MUDr. Jiří Slíva, Ph.D.

Ústav farmakologie 3. LF UK, Praha

Železo je pro náš organismus zcela nepostradatelný prvek sehrávající významnou roli v řadě fyziologických procesů, počínaje transportem molekul kyslíku na straně jedné a konče regulací buněčného cyklu a buněčné diferenciace na straně druhé. Nedostatek (deplece) železa je povětšinou spojován se sideropenickou anemií, nicméně se promítá i do zhoršené činnosti epitelu, svaloviny a nervového systému. Vyšší poptávka po železe je zřejmá zejména u těhotných žen (zejm. II. a III. trimestr) nebo u šestinedělek či během kojení. Stavy, kdy se může projevit nedostatek železa, zahrnují samozřejmě i nadměrné či opakované krevní ztráty, onemocnění postihující trávicí trubici, nedostatek železa v potravě apod.

Při známém nedostatku je jistě vhodná odpovídající suplementace. Až donedávna jsme měli k dispozici k perorálnímu podání přípravky s obsahem železnatých (méně též železitých) solí (tzv. nehemové železo), nově se setkáváme s cílenou suplementací, kdy železo je umístěno v hemových cyklech (hemové železo).

Níže jsou pojednány stávající hlavní aspekty a limity obou uvedených forem.

Absorpce - klíčová je forma Fe

Většina železa přijatého potravou je přítomna v oxidované ("ferric") formě Fe³⁺, tato je zejména vlivem kyselého žaludečního prostředí redukována ("ferrous") na dvojmocné Fe²⁺, která se vstřebává především v duodenu a horním jejunu. V západní populaci je železo většinově (až ze ²/₃) přijímáno v červeném mase jakožto železo hemové (tj. vázané na hemoglobin nebo myoglobin). Výhodou hemového železa (v redukované formě) je jeho vyšší biologická dostupnost oproti železu nehemovému v převážně alkalickém prostředí proximální části tenkého střeva (je zde proto předpoklad rychlejšího doplnění přítomného deficitu - cca 5x vyšší absorpce versus železo nevázané na hem [1]).

Železo je při průchodu trávicí trubicí vystaveno potenciálu interakcí s celou řadou látek, které mohou negativně ovlivnit jeho finální celkový stupeň absorpce. Jde např. o kyselinu fytinovou, tanniny, fosfáty a oxaláty, které se železem vytvářejí obtížně vstřebatelné komplexy. V kontextu potravin uveďme, že resorpci snižuje např. celozrnný chléb, vejce, mléko, černý čaj, káva aj. Z těchto důvodů je třeba přípravky s obsahem nehemového železa užívat buď nalačno, cca 30 minut před jídlem, a nebo 2 hodiny po jídle. Látky s antioxidačními vlastnostmi, například kyselina askorbová, podporují jeho přetrvání v redukované, a tedy lépe absorbovatelné formě [2]. Hemové železo lze naproti tomu užívat bez ohledu na současný příjem stravy (nevznikají výše zmíněné komplexy), tj. nalačno, s jídlem i po jídle. Stupeň absorpce železa se řídí aktuální poptávkou organismu, tj. zvyšuje se tehdy, je-li stimulována erytropoéza - běžně je vstřebáno cca 10 %, při depleci vzrůstá až na 25 %, u hemového železa až na 50 % [3].

Vlastní proces absorpce je realizován prostřednictvím duodenálního cytochromu B (DcytB), jenž je nezbytný pro redukci trojmocného železa na železo dvojmocné, které je následně vstřebáváno nespecifickým přenašečem pro dvojmocné kovy (DMT1) - možná kompetice o tento přenašeč s jinými kationty na této úrovni tak omezuje rozsah absorpce železa. Hemové (tj. dvojmocné) železo je vstřebáváno prostřednictvím endocytózy, a sice cestou dvou (u savců identifikovaných) hemových transportérů PCFT/HCP-1 a FLCVR [2]. Třebaže původní domněnky hovořily o pouhém transportu takto vstřebaného hemového železa napříč enterocytem do portální krve, dnes je známo, že již přímo zde dochází ke štěpení tohoto komplexu za přítomnosti hemoxygenázy (HO-1, HO-2, HO-3) na úrovni endoplazmatického retikula za simultánního uvolnění dvojmocného železa. Při dostatečných zásobách železa v organismu je toto deponováno ve vazbě s globulární bílkovinou apoferitinem za vzniku feritinu. Jeho jediná molekula přitom může obsahovat až 4 500 atomů železa. Molekuly feritinu v lysozomálních membránách agregují v depozita označovaná jako hemosiderin. Naopak při nedostatku železa je dvojmocné železo na bazolaterální membráně enterocytu vylučováno prostřednictvím feroportinu za následné oxidace hefestinem na železo trojmocné, což je nezbytné pro jeho další přenos v krvi transferinem. Rozsah absorpce železa je řízen hepcidinem tvořeným zejména v játrech. Zvýšený příjem železa (dietou či parenterálně) má za následek i zvýšenou syntézu hepcidinu v játrech. Ten pak blokuje uvolňování železa z enterocytů (čímž zastavuje jeho střevní absorpci) i z makrofágů tím, že se váže na feroportin - tím vyvolá jeho internalizaci a degradaci v lysozomech. Syntéza hepcidinu je inhibována u pacientů s anémií a hypoxií (nižší hodnoty jsou často přítomny též u těhotných), naopak zánět, např. prostřednictvím interleukinu 6, stimuluje jaterní syntézu hepcidinu [3].

Schéma: Metabolismus železa v těle

Závěr

Jakkoliv mají různé formy železa určené k perorální suplementaci mnohé společného, jsou zde zcela zřejmé rozdíly mezi hemovou a nehemovou formou železa.

Hemová forma nabízí díky odlišné cestě absorpce výrazně vyšší utilizaci železa, což je předpokladem pro rychlejší úpravu jeho nízké sérové hladiny.

Naproti tomu u nehemového železa je podmínkou jeho absorpce zachování dvojmocnosti a současně nelze vyloučit ani možnou kompetici při vstřebávání s jinými dvojmocnými kationty (zinek, měď, mangan aj. - pozor na kombinované přípravky!).

Významným rozdílem jsou také přítomné interakce se stravou či některými léky (antacida, IPP, fluorochinolony aj.) v případě nehemové formy, jejíž užívání může je navíc nezřídka provázeno nežádoucími účinky (zejm. bolest žaludku, zácpa či průjem, nevolnost aj.). To neplatí o formě hemové, kterou tak lze i díky tomu užívat bez ohledu na současný příjem jiných léků, stravy i tekutin. Navíc je hemová forma železa nemocnými i lépe snášena, neboť nežádoucí účinky jsou popisovány pouze na úrovni placeba.

Literatura:

1.  Roughead ZK, Hunt JR. Adaptation in iron absorption: iron supplementation reduces nonheme-iron but not heme-iron absorption from food. Am J Clin Nutr 2000; 72: 982-989.

2. West AR, Oates PS. Mechanisms of heme iron absorption: current questions and controversies. World J Gastroenterol. 2008; 14: 4101-4110.

3. Hentze MW, Muckenthaler MU, Galy B, Camaschella C. Two to tango: regulation of Mammalian iron metabolism. Cell 2010; 142: 24-38.

4. Koenig MD, Tussing-Humphreys L, Day J, Cadwell B, Nemeth E. Hepcidin and iron homeostasis during pregnancy. Nutrients. 2014; 6: 3062-3083.

inzerce