Que Popeye y sus espinacas no te engañen: las particularidades del metabolismo del hierro.

¿Te acuerdas de aquel marinero tan simpático que, cuál super héroe de Marvel, tras comer una lata de espinacas, se hacía extremadamente fuerte y combatía a cualquier adversario, con un golpe de su puño? Sí al igual que yo, eres un nostálgico de los cómics, dibujos animados o cartoons de antaño, seguro que te acordarás de Popeye, el Marino, Olivia y demás personajes creados por Elzie Crisler Segar. Te preguntarás entonces qué, que tiene que ver ahora esto con el blog, pues sencillamente, porque en esta entrada, trataremos de desmontar la idea de que vegetales como las espinacas o legumbres como las lentejas, son los alimentos que más hierro aportan al organismo y más «fuerza» nos dan, haciendo un pequeño repaso al hierro y su metabolismo. Así que, si quieres saber más sobre esto, ya sabes que hacer, sigue leyendo y verás que no todo es cómo parece.

El hierro (Fe) es un oligoelemento esencial para el organismo, encargado de realizar varias funciones, destacando: el transporte de oxígeno, la oxidación mitocondrial, la síntesis del DNA, de hormonas y del tejido conectivo o de catalizador proteico (citocromos, catalasas, peroxidasas, etc). El hierro en el organismo se encuentra, principalmente, en tres formas principalmente; un 60-70% como hierro funcional, formando parte de la hemoglobina (proteína de los glóbulos rojos (hematíes) que transporta el oxígeno de los pulmones al resto del cuerpo, a través de la circulación sanguínea) y de la mioglobina (encargada de transportar el oxígeno a los músculos), un 20-30% como hierro de reserva, unido a ferritina (cada ferritina puede almacenar hasta 4500 átomos de hierro) y hemosiderina en hepatocitos, enterocitos y/o macrofágos y finalmente, un 0,1% como hierro circulante, unido a la transferrina. A pesar de que el hierro circulante, supone una ínfima cantidad del hierro corporal total, es muy dinámico, renovándose diez veces al día, a través de su absorción en el intestino delgado y su reutilización en el sistema retículo-endotelial (médula ósea, bazo, etc) por la destrucción de los hematíes viejos .

Porcentajes de hierro en los principales grupos de alimentos

El hierro que obtenemos de la dieta, aparece en dos formas: hierro hemo u orgánico (Fe +2) y el hierro no – hemo o inorgánico (Fe +3). El hierro hemo, supone entre el 5% y el 10% del total de hierro ingerido en la dieta, pero su absorción supone entre el 7-35% (más en caso de carnes que de vísceras, pues en estas últimas, todo está unido a la ferritina). A nivel de los alimentos, su proporción constituye aproximadamente el 40% del hierro total de las carnes, pescados, aves de corral, vísceras (hígado y riñón), embutidos con sangre animal y yema de huevo. Este tipo de hierro hemo, está presente en las hemoproteínas (hemoglobina, mioglobina, citocromos, catalasa y óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS/NOS3/cNOS) que se caracterizan por contener en su estructura, la protoporfirina (anillo tetrapirrólico con sustituyentes laterales) a la que se une un átomo de hierro divalente (grupo hemo), con la que forma 6 uniones coordinadas; cuatro con la protoporfirina y las dos restantes, una con el nitrógeno de la fracción proteica y otra como sitio libre para la unión de una molécula de oxígeno. Por esta razón, este tipo de hierro, es más habitual en alimentos de origen animal.

El hierro no-hemo, es el hierro formado, o por sus sales inorgánicas o, el unido a ciertas proteínas como las enzimas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa o ribonucleotido reductasas (síntesis de DNA). Constituye entre el 90-95% del hierro total ingerido en la dieta (alto consumo de alimentos de origen vegetal) pero del cual, sólo se absorbe entre un 2% a un 20%, ya que sus valores de absorción, pueden variar hasta 10 veces, dependiendo de los inhibidores y activadores que incluya la ingesta de los alimentos. Aunque está presente en alimentos de tipo vegetal fundamentalmente (verduras y hortalizas, legumbres, cereales (también integrales) o frutos secos), se puede encontrar en alimentos de origen animal, junto con el hierro tipo hemo, o en suplementos de hierro dietéticos, como los utilizados en el tratamiento de las deficiencias férricas.

La cantidad diaria de hierro ingerida en la dieta, es de aproximadamente unos 10-14 mg/día, presentando una eficiencia de absorción de entre el 5 y el 10% solamente, ya que un hombre adulto, absorbe aproximadamente 1 mg/día de esos 10-14 mg/día y una mujer en edad reproductiva, unos 2 mg/día, como consecuencia de las mayores requerimientos (hasta un 85% de las necesidades habituales) debido a las pérdidas ocasionadas por los sangrados menstruales. Por estas razones, es necesario mantener un balance del hierro (diferencia entre su retención y sus requerimientos) positivo, evitando tanto el exceso de hierro en estado libre (tóxico y dañino para las células y los tejidos, por su participación en la formación de radicales libres), como las deficiencias prolongadas, en dónde los niveles de reserva disminuyen (episodios de anemia, descenso de la función inmune, cansancio, trastornos intestinales, falta de memoria y concentración, dificultad de aprendizaje, retrasos en el desarrollo psicológico, alteraciones de la temperatura corporal y su sensación, glositis (inflamación de la lengua), etc). Con la finalidad de mantener este balance del hierro, la absorción del hierro de la dieta se encuentra regulada por los niveles de las reservas de hierro del organismo y, por los mecanismos de regulación propios de la mucosa intestinal que reflejan, las necesidades fisiológicas de hierro del organismo (alteraciones dietéticas, de reserva, eritropoyéticas o en respuesta a la hipoxia). Así mismo, la absorción dependerá también, de la cantidad y tipo de hierro ingerido y de los alimentos con los que se consuma el hierro ingerido.

El primer factor a estudiar en la absorción del hierro, es el tipo de hierro que se va a absorber ya que, según el tipo que se trate, seguirá dos vías de absorción diferenciadas. La absorción de ambos hierros, hemo y no-hemo, ocurre en los enterocitos del duodeno del intestino delgado. Desde el punto de vista de la biodisponibilidad, el hierro hemo, es más biodisponible, es decir, se absorbe más fácilmente y es más utilizable, debido a su elevada solubilidad en el medio intracelular (los Fe+2 que contiene en su estructura, permanecen solubles hasta un pH menor o igual a 7); el hierro no-hemo, por el contrario, es menos biodisponible, ya que es menos soluble en el medio intracelular (los Fe+3 a pH mayores a 3 tienden a formar complejos insolubles no biodisponibles, que tienden a precipitarse rápidamente, eliminándose a través de las heces) Ante esto, encontramos que el hierro hemo y no-hemo, siguen dos vías de absorción:

1. Vía de absorción del hierro hemo: los ácidos y enzimas gástricos y los pancreáticos (ácido clorhídrico y pepsinas), separan el grupo hemo de la estructura proteica de la hemoglobina y éste, pasa a ser captado por el transportador HCP1 (proteína transportadora de hemo 1), dispuesto en la membrana apical del enterocito. A través del transporte de vesículas endoplasmáticas, el grupo hemo llega al citosol, en donde por medio del enzima hemooxigenasa, el grupo hemo se oxida, liberando bilirrubina IXa, CO y el Fe+2 que entrará a formar parte del pool de hierro del interior del enterocito. Parte de este Fe+2 será exportado al medio extracelular gracias a la acción de la proteína ferroportina o transportador de hierro regulado (IREG-1), siendo en el medio extraceluala, donnde por acción de las proteínas hefastina (hemoferridasa) o ceruloplasmina (endoxidasa I), el Fe+2 pasa a su forma oxidada, Fe+3, que le permite su unión a la transferrina y su transporte a lo largo de la circulación sanguínea. Otra parte del Fe+2, no se oxidará y se unirá a la ferritina, pasando a formar parte del hierro de reserva, hasta la descamación del enterocito. La transferrina con el hierro circulante, lo transporta hacia las células, en dónde  a partir de receptores de transferrina (TRF1) y la ayuda de la proteína HFE, presentes en la superficie de todas las células, con excepción de los eritrocitos maduros, la célula capta la transferrina diférrica y la internaliza por medio de un endosoma, liberándose el hierro en el interior celular, a la vez que, el receptor se recicla y vuelve de nuevo hacia la superficie celular.

La absorción de este hierro hemo, apenas se ve afectada por componentes de la dieta. Existen, no obstante, formas de preparación que por requerir de temperaturas extremas durante períodos de tiempo prolongados, pueden propiciar que se desintegre la estructura química del grupo hemo. El incremento de su absorción, se debe solamente a la pérdida de la saturación de los receptores de Fe+2 dentro de la célula y en las membranas basolaterales.

2. Vía de absorción del hierro no-hemo: el Fe+3 inorgánico proceden del hierro no-hemo, no puede ser absorbido por los enterocitos del duodeno. Para evitar esto, tanto el ácido clorhídrico, como las enzimas gástricas y pancreáticas ferrireductasas, el ácido ascórbico, aminoácidos como la cisteína o la acción de una enzima ferrirreductasa de la membrana apical del enterocito, la CytBD (citocromo b duodenal), reducen el Fe+3 a Fe+2 para que pueda ser absorbido en los enterocitos. Una vez reducido, el Fe+2 resultante es captado por el transportador DMT1 (transportador divalente de metales), permitiendo su paso hacia el interior del enterocito. Por medio de proteínas similares a las transferrinas, las mobilferrinas, el Fe+2 se desplazará por el citosol, hasta la membrana basolateral, dónde la proteína ferroportina, exportará este Fe+2 hacia el exterior, repitiéndose el mismo proceso que en el caso del hierro hemo. Otra parte del Fe+2, quedará como hierro de reserva, unido a la ferritina, formando parte del pool de hierro del enterocito y compitiendo con el Fe+2 procedente del hierro hemo.

La absorción de este hierro no – hemo, se ve afectada fundamentalmente, por la presencia de activadores e inhibidores presentes en los alimentos de la dieta. Según el tipo de alimento, encontraremos:

a) Activadores: vitamina C o ácido ascórbico (reduce el Fe+3, lo quela y mantiene soluble y biológicamente disponible para ser absorbido), ácidos orgánicos (ácido cítrico, málico y tartárico), aminoácidos azufrados (alimentos cárnicos),  betacarotenos y vitamina A (disminuyen el efecto inhibitorio de los fitatos, taninos y polifenoles, así como, quelan el Fe+2), alcohol (incrementa la absorción, aumentando la secreción gástrica), alimentos fermentados (chucrut, salsas de soja fermentadas, pan (reducción de los fitatos y polifenoles)) y el remojado y germinación de las legumbres.

b) Inhibidores: fitatos de alimentos vegetales, verduras y hortalizas de hojas verdes o harinas (salvado);  taninos del vino, polifenoles del café, del té (más del té (60%) que del café (40%)) cacao o flavonoides (provocan una quelación e insolubilización de hierro no hemo (Fe +3)); proteínas del huevo (unión a grupos fosfatos y generación de compuestos insolubles quelantes), proteínas de origen animal (caseína, proteínas del suero de la leche o seroalbúmina bovina) y de origen vegetal (7S congicina de la soja), zinc (cuando se suminstra conjuntamente con el hierro en suplementos y en concentraciones superiores), magnesio, calcio y fosfatos (insolubilización de Fe+3 y competencia de unión al DMT1; esta inhibición se elimina con ingestas separadas espaciadas entre sí en el tiempo, una hora) y medicamentos (antibióticos y antiácidos).

Sin embargo, según el estado de los depósitos del hierro o las necesidades fisiológicas del mismo en el organismo, dicha absorción estará regulada también por la presencia de una enzima, la hepcidina presente en hígado y bazo, uno de los principales 

sensores de la homeostasis del hierro. La hepcidina, ejerce un efecto regulador negativo sobre la absorción de hierro a nivel intestinal, degradando la ferroportina ante excesos de hierro circulante,  por lo que, no se absorbe el hierro a nivel intestinal. La existencia de estados de inflamación (relación con la obesidad, la resistencia a la insulina y las enfermedades cardiovasculares), aumentan la síntesis de hepcidina para disminuir las reservas de hierro (estados ferropénicos ante episodios de cronicidad) utilizable por parte de los patógenos. La transferrina por su parte, regula los reservorios de hierro; tras una ingesta abundante de hierro, la transferrina transportará una cantidad significativa de hierro a los órganos de depósito, si por el contrario, existe una demanda de dicho metal por algún tejido, la transferrina tomará hierro de los depósitos para transferirlo a dicho tejido. Otros mecanismos de regulación del metabolismo del hierro (en cuanto a su absorción y transporte), son aquellos mediados por regulación de la traducción genética a través de las proteínas reguladoras del hierro (IRP).

No obstante, y a pesar de todo lo descrito, también se producen pérdidas diarias de hierro, a través de los  eritrocitos extravasados, los productos biliares de la degradación del hemo, la descamación de entorocitos, o  a través de la orina (filtración glomerular) del sudor y fundamentalmente en caso de mujeres en edad fértil, a través de la menstruación (sangramiento menstrual promedio de 30 mL de sangre, implica la pérdida de 75 mg de hierro; esto se ve reducido con el consumo de tratamiento anticonceptivos orales). Esta excreción de hierro, puede variar entre  los 0,5 mg/día en casos de deficiencia de hierro y los 1,5 mg/día, en casos con sobrecarga de hierro o mujeres embarazadas (por el aporte requerido por el feto).

Un desajuste del metabolismo del hierro puede originar patologías tanto por defecto (porfirias de Günther (PEC) y agudas, anemias ferropénicas, déficits férricos no anémicos, anemias microcíticas hipocromas, hiperferritinemia, talasemias, etc) como por exceso (hemocromatosis, anemias sideroblásticas o aceruloplasminemia). En el caso de las anemias, además de una deficiencia en los niveles de hierro (primero en los depósitos y luego en el plasma (fase prelante y latente), se acompaña también con una baja concentración de hemoglobina en sangre (hombre adulto: Hb < 13 g/dL ;  mujer adulta no embarazada: Hb < 12 g/d; mujer adulta embarazada: Hb < 11 g/dL). Otras enfermedades como la artritis reumatoidea, la enfermedad inflamatoria intestinal, la enfermedad renal crónica y algunos tipos de cáncer, pueden interferir con la capacidad del utilizar el hierro almacenado en el cuerpo.

Para el tratamiento de las patologías con defecto de hierro, suele indicarse el consumo de alimentos enriquecidos en hierro (cereales, sal, azúcar, pan, fórmulas infantiles, leche y productos lácteos (queso y yogur), bebidas o condimentos) así como, los suplementos de hierro. Para el tratamiento de patologías por exceso, se indica la suspensión de complementos de vitamina C y suplementos de hierro, puesto que éstos últimos pueden llevarles a padecer náuseas, dolor abdominal, vómito, desmayos y en los peores casos, convulsiones, coma y muerte, por exceso de hierro consumido y retenido en el organismo.

–NOTA AL LECTOR–  Cómo se puede ver en las gráficas del contenido de hierro en alimentos (alimentos con hierro no-hemo), ni las lentejas ni las espinacas son los alimentos que más hierro proporcionan al organismo. El caso de Popeye y sus espinacas, parece ser que tiene su origen, en una traducción errada del estudio de E. Von Wolf sobre las espinacas de 1870, en dónde se mulplicaba por 10 la cantidad de hierro de las mismas, al colocar incorrectamente una coma, sobre el cuál se basó el creador de Popeye,  para fomentar el consumo de espinacas con el reclamo de que eran ricas en hierro y que aportarían mucha fuerza a quienes los consumieron. Curioso, no?

Con esto último, termino con este pequeño repaso al metabolismo del hierro. Espero que hayáis aprendido tanto como yo, distinguiendo a partir los alimentos con hierro hemo de los con hierro no- hemo, no tanto ya por el contenido de hierro que presenten sino más que nada, por la dificultad que tiene el organismo en hacer bioaccesible este hierro.

¡Nos «leemos» en la próxima entrada!

TatianaDC

Fuentes

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