Żelazo jest mikroelementem niezbędnym do prawidłowego wzrostu i rozwoju organizmu. U osób dorosłych żelazo obecne jest w ilości 3–5 g, z czego 60% występuje w hemoglobinie, 10% w mioglobinie, 1% w enzymach tkankowych, a pozostała część w postaci połączeń z białkami jako pula zapasowa (ferrytyna, hemosyderyna) w śledzionie, wątrobie i szpiku kostnym.

Rola żelaza w organizmie oznacza udział w wielu jego funkcjach:

• tworzeniu czerwonych i białych krwinek,
• przenoszeniu tlenu z płuc do wszystkich komórek ciała,
• wchodzeniu w skład enzymów uczestniczących w procesie jodowania tyrozyny,
• katalizowaniu powstawania neurotransmiterów z aminokwasów,
• tworzeniu się mieliny w mózgu małych dzieci.

Zwiększone zapotrzebowanie na żelazo występuje najczęściej u dzieci, kobiet w ciąży i karmiących, dziewcząt w okresie pokwitania oraz u osób starszych.

Najważniejsze skutki niedoboru żelaza to niedokrwistość niedobarwliwa, która skutkuje:

• obniżeniem odporności na infekcje,
• wzrostem ryzyka zatrucia ołowiem, zwłaszcza u małych dzieci,
• zmniejszeniem wydolności organizmu, w tym niską aktywnością, trudnościami w skupieniu uwagi i uczeniu się, szybkiemu męczeniu się, zahamowaniem rozwoju psychicznego,
• obniżeniem zdolności do utrzymania właściwej ciepłoty ciała,
• u kobiet ciężarnych – wcześniactwem, niską masą urodzeniową dziecka.

Niedoborom żelaza i powstawaniu niedokrwistości można zapobiec przez zwiększenie jego spożycia, poprawienie biodostępności żelaza niehemowego dzięki wzbogacaniu pożywienia w składniki zwiększające jego wchłanianie i stosowanie suplementów diety zawierających żelazo oraz picie wód mineralnych bogatych w ten pierwiastek.

Wchłanianie żelaza zachodzi na całej długości jelita cienkiego, głównie jednak w dwunastnicy, jedynie niewielkie ilości żelaza wchłaniają się w żołądku. Absorpcja żelaza zależy od kilku czynników:

• jego zawartości w pokarmie,
• wielkości zapasów w organizmie,
• postaci, jakiej występuje w żywności (hemowe lub niehemowe).

Żelazo hemowe, czyli na drugim stopniu utlenienia (Fe⁺²), w całodziennej racji pokarmowej stanowi ok. 10% całej puli, a wchłania się w ok. 20%, co jest mniej zależne od innych składników pożywienia. Żelazo hemowe występuje w największych ilościach w: wątrobie wieprzowej, drobiowej i wołowej, kaszance, pasztetowej, wołowinie, cielęcinie, wieprzowinie, kiełbasie i w drobiu. Jego wchłanianie zmniejsza obecność wapnia w pożywieniu.

Żelazo niehemowe (Fe⁺³) obecne jest głównie w produktach roślinnych, a jego udział w całodziennej diecie wynosi 80%, natomiast jego wchłanianie jest niskie – od 1 do 5% – i zależy od innych składników pożywienia. Żelazo niehemowe występuje w największych ilościach w: soi, fasoli, orzechach pistacjowych, naci pietruszki, grochu, płatkach owsianych, morelach suszonych, kaszy gryczanej, szpinaku, jajkach, burakach. Wchłanianie tej postaci żelaza zwiększają takie składniki pożywienia, jak: mięso, witamina C, skrobia oporna (oporna na działanie enzymów trawiennych), prebiotyki. Natomiast zmniejszają: błonnik pokarmowy, kwas fitynowy, wapń, polifenole oraz białka inne niż białko mięsa.

Składniki pożywienia zwiększające wchłanianie żelaza

Mięso – oprócz tego, że zawiera dobrze wchłaniane żelazo hemowe, zwiększa wchłanianie żelaza niehemowego. Dodanie do posiłku wołowiny, wieprzowiny lub drobiu czy ryb powoduje 2–4-krotne zwiększenie wchłaniania żelaza w jelicie cienkim, a mechanizm tego zjawiska, określanego jako „czynnik mięsa” (meat factor), nie został do końca poznany. Niektóre badania sugerują, że wpływ „czynnika mięsa” na absorpcję żelaza polega na zdolności peptydów, powstających w trakcie trawienia białka mięśniowego, do wiązania żelaza w kompleksy, co ułatwia rozpuszczanie i wchłanianie pierwiastka w jelicie. Według innej teorii żelazo niehemowe zostaje zredukowane do hemowego przez produkty trawienia białka mięsa, a następnie związane w kompleks z wolnymi kwasami tłuszczowymi. Kompleksy te szybciej przenikają przez barierę lipidową błon enterocytów i lepiej wchłaniają się przez śluzówkę jelita.

Witamina C – jest głównym czynnikiem ułatwiających wchłanianie żelaza niehemowego. Wpływ ten jest proporcjonalny do ilości witaminy C w pożywieniu, przy czym nie ma znaczenia pochodzenie witaminy (naturalna lub syntetyczna). Jedyny warunek to jednoczesne spożywanie żelaza i kwasu askorbowego. Podanie 50 mg witaminy C razem z posiłkiem powoduje dwukrotny wzrost absorpcji żelaza, a 500 mg – sześciokrotny. Mechanizm korzystnego wpływu witaminy C tłumaczy się jej zdolnością do redukcji w jelicie cienkim jonów żelazowych do żelazawych i zdolnością chelatowania żelaza z utworzeniem rozpuszczalnych kompleksów.

Prebiotyki (oligosacharydy) – wielocukry składające się z 2–10 cząsteczek cukrów prostych, które nie są trawione w przewodzie pokarmowym, ale stanowią pożywkę dla bakterii saprofitycznych przewodu pokarmowego. Są składnikami żywności mającymi zdolność stymulowania wzrostu określonych bakterii w jelicie grubym. Mechanizm korzystnego działania oligosacharydów na wchłanianie żelaza i innych pierwiastków tłumaczy się tym, że ulegają one fermentacji pod wpływem flory bakteryjnej bytującej w jelicie grubym. W wyniku fermentacji powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i inne kwasy organiczne, które zakwaszają środowisko okrężnicy, co zwiększa rozpuszczalność składników mineralnych, w tym żelaza, i ich wchłanianie.

Skrobia oporna – to suma skrobi i produktów jej rozpadu, które są oporne na działanie enzymów trawiennych i nie są wchłaniane w jelicie cienkim. Skrobia oporna powstaje podczas ogrzewania produktów w niedostatecznej ilości wody (skrobia traci zdolność do tworzenia kleików). Mechanizm zwiększenia wchłaniania żelaza tłumaczy się tym, że skrobia oporna jest rozkładana przez bakterie jelita grubego do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, podobnie jak prebiotyki. Kwasy tłuszczowe stymulują rozrost ścian jelit, wydłużenie czasu pasażu jelitowego i zwiększają ukrwienie ścian jelit, co przyczynia się do wzrostu absorpcji żelaza. Powodują one także obniżenie pH w świetle jelita grubego, co zwiększa rozpuszczalność jonów żelaza i ich wchłanianie.

Składniki pożywienia zmniejszające wchłanianie żelaza

Wapń – może hamować w jelicie cienkim wchłanianie żelaza zarówno hemowego, jak i niehemowego. Problem dotyczy jednoczesnego spożywania obu składników podczas jednego posiłku. Podobny wpływ wapnia na wchłanianie żelaza stwierdzono także po równoczesnym zastosowaniu suplementów wapnia w postaci węglanu, cytrynianu i fosforanu z suplementem diety w postaci siarczanu żelaza. Węglan wapnia zmniejszał wchłanianie siarczanu żelaza o 30%, ale tylko wówczas, gdy oba związki zażywane były wraz z posiłkiem. Interakcja ta nie występowała, jeśli suplement wapnia stosowany był między posiłkami.

Zahamowanie wchłaniania żelaza obserwowano również pod wpływem fosforanu i cytrynianu wapnia i to bez względu na czas stosowania. Mechanizm niekorzystnego oddziaływania wapnia na absorpcję żelaza nie jest do końca wyjaśniony. Tłumaczy się go tym, że wapń konkuruje z żelazem na etapie transportu wewnątrz komórek błony śluzowej jelita.

Kazeina – białko obecne w mleku, obniżające wchłanianie żelaza niehemowego. Dzieje się tak, gdyż w wyniku trawienia kazeiny powstają fosfopeptydy, tworzące z żelazem trwałe nierozpuszczalne kompleksy. Podobnie dzieje się z białkiem zawartym w soi, która jako zamiennik białka krowiego jest powszechnie stosowana do wyrobu produktów mlekozastępczych – mieszanek żywieniowych dla niemowląt oraz jako dodatek do żywności (chleba, wędlin). Czynnikiem hamującym przyswajanie żelaza są izobaty białkowe z soi – kwas fitynowy i peptydy, które wiążą żelazo w dwunastnicy w nierozpuszczalne kompleksy.

Polifenole – zalicza się do nich tak powszechne związki jak kwasy fenolowe i flawonoidy, obecne m.in. w następujących produktach spożywczych: płatki zbożowe, owoce, warzywa, kawa, kakao, herbata, czerwone wino, czekolada. Polifenole mogą hamować wchłanianie żelaza przez tworzenie w świetle jelita nierozpuszczalnych kompleksów z żelazem trójwartościowym. Należy jednak zaznaczyć, że czarna herbata wpływa negatywnie na stopień resorpcji żelaza tylko wtedy, gdy jest spożywana razem z posiłkiem zawierającym żelazo.

Błonnik pokarmowy i kwas fitynowy – otręby, płatki owsiane, pieczywo z pełnoziarnistej mąki zmniejszają wchłanianie żelaza, gdyż w świetle jelita cienkiego tworzą z żelazem niehemowym fityniany, które uniemożliwiają wchłanianie tego mikroelementu. Proces można odwrócić przez stosowanie dodatku witaminy C lub przez rozkład kwasu fitynowego w wyniku odpowiedniej techniki wypieku chleba.

dr n. farm. Barbara Figura