Żelazo: czym jest i jak działa

Żelazo to pierwiastek, bez którego mięśnie nie dostaną tlenu, a mitochondria nie wyprodukują energii. U osób aktywnych jego niedobór należy do najczęstszych zaburzeń odżywienia – i jednocześnie do najczęściej „leczonych na ślepo”. Redakcja wyjaśnia, jak żelazo działa, skąd biorą się niedobory i dlaczego suplementacja bez badań bywa błędem.

Rola żelaza w organizmie

Dorosły człowiek ma w organizmie zaledwie kilka gramów żelaza, ale ta niewielka ilość decyduje o wydolności. Około dwóch trzecich tego pierwiastka znajduje się w hemoglobinie – białku czerwonych krwinek, które wiąże tlen w płucach i oddaje go w tkankach. Bez wystarczającej ilości żelaza szpik kostny produkuje mniej hemoglobiny, a krew przenosi mniej tlenu.

Kolejna pula żelaza znajduje się w mioglobinie, czyli białku magazynującym tlen bezpośrednio w mięśniach. Mioglobina działa jak lokalny bufor, szczególnie ważny podczas intensywnych skurczów, gdy przepływ krwi chwilowo spada.

Żelazo jest także składnikiem enzymów łańcucha oddechowego w mitochondriach – cytochromów i białek żelazowo-siarkowych. To one odpowiadają za tlenową produkcję ATP. Dlatego niedobór żelaza może obniżać wydolność jeszcze zanim pojawi się anemia, bo najpierw cierpi metabolizm komórkowy.

Pozostałe żelazo jest magazynowane w wątrobie, śledzionie i szpiku w postaci ferrytyny i hemosyderyny. Organizm nie ma aktywnego mechanizmu wydalania nadmiaru żelaza, dlatego jego gospodarka opiera się wyłącznie na kontroli wchłaniania.

Wchłanianie i regulacja: hepcydyna w centrum

Żelazo z pożywienia występuje w dwóch formach. Żelazo hemowe, obecne w mięsie, podrobach i rybach, wchłania się stosunkowo dobrze. Żelazo niehemowe, z roślin strączkowych, zbóż czy warzyw liściastych, wchłania się znacznie słabiej, a jego przyswajalność zależy od innych składników posiłku.

• Zwiększają wchłanianie: witamina C, mięso i ryby w tym samym posiłku, kwaśne środowisko żołądka.
• Zmniejszają wchłanianie: kawa i herbata (polifenole), wapń, fityniany z otrąb i nasion, leki zobojętniające kwas solny.

Głównym regulatorem gospodarki żelazem jest hepcydyna – hormon wytwarzany przez wątrobę. Hepcydyna blokuje ferroportynę, białko, które „wypuszcza” żelazo z komórek jelita i z makrofagów do krwi. Gdy hepcydyny jest dużo, żelazo zostaje zatrzymane w komórkach, a jego wchłanianie spada.

Poziom hepcydyny rośnie, gdy zapasy żelaza są wysokie, ale także w odpowiedzi na stan zapalny, głównie za pośrednictwem interleukiny 6. Badania zespołu Peelinga (2008) wykazały, że po intensywnym wysiłku hepcydyna wzrasta z opóźnieniem kilku godzin. W tym „oknie” żelazo z posiłków i suplementów wchłania się gorzej.

Ten sam mechanizm tłumaczy obserwację Moretti i wsp. (2015): pojedyncza dawka doustnego żelaza podnosi hepcydynę na mniej więcej dobę, przez co dawka przyjęta następnego dnia wchłania się słabiej. Z tego wynika strategia suplementacji co drugi dzień, opisana niżej.

Dlaczego sportowcy tracą żelazo

Niedobór żelaza bez anemii dotyczy według różnych przeglądów znaczącego odsetka sportsmenek i mniejszego, ale niepomijalnego odsetka sportowców. Najbardziej narażone są biegaczki, triathlonistki, osoby na dietach roślinnych oraz zawodnicy sportów z kategoriami wagowymi, w tym boksu, gdzie częste „robienie wagi” ogranicza podaż energii i mięsa.

Przyczyn jest kilka i zwykle sumują się. Wysiłek zwiększa utratę żelaza z potem i przez przewód pokarmowy, a u biegaczy dochodzi do tzw. hemolizy uderzeniowej – rozpadu krwinek w naczyniach stóp przy każdym kroku. U kobiet istotną rolę odgrywa utrata krwi menstruacyjnej.

Drugim czynnikiem jest niedostateczna podaż. Ograniczanie kalorii, eliminacja mięsa czerwonego i wysokie spożycie produktów utrudniających wchłanianie sprawiają, że nawet przy teoretycznie poprawnej diecie bilans pozostaje ujemny.

Trzecim jest wspomniana hepcydyna. Przy kilku treningach dziennie jej podwyższony poziom może utrzymywać się przez znaczną część doby. Przegląd Sim i wsp. (2019) zwraca też uwagę na niską dostępność energii jako czynnik dodatkowo nasilający produkcję hepcydyny.

Diagnostyka: ferrytyna to nie wszystko

Podstawowym wskaźnikiem zapasów żelaza jest ferrytyna w surowicy. Niska wartość niemal zawsze oznacza wyczerpane rezerwy. Problem polega na tym, że ferrytyna jest także białkiem ostrej fazy – rośnie przy infekcji, stanie zapalnym i bezpośrednio po ciężkim treningu. Prawidłowy wynik nie wyklucza więc niedoboru.

Dlatego lekarz ocenia zwykle kilka parametrów jednocześnie. Najczęściej zlecany zestaw obejmuje morfologię, ferrytynę, żelazo w surowicy, TIBC oraz wysycenie transferyny (TSAT), a w razie wątpliwości także CRP.

Krew do badania najlepiej pobrać rano, po dniu odpoczynku lub lekkiego treningu i bez objawów infekcji. Wynik pobrany dzień po zawodach może zawyżać ferrytynę i wprowadzić w błąd.

Progi ferrytyny, przy których u sportowców rozważa się interwencję, różnią się w literaturze. Wiele zespołów medycznych przyjmuje wartości wyższe niż laboratoryjna dolna granica normy, ale decyzja zawsze powinna należeć do lekarza, który zna pełny obraz kliniczny.

Suplementacja i bezpieczeństwo

Przy potwierdzonym niedoborze lekarz zwykle zaleca preparat doustny. W Polsce dostępne są zarówno leki z żelazem, jak i suplementy diety; te pierwsze mają ściśle określoną zawartość i wskazania. Badanie Stoffel i wsp. (2017) u kobiet z niskimi zapasami wykazało, że podawanie żelaza co drugi dzień zapewnia lepsze sumaryczne wchłanianie niż codzienne przyjmowanie tej samej dawki, a często także mniej dolegliwości żołądkowych.

Praktyczne zasady są proste: żelazo przyjmuje się z dala od kawy, herbaty, nabiału i preparatów wapnia, najlepiej rano, z niewielką ilością witaminy C. Wielu specjalistów sugeruje przyjmowanie go przed wysiłkiem albo w dni wolne, aby ominąć powysiłkowy szczyt hepcydyny. Efekt w postaci wzrostu ferrytyny ocenia się zwykle po 8–12 tygodniach.

Najczęstsze działania niepożądane to zaparcia, nudności, ból brzucha i ciemne zabarwienie stolca. Jeśli tolerancja jest zła, lekarz może zmienić preparat, dawkę lub w uzasadnionych przypadkach zlecić żelazo dożylne, podawane wyłącznie w placówce medycznej.

Suplementacja bez badań nie jest dobrym pomysłem. Nadmiar żelaza gromadzi się w wątrobie, sercu i trzustce, a u osób z nierozpoznaną hemochromatozą – stosunkowo częstą chorobą genetyczną w populacji europejskiej – może prowadzić do uszkodzenia narządów. Przypadkowe przedawkowanie preparatów żelaza jest też groźne dla dzieci, dlatego należy przechowywać je w niedostępnym miejscu.

Wnioski redakcji

Żelazo jest niezbędne do transportu tlenu i produkcji energii w mitochondriach, a jego niedobór obniża wydolność jeszcze przed rozwinięciem anemii.

Sportowcy, zwłaszcza kobiety, biegacze i zawodnicy dyscyplin z kategoriami wagowymi, są bardziej narażeni na niedobór z powodu strat, niewystarczającej podaży i działania hepcydyny.

Diagnoza wymaga kilku parametrów, a suplementacja – potwierdzenia niedoboru. Dawkowanie co drugi dzień i oddzielenie żelaza od kawy czy wapnia to proste sposoby na lepsze wchłanianie.

Zachęcamy do lektury naszych tekstów o morfologii krwi u sportowców, o witaminie C i wchłanianiu składników mineralnych oraz o niskiej dostępności energii (RED-S).

Bibliografia

1. Peeling P, Dawson B, Goodman C, Landers G, Trinder D. Athletic induced iron deficiency: new insights into the role of inflammation, cytokines and hormones. Eur J Appl Physiol. 2008;103(4):381–391.
2. Sim M, Garvican-Lewis LA, Cox GR, et al. Iron considerations for the athlete: a narrative review. Eur J Appl Physiol. 2019;119(7):1463–1478.
3. Moretti D, Goede JS, Zeder C, et al. Oral iron supplements increase hepcidin and decrease iron absorption from daily or twice-daily doses in iron-depleted young women. Blood. 2015;126(17):1981–1989.
4. Stoffel NU, Cercamondi CI, Brittenham G, et al. Iron absorption from oral iron supplements given on consecutive versus alternate days and as single morning doses versus twice-daily split dosing in iron-depleted women: two open-label, randomised controlled trials. Lancet Haematol. 2017;4(11):e524–e533.
5. Camaschella C. Iron-deficiency anemia. N Engl J Med. 2015;372(19):1832–1843.
6. Pasricha SR, Tye-Din J, Muckenthaler MU, Swinkels DW. Iron deficiency. Lancet. 2021;397(10270):233–248.
7. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. Scientific Opinion on Dietary Reference Values for iron. EFSA J. 2015;13(10):4254.
8. https://hulksklep.com/terapia-po-cyklu-pct/clomid/