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:

1. Podwyższone żelazo a mechanizmy regulujące zachowanie homeostazy żelaza w organizmie
2. Rola i znaczenie żelaza w organizmie
3. Wchłanianie i metabolizm żelaza 
4. Czy podwyższone żelazo jest niebezpieczne?
5. Co oznacza za wysokie żelazo? Możliwe przyczyny 
6. Objawy podwyższonego żelaza  
7. Zalecane postępowanie w przypadku podwyższonego żelaza 
8. 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: 

1. 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) 
2. Wskutek innych mechanizmów, np. hipersplenizmu, toksycznego działania leków i środków chemicznych, jadów owadów. 
3. 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 
4. Uwarunkowane genetycznie: 
   • Hemochromatoza 
   • Łagodna hiperferrytynemia 
5. 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. 

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

1. Imam, M.U.; Zhang, S.; Ma, J.; Wang, H.; Wang, F. „Antioxidants Mediate Both Iron Homeostasis and Oxidative Stress. Nutrients” 2017, 9, 671., MDPI. 

2. Basak G.W.; Jędrzejczak W.W. „Hematologia. Kompendium” PZWL, Warszawa2021. 

3. Mach T, Szczepanek M, Medycyna po dyplomie, „Hemochromatoza dziedziczna” (2023)