Czy odczuwałeś kiedyś nieuzasadnione niczym ciągłe zmęczenie? Czy bez wyraźnego powodu, mimo obiektywnie wystarczającej ilości snu, towarzyszyła Ci apatia, uczucie senności i ogólne osłabienie? Jeśli tak, warto zbadać poziom pierwiastków w organizmie, ponieważ przyczyną może być niedobór żelaza.
MIKROPIERWIASTEK O MAKRO ZNACZENIU
W organizmie ludzkim znajduje się ok. 60 pierwiastków istotnych dla jego prawidłowego funkcjonowania. Można podzielić je na makroelementy, których zawartość w ustroju wynosi ponad 0,01% i na które zapotrzebowanie przekracza 100 mg na dobę oraz mikroelementy o dziennym zapotrzebowaniu poniżej 100 mg i o poziomie w ustroju niższym niż 0,01%. Choć żelazo jest pierwiastkiem tzw. śladowym, należącym do drugiej grupy, to jego niedobór może prowadzić do poważnych zaburzeń fizjologicznych. Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym dla organizmu. Bez niego nie byłoby możliwe przede wszystkim oddychanie komórkowe, czyli jeden z najczęściej stosowanych wskaźników zachodzenia procesów życiowych.
Ludzki organizm pozyskuje ponad 80% żelaza z rozpadu krwinek czerwonych (hemoglobiny), pozostałą część ze zmagazynowanych zapasów i spożywanych pokarmów. W ciele dorosłego człowieka o wadze 70 kg znajduje się średnio 4-5 g żelaza, z czego 60-70% znajduje się w czerwonych ciałkach krwi, 11-14% w mioglobinie (barwniku mięśni), a około 3% w enzymach oksydacyjnych warunkujących proces oddychania komórkowego oraz enzymach katalazy, które rozkładają toksyczny nadtlenek wodoru. Pozostała ilość żelaza magazynowana jest w wątrobie, śledzionie, nerkach, w szpiku kostnym jako ferrytyna (w połączeniu z białkiem) oraz hemosyderyna (w kompleksowym połączeniu z białkami, węglowodanami i lipidami).
Żelazo usuwane jest z organizmu w niewielkiej ilości wraz z kałem, moczem i potem, a także wraz ze złuszczającym się naskórkiem. W sytuacjach chorobowych związanych z krwawieniem w przewodzie pokarmowym (m.in. w przewlekłych stanach zapalnych śluzówki jelit, w zespole jelita drażliwego i celiakii, w nietolerancjach pokarmowych, różnego typu alergiach, czy chorobie wrzodowej), w przypadku stałego przyjmowania kwasu acetylosalicylowego, a także na skutek obfitych miesiączek u niektórych kobiet, straty żelaza mogą być znacznie większe. Do grupy o zwiększonym ryzyku niedoboru żelaza należą również sportowcy. Rzadko zdarzają się natomiast wrodzone dysfunkcje wykorzystania żelaza przez organizm.
ZAPOTRZEBOWANIE
Zapotrzebowanie na żelazo jest różne w zależności od wieku, płci i stanu zdrowia organizmu, a poziom jego zaspokojenia w dużej mierze uzależniony jest od diety. Istnieją bowiem różnice w absorpcji żelaza z różnego rodzaju pożywienia. Od 1–2% dla produktów zbożowych, do 25% dla diety mięsnej i ok. 10% dla diety mieszanej. Oznacza to, że osoby na diecie mieszanej, powinny spożywać około dziesięciokrotnie więcej żelaza, niż wynosi jego zapotrzebowanie dla organizmu.
ROLA DLA ORGANIZMU I SKUTKI NIEDOBORU
Żelazo, jako składnik hemoglobiny, która transportuje tlen z płuc do poszczególnych komórek organizmu i mioglobiny, jest niezbędne w procesie oddychania. Wiąże dwutlenek węgla i przekazuje go do płuc, skąd zostaje usunięty z organizmu. Czynnie uczestniczy m.in. w syntezie DNA, wpływa na prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego. Wpływa ponadto na możliwości energetyczne organizmu, takie jak sprawność fizyczna i umysłowa.
Normy zapotrzebowania wg Instytutu Żywności i żywienia, 2017 r.
EAR (Estimated Average Requirement) średnie zapotrzebowanie dla grupy w ciągu dnia.
RDA (Recommended Dietary Allowances) zalecane spożycie dla osób indywidualnych w ciągu dnia.
AI (Adequate Intake) wystarczające spożycie w ciągu dnia. normy te zostały uznane na podstawie badań eksperymentalnych lub obserwacji przeciętnego spożycia żywności za wystarczającej mają zastosowanie w żywieniu indywidualnym oraz w żywieniu grupowym.
Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym dla organizmu. Bez niego nie byłoby możliwe przede wszystkim oddychanie komórkowe,
czyli jeden z najczęściej stosowanych wskaźników zachodzenia procesów życiowych.
W sytuacji, kiedy podaż żelaza jest mniejsza od zapotrzebowania organizmu, a stan taki przedłuża się, dochodzi do wyczerpania zapasów zgromadzonych w wątrobie i innych narządach wewnętrznych. Prowadzi to do zmian chorobowych, np. niedokrwistości niedobarwliwej, czyli anemii z niedoboru żelaza.
Niedobór żelaza jest niebezpieczny z wielu powodów. Ponieważ bierze ono czynny udział w transporcie tlenu do wszystkich komórek, jego brak znacznie pogarsza ogólną kondycję organizmu. Zbyt niski poziom tego pierwiastka może powodować niedotlenienie mózgu, czego następstwem mogą być zaburzenia koncentracji, przewlekłe zmęczenie, a nawet trudne do uzasadnienia inną przyczyną stany wyczerpania, apatia lub nadpobudliwość.
Niedobór żelaza może być również przyczyną przewlekłego bólu i zawrotów głowy, szumów w uszach, mroczków przed oczami czy pogorszenia procesów zapamiętywania. Wargi i skóra stają się blade, pojawia się łamliwość paznokci oraz osłabienie struktury włosów, które rozdwajają się i zaczynają wypadać. Mogą pojawić się zaburzenia pracy serca, zmniejsza się wydolność krążeniowo-oddechowa. Uwidaczniają się objawy głodu tlenowego w organizmie spowodowane głównie niedotlenieniem mięśnia sercowego, co w konsekwencji zaprowadzić może do tachykardii, zaburzeń rytmu serca, szmerów skurczowych oraz dolegliwości stenokardialnych, predysponujących do zawału.
Badania przeprowadzone w 2017 roku (Trotti LM, Becker LA) dowiodły, że niski poziom żelaza może być jednym z czynników powodujących zespół niespokojnych nóg. U osób z niskim poziomem żelaza może niekiedy pojawiać się spaczone łaknienie, obejmujące apetyt na produkty niejadalne lub bardzo zimne i chrupiące czy dysfagia przewodu pokarmowego (zespół Plummera i Vinsona).
Niedobór żelaza wpływa na pogorszenie ogólnego stanu zdrowia, w tym jakości snu. Niemożliwe staje się wysypianie, pomimo odpowiedniej ilości godzin odpoczynku. Osoby z niskim poziomem żelaza we krwi wstają często bardziej zmęczone, niż w momencie, kiedy kładły się spać.
Żelazo bierze udział w transporcie tlenu do wszystkich komórek, dlatego jego brak powoduje niedotlenienie, a to z kolei jest przyczyną zaburzeń koncentracji, stanów zmęczenia i wyczerpania. Osoby z niskim poziomem żelaza we krwi wstają często bardziej zmęczone, niż w momencie, kiedy kładły się spać.
Żelazo jest ważne nie tylko dla organizmów dorosłych. Na anemię najbardziej narażone są m.in. niemowlęta powyżej 4 miesiąca życia, dzieci i młodzież. Odpowiednia podaż żelaza wpływa między innymi na prawidłowy wzrost i rozwój psychiczno-fizyczny młodego organizmu. Jego niedobór pogarsza pracę mózgu nastolatków poprzez upośledzenie tworzenia mieliny – substancji stanowiącej rodzaj izolacji, łączącej ze sobą komórki nerwowe, a zarazem przyspieszającej przewodzenie w mózgu. Żelazo wpływając na procesy metaboliczne sprawia, że poszczególne narządy mogą odpowiednio się rozwijać. Jest to bardzo ważne na każdym etapie wzrostu młodego organizmu. Niedobór żelaza u chłopców powoduje słaby wzrost masy mięśniowej oraz spadek objętości krwi. Natomiast zwłaszcza u dziewcząt, które sporą ilość żelaza tracą podczas miesiączki, niska podaż tego pierwiastka może powodować przewlekłe zmęczenie, brak apetytu, utrudnione zapamiętywanie i obniżenie odporności. Statystki prowadzone w Niemczech pokazują, że ponad 16% nastolatków niedostatecznie zaopatruje organizm w żelazo. Powodem takiej sytuacji jest spożywanie dużej ilości produktów wysoko przetworzonych, w tym fast foodów, produktów mlecznych, bądź redukcja lub całkowite wyeliminowanie z diety mięsa.
Odpowiednia podaż żelaza jest bardzo ważna dla dzieci i młodzieży, ponieważ wpływa na ich prawidłowy wzrost i rozwój psychiczno-fizyczny. Niedobór tego pierwiastka bardzo często stwierdza się u dzieci z ADHD.
ŻELAZO A DIETA
W leczeniu chorób związanych z niedoborem żelaza bardzo ważna jest odpowiednia dieta. W produktach spożywczych występuje żelazo hemowe, przyswajane średnio w 20% oraz gorzej wchłaniane przez organizm żelazo niehemowe, przyswajane jedynie w 5% (dla porównania, żelazo z mleka kobiecego jest przyswajalne w 50%. Dlatego też, w żywieniu niemowląt tak ważne jest mleko matki).
Żelazo lepiej wchłania się z produktów zawierających jego hemową postać. Źródłem żelaza hemowego są produkty pochodzenia zwierzęcego: wątroba, serce, nerki, mięso i jego przetwory, ryby oraz drób. Ważne dla wegetarian i wszystkich osób niespożywających produktów pochodzenia zwierzęcego, są źródła żelaza niehemowego. Należą do nich pełne ziarna zbóż i produkty zbożowe jak mąka, grube kasze, chleb z pełnego przemiału, otręby i zarodki pszenne, otręby ryżowe, a także żółtka jaj. W żelazo niehemowe obfitują również zielone warzywa: szpinak, natka pietruszki, szczypiorek, szczaw, kapusta, brukselka i koperek, a także suszone owoce i warzywa, orzechy laskowe, awokado, papryka, boćwina, migdały, pokrzywa, lukrecja, dzika róża, a także kakao i drożdże piekarskie.
Na bioprzyswajalność żelaza wpływa również wiele innych czynników. Jego wchłanianie z pokarmu zwiększa obecność witaminy C, niskie pH soku żołądkowego, a także obecność aminokwasów: histydyny i lizyny. Do czynników utrudniających wchłanianie żelaza należą natomiast kwasy fitynowe (zawarte m.in. w nasionach i ziarnach), fosforany (m.in. w wędlinach napojach), białka kazeinowe, serwatkowe (w mleku, jego przetworach oraz w jajkach) oraz niektóre pierwiastki, jak wapń, mangan, miedź, cynk, kadm, czy ołów. Znaczący wpływ na bioprzyswajalność żelaza ma również stan zdrowia organizmu, szczególnie występujące infekcje, choroby przewodu pokarmowego oraz ilość jego zapasu ustrojowego.
Wbrew rozpowszechnionym poglądom, najwartościowszym źródłem żelaza pokarmowego nie jest przysłowiowy szpinak. Zawarte w nim żelazo niehemowe jest wchłaniane z przewodu pokarmowego w ilości mniejszej niż 5% dostarczonej ilości. Znacznie lepiej przyswajalne, w 10–25%, jest żelazo hemowe, obecne przede wszystkim w czerwonym mięsie oraz rybach.
DIAGNOSTYKA
Kiedy badać poziom żelaza? Na pewno w omówionych powyżej sytuacjach pogorszenia samopoczucia oraz oczywiście w celu regularnej profilaktyki. Bardzo ważne jest również kontrolowanie poziomu tego pierwiastka w rozwijających się organizmach dzieci i młodzieży, kobiet w ciąży i karmiących, a także u sportowców i regularnych dawców krwi. Jednym ze skutecznych metod do określenia stężenia żelaza w organizmie jest badanie EHA, czyli analiza pierwiastkowa włosa. Badanie to dokładnie obrazuje zawartość żelaza w organizmie oraz stosunek jego ilości do innych pierwiastków u badanego. Badanie EHA pozwala więc na określenie faktycznego poziomu absorpcji żelaza. Należy bowiem pamiętać, że na stopień wchłaniania pierwiastka do organizmu wpływają jego ilościowe relacje z innymi pierwiastkami. Współzależności te mają decydujący wpływ na stan zdrowia. Zaburzenia proporcji poszczególnych minerałów mogą świadczyć o schorzeniach poszczególnych układów czy narządów. Dzięki analizie pierwiastkowej włosa można więc uzyskać szeroką wiedzę o stanie zdrowia organizmu oraz poznać przyczynę spadku jego kondycji.
Często dopiero porównanie wyników badania krwi i analizy pierwiastkowej włosa daje pełny obraz stanu zdrowia pacjenta:
Morfologia – od dłuższego czasu wykazuje wysoki poziom żelaza.
Analiza pierwiastkowa włosa – wykazuje niedobór żelaza.
Wnioski – organizm ludzki ma ograniczoną zdolność wydalania żelaza. Przy wysokiej podaży doszło więc do jego nadmiernej kumulacji (być może nawet o charakterze toksycznym) w poszczególnych narządach: w wątrobie, sercu i trzustce. Jest to sytuacja bardzo niebezpieczna, ponieważ żelazo, będące silnym utleniaczem może powodować choroby tych narządów, m.in. zaburzenia rytmu serca, choroby wątroby, podatność na infekcje wirusowe i bakteryjne. Wysoki poziom żelaza we krwi z nieco zaniżonym poziomem we włosach wskazuje więc, że nadmiar żelaza nie zostaje prawidłowo wydalany z organizmu (w przeciwnym razie jego obecność we włosach byłaby wyższa). Potwierdzenie tej diagnozy może stanowić również zaniżony poziom cynku i manganu, których żelazo jest naturalnym antagonistą.
Prawidłowa zawartość żelaza w surowicy krwi:
Kobiety: 6,6-26 mmol/l (37-145 mg/dl)
Mężczyźni: 10,6-28,3 mmol/l (50-158 mg/100dl)
Prawidłowa zawartość żelaza w badaniu EHA: 14-24 ppm
O nadmiarze żelaza w organizmie mówimy w sytuacjach ekstremalnych. Kiedy jednak wystąpi, stanowi duże niebezpieczeństwo dla organizmu. Powoduje hemochromatozę (najczęściej postać wrodzoną, rzadziej nabytą), polegającą na odkładaniu nadmiaru żelaza jest w trzustce, wątrobie, mięśniu sercowym, korze nadnerczy i stawach, co prowadzi do uszkodzenia tkanek tych narządów. Dawka śmiertelna dla osoby dorosłej to około 200 mg/kg masy ciała. Sole żelaza (II) w dużej ilości są toksyczne dla człowieka. Związki żelaza (III i IV) nie są wchłaniane przez organizm, w związku z tym nie są szkodliwe.
Innym przykładem może być nadmiar wapnia w diecie. Zbyt duża podaż tego pierwiastka obniża absorpcję jelitową cynku, co z kolei będzie miało wpływ na nadmierne wchłanianie miedzi. Miedź w toksycznej postaci może natomiast prowadzić do zatrucia organizmu. Na skutek bardzo podobnych objawów zatrucie takie często utożsamiane jest z niedoborem żelaza i pogorszeniem wyników krwi. Dlatego wyniki badań zawsze należy konsultować ze specjalistami. Z lekarzem, a także z dietetykiem, który ustali właściwą dietę, a jeżeli trzeba, pomoże również dobrać odpowiednią dla organizmu suplementację.
Autor: Elżbieta Rymar – dietetyk, członek Polskiego Towarzystwa Dietetyki (PTD) oraz Polskiego Towarzystwa Nauk Żywieniowych (PTNŻ). Doktorantka Uniwersytetu Rzeszowskiego. , mikrobiolog, immunolog, psychodietetyk
Bibliografia:
1. Bańkowski E.: Biochemia. Podręcznik dla studentów uczelni medycznych. Wyd. II.
2. Urban E. & Partner, 2009, s. 406.
3. Biggs M., McVicar J, Flowerdew B.: Wielka księga warzyw, ziół i owoców. Warszawa: Dom Wydawniczy Bellona, 2007, s. 174–175. ISBN 83-11-10578-2.
4. Ciborowska H., Rudnicka A.: Dietetyka, PZWL Warszawa 2012, s. 150.
5. Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej pod red.
6. Traczyka W. Z. i Trzebskiego A. ; Wyd. III zmienione i uzupełnione, s.125.
7. Requirements of Vitamin A, Iron, Folate, and Vitamin B12. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation. FAO, 1988, s. 33–50. ISBN 978-92-5-102625-0.
8. Papp John F: Industrial Minerals & Rocks: Commodities, Markets, and Uses. Wyd. 7. SME, 2006. ISBN 978-0-87335-233-8.
9. Kim M. O’Connor, Douglas S. Paauw – 2016 – Medical Neurotherapeutics 2014; 11: 177–87. American Academy of Neurology.
10. Klaus W. Lange i inni, The Role of Nutritional Supplements in the Treatment of ADHD: What the Evidence Says, „Current Psychiatry Reports”, 19 (8), 2017, DOI: 10.1007/s11920-017-0762-1.
11. Rutherford John Gettens: Painting Materials: A Short Encyclopaedia. Courier Dover Publications, 1966, s. 105–106. ISBN 978-0-486-21597-6.
12. Sheftel AD, Mason AB, Ponka P. The long history of iron in the Universe and in health and disease. Biochim Biophys Acta 2012; 1820: 161-187.
13. Trzebiatowski W.: Chemia nieorganiczna. Wyd. VIII. Warszawa: PWN, 1978, s. 566–567.
