Ferro, omeostasi e analisi cliniche: Appunti di Biochimica

Il sistema del ferro

Il sistema del ferro è molto complicato, perché fondamentalmente per orientarsi nel metabolismo del ferro ci sono due cose molto importanti da considerare: la prima è che il ferro è di importanza fondamentale per la sintesi dell'emoglobina. Di conseguenza, per un meccanismo regolato con vari sistemi a feedback, la concentrazione del ferro nell'organismo influenza direttamente anche la sintesi dell'emoglobina, ma soprattutto l'eritropoiesi. Per questo motivo è fondamentale che vi siano buone quantità di ferro nell'organismo.

L'altra cosa che però dobbiamo considerare è che elevate concentrazioni di ferro nell'organismo sono tossiche per i tessuti e per la pelle dove il ferro si va ad accumulare. Il ferro che abbiamo a disposizione nell'organismo è quello che noi assorbiamo con la dieta e vi sono due proteine principali che sono: la transferrina, che è deputata al trasporto del ferro, e la ferritina, che invece è deputata all'accumulo del ferro. Entrambe queste proteine regolano la quantità di ferro circolante e di deposito nell'organismo.

Tuttavia, però, non c'è nessun meccanismo che in qualche modo eviti che il ferro venga eliminato dall'organismo, per cui vi sono solo proteine che controllano l'assorbimento, il trasporto e la conservazione. Non ci sono sistemi deputati a far sì che il ferro non venga disperso dall'organismo, perché fondamentalmente non è importante la quantità di ferro che viene eliminata, ma è importantissima la quantità di ferro che viene assorbita.

Proprio per questo motivo noi abbiamo questa proteina che è la ferritina, che è una specie di guscio rotondo all'interno della quale sono depositate moltissime molecole di ferro, che funge da contenitore proprio per l'accumulo del ferro. Quando il ferro serve, tramite la transferrina, le molecole di ferro vengono portate all'organo che in quel momento è interessato a ricevere il ferro perché in qualche maniera lo deve metabolizzare. Quindi non esiste un sistema che faccia in modo che il ferro non venga eliminato.

Il ferro è un elemento essenziale per la vita di tutti gli organismi in quanto esistono moltissime proteine che vanno sotto il nome di ferroproteine, prima tra tutte l'emoglobina, seguita poi per questione di quantità ma non di importanza dalla mioglobina, entrambe deputate al trasporto dell'ossigeno. Ci sono moltissime altre proteine importanti che vanno sotto il nome di ferroproteine e queste sono, ad esempio, citocromi, NAD deidrogenasi, deidrogenasi flavoproteiche (trasporto di elettroni), catalasi, lattoperossidasi (demolizione dei perossidi), transferrina, lattoferrina, ferritina, emosiderina (assorbimento, trasporto e deposito di ferro nell'organismo).

Ferro sierico

In un individuo adulto normale sono presenti 4-5 g di ferro distribuiti sotto forma di:

• Fe emoglobinico (50-70%)
• Fe tessutale (di deposito): fegato, milza, muscolo, midollo (15-30%)
• Fe mioglobinico (3-5%)
• Fe degli enzimi: coenzima di perossidasi, catalasi, citocromi (0,2%)
• Fe di trasporto: transferrina (0,1%)

Gli stati di ossidazione più comuni del ferro sierico comprendono:

• Il ferro(II), che dà composti di Fe²⁺ (ferro ferroso-ridotto)
• Il ferro(III), che dà composti di Fe³⁺ (ferro ferrico-ossidato)

Nel midollo ogni giorno 20 mg di ferro, derivanti dalla lisi degli eritrociti senescenti, sono utilizzati per la sintesi dell'eme dei nuovi eritrociti. La riserva di ferro non-emico nelle cellule e nel sangue è garantita dalla ferritina, capace di sequestrare più di 4500 atomi di ferro per molecola.

Biodisponibilità del ferro

Tutto il ferro che noi assumiamo con la dieta effettivamente è un ferro che possiamo considerare biodisponibile? Tra le migliori fonti alimentari di ferro si annoverano la carne, il pesce, i fagioli, il tofu e i ceci. Non è da considerare vera la questione delle verdure a foglia, poiché esse hanno delle sostanze chelanti del ferro che non facilitano l'assorbimento di quest'ultimo. Invece, pH acido, acido ascorbico (Vit. C), acido citrico e fruttosio favoriscono l'assorbimento del ferro.

Quindi ritornando al concetto della biodisponibilità, se io mangio una bistecca con gli spinaci o con un altro tipo di verdura a foglia, a causa dell'azione dei chelanti del ferro, la biodisponibilità del ferro sarà ridotta. Se invece io assumo la mia bistecca con una spremuta d'arancia aumenterò la biodisponibilità del ferro, perché il pH acido della vitamina C favorisce l'assorbimento del ferro.

I livelli di assunzione raccomandati (LARN) sono:

• 10 mg/die per gli uomini dai 18 ai 60
• 10 mg/die alle donne over 50
• 12 mg/die per adolescenti maschi e femmine senza mestruazioni
• 18 mg/die per donne dai 14 ai 50
• 30 mg/die nelle gestanti

Assorbimento del ferro

Poiché elevate quantità di ferro risultano essere tossiche, l'organismo ha fatto in modo di sviluppare dei sistemi che controllano meglio l'assorbimento, quindi è molto importante che la quantità di ferro assorbita sia controllata, mentre non fa niente se molto ferro viene perso. Infatti, per l'organismo è molto più rischioso assorbire ferro in quantità molto elevate. In condizioni fisiologiche, il ferro alimentare è assorbito, in proporzione al fabbisogno, nel duodeno. Di tutto quanto il ferro introdotto con la dieta, circa l'80% del ferro è assorbito come ferro non emico, quindi come ferro che non è legato all'eme. Il ferro non legato all'eme deve essere necessariamente assorbito nella forma ridotta, quindi come Fe²⁺. La riduzione avviene facilmente a pH acido, quindi nello stomaco o in presenza di sostanze riducenti.

Circa un 20% è assorbito come Fe legato al gruppo eme (non è influente lo stato di ossidazione). Esistono dei fattori che favoriscono l'assorbimento del ferro, altri fattori invece che sfavoriscono l'assorbimento del ferro. I pH elevati rappresentano i fattori favorenti l'assorbimento del ferro, mentre i fattori sfavorenti sono elevato pH del succo pancreatico e sostanze chelanti del ferro, gli ossalati e i fosfati.

Fattori favorenti l'assorbimento del ferro della dieta:

• Volume e acidità del succo gastrico
• Acido ascorbico (Vit. C), che riduce il ferro allo stato ferroso
• Acido citrico, fruttosio

Fattori sfavorenti l'assorbimento del ferro della dieta:

• pH elevato del succo pancreatico
• Ossalati, fosfati

La distribuzione del ferro nell'organismo

Nell'organismo il ferro si distribuisce essenzialmente sotto...