Charakterystyczne objawy ostrego niedoboru żelaza- anemii żelazo-zależnej - zostały opisane  już w Starożytnym Egipcie ok. 1500 lat p.n.e. Egipcjanie nie znali jednak przyczyny tego schorzenia. Żelazo, jako pierwiastek niezbędny dla zdrowia został doceniony dopiero w XVII w., kiedy Thomas Sydenham zarekomendował je jako medykament w leczeniu anemii.

Ludzki organizm zawiera od ½ do 1 łyżeczki żelaza. Z czego 65 % służy do budowy hemoglobiny, enzymów i innych funkcji, a pozostałe 35 % stanowi rezerwę. Każda komórka zawiera drobne ilości żelaza, które są jej niezbędne w procesach oddychania. Żelazo jest zasadniczym składnikiem cząsteczek hemoglobiny, cytochromów i innych układów enzymatycznych, jak katalaza czy oksydaza cytochromowa.

Proces wchłaniani żelaza zależy od zawartości tego pierwiastka w racji pokarmowej, przyswajalności, zasobów ustrojowych oraz ilości wydalanej z organizmu. Proces ten dzieli się na trzy etapy:

• Pobieranie z pokarmem
• Transport wewnątrz enterocytów
• Magazynowanie i przenoszenie przez enterocyt

Na przyswajalność wpływ ma forma chemiczna związku (żelazo hemowe i niehemowe, stopień utlenienia) oraz obecność związków które zwiększają lub zmniejszają wchłanianie. W typowej diecie zawartość żelaza wynosi 6 mg/1000 kcal. Wchłanianie żelaza hemowego wynosi od 5 do 35%, natomiast niehemowego 2-20 % w przypadku złożonego z jednego produktu. Wchłanianie żelaza zwiększają

• Aminokwasy (cysteina, glicyna, histydyna, lizyna, metionina)
• Białka zwierzęce
• Kwas askorbinowy
• Kwasy organiczne (jabłkowy, wiśniowy), kwas solny, cukry (fruktoza, sorbitol
• Czynnik wewnętrzny IF12

Natomiast zmniejszają:

• Jony wapnia, manganu, cynku, miedzi
• Błonnik (otręby, celuloza, hemiceluloza, pektyna, guma guar
• Węglany, fosfityna (białko wiążące żelazo znajdujące się w żółtku)
• Albumina jaja jurzego
• Kwas szczawiowy
• Salicylany
• Fosforany
• Fityniany
• Polifenole roślinne
• Tanina
• Białko sojowe

Rola w organizmie 

Badania na zwierzętach wykazały, że właściwe spożycie żelaza podnosi trzykrotnie naszą wytrzymałość i wzmaga aktywność fizyczną. Wielu sportowców ma zmniejszoną sprawność, gdyż spożywa niewystarczające lub marginalne dawki żelaza, co obniża stężenie hemoglobiny we krwi i ilość tlenu dostarczanego do mięśni, ogranicza skurcze mięśni i aktywność enzymów oraz wydłuża czas regeneracji sił po odbytym wysiłku.

Żelazo wzmacnia system obronny organizmu i podnosi odporność na przeziębienia, zakażenia i choroby.

Żelazo jest nośnikiem tlenu. Cztery atomy żelaza łączą się z każdą cząsteczką białka zwanego hemoglobiną w każdej czerwonej krwince. Kiedy krew przepływa przez naczynia krwionośne w płucach, tlen przyłącza się do żelaza, aby się dostać do wszystkich komórek organizmu. Po uwolnieniu tlenu w komórce żelazo łączy się z produktem ubocznym pracy komórek: dwutlenkiem węgla, i przenosi go do płuc, skąd dwutlenek węgla jest wydalany na zewnątrz.

Mioglobina – obecna w każdej komórce cząsteczka, w której skład wchodzi żelazo – pełni funkcję podobną do hemoglobiny. Przenosi tlen wewnątrz komórki, aby uniemożliwić przemianę substancji w energię i wszelkie inne czynności komórki. Oznacza to, że właśnie żelazo jest głównym organizatorem transportu tlenu do wszystkich tkanek organizmu- z mózgiem, mięśniami, sercem i wątrobą włącznie.

Niedobór 

Choć tylko 8% kobiet cierpi na niedokrwistość, aż 80% kobiet uprawiających sport i 20% kobiet po menopauzie ma niedobór żelaza we krwi. Rutynowe testy na stężenia żelaza w organizmie, takie jak oznaczenia stężenia hemoglobiny i hematokryt, wykazują jedynie  ryzyko zachorowania na niedokrwistość, czyli ostatnie stadium niedoboru. Zapasy żelaza wyczerpują się powoli na długo przed wystąpieniem pierwszych objawów anemii. Kobieta czuje się przemęczona i łatwo się irytuje. Jej zdolność koncentracji i sprawność fizyczna słabnie, czyniąc ją podatną na przeziębienia i zakażenia.

Do grup szczególnie narażonych na niedokrwistość należą niemowlęta, dzieci poniżej 2 lat, nastoletnie dziewczęta, kobiety w ciąży, po menopauzie oraz te, które używają wkładek wewnątrzmacicznych, ludzie nie jedzący czerwonego mięsa, ludzie starsi oraz kobiety trenujące sporty wytrzymałościowe. Nastolatki w ciąży są jeszcze bardziej narażone na utratę żelaza. Ocenia się, że od 10 do 80% przedstawicieli tych kategorii cierpi no niedobór żelaza. Ale zdarzyć się on może każdemu.

Niedostateczne spożycie i wzmożona utrata żelaza to podstawowe przyczyny wystąpienia niedoboru. Kobiety w okresie rozrodczym wymagają prawie dwukrotnie większych dawek niż mężczyźni, aby uzupełnić comiesięczną stratę żelaza. Ponadto kobiety często się odchudzają, a przez to mniej jedzą i spożywają mniej żelaza niż mężczyźni. Przeciętna zrównoważona dieta dostarcza 6 mg żelaza na 1000 kalorii. Aby spożyć zalecaną ilość tego pierwiastka, kobieta musiałaby zjadać dziennie 2500 kalorii, gdy średnie spożycie nie przekracza 1600 kalorii.

Pewne leki pozbawiają organizm zasobów żelaza. Są to leki przeciwzapalne - na przykład aspiryna (długotrwałe zażywanie w dużych dawkach może spowodować anemię żelazozależną) i idometacyna, leki obniżające cholesterol, leki alkalizujące używane w nadkwaśności żołądka.

Duże dawki witaminy E i cynku obniżają wchłanianie żelaza, co może prowadzić do jego niedoboru

Niedokrwistość z niedoborem żelaza to najczęstszą postać niedokrwistości i najprawdopodobniej najbardziej rozpowszechniona choroba niedoborowa w niektórych krajach. Anemia jest już ostatnim stadium niedoboru. Zanim nastąpią zmiany we krwi, organizm wyczerpuje zapasy żelaza, obniża się sprawność umysłowa chorego, może się pojawić hiperglikemia i inne objawy drobnego niedoboru.

Niedobór żelaza ma wpływ na pracę serca. U osób z niedoborem elektrokardiogram wykazuje zaburzenia rytmu serca. Zakłócenia znikają po podaniu suplementu żelaza.

Żelazo występuje niemal w każdej części mózgu. Mózg używa żelaza na przestrzeni całego życia człowieka, lecz potrzebuje go najwięcej w okresach szybkiego wzrostu: w niemowlęctwie w wieku dziecięcym. Niemowlęta z niedokrwistością lub marginalnym spożyciem żelaza cierpią na niedorozwój umysłowy i fizyczny, wydają się nieszczęśliwe, spięte, strachliwe i „nieobecne” w porównaniu z dziećmi, których dieta zawiera dostateczną ilość żelaza. Poddawanie dziecku preparatu żelazowego może częściowo zaradzić takiej sytuacji.

Dzieci, które chorowały na anemię w niemowlęctwie lub aktualnie cierpią na niedobór, uczą się gorzej niż zdrowe, dobrze odżywione dzieci, których matki prawidłowo się odżywiały podczas ciąży. Dzieci z niedoborem mają obniżoną zdolność koncentracji, uczenia się i zapamiętywania oraz zaburzoną koordynacje ruchów rąk i wzroku. Mogą również być nadczynne. Te objawy poprzedzają występowanie anemii i można je zlikwidować za pomocą dodatkowych dawek żelaza.

Niedobór żelaza może również wpływać na sprawność zawodową, nastrój i pamięć u dorosłych. Zwiększenie spożycia żelaza może poprawić efektywność i fachowość danej osoby. Poziom żelaza może również wpływać na elektroencefalogram (EEG), tj. pomiary czynności mózgu u osób w podeszłym wieku. Jedno z badań wykazało ze EEG osoby starszej spożywającej wyższe dawki żelaza jest porównywalnie z takim samym pomiarem u osoby młodszej.

Umiarkowany niedobór żelaza występuje wyjątkowo często. Badania przeprowadzone w 80. latach wykazały, że jedynie 43% całej badanej populacji (obejmującej aż 28 tysięcy ludzi z różnych przedziałów wiekowych) jest prawidłowo odżywionych pod względem żelaza. W grupach wysokiego ryzyka niedoboru żelaza (kobiety w wieku reprodukcyjnym, dzieci  w wieku 1-2 lat) uzyskano wyniki wręcz zatrważające- ponad 90% spośród nich miało różnego stopnia niedobór żelaza.

Zalecane dawki dzienne

W 1989 roku obniżono zalecane dawki dzienne żelaza do 15 mg dla kobiet i 10 mg dla mężczyzn. Docelowa zawartość pierwiastka w tkankach ma wynosić 300 mg. Jednak badania wykazują, ze niektóre grupy, m.in. kobiety podczas menstruacji, potrzebują go dwukrotnie więcej. Tymczasem niektóre kobiety spożywają  najwyżej 8 mg żelaza dziennie.

Jest niemożliwe, aby kobieta w ciąży lub karmiąca piersią mogła zdobyć dostateczną ilość żelaza z samego tylko pożywienia, toteż lekarze często zalecają spożywanie dodatkowych 30 mg dziennie pod postacią tabletek.

Większość przypadków niedoboru się nie wykrywa, ponieważ rutynowe testy, które mierzą stężenie hemoglobiny we krwi, wskazują jedynie na niedokrwistość, tzn. ostanie stadium niedoboru. Dopiero czulsze testy na stężenie żelaza w tkankach mogą wykazać drobne niedobory. Kwestionariusze dietetyczne nie zawsze są w stanie wskazać na zagrożenie niedoborem żelaza

Źródła w pożywieniu

Do najlepszych źródeł żelaza zaliczamy podroby, chude czerwone mięso, suszone owoce i groch, zielonoliste warzywa, ryby, sok śliwkowy i ostrygi. Żelazo występuje również w pełnoziarnistym pieczywie i kaszach, zielonym groszku, soku pomidorowym , brukselce, porzeczkach, orzechach i brokułach.

Organizm słabo wchłania sztuczne odżywki i żelazo ze wzbogacanych produktów, choć zwiększają one codzienne spożycie tego pierwiastka. Wysokie dawki sztucznego preparatu- rzędu 30 mg lub więcej i mogą powodować nudności, zaparcie lub biegunkę. Badania przeprowadzone na uniwersytecie w Oslo w Norwegii wykazały, że spożywanie niewielkich dawek preparatu, od 18 do 20 mg dziennie, poprawia stan żelaza w organizmie pacjenta, nie pociągając za sobą wymienionych skutków ubocznych.

Również sposób przygotowywania potraw wpływa na zawartość żelaza w ostatecznym produkcie. Potrawy kwaśne, takie jak zupa pomidorowa, sos do spaghetti, mogą trzykrotnie zwiększać stężenie żelaza , jeśli przyrządzimy je w żeliwnych naczyniach. Aby zachować jak najwięcej żelaza, powinno się produkty spożywcze gotować jak najkrócej i w jak najmniejszej ilości wody. Żelazo rozpuszcza się w wodzie podczas długiego gotowania, toteż wylewając wodę, , w której gotowaliśmy pożywienie, pozbywamy się znacznej jego części.

Żelazo występujące w mięsie nosi nazwę żelaza hemowego i wchłania się łatwej niż żelazo niehemowe, które występuje w warzywach, owocach, fasoli i produktach z mąki pełnoziarnistej. Nasz organizm łatwiej wchłania ten rodzaj żelaza, jeśli spożywa się je z niewielką ilością mięsa lub z pokarmami o dużej zawartości witaminy C. Za przykład mogą tu posłużyć orzechy. Organizm wchłania tylko 2% żelaza z orzechów, kiedy jemy je same, natomiast przy ich spożywaniu z kurczakiem (zawiera żelazo hemowe) i z sałatką o dużej zawartości witaminy C poziom wchłaniania wzrasta do 7-10%. Niemowlęta łatwiej wchłaniają żelazo z mleka matki niż z krowiego.

 Tabela 1. Zawartość żelaza w wybranych produktach spożywczych wg H. Gertiga

Toksyczność

W normalnych warunkach ilość żelaza wchłanianego przez organizm zależy od potrzeb, wiec nadmiar żelaza w pożywieniu pozostaje niewchłonięty. Mimo to poziom tego pierwiastka w organizmie może przekroczyć normę, ponieważ raz wchłonięty, jest trudny do usunięcia. W 1992 roku wiele kontrowersji  wzbudziła publikacja wyników badan fińskich naukowców na temat związku wysokiego stężenie żelaza z chorobami serca. Wykazali oni, że mężczyźni o wysokim stężeniu ferrytyny w surowicy krwi (ponad 200 µg/dl) i podwyższonym poziomie cholesterolu LDL są czterokrotnie bardziej narażeni na śmierć z powodu zawału serca niż reszta populacji.

Badania wykazują jednak tylko na związek między tymi dwoma faktami, nie stwierdzając, że to właśnie wysokie stężenie żelaza jest przyczyną zawału serca. Bardzo możliwe, że istnieje jakiś dodatkowy, nie znany dotąd czynnik, który jest przyczyną obu wymienionych zjawisk, na przykład nadmiar żelaza łączy się z tlenem, tworząc w ten sposób wolne rodniki, które uszkadzają tłuszcze zawarte w komórkach i przyczyniają się do miażdżycy tętnic i chorób serca. Optymalne spożycie antyutleniaczy może zapobiec temu procesowi.

Jeszcze innym kontrowersyjnym zagadnieniem jest genetyczna choroba zwana hemochromatozą. Występuje ona głównie u mężczyzn, powodując nadmierne nagromadzenia się żelaza w miękkich tkankach i inne zaburzenia. Duża częstotliwość występowania zawałów serca nie musi zatem wynikać z diety, lecz z genetyki.

Nawet jeśli związek pomiędzy nadmiarem żelaza w organizmie i chorobą serca naprawdę istnieje, nie odnosi się to ani do kobiet, ani do mężczyzn spożywających normalne dawki żelaza. Przedawkowanie żelaza  zdarza się u kobiet rzadko. Zazwyczaj maja one od 20 do 120 µg/dl ferrytyny w surowicy krwi. To o wiele mniej niż ustalone przez fińskich naukowców 200µg, które grozi zawałem serca. Ponadto średnia ilość żelaza w pożywieniu badanych przez nich mężczyzn przekraczała niemal dwukrotnie zalecane dawki 19-10 mg, a nawet dochodziła do 64 mg.

Fińskie odkrycia zainicjowały badania nad potencjalnym związkiem żelaza z chorobami serca. Choć naukowcy nie powiedzieli jeszcze w tej sprawie ostatniego słowa i nadal odradza się pacjentom przyjmowanie dużych dawek tego pierwiastka bez wyraźnego zalecenia lekarza, najnowsze badania nie potwierdzają fińskiej hipotezy, że żelazo w normalnych warunkach podnosi ryzyko zachorowania na serce.

Nadmiar żelaza zarówno w pożywieniu, jak i w organizmie wiąże się z ryzykiem choroby nowotworowej u zwierząt i u ludzi. Z badań nad rakiem okrężnicy wynika, że nadmierne spożycie żelaza może być częściowo odpowiedzialne za rozwój choroby w jej początkowych fazach. Większość wchłanianego przez nas żelaza łączy się z białkami, lecz jego nadwyżka może tworzyć wolne rodniki, które niszczą komórki i przyczyniają się do powstawania zmian nowotworowych.

Sytuację dodatkowo komplikują przypadki wysokiego stężenie żelaza we krwi przy niskim jego spożyciu, co świadczy o istnieniu zaburzeń w metabolizmie żelaza. Ponadto prowadzone obecnie badania nie odnoszą się do dzieci, niemowląt, kobiety w wieku rozrodczym, nastolatków, kobiet w ciąży, oraz osób w podeszłym wieku, czyli grup specjalnie narażonych na niedobór żelaza.

Powiązania z innymi składnikami odżywczymi

• Witamina C wzmaga wchłanianie żelaza.
• Witamina B₆ jest niezbędna do tworzenia się hemoglobiny: białka czerwonych krwinek, które wiąże żelazo.
• Nadmierne spożycie miedzi, wapnia lub węglanu magnezu może obniżyć spożycie żelaza.
• Żelazo, wapń, mangan i cynk współzawodniczą o wchłanianie w układzie pokarmowym nadmiar jednego z tych pierwiastków ogranicza absorpcje pozostałych i może doprowadzić do niedoborów.
• Witamina E ogranicza negatywne skutki nadmiaru żelaza.

Aczkolwiek niedobór żelaza jest często występującą przyczyna anemii, nie jest on jednak jej jedyną przyczyna. Z tego względu w przypadku podejrzenia anemii, nigdy nie należy leczyć się samemu preparatami żelaza bez konsultacji lekarskiej. Niewłaściwie zastosowana suplementacja żelazem może być szkodliwa.