Hierro: un microelemento con dos caras

Hierro: un microelemento con dos caras
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La importancia del hierro

El hierro (Fe), microelemento esencial para la vida, es el tercer elemento traza más abundante en la corteza terrestre. Su importancia radica en que es un metal esencial para la vida humana, ya que participa en múltiples reacciones en el organismo, al ser parte integral de la hemoglobina, proteína encargada de transportar el oxígeno hacia todos los tejidos y, además, formar parte de numerosas enzimas y de la mioglobina.

Sin embargo, a pesar de su abundancia, nos muestra su primera cara: La deficiencia de hierro sigue siendo una de las carencias nutricionales más importante en los países en vías de desarrollo. Existen tres grupos de riesgos principales de sufrir deficiencia de hierro: los lactantes, los pre-escolares y las mujeres en edad fértil y embarazadas. En Chile, gracias a los programas nacionales de alimentación complementaria (PNAC y PACAM) y a la política de fortificación de la harina con hierro, la anemia por deficiencia de hierro es una condición con riesgo medio a bajo. Así, en nuestros lactantes y pre-escolares (6-59 meses) se estima en un 21% la anemia por deficiencia de hierro, considerado un problema de salud pública moderado. En mujeres en edad fértil (15-49 años), un 12% de anemia, lo que es considerado un problema de salud pública leve y en embarazadas (15-49 años) un 25% que representa un problema de salud pública moderado.

A pesar de la abundancia y esencialidad de este metal, el hierro nos puede mostrar su segunda cara: Un exceso de ingesta de hierro y una acumulación corporal (la que se da en el tiempo) es tóxico para el organismo. Su toxicidad viene dada por la capacidad de producir radicales libres (moléculas muy reactivas) y estrés oxidativo que afectan al ADN, lípidos y proteínas, con el consiguiente daño celular y tisular, a través de un proceso que se ha denominado ferroptosis, que corresponde a una muerte celular no programada (no apoptótica) mediada por hierro.

Regulación de los niveles de hierro

La regulación de la absorción del hierro desde los alimentos, por las células del intestino delgado (duodeno y primera porción del íleon) y la posterior regulación de los niveles intracelulares involucra la participación de diferentes proteínas, dependiendo si el hierro es inorgánico (proveniente de legumbres y cereales) u orgánico (hierro presente en el grupo hem de la hemoglobina, de las carnes rojas, principalmente). En la absorción y regulación del hierro unido al grupo hem participan: 1. la proteína transportadora de hem (HCP1); 2. la enzima hem oxigenasa (que degrada el grupo hem) y 3. factores de transcripción regulados por hem. Por su parte, en la absorción y regulación intracelular del hierro inorgánico participan: 1. proteínas reguladoras de hierro (proteínas IRPs); 2. elementos regulados por hierro (IREs), que se encuentran en los ARNm que codifican para proteínas que participan en el metabolismo del hierro, tales como: proteínas transportadores de hierro (DMT1, ferroportina 1), receptores de membrana (receptor para transferrina), proteína almacenadora (ferritina), proteínas del metabolismo de la hemoglobina (ALAs); 3. hormonas (eritropoyetina, hepcidina); 4. otras proteínas: proteína HFE, reductasa citocromo duodenal B (DcytB) y hemojuvelina, entre otras.

Hace unos años se identificó y caracterizó una nueva hormona, la hepcidina (hormona reguladora del metabolismo de hierro), que participa en la regulación de los niveles de hierro plasmático. Esta hormona es sintetizada por el hígado y su síntesis es inducida cuando aumenta la concentración plasmática de hierro. La hormona secretada dirige su acción hacia la proteína transportadora de la salida de hierro (ferroportina), presente en la membrana basolateral de los enterocitos (células del epitelio intestinal), en hepatocitos y macrófagos, así como en las otras células del organismo. Cuando la hepcidina interactúa con la ferroportina, induce su internalización al citoplasma de la célula y su posterior degradación. De esta forma, la salida de hierro hacia la circulación disminuye. Cuando el nivel de hierro plasmático vuelve a sus niveles normales, se inhibe la síntesis de la hormona.

Por otro lado, se ha comprobado que las células del tejido adiposo, por un mecanismo independiente de los niveles de hierro, también secretan hepcidina, por un mecanismo mediado por la acción de la interleuquina-6 (IL-6), citoquina de características pro-inflamatoria. ¿Cuál es el problema?: La obesidad. Esta condición cursa con una inflamación crónica media, donde existen altos niveles de IL-6 circulantes, los cuales inducen la síntesis de la hormona hepcidina. Esto trae como consecuencia, que el hierro sea secuestrado en las células intestinales, del hígado y en los macrófagos, principalmente, y se reduzcan así los niveles plasmáticos de hierro, produciéndose el cuadro denominado Anemia de las Enfermedades Crónicas. Este cuadro representa una “deficiencia de hierro artificial”, ya que, si bien el hierro no está en circulación, este se encuentra secuestrado en los órganos y tejidos.

Toxicidad por exceso de hierro

Entre los diferentes órganos de nuestro organismo, el páncreas es el órgano más sensible al daño producido por los radicales libres (que se producen por el exceso de hierro), seguido por el corazón e hígado. Así, el daño que produce la toxicidad por hierro afecta la funcionalidad celular de diferentes tejidos y, entre ellos la secreción y actividad de la insulina. Hemos demostrado que los sujetos con diabetes mellitus tipo 2 y que cursan la enfermedad con: 1. altos niveles séricos y de almacenaje de hierro; 2. altos niveles de la hormona hepcidina y 3. obesidad e inflamación, tienen un mayor factor de riesgo en su enfermedad (entre 2,5 y 4,4 más veces de riesgo). 

¿Cómo se produciría este daño? El organismo recibe señales dispares. Primero, tenemos un alto consumo de hierro, que hace que normalmente tengamos reservas corporales de hierro normales o repletas. Segundo, los mecanismos de regulación de la entrada de hierro a nivel de las células del epitelio intestinal (enterocitos) se sobrepasan. Tercero, si el sujeto es obeso, por la inflamación (aumenta IL-6) se envía la señal de inducción de la síntesis de hepcidina, que bloqueará la salida de hierro desde las células blancos. Cuarto, se produce un aumento del hierro intracelular. Quinto, si los sistemas de detoxificación tales como la actividad de las enzimas superóxido dismutasa o glutatión peroxidasa 4 no se encuentran funcionando en máxima actividad, así el hierro “extra” produciría especies reactivas (radicales libres), iniciándose primeramente lipoperoxidación, luego daño a las proteínas y al ADN y finalmente se puede producir la muerte celular.

¿Qué hacemos para aminorar el daño producto del aumento de los niveles de hierro corporal y celular?

Mientras exista población susceptible de sufrir deficiencia de hierro, debemos seguir fortificando los alimentos. Entonces, ¿qué hacemos?, claramente partir por hábitos saludables: dieta (reducir el consumo de azúcar, grasa saturadas y productos ultra procesados) y ejercicio de acuerdo con la edad. Adicionalmente, consumir en forma adecuada alimentos que contengan antioxidantes tales como vitamina E, que tiene la capacidad de secuestrar los radicales libres y radicales peróxidos producidos por el exceso de hierro, disminuyendo la lipoperoxidación y su toxicidad. Esto permitiría entonces, disminuir la inflamación que acompaña a la obesidad y podría revertir la triada Inflamación-Hepcidina-Hierro.

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