

Ανασταλτικές/ Υποκινητικές ουσίες:

Τα ακόλουθα συστατικά τροφίμων έχουν βρεθεί να υποκινούν την απορρόφηση του σιδήρου:

Βιταμίνη Α - Η ανεπάρκεια βιταμίνης Α μπορεί να αυξήσει την αναιμία από ανεπάρκεια σιδήρου. Ο συνδυασμός βιταμίνης Α και σιδήρου φαίνεται να βελτιώνει την αναιμία αποτελεσματικότερα από είτε μόνο το σίδηρο είτε τη βιταμίνη Α.

Χαλκός - Η επαρκής ποσότητα χαλκού στη διατροφή φαίνεται να είναι απαραίτητη για τον κανονικό μεταβολισμό του σιδήρου και τον σχηματισμό ερυθρών κυττάρων του αίματος. Η αναιμία είναι ένα κλινικό σημάδι της ανεπάρκειας χαλκού.

Πρωτεΐνες κρέατος - Οι πρωτεΐνες κρέατος βελτιώνουν την απορρόφηση του μη αιματικού σιδήρου.

Βιταμίνη C - η βιταμίνη C βελτιώνει την απορρόφηση του μη αιματικού σιδήρου.

Τα ακόλουθα συστατικά τροφίμων έχουν βρεθεί να εμποδίζουν την απορρόφηση του σιδήρου:

Ασβέστιο - Όταν καταναλώνεται μαζί σε ένα ενιαίο γεύμα, το ασβέστιο έχει βρεθεί ότι μειώνει την απορρόφηση του σιδήρου. Εντούτοις, λίγη επίδραση έχει παρατηρηθεί στα επίπεδα της φερριτίνης (αποθήκες σιδήρου).

Οι τανίνες (που βρίσκονται στο τσάι), οι πολυφαινόλες και τα φυτικά οξέα (που βρίσκονται στα όσπρια και σε ολόκληρους σπόρους) μπορούν να μειώσουν την απορρόφηση του μη αιματικού σιδήρου . Μερικές πρωτεΐνες που βρίσκονται στη σόγια εμποδίζουν επίσης την απορρόφηση του μη αιματικού σιδήρου .

Λειτουργίες στο σώμα

Μεταφορά και αποθήκευση οξυγόνου

Η αίμη είναι μια ένωση που περιέχει σίδηρο και βρίσκεται σε διάφορα σημαντικά βιολογικά μόρια. Η αιμογλοβίνη και η μυογλοβίνη είναι πρωτεΐνες που περιέχουν αίμη και συμμετέχουν στην μεταφορά και την αποθήκευση του οξυγόνου. Η αιμογλοβίνη είναι η κύρια πρωτεΐνη που βρίσκεται στα ερυθρά κύτταρα του αίματος και αντιπροσωπεύει τα δύο τρίτα του σιδήρου του σώματος.

Ο ζωτικής σημασίας ρόλος της αιμογλοβίνης στην μεταφορά του οξυγόνου από τους πνεύμονες στο υπόλοιπο σώμα, προέρχεται από τη μοναδική δυνατότητά της να πάρει οξυγόνο γρήγορα κατά τη διάρκεια του σύντομου χρόνου που έρχεται σε επαφή με τους πνεύμονες και να απελευθερώσει οξυγόνο όπως απαιτείται κατά τη διάρκεια της κυκλοφορίας της μέσα στους ιστών. Η μυογλοβίνη έχει λειτουργία στη μεταφορά και τη βραχυπρόθεσμη αποθήκευση του οξυγόνου στα κύτταρα των μυών, βοηθώντας να ισοσκελιστεί ο ανεφοδιασμός με οξυγόνο με την απαίτηση των ασκούμενων μυών.

Μεταφορά ηλεκτρονίων και ενεργειακός μεταβολισμός

Τα κυτοχρώματα είναι συστατικά που περιέχουν αίμη και είναι απαραίτητα για την παραγωγή κυτταρικής ενέργειας και επομένως για τη ζωή, μέσω του ρόλου τους στις μιτοχονδριακές μεταφορές ηλεκτρονίων. Χρησιμεύουν ως μεταφορείς ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια της σύνθεσης του ATP, την κυρίαρχη αποθηκευτική ένωση ενέργειας στα κύτταρα. Το κυτόχρωμα P450 είναι μια οικογένεια ενζύμων που λειτουργεί στο μεταβολισμό διάφορων σημαντικών βιολογικών μορίων, καθώς επίσης και στην αποτοξίνωση και το μεταβολισμό των φαρμάκων και των μολυντών. Τα ένζυμα που περιέχουν σίδηρο χωρίς αίμη, όπως η NADH η διυδρογενάση και η ηλεκτρική διυδρογενάση, είναι επίσης κρίσιμα για τον ενεργειακό μεταβολισμό.

Τα αντιοξειδωτικά και οι ευεργετικές προ-οξειδωτικές λειτουργίες

Η καταλάση και η υπεροξειδάση είναι ένζυμα περιέχουν αίμη και προστατεύουν τα κύτταρα από τη συσσώρευση του υπεροξειδίου υδρογόνου, ένα είδος αντιδραστικού οξυγόνου ενδεχομένως καταστροφικού (ROS), με την κατάλυση μιας αντίδρασης που μετατρέπει το υπεροξείδιο υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο. Ως τμήμα της αντίδρασης του ανοσοποιητικού, μερικά λευκά αιμοκύτταρα εγκολπίζουν τα βακτηρίδια και τα εκθέτουν στο ROS για να σκοτωθούν. Η σύνθεση ενός τέτοιου ROS, υποχλωρικού οξέος, από τα νετροφίλια καταλύεται από το ένζυμο μυελοπεροξιδάση που περιέχει αίμη.

Σύνθεση DNA

Το αναγωγικό ριβονουκλεοτίδιο είναι ένα ένζυμο που εξαρτάται από το σίδηρο και που απαιτείται για τη σύνθεση DNA. Κατά συνέπεια, ο σίδηρος απαιτείται για διάφορες ζωτικής σημασίας λειτουργίες συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης, της αναπαραγωγής, της θεραπείας και της ανοσοποιητικής λειτουργίας.

Έλλειψη

Η ανεπάρκεια σιδήρου είναι η πιο κοινή θρεπτική ανεπάρκεια στον κόσμο. Υπάρχουν τρία γενικά επίπεδα ανεπάρκειας σιδήρου: μείωση αποθήκευσης σιδήρου, πρόωρη λειτουργική ανεπάρκεια σιδήρου και αναιμία ανεπάρκειας σιδήρου.

Μείωση αποθήκευσης σιδήρου

Οι αποθήκες σιδήρου μειώνονται, αλλά ο λειτουργικός ανεφοδιασμός σιδήρου δεν είναι περιορισμένος.

Πρόωρη λειτουργική ανεπάρκεια σιδήρου

Ο ανεφοδιασμός του λειτουργικού σιδήρου είναι αρκετά μικρός ώστε να εμποδίσει το σχηματισμό ερυθρών αιμοσφαιρίων, αλλά όχι αρκετά μικρός ώστε να προκαλέσει τη μετρήσιμη αναιμία.

Αναιμία ανεπάρκειας σιδήρου

Υπάρχει ανεπαρκής σίδηρος για να υποστηρίξει τον κανονικό σχηματισμό ερυθρών αιμοσφαιρίων, με συνέπεια την αναιμία. Η αναιμία της ανεπάρκειας σιδήρου χαρακτηρίζεται ως μικροκυτική και υποχρωμική, που σημαίνει πως τα ερυθρά αιμοσφαίρια μετρούνται λιγότερα από το κανονικό και η περιεκτικότητά τους σε αιμογλοβίνη μειώνεται. Σε αυτό το στάδιο της ανεπάρκειας σιδήρου, τα συμπτώματα μπορούν να είναι αποτέλεσμα της ανεπαρκούς παράδοσης οξυγόνου λόγω της αναιμίας ή/και της λιγότερο ιδανικής λειτουργίας των ενζύμων που εξαρτώνται από το σίδηρο.

Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι η ανεπάρκεια σιδήρου δεν είναι η μόνη αιτία της αναιμίας, και ότι η διάγνωση ή η θεραπεία της ανεπάρκειας σιδήρου απλώς βάσει της αναιμίας μπορεί να οδηγήσει σε εσφαλμένη διάγνωση ή την ακατάλληλη θεραπεία της αναιμίας.

Τοξικότητα

Η τυχαία υπερβολική δόση προϊόντων που περιέχουν σίδηρο είναι η μεγαλύτερη αιτία των μοιραίων περιστατικών δηλητηρίασης στα παιδιά κάτω από 6 ετών. Αν και η στοματική θανατηφόρα δόση του στοιχείου του σιδήρου είναι περίπου 200-250 mg / kg σωματικού βάρους, αρκετά λιγότερος είναι μοιραίος. Τα συμπτώματα της οξείας τοξικότητας μπορούν να εμφανιστούν με δόσεις σιδήρου 20-60 mg / kg σωματικού βάρους. Η υπερβολική δόση σιδήρου είναι μια κατάσταση έκτακτης ανάγκης επειδή η δριμύτητα της τοξικότητας του σιδήρου συσχετίζεται με το ποσό του στοιχείου του σιδήρου που απορροφάται.

Η οξεία δηλητηρίαση σιδήρου έχει συμπτώματα σε τέσσερα στάδια:

1) Μέσα σε 1-6 ώρες από την κατάποση, τα συμπτώματα μπορούν να περιλάβουν τη ναυτία, τον εμετό, τον κοιλιακό πόνο, την δυσκοιλιότητα, το λήθαργο, αδύνατο και γρήγορο σφυγμό, τη χαμηλή πίεση αίματος, τον πυρετό, τη δυσκολία στην αναπνοή, και το κόμμα.

2) Εάν όχι αμέσως μοιραία, τα συμπτώματα μπορούν να υποχωρήσουν για περίπου 24 ώρες.

3) Τα συμπτώματα μπορούν να επιστρέψουν 12 έως 48 ώρες μετά από την κατάποση σιδήρου και μπορεί να συμπεριλαμβάνουν σοβαρά σημάδια αποτυχίας στα ακόλουθα συστήματα οργάνων: καρδιαγγειακό, νεφρό, συκώτι, αιματολογικό (αίμα) και κεντρικά νευρικά συστήματα.

4) Η μακροπρόθεσμη ζημιά στο κεντρικό νευρικό σύστημα, το συκώτι (κίρρωση) και το στομάχι μπορεί να αναπτυχθεί 2 έως 6 εβδομάδες μετά από την κατάποση.

Ρύθμιση

Τα στοιχεία όπου βρίσκεται ο σίδηρος είναι σύντομες ακολουθίες νουκλεοτιδών που βρίσκονται στο αγγελιοφόρο RNA (mRNA) που κωδικοποιεί για τις βασικές πρωτεΐνες, τη λειτουργία της αποθήκευσης και του μεταβολισμού του σιδήρου. Οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες του σιδήρου (IRP) μπορούν να δεσμεύσουν τα στοιχεία όπου βρίσκεται και να έχουν επιπτώσεις στη μετάφραση του mRNA και με αυτόν τον τρόπο ρυθμίζουν τη σύνθεση συγκεκριμένων πρωτεϊνών. Έχει προταθεί ότι όταν ανεφοδιασμός σε σίδηρο είναι υψηλός, περισσότερος σίδηρος δεσμεύεται στις ρυθμιστικές πρωτεΐνες (IRP) και τις αποτρέπει από το να δεσμεύσουν τα στοιχεία που βρίσκεται ο σίδηρος στο mRNA .

Όταν ο ανεφοδιασμός του σιδήρου είναι χαμηλός, λιγότερος σίδηρος δεσμεύεται στις IRPs, επιτρέποντας την αυξανόμενη σύνδεση των στοιχείων που βρίσκεται ο σίδηρος. Κατά συνέπεια, όταν λιγότερος σίδηρος είναι διαθέσιμος, η μετάφραση του mRNA που κωδικοποιεί για την πρωτεΐνη αποθήκευσης σιδήρου, τη φερριτίνη, μειώνεται επειδή ο σίδηρος δεν είναι διαθέσιμος για αποθήκευση. Η μετάφραση του mRNA που κωδικοποιεί για το βασικό ρυθμιστικό ένζυμο της σύνθεσης αίμης στα ανώριμα ερυθρά αιμοσφαίρια, μειώνεται επίσης για να συντηρηθεί ο σίδηρος.

Αντίθετα, οι IRP που δεσμεύονται στα στοιχεία που βρίσκεται ο σίδηρος σε mRNA που κωδικοποιεί την υποβάθμιση των δεκτών που εμποδίζουν την τρανσφερίνη, έχουν ως αποτέλεσμα την αυξανόμενη σύνθεση των δεκτών τρανσφερίνης και την αυξανόμενη μεταφορά σιδήρου στα κύτταρα.

Απορρόφηση σιδήρου

Η απορρόφηση σιδήρου αναφέρεται στο ποσό του διατροφικού σιδήρου που το σώμα λαμβάνει και χρησιμοποιεί από τα τρόφιμα. Οι υγιείς ενήλικοι απορροφούν περίπου 10% με 15% του διατροφικού σιδήρου, αλλά η μεμονωμένη απορρόφηση επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες.

Τα επίπεδα αποθήκευσης σιδήρου έχουν τη μέγιστη επιρροή στην απορρόφηση σιδήρου. Η απορρόφηση σιδήρου αυξάνεται όταν τα σωματικά αποθέματα είναι μικρά. Όταν τα αποθέματα σιδήρου είναι υψηλά, η απορρόφηση μειώνεται για να βοηθήσει στην προστασία από τα τοξικά αποτελέσματα του πλεονάσματος σιδήρου. Ο τύπος του διατροφικού σιδήρου που καταναλώθηκε, επηρεάζει επίσης την απορρόφηση σιδήρου. Η απορρόφηση του σιδήρου με αίμη από τις πρωτεΐνες κρέατος είναι αποδοτική. Η απορρόφηση του σιδήρου με αίμη κυμαίνεται από 15% ως 35% και δεν επηρεάζεται σημαντικά από τη διατροφή. Αντίθετα, απορροφάται το 2% με 20% του σιδήρου χωρίς αίμη στα φυτικά τρόφιμα όπως το ρύζι, ο αραβόσιτος, τα μαύρα φασόλια, η σόγια και ο σίτος. Η απορρόφηση σιδήρου χωρίς αίμη επηρεάζεται σημαντικά από τα διάφορα συστατικά των τροφίμων.

Οι πρωτεΐνες και η βιταμίνη C του κρέατος θα βελτιώσουν την απορρόφηση του σιδήρου χωρίς αίμη. Είναι το σημαντικότερο να περιληφθούν τρόφιμα που ενισχύουν την απορρόφηση του σιδήρου χωρίς αίμη όταν είναι η καθημερινή πρόσληψη σιδήρου είναι λιγότερη από τη συστημένη, όταν οι απώλειες σιδήρου είναι υψηλές (που μπορεί να εμφανιστεί με τις σοβαρές εμμηνορροϊκές απώλειες), όταν απαιτήσεις σιδήρου είναι υψηλές (όπως στην εγκυμοσύνη) και όταν καταναλώνονται μόνο οι χορτοφαγικές χωρίς αίμη πηγές σιδήρου.