Ferro: come reintegrarlo e cosa lo riduce + Alimenti ricchi di ferro

Cosa sappiamo del ferro?

Il ferro è un elemento chimico molto diffuso nel nostro ambiente: con il 30,1% è il secondo elemento più abbondante sulla Terra dopo l'ossigeno.

Si trova anche nel sole, nelle stelle e nei meteoriti.

Il ferro è conosciuto dall'uomo fin dalla preistoria, ma la sua importante produzione industriale è iniziata intorno al XVIII secolo.

Il nome chimico del ferro è Fe e deriva dal nome latino ferrum, che significa forza.

Il ferro è un elemento del gruppo VIII della tavola periodica degli elementi chimici e si trova nel periodo 4. Fa parte di un gruppo di elementi chiamato "ferro".

Appartiene a un gruppo di elementi chiamati elementi di transizione o metalli di transizione.

Questo nome deriva dall'epoca in cui i chimici attribuivano agli elementi al centro della tavola periodica le proprietà di transizione tra i metalli alcalini e i non metalli.

In termini di proprietà, il ferro è un metallo solido di colore grigio chiaro o bianco, duro, fragile, fusibile e con una bassa resistenza alla corrosione; si ossida facilmente formando ossidi idrati (ruggine) quando è esposto all'umidità dell'aria.

Nella sua forma elementare, il ferro è molto instabile e reattivo, soprattutto in presenza di umidità atmosferica o ad alte temperature. Può dissolversi con l'esposizione ad acidi minerali.

Sintesi tabellare delle informazioni chimiche e fisiche di base sul ferro

La maggior parte del ferro si trova in natura sotto forma di minerali contenenti questo elemento: ematite (Fe2O3), magnetite (Fe3O4), siderite (FeCO3), che sono i principali minerali di ferro, e limonite (FeO(OH)-nH2O) o taconite.

Il ferro viene utilizzato per produrre leghe come l'acciaio, l'acciaio inossidabile, la ghisa, ecc.

Oltre a essere conosciuto come una delle sostanze industriali più importanti, il ferro può essere considerato anche uno degli elementi più importanti del corpo umano per la sua ampia applicazione nei processi biochimici.

L'importanza del ferro in relazione alla salute e alle malattie è nota fin dall'antichità: il primo utilizzo del ferro per scopi medici è associato agli Egizi, ai Greci e ai Romani.

Nel XVII secolo il ferro veniva utilizzato per trattare la clorosi, una condizione causata dalla carenza di ferro.

Tuttavia, la prova convincente che il ferro inorganico è necessario per la sintesi dell'emoglobina è arrivata solo nel 1932.

Qual è un'altra funzione biologica del ferro e in quali processi vitali è indispensabile?

Qual è l'importanza del ferro per l'uomo?

Il ferro è un elemento essenziale, necessario per quasi tutti gli organismi viventi. È coinvolto in molti processi metabolici, tra cui il trasferimento di ossigeno ed elettroni e la formazione del DNA.

È uno dei cosiddetti elementi microbiogeni, che di solito costituiscono meno dello 0,005% del peso dell'organismo.

Nel corpo umano si trovano circa 3-4 grammi di ferro, distribuiti come segue:

• 65-70% nelle molecole di emoglobina, che è un pigmento rosso contenuto nei globuli rossi.
• 3-4% nella mioglobina, una proteina presente nei muscoli che permette di legare l'ossigeno.
• Il 15-30% è ferro di deposito, legato a una proteina, la ferritina o emosiderina.
• circa l'1% negli enzimi come i citocromi, la citocromo ossidasi o la perossidasi
• Lo 0,1% è ferro di trasporto, che si trova nel plasma sanguigno dove si lega alle proteine (soprattutto alla proteina transferrina).

La concentrazione di ferro nell'organismo è strettamente regolata, perché il ferro è in grado di generare radicali liberi e, se presente in eccesso, può causare danni ai tessuti.

Il ferro ha diverse funzioni importanti nel corpo umano.

Innanzitutto, è coinvolto nel trasporto dei gas presenti nel sangue, in particolare dell'ossigeno.

Fino a quasi il 70% del ferro fa parte dell'emoglobina, che si trova nei globuli rossi, in particolare una delle parti dell'emoglobina chiamata eme.

L'eme è un composto complesso non proteico il cui atomo centrale è il ferro. L'eme, insieme alla parte proteica della globina, forma la molecola dell'emoglobina.

L'emoglobina è responsabile del trasporto dell'ossigeno nel sangue, dai polmoni ai tessuti e alle cellule. L'ossigeno si lega alla molecola di emoglobina nelle camere polmonari. Si forma l'ossiemoglobina, che trasporta l'ossigeno alle cellule.

L'emoglobina è anche in grado di legare e trasportare l'anidride carbonica dalle cellule ai polmoni, dove viene poi espirata come rifiuto. A differenza dell'ossigeno, che si lega all'emoglobina, l'anidride carbonica si lega alla parte proteica - la globina.

Oltre all'emoglobina, il ferro è anche un componente della mioglobina, una proteina presente nei muscoli, anch'essa coinvolta nel trasporto dell'ossigeno, ma nelle cellule muscolari. Si trova nelle cellule muscolari del cuore e nel muscolo scheletrico.

Strutturalmente, la mioglobina è molto più semplice dell'emoglobina.

Una molecola di emoglobina è in grado di legare 4 molecole di ossigeno, mentre nel caso della mioglobina si tratta di una sola molecola di ossigeno.

Oltre a queste, conosciamo altre funzioni biologiche del ferro nel corpo umano.

• Garantisce il normale funzionamento del cervello, dei muscoli, della tiroide e del sistema immunitario.
• È coinvolto nella produzione di energia.
• Ha un effetto positivo su pelle, capelli e unghie.
• Sopprime la stanchezza.
• Promuove la salute mentale e riduce il rischio di malattie mentali.
• Favorisce lo sviluppo del feto.

Come tratta il ferro l'organismo?

Assorbimento

Il ferro entra nell'organismo attraverso gli alimenti e viene assorbito principalmente nella parte iniziale del tratto intestinale attraverso una specifica proteina trasportatrice, per poi entrare nel sangue.

La forma principale di ferro assorbita è quella divalente, cioè Fe+2. La forma trivalente Fe+3 ha una bassa capacità di assorbimento.

La percentuale di ferro assorbito rispetto al ferro totale presente nella dieta è relativamente bassa, dal 5 al 35%, e dipende dalle circostanze e soprattutto dallo stato fisico del ferro ingerito.

A pH fisiologico, il ferro con stato di ossidazione +2 è significativamente ossidato in una forma insolubile di ferro con stato di ossidazione +3. Il pH diminuisce nella parte iniziale dell'intestino tenue a causa dell'azione dell'acido gastrico, che porta a una riduzione del Fe+3 a Fe+2 e a un aumento significativo del tasso di assorbimento del ferro.

L'acido gastrico ha quindi un effetto significativo sull'assorbimento del ferro e, in caso di carenza, l'assorbimento del ferro è ridotto.

Nel sangue, il ferro è legato alla proteina transferrina, attraverso la quale viene trasportato alle cellule o al midollo osseo.

Regolazione dei livelli di ferro

La quantità di ferro nell'organismo deve essere costantemente controllata a causa della sua possibile tossicità ad alte concentrazioni. È quindi necessario mantenere un equilibrio nell'assunzione, nel trasporto, nell'immagazzinamento e nell'utilizzo del ferro. Si parla di mantenimento dell'omeostasi.

Poiché il corpo umano non dispone di meccanismi per l'escrezione attiva del ferro dall'organismo, i livelli di ferro devono essere strettamente controllati e regolati fin dal momento dell'assorbimento.

La funzione di tale regolatore è svolta dall'epcidina, un ormone peptidico prodotto nelle cellule del peceno, che mantiene l'omeostasi coordinando il processo di immagazzinamento e utilizzo del ferro e istruendo il sangue a diminuire o aumentare l'assorbimento a seconda delle necessità.

Un'alterazione del livello o della funzione dell'epcidina porta a un eccesso di ferro nell'organismo o, al contrario, a una carenza di ferro.

Immagazzinamento

Il ferro viene immagazzinato nell'organismo sotto forma di depositi corporei.

Per riserve corporee di ferro (ferro di deposito) intendiamo il ferro legato alle proteine ferritina ed emosiderina. La concentrazione di queste due proteine ci fornisce un quadro delle riserve di ferro.

La maggior parte del ferro è legata alla ferritina, mentre è più difficile rilasciare il ferro dall'emosiderina.

Il ferro così legato è insolubile e si concentra principalmente nel fegato, nella milza e nel midollo osseo.

Escrezione

Il corpo umano non dispone di un meccanismo di escrezione attiva del ferro, che viene quindi in gran parte immagazzinato nell'organismo e non può essere facilmente rimosso.

In alcune situazioni, come emorragie, mestruazioni o gravidanza, il ferro può essere perso dall'organismo in determinate quantità. Durante le mestruazioni, una donna adulta perde circa 2 mg di ferro al giorno.

Tuttavia, alcune perdite periodiche di ferro si verificano anche attraverso la rottura fisiologica delle cellule della pelle, dell'apparato digerente o genitourinario, ma si tratta di perdite molto basse (circa 1 mg al giorno).

Date le limitate possibilità di escrezione del ferro, la regolazione dei livelli di ferro è quindi considerata essenziale e necessaria.

Che dire dell'assunzione di ferro con la dieta?

Il ferro alimentare può essere presente in due forme fondamentali: come ferro eme o non eme.

Le principali fonti della forma eme sono l'emoglobina e la mioglobina provenienti da alimenti come carne, pollame, pesce e frutti di mare.

Il tasso di assorbimento del ferro in questo caso è elevato (15-25% del contenuto totale di ferro) ed è solo minimamente limitato dalla composizione degli alimenti consumati nello stesso momento.

La forma non eme del ferro è più abbondante nei cereali, nei legumi, nella verdura e nella frutta. Il tasso di assorbimento del ferro è già molto più basso (2-20% del ferro totale) ed è anche significativamente influenzato da altri componenti della dieta.

In pratica, però, il contenuto di ferro non eme nella dieta è molte volte superiore a quello eme, quindi, nonostante il tasso di assorbimento più basso, il ferro non eme contribuisce maggiormente alla dieta.

Quali sostanze, alimenti o farmaci, influenzano (diminuiscono o aumentano) l'assorbimento del ferro?

Una tabella degli alimenti e di alcuni farmaci che influenzano l'assorbimento del ferro nel tratto digestivo

Negli studi sugli animali, è stato dimostrato che l'assorbimento del ferro è influenzato anche dai metalli - manganese, cobalto, stronzio o piombo - che competono tra loro per legarsi al trasportatore per l'assorbimento.

Non dimenticate la vitamina C

La vitamina C svolge un ruolo molto importante nell'assorbimento del ferro nel tratto intestinale, come è stato dimostrato da diversi studi scientifici.

La sua azione consiste nella riduzione delle forme insolubili di Fe+3 in Fe+2 solubile e nel suo lieve effetto chelante, che contribuisce a migliorare la solubilità del ferro.

È persino in grado di ridurre significativamente l'effetto inibitorio di fitati, polifenoli, calcio e proteine del latte.

Gli integratori di ferro dovrebbero quindi essere assunti, ad esempio, con il succo d'arancia.

La cottura, la lavorazione industriale o la conservazione degli alimenti contenenti vitamina C ne provocano la scomposizione, eliminando così il suo effetto benefico sull'assorbimento del ferro.

La vitamina C è una delle poche sostanze che aumentano l'assorbimento del ferro nelle diete vegetariane e vegane, pertanto è necessario ottimizzarne l'assorbimento includendo verdure e frutta con quantità sufficienti di questa vitamina.

Nel contesto degli alimenti contenenti ferro, è anche importante ricordare quale dovrebbe essere l'apporto giornaliero ideale di ferro per una persona, a seconda del suo sesso o della sua età.

Qual è la dose giornaliera raccomandata di ferro?

Secondo l'Autorità europea per la sicurezza alimentare, le raccomandazioni per l'assunzione giornaliera di ferro sono le seguenti.

Tabella dell'assunzione giornaliera di ferro in base all'età e al sesso

Carenza di ferro ed eccesso di ferro

Come per quasi tutte le sostanze essenziali per l'organismo, le deviazioni dai livelli fisiologici di ferro hanno un impatto negativo sulla salute.

Possono verificarsi due condizioni: eccesso di ferro nell'organismo o carenza di ferro.

Esistono gruppi di persone a rischio che hanno maggiori probabilità di avere una carenza di ferro.

La carenza di ferro è più probabile nelle popolazioni che non hanno un accesso adeguato a una dieta ricca di ferro in forma assorbibile, soprattutto durante la fase dello sviluppo, quando il fabbisogno di ferro è elevato.

Con questo termine intendiamo gruppi come i bambini, gli adolescenti, le donne in età riproduttiva e le donne in gravidanza.

Nei bambini e negli adolescenti, l'aumento del fabbisogno di ferro è dovuto alla loro rapida crescita, mentre nelle donne in età riproduttiva è dovuto all'eccessiva perdita di sangue durante le mestruazioni regolari.

Durante la gravidanza, il corpo delle donne ha bisogno di più ferro a causa della rapida crescita della placenta e del feto.

Anche i donatori di sangue abituali, le persone affette da malattie dell'apparato digerente, da problemi cardiaci o da cancro possono essere a rischio di riduzione delle riserve di ferro nel corpo.

Carenza di ferro: come si manifesta e quali sono le cause?

La carenza di ferro è definita come una condizione in cui le riserve di ferro dell'organismo non sono presenti e l'apporto di ferro ai tessuti è compromesso.

La carenza di ferro viene solitamente definita anemia, ma può esistere anche senza che si sviluppi l'anemia. Questa condizione è più rara e si manifesta con alcune alterazioni funzionali dell'organismo.

Tuttavia, la grande maggioranza dei casi di carenza di ferro è associata all'anemia.

L'anemia nel vero senso della parola è una condizione caratterizzata da un basso numero di globuli rossi o da una bassa quantità di emoglobina nelle cellule del sangue.

La formazione e la quantità di globuli rossi dipende non solo dalla disponibilità di ferro, ma anche da una serie di altri fattori correlati, come la produzione di eritropoietina nei reni (la sostanza che coordina la produzione di globuli rossi), il midollo osseo (dove si formano le cellule) e lo stato nutrizionale.

Come faccio a sapere se ho l'anemia?

La carenza di ferro a breve termine di solito non presenta sintomi visibili, infatti l'organismo utilizza le proprie riserve per coprire la carenza di ferro a breve termine, principalmente dai muscoli, dal fegato, dalla milza e dal midollo osseo.

La carenza a lungo termine può causare debolezza, affaticamento, mancanza di energia, problemi di memoria e concentrazione, problemi digestivi e una maggiore predisposizione alle infezioni.

Le conseguenze più gravi di un'anemia di lunga durata sono le alterazioni funzionali che riguardano soprattutto le capacità cognitive e di sviluppo (la capacità di percepire e pensare) o la funzione immunitaria.

Nelle donne in gravidanza, l'anemia è associata a effetti negativi sia sulla madre che sul feto: aumento del rischio di sepsi, basso peso alla nascita del feto o rischio di morte materna e fetale.

L'anemia non è una malattia in sé, ma un sintomo di una malattia sviluppata o di un processo patologico nell'organismo.

Le cause della carenza di ferro - anemia - possono essere diverse, tra cui alcune:

• Insufficiente apporto di forme assorbibili di ferro nella dieta
• Assunzione inadeguata di vitamine e minerali che partecipano alla formazione dei globuli rossi (vitamina B12, vitamina A, riboflavina, rame).
• Assorbimento alterato del ferro
• Fabbisogno fisiologicamente aumentato di ferro (durante la crescita, la gravidanza, le mestruazioni, i pazienti in dialisi).
• Eccessiva perdita di sangue
• Sanguinamento dal tratto digestivo o genitourinario
• Uso di alcuni farmaci (corticosteroidi, farmaci per il trattamento della tubercolosi)
• Alcune malattie (infezioni acute e croniche, condizioni postoperatorie, malattie della tiroide o dei reni)
• Malattie del sangue come anemia falciforme, talassemia, anemia aplastica, anemia emolitica
• Obesità
• Alcolismo
• Dieta vegetariana, mancanza di carne

La carenza di ferro causata da un apporto alimentare inadeguato può essere compensata in diversi modi.

I passi fondamentali sono la selezione di alimenti ricchi di ferro, la fortificazione degli alimenti con ferro, cioè l'aggiunta deliberata di questo elemento agli alimenti per aumentarne il contenuto.

Quindi, migliorare l'assorbimento del ferro o integrarlo sotto forma di integratori alimentari o farmaci.

Integratori alimentari di ferro

Prima di iniziare la somministrazione di integratori di ferro, bisogna sempre considerare che l'anemia può essere causata da una malattia, che deve essere la prima considerazione.

Attualmente sono disponibili sul mercato prodotti mono-ingrediente o multivitaminici combinati contenenti ferro.

I più utilizzati sono i sali di ferro, come il solfato ferroso e il gluconato ferroso, per via del loro basso costo e dell'elevato assorbimento. Vengono assunti per via orale.

L'assorbimento del ferro è maggiore quando vengono somministrati per via orale. Tuttavia, questo metodo di somministrazione può causare nausea e dolori addominali. In questo caso, la dose deve essere ridotta o assunta contemporaneamente al cibo.

I sintomi di un uso eccessivo di ferro e un indicatore affidabile del fatto che la dose è troppo alta sono nausea, costipazione, dolore addominale, vomito o vertigini.

Vediamo anche quali sono le conseguenze di un eccesso di ferro nell'organismo.

Quali sono le conseguenze dell'eccesso di ferro?

Il pericolo del ferro è che può accelerare la produzione di radicali tossici dell'ossigeno che danneggiano le cellule e i tessuti.

Inoltre, a pH fisiologico e in presenza di ossigeno, si ossida rapidamente e precipita in idrossidi di ferro insolubili.

Livelli elevati di ferro nel corpo umano portano alla sua deposizione in organi come il fegato, il cuore, il pancreas o la pelle, provocando cambiamenti patologici e lo sviluppo di malattie.

Le cause dell'eccesso di ferro nell'organismo possono essere:

• L'assunzione eccessiva di ferro nella dieta
• ripetute trasfusioni di sangue
• Malattie associate a una maggiore disgregazione dell'emoglobina

Le malattie caratterizzate dall'accumulo di ferro negli organi sono chiamate emocromatosi o emosiderosi.

L'emocromatosi è una malattia ereditaria causata da un eccessivo assorbimento di ferro nel tratto digestivo.

L'emosiderosi si verifica di solito in pazienti con anemia acquisita o congenita che ricevono ripetutamente trasfusioni di sangue e l'organismo non è in grado di utilizzare correttamente il ferro ricevuto.

Le conseguenze negative e le complicazioni di questi disturbi sono i danni epatici, cardiaci e ghiandolari, che portano a cirrosi, cancro al fegato, diabete, malattie della tiroide, malattie cardiache e nervose e malattie infiammatorie delle articolazioni.

Le manifestazioni iniziali comprendono debolezza, dolori addominali, eccessiva pigmentazione della pelle, battito cardiaco irregolare, infarto, insufficienza cardiaca, perdita delle mestruazioni, perdita di capelli, dolore e infiammazione dell'anca, osteoporosi e ammorbidimento del fegato e della milza.

Quali sono le opzioni di trattamento per i livelli elevati di ferro?

Attualmente, la terapia chelante è l'unico metodo preventivo e curativo.

Questo trattamento riduce la quantità di ferro nei tessuti e ne impedisce l'accumulo, oltre a neutralizzarne le forme tossiche.

Il principio del trattamento è che il ferro si lega all'agente chelante e viene successivamente eliminato dall'organismo attraverso l'urina o le feci.

Gli agenti chelanti possono essere somministrati per via endovenosa (in una vena) o orale (per bocca).

Esempi di agenti chelanti utilizzati sono la deferoxamina (per somministrazione endovenosa), il deferiprone o il deferasirox (entrambi per somministrazione orale).