IJzerabsorptie mechanismen, de rol van hepcidine en waarom alternerende dosering

IJzer is een essentieel element dat betrokken is bij vele biochemische processen in ons lichaam, met name het zuurstoftransport naar de weefsels en de vorming van rode bloedcellen. Het is echter de nr. 1 nutriënt deficiëntie in de wereld.

Om het belang van ijzer in ons lichaam volledig te begrijpen, is het essentieel enige basisinformatie over het ijzermetabolisme te verstrekken.

Mechanismen voor ijzeropname

Ijzer uit voeding passeert de maag en wanneer het de twaalfvingerige darm (duodenum) bereikt, begint de opname van ijzer.

De dunne darm is gevoerd met darmcellen, zogenaamd de enterocyten. Deze cellen bevatten dan ook belangrijke eiwitten en transmembraan-enzymen in het ijzermetabolisme.

• DYCTB: Duodenaal cytochroom B- is een ferrireductase-enzym dat niet-opneembaar ijzer omzet in een opneembare vorm van ijzer (Fe3+ naar Fe2+).
• Zodra Fe2+ is gevormd, komt DMT1: Divalent Metaal Transporter 1 in actie. Het is een eiwit dat het transport van ijzer (Fe2+) in de enterocyten mogelijk maakt. Helaas is vrije Fe2+ in de cellen giftig en moet daarom worden opgeslagen in een niet-giftige vorm (in een complex eiwit genaamd ferritine) of uit de cel worden geëxporteerd naar de bloedcirculatie. Deze export wordt verzorgd door een ander trans membraan proteïne, genaamd FERROPORTINE.
• Eenmaal in de bloedsomloop is dit ijzer (Fe2+) eigenlijk ook niet de transporteerbare vorm en moet het dus weer worden omgezet in de vorm die wel getransporteerd kan worden- ijzer (Fe3+). Dit wordt gedaan door een ander eiwit, genaamd HEPHAESTIN.
• Het Fe3+ ijzer vormt vervolgens een complex met apotransferrine om TRANSFERRIN te vormen, een ander eiwit dat zorgt voor het transport van ijzer door het bloed. Tevens beperkt dit de vorming van toxische radicalen.
• In dit complex kan ijzer worden getransporteerd naar het beenmerg voor de vorming van rode bloedcellen of worden opgeslagen in de lever. Belangrijk om te weten is dat ijzeropslag een kritische component is van cellulaire ijzerhomeostase/-evenwicht. Het zorgt ervoor dat het ijzer in het lichaam blijft in een niet-giftige vorm, maar biedt ook een reservoir waaruit ijzer kan worden gebruikt voor toekomstige metabolische behoeften.

Fe2+ ➡ geabsorbeerde vorm

Fe3+ ➡ kan niet worden geabsorbeerd

Het ijzergehalte wordt in het lichaam zeer strak geregeld met terugkoppelingsmechanismen, waardoor de cellen weer bevoorraad kan worden wanneer er een tekort is. Dit betekent dat het opgeslagen ijzer gemobiliseerd wordt waardoor de intestinale absorptie toeneemt.

Maar er is ook een mechanisme waarbij de ijzervoorraad wordt beperkt in geval van ijzeroverbelasting.

Het tijdperk van hepcidine

In het begin van de jaren 2000 ontdekten wetenschappers een belangrijke regulerende molecule bij het handhaven van de ijzerhomeostase. Dit peptide hormoon heet HEPCIDINE.Het wordt hoofdzakelijk geproduceerd door de lever. De aanwezigheid van hepcidine wordt bepaald door de hoeveelheid ijzer in ons lichaam.

Eerder zagen we al het transmembraan FERROPORTINE dat verantwoordelijk is voor de uitvoer van Fe2+ naar de bloedstroom. Bij te veel ijzer neemt de hepcidine-expressie toe, zodat de ferroportine-werking wordt geblokkeerd en de uitvoer van Fe2+ beperkt wordt. Bij ijzertekorten gebeurt het omgekeerde. De hepcidine-expressie is laag en de ferroportinewerking hoog, waardoor de uitvoer van ijzer naar de circulatie verhoogd wordt.

Gezien de toxiciteit van ijzer is het logisch dat de absorptie uit de voeding laag is, ondanks de zeer gereguleerde mechanismen in ons lichaam die er voor zorgt dat er voldoende ijzer is in ons lichaam. Om te compenseren voor deze lage ijzer opname vooral bij mensen met ijzertekorten, neemt men hoge doses ijzersupplementen in de vorm van ijzerzouten. Wetenschappers hebben echter aangetoond dat hoge dosering ijzer acuut de hoeveelheid van hepcidine in het lichaam verhogen wat 24 uur aanhoudt, waardoor de ijzeropname wordt geremd en het niet-opgenomen ijzer in de darmen toeneemt. Dit zorgt voor darmirritatie waar ijzersupplementen om bekend staan. (lees dit artikel over ijzer en je darmen). Dit maakt de inname van nog hogere doses bijna zinloos.

Alternerende dosering: een slimmere manier van ijzersuppletie

Alternerende dosering is een revolutie in ijzersuppletie. Wetenschappers hebben aangetoond dat door ons lichaam 24 uur rust te gunnen tussen twee hoge doses ijzer (100 mg en 200mg) een beter doseringsschema is. Door 24 uur tussen de doses te laten, kun je de gedurende 24 uur aanhoudende hepcidine productie laten voor het is. Wanneer je daarna weer ijzer inneemt, wordt juist de ijzeropname gemaximaliseerd (tot 40%!) en tegelijkertijd de negatieve effecten van hoge doses ijzer op het microbioom voorkomen.

Sophie Cochez

Sophie heeft een master in medische biologie, met bijzondere aandacht voor microbiologie en biotechnologieën. Gepassioneerd door gezondheidswetenschappen, deed ze haar eerste professionele ervaring op in een klinisch onderzoekscentrum, een CNRS-eenheid (Centre national de la recherche scientifique) om haar masterscriptie te ontwikkelen over "Het gebruik van antilichaamarrays om menselijke proteomen van kanker te analyseren - en het toepassingsperspectief voor de diagnose van borstkanker". CNRS FRE 2230

 

 

Referenties:

Abbaspour N, Hurrell R, Kelishadi R. Review on iron and its importance for human health. J Res Med Sci 2014;19:164-74.

Chifman, J., Laubenbacher, R., & Torti, S. V. (2014). Een systeembiologische benadering van ijzermetabolisme. Advances in experimental medicine and biology, 844, 201-225. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2095-2_10

Rusu, I. G., Suharoschi, R., Vodnar, D. C., Pop, C. R., Socaci, S. A., Vulturar, R., Istrati, M., Moroșan, I., Fărcaș, A. C., Kerezsi, A. D., Mureșan, C. I., & Pop, O. L. (2020). Iron Supplementation Influence on the Gut Microbiota and Probiotic Intake Effect in Iron Deficiency-A Literature-Based Review. Nutriënten, 12(7), 1993. https://doi.org/10.3390/nu12071993

Stoffel, N. U., Cercamondi, C. I., Brittenham, G., Zeder, C., Geurts-Moespot, A. J., Swinkels, D. W., Moretti, D., & Zimmermann, M. B. (2017). 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. The Lancet. Haematology, 4(11), e524-e533. https://doi.org/10.1016/S2352-3026(17)30182-5.

Stoffel, N. U., Zeder, C., Brittenham, G. M., Moretti, D., & Zimmermann, M. B. (2020). Iron absorption from supplements is greater with alternate day than with consecutive day dosing in iron-deficient anemic women. Haematologica, 105(5), 1232-1239. https://doi.org/10.3324/haematol.2019.220830