Żelazo – rola w organizmie + niedobór i nadmiar żelaza

Żelazo to jeden z najcenniejszych mikroskładników diety, którego organizm nie jest w stanie zsyntetyzować. Dlatego konieczne jest dostarczenie odpowiednich ilości żelaza wraz z dietą, jednak należy mieć na uwadze, że negatywny wpływ na zdrowie ma zarówno niedobór, jak i nadmiar tego pierwiastka.

Żelazo  jest niezwykle ważnym komponentem hemoglobiny i mioglobiny, a także enzymów (1). W ten sposób wpływa na przebieg licznych procesów życiowych.

Rola żelaza w organizmie

Żelazo to pierwiastek kluczowy dla przebiegu wielu procesów komórkowych. O niezwykle istotnej roli żelaza w podtrzymaniu prawidłowego funkcjonowania organizmu najlepiej świadczy fakt, iż poziom tego pierwiastka jest ściśle kontrolowany, a żelazo uwolnione ze zdegradowanych krwinek czerwonych jest odzyskiwane i ponownie wykorzystane w procesie erytropoezy (2).

Najważniejsze funkcje żelaza w organizmie to:

  • udział w procesie erytropoezy, czyli powstawania krwinek czerwonych (3), dzięki czemu żelazo odgrywa istotną rolę w profilaktyce anemii z niedoboru żelaza
  • pośredniczenie w transporcie tlenu – żelazo wchodzi w skład hemoglobiny, czyli cząstki wiążącej tlen i dostarczających go do komórek ciała, a jednocześnie wiążących dwutlenek węgla i transportujących go do pęcherzyków płucnych (4)
  • transport i magazynowanie tlenu w mięśniach – żelazo wchodzi w skład mioglobiny, czyli głównego białka globularnego mięśni wiążącego tlen
  • ochrona komórek przed negatywnym wpływem wolnych rodników i stresu oksydacyjnego – żelazo wchodzi w skład licznych enzymów antyoksydacyjnych, w tym peroksydazy, katalazy i oksydazy
  • udział w syntezie neurotransmiterów w mózgu (5); ponadto żelazo jest kofaktorem licznych enzymów warunkujących prawidłową pracę układu nerwowego (6); żelazo zapobiega pojawieniu się zaburzeń funkcji poznawczych czy demencji (7)
  • wspomaganie funkcjonowania układu immunologicznego (8)
  • regulowanie metabolizmu energetycznego – żelazo jest niezbędne dla funkcjonowania cytochromów zaangażowanych w reakcje utleniania i redukcji (9)
  • wpływ na prawidłowy rozwój płodu, zwłaszcza mózgu, ale także innych organów (10)

Zaburzenia powiązane ze zbyt niskim poziomem żelaza w organizmie obejmują m. in.:

1) Autyzm

Niedokrwistość będąca wynikiem niedoboru żelaza jest zjawiskiem charakterystycznym dla dzieci autystycznych. Co ciekawe im mniejszy poziom żelaza u matek które urodziły dzieci autystyczne tym większe nasilenie objawów u potomstwa. Oczywiście nie u wszystkich dzieci autystycznych wykrywa się niedobór żelaza (11, 12, 13, 14).

2. Choroby jelitowe

Zmniejszony poziom żelaza wykrywa się w autoimmunologicznych chorobach jelit czyli we wrzodziejącym zapaleniu jelita grubego a także chorobie Leśniowskiego-Crohna.

Niedobór żelaza u chorych z autoimmunologicznymi chorobami jelitowymi szacuje się na około 70%. W wyniku tego niedoboru oczywiście może pojawić się niedokrwistość którą szacuje się na 20% częstości występowania. Problemem w przypadku chorób jelitowych jest także znaczna utrata krwi w wyniku krwawych biegunek w przebiegu tych chorób (15, 16, 17).

3. Otyłość

Zmniejszone poziomy żelaza wykrywa się u osób otyłych ale może być to wynikiem zwiększonej produkcji hepcydyny u tych osób. Hepcydyna jest białkiem produkowany w naszym organizmie a w szczególnie w wątrobie. To właśnie hepcydyna reguluje gospodarkę żelazem. Jej najistotniejszą funkcją jest blokowanie wchłaniania żelaza z przewodu pokarmowego a także uwalniania go w płynach ustrojowych z makrofagów (18, 19).

4. Wydolność fizyczna

Zmniejszony poziom żelaza prawie zawsze związany jest ze zmniejszą wydolnością fizyczną. Mniej żelaza w organizmie to mniej tlenu dopływającego do mięśni. To także mniejsze stężenie mioglobiny mięśniowej która bierze udział w tworzeniu siły mięśni (20, 21, 22).

5. Zmęczenie

Zmęczenie jest jednym z najczęstszych objawów niedoboru żelaza. Najlepszym sposobem na zniwelowanie zmęczenia w wyniku niedoboru żelaza jest suplementacja żelazem wraz ze związkami które wspomagają jego wchłanianie o czym napiszemy na dole tego artykułu. Należy jednak pamiętać, iż jest to proces długotrwały który z reguły nie powinien trwać krócej niż 3 miesiące (23, 24, 25).

6. Mniejszy apetyt

Niedobór żelaza może być dość niebezpiecznym zjawiskiem u dzieci. Będzie się on u nich objawiał nie tylko niechęcią do jedzenia ale także finalnie i mniejszymi wzrostem.

Niedobór żelaza wpływa na hormony w tkance tłuszczowej a dokładnie na leptynę. Im mniej żelaza tym więcej leptyny która jest hormonem sytości. W taki m układzie organizm dziecka będzie otrzymywał „fałszywy sygnał”, iż jego organizm zaspokoił już dzienne racje żywieniowe mimo, iż w rzeczywistości dziecko mogło nie zjeść odpowiedniej ilości kalorii (26, 27, 28).

7. Celiakia

Podobnie jak w przypadku wcześniej wymienionych chorób jelitowych tak i w przypadku celiakii która także jest chorobą jelit wykrywa się w tej chorobie niedobory żelaza.

Niedobory te mogą występować nawet u 50% osób z celiakią. Częściowo jest to związane ze zmniejszoną absorpcją żelaza w wyniku trwającego stanu zapalnego kosmków jelitowych w odpowiedzi na gluten (29, 30, 31).

8. Gojenie się ran

Żelazo jest niezbędnym składnikiem enzymów biorących udział w produkcji kolagenu i tym samym będzie pierwiastkiem niezbędnym do procesu gojenia się. Zmniejszony poziom żelaza opóźnia gojenie się ran a prócz tego osłabia porost włosów i paznokci (32, 33).

9. Afektywna choroba dwubiegunowa

Odpowiedni poziom żelaza determinuje prawidłowe odbieranie bodźców zewnętrznych i ich właściwą interpretację przez nasz mózg. Niedobory żelaza mogą być zatem związane z afektywną chorobą dwubiegunową a w szczególności z biegunem agresywnym oraz depresyjnym.

Zależność tą obserwuje się u osób z niedokrwistością. Osoby z niedokrwistością mogą także wykazywać objawy choroby dwubiegunowej (34, 35, 36).

10. Fobie, lęki i depresje

Żelazo jest niezbędnym czynnikiem biorącym udział w odbieraniu bodźców przekazywanych przez neurotransmitery dopaminergiczne w mózgu. Niedobory żelaza osłabiają aktywność receptorów dopaminergicznych a tym samym mogą powodować zaburzenia przekazywania informacji w płacie czołowym, co w konsekwencji może prowadzić do powstawania lęków, fobii oraz depresji (37, 38, 39).

11. Zakażenie Helicobacter pylori

Zmniejszony poziom żelaza we krwi może predysponować do rozwoju zakażenia żołądka poprzez bakterie Helicobacter pylori które mogą w późniejszym etapie powodować występowanie wrzodów żołądka (40, 41).

12. Niewydolność serca

Choroby sercowo-naczyniowe są najczęstszą przyczyną zgonów w Europie oraz w Stanach Zjednoczonych. Zatem ważnym zaznaczenia będzie fakt, iż niedobory żelaza są związane z większością chorób układu sercowo-naczyniowego a częstość występowania niedoborów szacuje się na około 25%.

Niedobory żelaza mogą zmieniać nie tylko rozmiary serca ale także jego i masę oraz wydolność. Należy pamiętać także, iż nie tylko niedobór ale i zwiększone stężenie żelaza może powodować ryzyko wystąpienia tych chorób. O tym w jaki sposób regulować niedobór oraz nadmiar żelaza przeczytasz na końcu tego artykułu (42, 43, 44, 45, 46).

13. Reumatoidalne zapalenie stawów

Niedobory żelaza są bardzo częste u osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Mniej więcej co druga osoba ma niedobory i mniej więcej co druga osoba z reumatoidalnym zapaleniem stawów choruje także na niedokrwistość. Co ciekawe poziom niedoboru jest bardzo często wprost proporcjonalny do nasilenia się objawów.

Należy pamiętać, iż żelazo powinno się stosować tylko i wyłącznie u osób z niedoborami w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów ponieważ u osób z normalnym poziomem podanie żelaza może zaostrzyć objawy choroby (47, 48, 49, 50, 51).

14. Zmniejszona temperatura ciała

Jednym z dość charakterystycznych objawów niedoboru żelaza może być zmniejszona temperatura ciała, mimo iż podstawowe procesy metaboliczne takie jak zużycie tlenu są zachowane (52, 53).

15. Fibromialgia

Fibromialgia jest to choroba która charakteryzuje się stałymi uporczywymi bólami mięśni, stawów a także występowaniem tak zwanych tkliwych miejsc i punktów na ciele. Bardzo często fibromialgii towarzyszy przewlekłe zmęczenie, zaburzenia nastroju a także uczucie sztywności ciała.

Zmniejszone stężenie żelaza zwiększa prawie siedmiokrotnie ryzyko wystąpienia fibromialgii. Przypuszcza się, iż przyczyną jest tutaj zaburzenie syntezy dopaminy oraz serotoniny i innych ważnych neuroprzekaźników na przykład noradrenaliny ponieważ w fibromialgii obserwuje się zmniejszone stężenie tych neuroprzekaźników w mózgu (54).

16. Wypadanie włosów

Zmniejszony poziom żelaza jest często skorelowany ze zwiększoną częstością wypadania włosów. Jednak tutaj należy się bardzo cenna uwaga. Kobiety które chcą ustalić czy w ich ciele istnieje niedobór żelaza powinny oznaczyć poziom ferrytyny który obnaży długoterminowe niedobory żelaza.

Natomiast badanie samych jonów żelaza może nie być właściwą metodą oznaczania stężenia tego pierwiastka we krwi, ponieważ jeśli spożyjemy pokarmy bogate w żelazo dzień wcześniej możemy otrzymać fałszywy wynik laboratoryjny (55, 56, 57, 58).

17. Zaburzenia tarczycy

Żelazo jest niezbędnym składnikiem enzymów tarczycy a między innymi peroksydazy tarczycy. Enzym ten bierze udział w syntezie hormonów trijodotyroniny (T3) oraz tyroksyny (T4) tym gruczole. Niedobory tych hormonów prawie zawsze są widoczne jeśli w ustroju ludzkim występuje niedobór żelaza (59, 60, 61, 62).

18. Choroby nerek

Przewlekłe choroby nerek bez względu na etiologię bardzo często kolorowane są ze zmniejszonym stężeniem żelaza we krwi a także ze zmniejszoną przyswajalność tego pierwiastka (63).

19. Komplikacje ciąży

W wyniku ciąży organizm matki potrzebuje większej ilości żelaza ponieważ wyniku transferu żelaza przez łożysko do organizmu dziecka zasoby organizmu matki mogą zostać w znaczącym stopniu wyczerpane.

Niedobór żelaza może powodować przedwczesny poród a także niską masą urodzeniową. Niedobór żelaza może wiązać się także z zaburzeniami układu nerwowego u noworodków. Cechą charakterystyczną może być także opóźnienie wzrostu.

Zbyt niskie stężenie żelaza u kobiet w ciąży może wiązać się z wystąpieniem depresji poporodowej a także większą częstością występowania zakażeń.

Mniejszy poziom żelaza w trakcie ciąży może łączyć się także z mniejszą ilością produkowanego mleka przez matkę (64, 65, 66, 67, 68, 69).

20. Zespół napięcia przedmiesiączkowego 

Zbyt niskie stężenie żelaza predysponuje kobiety do wystąpienia zespołu napięcia przedmiesiączkowego. Dowodem na poparcie tej teorii jest zmniejszenie objawów tego zespołu w wyniku regularnego suplementowania żelaza już po 60 dniach (70).

↓ Niedobór żelaza – przyczyny i objawy

Niedobór żelaza może dotyczyć osób w każdej grupie wiekowej, a występowanie takich przypadków wykazuje tendencję wzrostową (71). Istnieją grupy ryzyka, u których częstość występowania niedoborów żelaza jest większa niż w populacji ogólnej. Najważniejsze czynniki sprzyjające niedoborowi żelaza to:

  • ciąża, której towarzyszy zwiększona produkcja krwinek czerwonych – a zatem zwiększa się zapotrzebowanie na żelazo; niedobór żelaza w ciąży może skutkować większym ryzykiem powikłań położniczych, niską masą urodzeniową czy przedwczesnym porodem (72)
  • obfite krwawienia miesięczne, sprzyjające utracie żelaza wraz z krwią; to jedna z najczęstszych przyczyn anemii z niedoboru żelaza u kobiet w okresie reprodukcyjnym (73)
  • okres wzrostu u dzieci
  • częste dawstwo krwi (74)
  • schorzenia przewodu pokarmowego przebiegające z zaburzeniem wchłaniania żelaza (75)
  • nowotwory i inne choroby przewlekłe, w przebiegu których dochodzi do rozwoju stanu zapalnego i zaburzenia gospodarki żelazem; w efekcie dochodzi do rozwoju anemii z niedoboru żelaza lub anemii chorób przewlekłych (76)
  • krwawienia i krwotoki

Niedobór żelaza rozwija się stopniowo, a objawy niedoboru zależą od stopnia deficytu tego pierwiastka w organizmie. Najbardziej charakterystyczne objawy niedoboru żelaza wynikają z niewystarczającego dotlenienia komórek organizmu.

Spadkowi poziomu żelaza towarzyszy bowiem obniżenie poziomu hemoglobiny oraz erytrocytów. Anemia najczęściej objawia się osłabieniem organizmu, bólami i zawrotami głowy, osłabieniem siły mięśniowej.

Charakterystycznym symptomem jest bladość skóry i błon śluzowych, często z towarzyszącym osłabieniem włosów i paznokci. Inne niepokojące objawy to kołatanie serca, pieczenie języka i wygładzenie jego powierzchni, duszność czy omdlenia (77).

Posłuchaj co jeszcze obniża poziom żelaza

Jak podwyższyć poziom żelaza w organizmie?

Oczywistym sposobem na podwyższenie poziomu żelaza w organizmie jest suplementowanie tego związku. Jeśli jednak niedobór żelaza nie jest bardzo zaawansowany i nie wymaga wdrożenia farmakoterapii – wówczas warto wykorzystać inne sposoby na zwiększenie poziomu żelaza. Przede wszystkim – warto zadbać o odpowiednią dietę.

Nie wystarczy jednak zwrócić uwagę wyłącznie na produkty zawierające sporo żelaza – równie istotne jest dostarczenie wraz z dietą innych związków promujących wchłanianie żelaza z przewodu pokarmowego. Biodostępność żelaza zwiększa przede wszystkim witamina C (78).

Co ciekawe – witamina C wspomaga wchłanianie żelaza nawet w obecności związków, które przyswajalność żelaza ograniczają (79).

Wchłanianie żelaza niehemowego, czyli pochodzącego ze źródeł roślinnych zwiększa jednoczesne spożycie mięsa (80).

Kolejnym związkiem wpływającym korzystnie na poziom żelaza to witamina A. Tu prawdopodobny mechanizm sprowadza się do mobilizacji żelaza z jego depozytów ustrojowych (81).

Suplementowanie witaminy A i żelaza u osób dotkniętych anemią przynosi lepsze efekty terapeutyczne niż suplementowanie wyłącznie żelaza (82).

Oczywiście – pamiętać należy o tym, że żelazo z produktów zwierzęcych wchłania się w 15 – 35%, zaś z produktów roślinnych – w 2 – 20%. Nie zawsze zatem produkty zawarte w tabelach wartości odżywczych jako najbogatsze źródła żelaza rzeczywiście wzbogacają dietę w ten pierwiastek (83).

↑ Nadmiar żelaza – przyczyny i objawy

Schorzeniem wywołanym przez nadmierną ilość żelaza w organizmie jest hemochromatoza. Hemochromatoza pierwotna związana jest z wrodzonym defektem prowadzącym do nadmiernego wchłaniania żelaza z przewodu pokarmowego (84). Z kolei hemochromatoza wtórna jest efektem:

  • nadmiernej podaży żelaza (głównie z suplementami, znacznie rzadziej z dietą)
  • mniejszego zużycia żelaza w układzie krwiotwórczym
  • przetoczeń krwi
  • nadmiernego uwalniania żelaza z rozpadających się krwinek czerwonych

Nadmiar żelaza kumulowany jest w rozmaitych narządach, a najczęściej – w wątrobie co może prowadzić do rozwoju niewydolności tego narządu, a nawet marskości. Z kolei konsekwencją kumulowania się żelaza w mięśniu sercowym może być niewydolność serca.

Powstanie złogów żelaza w trzustce skutkować może natomiast uszkodzeniem trzustki i rozwojem cukrzycy. Kolejnymi powikłaniami może być wystąpienie zmian zapalnych i zwyrodnieniowych układu ruchu, a także zaburzenia pracy gruczołów wydzielania wewnętrznego (85).

Objawy hemochromatozy są bardzo zróżnicowane i zależą od lokalizacji złogów żelaza w organizmie. Mało charakterystyczne objawy nadmiaru żelaza to osłabienie, chroniczne zmęczenie, spadek masy ciała. Mogą pojawić się bóle mięśni, szarobrązowe zabarwienie skóry, ból żołądka, spadek libido czy impotencja, a także cukrzyca (86). Ponadto może dojść do zaburzeń funkcjonowania układu immunologicznego (87), a także do rozwoju zmian o charakterze neurodegeneracyjnym (88), a nawet nowotworów (89).

Jak obniżyć poziom żelaza w organizmie?

W celu obniżenia poziomu żelaza we krwi można stosować dietę ubogą w ten pierwiastek, a dodatkowo wzbogacić jadłospis w związki ograniczające przyswajalność żelaza w diecie. Mowa m. in. o fitynianach występujących w zbożach, orzechach i nasionach (90), polifenolach i taninach zawartych w herbacie, kawie czy czerwonym winie (91), wapniu (92). Inną metodą na zmniejszenie poziomu żelaza we krwi może być częste oddawanie krwi (93). Niekiedy konieczne jest zastosowanie deferoksaminy, czyli leku chelatującego żelazo – wiążącego go i prowadzącego do jego usuwania wraz z kałem (94).

Zapotrzebowanie na żelazo i źródła w diecie

Zalecane dzienne spożycie żelaza dla poszczególnych grup wiekowych przedstawia się następująco (95) :

  • do 6 miesiąca życia – 0, 27 mg
  • od 7 do 12 miesiąca życia – 11 mg
  • od 1 do 3 roku życia – 7 mg
  • od 4 do 8 roku życia – 10 mg
  • od 14 do 18 roku życia – 11 mg chłopcy, 15 mg dziewczęta
  • od 9 do 13 roku życia – 8 mg
  • kobiety do 50 r. ż. – 18 mg, po 50 r. ż. – 8 mg
  • kobiety w ciąży – 27 mg
  • mężczyźni – 8 mg

Powyższe dane dotyczą osób na tradycyjnej diecie, natomiast wegetarianie wykazują niemal dwukrotnie większe zapotrzebowanie na żelazo. Wynika to z lepszej przyswajalności żelaza z mięsa w porównaniu ze źródłami roślinnymi.

Jeśli chodzi o zawartość żelaza w diecie, to najwartościowsze są produkty pochodzenia zwierzęcego. Zawierają one tzw. żelazo hemowe, czyli żelazo na trzecim stopniu utlenienia. Natomiast w produktach roślinnych występuje żelazo niehemowe, które jest gorzej przyswajalne, a jego biodostępność jest dodatkowo obniżona prze obecność fitynianów i szczawianów (96). Najwięcej żelaza można znaleźć w następujących produktach:

  • mięso i drób, podroby
  • ryby
  • zielone liście warzyw (szpinak, natka pietruszki,
  • strączki
  • produkty fortyfikowane żelazem (płatki śniadaniowe, mleko i produkty mleczne, produkty dla dzieci) (97).

Suplementacja żelazem

Sposobem na podwyższenie poziomu żelaza we krwi w celu leczenia niedoboru żelaza lub profilaktyki tego niedoboru jest suplementacja żelaza. W suplementach diety znaleźć można żelazo w kilku postaciach chemicznych – na drugim i trzecim stopniu utlenienia, przy czym lepiej przyswajalna jest ta pierwsza postać (98).

Najczęściej spotykane postacie żelaza w suplementach diety to: siarczan, glukonian, fumaran, bursztynian oraz chelat żelaza (99).

W leczeniu anemii zalecane dawki żelaza to 60 – 120 mg przez minimum trzy miesiące (100). Stosowanie zbyt wysokich dawek żelaza (powyżej 20 mg/ kg m. c.) może skutkować pojawieniem się skutków ubocznych, takich jak nudności i wymioty, ból żołądka czy omdlenia (101).

Przeciwwskazaniem do stosowania suplementów diety z żelazem jest przede wszystkim hemochromatoza (102), anemia hemolityczna, stany zapalne układu pokarmowego czy toczeń układowy (103).

Szczególną ostrożność należy zachować stosując jednocześnie te leki, z którymi suplementy żelaza mogą wejść w interakcję. Mowa m. in. o lekach tarczycowych (lewodopie i lewotyroksynie ) (104, 105), antybiotykach (penicylamina, tetracykliny, ciprofloksacyna, chinolony) (106, 107, 108), a także leki zmniejszające kwasowość żołądka (109) czy cholestyramina (110)..



Artykuł ma charakter informacyjny. Jest obiektywną analizą aktualnych badań naukowych, zgodnych z metodologią EBM. Nie stanowi jednak diagnozy ani porady medycznej. Leczeniem może zajmować się tylko Twój lekarz prowadzący.



Autor: lek. stom. Marek Skoczylas