Żelazo jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym do utrzymania fizjologicznej homeostazy organizmu. Jest potrzebne do prawidłowego rozwoju i podziału komórek, prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego, prawidłowego rozwoju tkanki nerwowej i syntezy hemoglobiny w erytrocytach. Przeciążenie i niedobór żelaza są powszechnymi schorzeniami w populacji ogólnej. Sprawdź, co oznacza podwyższone żelazo.
Spis treści:
- Podwyższone żelazo a mechanizmy regulujące zachowanie homeostazy żelaza w organizmie
- Rola i znaczenie żelaza w organizmie
- Wchłanianie i metabolizm żelaza
- Czy podwyższone żelazo jest niebezpieczne?
- Co oznacza za wysokie żelazo? Możliwe przyczyny
- Objawy podwyższonego żelaza
- Zalecane postępowanie w przypadku podwyższonego żelaza
- Podwyższone żelazo – leczenie
Podwyższone żelazo a mechanizmy regulujące zachowanie homeostazy żelaza w organizmie
Głównym źródłem żelaza w organizmie jest żelazo pozyskiwane z pożywienia – zrównoważona dieta dostarcza zwykle 10 – 20 mg żelaza na dobę, z czego wchłania się około 10%. Ponadto żelazo może być również odzyskiwane z zasobów organizmu, szczególnie z wątroby i starzejących się krwinek czerwonych (RBC).
Zawartość żelaza w organizmie regulowana jest głównie przez jego wchłanianie, dystrybucję pomiędzy narządami oraz w mniejszym stopniu przez wydalanie.
Z funkcjonalnego punktu widzenia najważniejszymi komórkami dla utrzymania ogólnoustrojowej homeostazy żelaza są:
- enterocyty absorpcyjne dwunastnicy – enterocyty biorą udział w absorpcji żelaza z przewodu pokarmowego;
- makrofagi układu siateczkowo-śródbłonkowego – makrofagi uczestniczą w odzyskaniu żelaza zawartego w starych erytrocytach oraz w jego transporcie do krwi (komórki Browicza-Kupffera w wątrobie, makrofagi śledziony oraz makrofagi szpiku kostnego);
- hepatocyty – hepatocyty są głównym miejscem syntezy hepcydyny, peptydu regulującego zarówno ilość żelaza absorbowanego przez enterocyty, jak i żelaza uwalnianego przez makrofagi.
W warunkach fizjologicznych żelazo wydalane jest z organizmu (tracone – ok. 1 mg dziennie) w wyniku złuszczania się komórek nabłonka przewodu pokarmowego i naskórka oraz z żółcią. Z kolei kobiet w wieku rozrodczym – także z krwawieniami miesięcznymi.
W warunkach patologicznych do utraty żelaza doprowadza najczęściej przewlekła utrata krwi, np. wskutek krwawienia z przewodu pokarmowego (w tym nowotwory przewodu pokarmowego) lub patologicznego krwawienia z dróg rodnych i dróg moczowych.
Rola i znaczenie żelaza w organizmie
Żelazo jest wykorzystywane przede wszystkim jako składnik hemu w czerwonych krwinkach do transportu tlenu, natomiast stosunkowo mniejsze ilości występują w mięśniach (mioglobina hemowa) i w wątrobie (ferrytyna).
W większości innych tkanek organizmu żelazo służy jako składnik kofaktorów białkowych w postaci skupisk żelaza i siarki oraz hemu, które biorą udział w łańcuchu transportu elektronów prowadzącym do produkcji ATP (adenozynotrifosforan – nośnik energii w organizmie).
Żelazo odgrywa zasadniczą rolę w utrzymaniu odpowiednich zapasów ATP podczas fosforylacji oksydacyjnej w wewnętrznej błonie mitochondriów. Przyjmuje się, że tkankowy niedobór żelaza upośledza tlenowy metabolizm.
Wchłanianie i metabolizm żelaza
W krajach uprzemysłowionych większość populacji posiada odpowiednie zapasy żelaza, zwykle wynoszące około 4–5 g (co odpowiada około 38 i 50 mg żelaza/kg masy ciała odpowiednio dla dorosłych kobiet i mężczyzn).
Około 2,5 g tego żelaza występuje w hemoglobinie służącej do transportu tlenu, a kolejne 2 g jest magazynowane w postaci ferrytyny, głównie w szpiku kostnym, wątrobie i śledzionie. W szpiku kostnym żelazo wykorzystywane jest do tworzenia hemoglobiny.
W wątrobie żelazo służy jako główna rezerwa żelaza, a komórki układu siateczkowo-śródbłonkowego w śledzionie przetwarzają żelazo ze starzejących się erytrocytów (makrofagi układu siateczkowo-śródbłonkowego uczestniczą w odzyskaniu żelaza zawartego w starych erytrocytach oraz w jego transporcie do krwi).
Stosunkowo niewielka ilość żelaza (około 400 mg) występuje w mioglobinie i cytochromach, a jeszcze mniej (około 3–4 mg) znajduje się w krążeniu w postaci związanej z transferyną.
Kontrola wchłaniania jelitowego żelaza w warunkach fizjologicznych jest podstawowym mechanizmem regulującym całkowitą ilość żelaza w organizmie. Zanim żelazo będzie mogło spełnić swoje kluczowe role biologiczne, musi zostać wchłonięte przez enterocyty jelitowe do krwi.
Żelazo pochodzące ze źródeł zwierzęcych (krew i białka zawierające hem) jest wchłaniane i przyswajane lepiej niż żelazo ze źródeł roślinnych- żelazo niehemowe.
Czy podwyższone żelazo jest niebezpieczne?
Żelazo jest potencjalnie toksyczną cząsteczką, ponieważ może zarówno oddawać, jak i przyjmować elektrony. Podwyższone żelazo może przyspieszać powstawanie wolnych rodników z reaktywnych form tlenu (ROS) poprzez reakcję Fentona.
To ostatecznie prowadzi do uszkodzenia wielu różnych struktur komórkowych. Aby zapobiec niekorzystnym skutkom nadmiaru żelaza, w organizmie człowieka wykształciły się procesy regulujące jego wchłanianie w zależności od zapotrzebowania.
Dlatego też większość żelaza jest związana z innymi cząsteczkami w celu przechowywania i/lub transportu, a w labilnej puli dostępne są tylko niewielkie ilości żelaza. Jednak nawet w tej labilnej puli żelazo nie jest całkowicie niezwiązane, ponieważ uważa się, że większość tworzy kompleks z peptydami, karboksylanami i/lub fosforanami.
Pomimo dużej ilości kompleksów, z którymi żelazo może wiązać się w organizmie, jego poziom czasami przekracza pulę dostępnych cząsteczek transferyny. Szkodliwe skutki nadmiaru żelaza zaczynają się ujawniać, gdy kompleksy, z którymi żelazo może się wiązać, ulegają nasyceniu.
Podwyższone żelazo we krwi zaczyna odkładać się w tkankach, gdy dostępne białka transferyny zostaną nasycone. Duże ilości labilnego żelaza w krążeniu mogą ostatecznie uszkodzić wątrobę, serce i inne aktywne metabolicznie narządy.
Dlatego chelatacja żelaza jest ważna w leczeniu pacjentów z przeciążeniem żelazem, a przywrócenie normalnego poziomu żelaza może pomóc złagodzić związane z tym skutki uboczne.
Co oznacza za wysokie żelazo? Możliwe przyczyny
Spożycie dużych ilości dodatkowego żelaza może uszkodzić błonę śluzową jelit, powodując zwiększone wchłanianie żelaza do organizmu. Z przeciążeniem żelazem wiążą się także powtarzające się transfuzje krwi i niektóre mutacje genetyczne.
Podwyższone żelazo we krwi bywa spotykane:
- W chorobach krwi:
- Niedokrwistości hemolityczne – do rozpadu krwinek czerwonych (hemolizy) może dochodzić na wiele różnych sposobów:
- Wskutek reakcji układu odpornościowego skierowanego przeciwko erytrocytom (niedokrwistości autoimmunohemolityczne)
- Po przetoczeniu niezgodnych grupowo preparatów krwi
- W wyniku powstania klonu komórek produkującego erytrocyty, wrażliwe na spontaniczną aktywację dopełniacza (nocna napadowa hemoglobinuria)
- Wskutek mechanicznego uszkodzenia erytrocytów (po wszczepieniu, np. sztucznych zastawek, podczas przeciskania przez zwężone naczynia włosowate – niedokrwistość mikroangiopatyczna
- Wskutek wrodzonych defektów genetycznych krwinek czerwonych, zwiększających ich wrażliwość na uszkodzenia – defektów błony komórkowej i szkieletu komórkowego (wrodzona sferocytoza, wrodzona owalocytoza)
- Defekty enzymów wewnątrzkomórkowych (niedobór G6PD, niedobór kinazy pirogronianowej)
- Defekt budowy hemoglobiny (niedokrwistość sierpowatokrwinkowa, talasemia)
- Niedokrwistości hemolityczne – do rozpadu krwinek czerwonych (hemolizy) może dochodzić na wiele różnych sposobów:
- Wskutek innych mechanizmów, np. hipersplenizmu, toksycznego działania leków i środków chemicznych, jadów owadów.
- W przewlekłych chorobach wątroby:
- Wirusowe zapalenie wąrtroby typu C – WZW-C
- Wirusowe zapalenie wątroby typu B – WZW-B
- Alkoholowa marskość wątroby
- Niealkoholowe stłuszczenie wątroby – NASH
- Porfiria skórna późna
- Niedobór transferyny
- Niedobór ceruloplazminy
- Uwarunkowane genetycznie:
- Hemochromatoza
- Łagodna hiperferrytynemia
- Po przedawkowaniu suplementów żelaza.
W piśmiennictwie medycznym opisano przypadki za wysokiego żelaza związane z połączeniem suplementacji żelaza i dużych dawek witaminy C.
Podwyższone żelazo może prowadzić do toksyczności i śmierci komórek poprzez tworzenie wolnych rodników i peroksydację lipidów.
Ostre zatrucie żelazem w wyniku przypadkowego lub celowego przedawkowania charakteryzuje się stężeniem, które przekracza całkowitą zdolność wiązania żelaza (TIBC).
Objawy podwyższonego żelaza
Niespecyficzne objawy podwyższonego żelaza to:
- zmęczenie
- ból brzucha
- bóle stawów (zmiany najczęściej w stawach śródręczno-paliczkowych palców II i III, rzadziej w stawach nadgarstka, łokciowych, ramiennych i biodrowych; zwykle symetryczne)
- zmniejszenie libido i inne objawy hipogonadyzmu hipogonadotropowego (skutek gromadzenia żelaza w przysadce; zaburzenia wzwodu, brak miesiączki)
- gromadzenie się żelaza i melaniny w skórze (wzmożona pigmentacja)
- uszkodzenie wątroby – zwiększone ryzyko rozwoju raka wątrobowokomórkowego u chorych z nasilonym włóknieniem lub marskością
- opóźnienie wzrostu u dzieci.
Zalecane postępowanie w przypadku podwyższonego żelaza
Po pierwsze, pojedyncze oznaczenie podwyższonego żelaza w surowicy to zbyt mało, by wyciągać daleko idące wnioski.
Badania, jakie należy wykonać przy za wysokim żelazie, to:
• stężenie ferrytyny – w odpowiednich warunkach poziom ferrytyny w surowicy jest wprost proporcjonalny do całkowitych zapasów żelaza w organizmie. Dlatego też ferrytyna w surowicy jest powszechnie stosowana jako wygodny test laboratoryjny do oceny zapasów żelaza. Wykazano jednak, że inne stany patologiczne niezwiązane ze statusem żelaza – na przykład przewlekłe zapalenie – zwiększają stężenie ferrytyny w surowicy.
• TfSat (wysycenie transferyny)
• TIBC (total iron binding capacity) – całkowita zdolność wiązania żelaza, jest mniej więcej miarą stężenia transferyny)
• stężenie wolnego żelaza
• sTfR (stężenie wolnego receptora transferyny w surowicy)
Zawsze konieczna jest konsultacja lekarza. Co robić w przypadku podwyższonych stężeń żelaza? Zaleca się: mniej czerwonego mięsa, ograniczenie alkoholu, brak suplementów żelaza i witaminy C, która zwiększa wchłanianie żelaza.
![wybierz swój pakiet baner alab sport](https://alabsport.pl/blog/wp-content/uploads/2024/03/baner_alab_sport_wybierz_swoj_pakiet-jpg.webp)
Podwyższone żelazo – leczenie
Leczenie nadmiaru żelaza powinno być przede wszystkim przyczynowe, jeśli to możliwe. U wszystkich chorych zaleca się ograniczenie podaży żelaza i unikanie suplementacji witaminy C.
Upusty krwi stosuje się w porfirii późnej skórnej i hemochromatozie. Alternatywną metodą dla upustów krwi jest erytrocytafereza, jeśli jest dostępna.
W przeładowaniu żelazem w hemochromatozie zaleca się ocenę chorego pod kątem pozawątrobowych manifestacji choroby. Należy szukać m.in. zaburzeń rytmu i kurczliwości serca, zmian stawowych, osteoporozy, cukrzycy, objawów hipogonadyzmu. Następnie trzeba wprowadzić odpowiednie leczenie, równocześnie z krwioupustami.
Piśmiennictwo
- Imam, M.U.; Zhang, S.; Ma, J.; Wang, H.; Wang, F. „Antioxidants Mediate Both Iron Homeostasis and Oxidative Stress. Nutrients” 2017, 9, 671., MDPI.
- Basak G.W.; Jędrzejczak W.W. „Hematologia. Kompendium” PZWL, Warszawa2021.
- Mach T, Szczepanek M, Medycyna po dyplomie, „Hemochromatoza dziedziczna” (2023)