IJzer: wat u moet weten en de rol van het microbioom

WAT IS IJZER?

IJzer is een element dat biologisch essentieel is voor de mens. Het is noodzakelijk voor het immuunsysteem, het oxidatiemetabolisme, de lichamelijke groei en het neurologisch functioneren. Het is een noodzakelijk bestanddeel van een aantal eiwitten, waaronder enzymen, hemoglobine en myoglobine [1,2,3]. Hemoglobine is een eiwit in de rode bloedcellen dat zuurstof vervoert van de longen naar het lichaam, en myoglobine is een eiwit dat de spieren van zuurstof voorziet. Dit zuurstofdragende mechanisme in ons lichaam is een van de meest vitale functies van ijzer. Voor verschillende levensfasen zijn er verschillende aanbevolen dagelijkse hoeveelheden ijzer. Om het ijzergehalte gezond te houden, moeten deze aanbevolen hoeveelheden worden aangehouden.

IJZERBRONNEN EN DISTRIBUTIE IN HET LICHAAM

Ons lichaam maakt geen ijzer aan, dus moeten we ons ijzer halen uit het voedsel. IJzer komt voor in (rood) vlees, met hoge hoeveelheden in dierlijke lever, eigeel, vis en in plantaardig voedsel zoals noten en spinazie.

Eenmaal geabsorbeerd wordt ijzer aan de weefsels geleverd via transferrine, een speciaal transporteiwit [4].

• 75% van het in het lichaam opgenomen ijzer gaat naar het maken van hemoglobine en rode bloedcellen.

• 10-20% wordt opgeslagen in ijzeropslagplaatsen, ferritine genaamd. IJzer moet worden opgeslagen en getransporteerd via gespecialiseerde eiwitten om ijzer in de oplosbare niet-giftige vorm te houden.

• 5-15% wordt gebruikt voor andere processen in het lichaam.

Omdat ijzer in overmaat reactief en giftig is, heeft het lichaam mechanismen om onze ijzervoorraden heel strak te reguleren, waardoor ijzer in een gezond fysiologisch en optimaal gehalte blijft [5,6,7]. Maar als ijzer eenmaal is opgenomen, is er geen mechanisme waardoor wij ijzer kwijtraken, behalve via kleine hoeveelheden dode cellen of wanneer we bloeden tijdens menstruatie.

Ons lichaam regelt overtollig ijzer door het op te slaan in gespecialiseerde eiwitten (ferritine genaamd), en door  het te hergebruiken in het lichaam. Dit beperkt de absorptie van ijzer uit externe bronnen (zoals het bekend is, is de absorptie van ijzer uit voeding namelijk erg laag). Uiteindelijk hangt de hoeveelheid ijzer die wordt opgenomen sterk af van de hoeveelheid ijzer die in het lichaam circuleert en de hoeveelheid ijzer die we hebben opgeslagen [5,6].

WAT IS IJZERTEKORT?

Ondanks het feit dat ijzer overal te vinden is, is het nog steeds de meest voorkomende vorm van nutriënten deficiëntie in de wereld [8]. Het treft niet alleen mensen in lage- en midden inkomenslanden, maar komt ook veel voor in hoge-inkomenslanden waar andere vormen van nutriënten deficiëntie zo goed als uitgeroeid zijn.

IJzertekort treft 2 miljard mensen in de wereld!

50% van de gevallen van bloedarmoede* wordt veroorzaakt door ijzertekort.

*Bloedarmoede is een aandoening waarbij het aantal rode bloedcellen of de hemoglobineconcentratie daarin lager is dan normaal. Door de Wereldgezondheidsorganisatie aanbevolen cut-off voor anemie (Hb ,13 g/dL bij mannen, ,12 g/dL bij vrouwen, ,11g/dL tijdens de zwangerschap).

Omdat ijzer gebruikt wordt voor zuurstoftransport, kan een ijzertekort, ook al is het mild, tot gevolg hebben dat u zich erg moe voelt en zelfs kortademig. Deze symptomen zijn proportioneel met de mate van ijzertekort [2]. Vermoeidheid gaat dan weer gepaard met aanzienlijke fysieke, emotionele, psychologische en sociale gevolgen, waarbij vrijwel elk aspect van het dagelijks leven wordt beïnvloed. IJzertekort met of zonder anemie blijkt ook gepaard te gaan met een verminderd myoglobine gehalte in de spieren, waardoor de spierkracht en het uithoudingsvermogen afnemen [9].

OORZAKEN VAN IJZERTEKORT

De oorzaken van ijzertekort kunnen variëren. Vegetariërs en veganisten hebben meer kans op een ijzertekort. Bij sommigen is het genetisch bepaald, bij anderen door chronische maag-darmproblemen zoals de ziekte van Crohn, colitis ulcerosa en coeliakie. En soms is er simpelweg sprake van een uitputting van de ijzervoorraden omdat al het ijzer is opgebruikt of verloren is gegaan door aanzienlijk bloedverlies, zoals tijdens de menstruatie. Met andere woorden, uw dieet, chronisch bloedverlies, zwangerschap en extensieve lichaamsbeweging kunnen ijzertekort veroorzaken.

Hoewel ijzer beschikbaar is in voedsel, wordt het zeer slecht opgenomen. Dit heeft te maken met de manier waarop ons lichaam ons beschermt tegen de toxische effecten van ijzer (bv. lever- en hartschade) door het strak te reguleren [10].

Voor mensen met een ijzertekort of met een risico daarop, zoals menstruerende vrouwen, zwangere vrouwen, vegetariërs, veganisten en sporters, wordt het nuttig om hun dieet aan te vullen met extra ijzersupplementen, mede omdat - afhankelijk van het ijzer dat je consumeert - je ijzeropname uit de voeding te laag is. In het beste geval tot 13% [11,12]. Lees deze blog voor meer info over wie baat kan hebben bij ijzersupplementen.

IJZER EN HET DARMMICROBIOOM

De darm en ons microbioom spelen een grote rol bij de opname van ijzer. Allereerst vindt de absorptie van ijzer plaats in het duodenum en proximale jejunum en is sterk afhankelijk van de fysieke toestand van het ijzeratoom. Bij fysiologische pH bestaat ijzer in de geoxideerde, ijzerhoudend (Fe3+) toestand.

Om geabsorbeerd te worden moet ijzer eerst een belangrijke reductiestap doorlopen. IJzer moet zich in de Fe2+ vorm vinden of gebonden zijn aan een eiwit zoals heem. Lees onze blog over de gedetailleerde cellulaire mechanismen hier.

IJzersupplementen worden meestal in verschillende zoutvormen (zoals het traditionele ijzersulfaat, ijzerfumaraat en ijzergluconaat) gesuppleerd, maar deze vormen kunnen verschillen in hun biologische beschikbaarheid. Biobeschikbaarheid betekent het vermogen van de stof om te worden opgenomen (via de darmen).Lees hier meer over de biologische beschikbaarheid van het ijzer dat gebruikt wordt in Ferro Fatigue Redux.

En omdat absorptie het belangrijkste reguleringsmechanisme van ijzer in ons lichaam is, is het belangrijk om de juiste zoutvorm te kiezen die u de betere biologische beschikbaarheid geeft, vooral voor degenen met een ijzertekort die hun ijzer in aanzienlijke hoeveelheden moeten aanvullen. Helaas kan deze slechte absorptie, vooral van het minder biobeschikbare ijzerzout, darmirritatie veroorzaken. Zoals eerder gemeld is ijzer een reactief element en wanneer het in het spijsverteringskanaal terechtkomt, oxideert het, waardoor vrije zuurstofradicalen ontstaan die ontstekingen veroorzaken, het maagslijmvlies irriteren en het microbioom verstoren. Uiteindelijk leidt dit tot bijwerkingen waar ijzersupplementen om bekend staan. Bijwerkingen die kunnen optreden zijn: constipatie, diarree, brandend maagzuur, misselijkheid en maag pijn, die tot 20% van de patiënten kunnen treffen. Deze bijwerkingen beperken dan het gebruik van deze ijzersupplementen[13]. Bij de keuze van het soort ijzer als voedingssupplement zou het goed zijn ervoor te zorgen dat u ijzerzouten kiest waarvan is aangetoond dat ze a.) beter worden opgenomen dan andere traditionele zouten b.) geen of minder maag-darmirritatie veroorzaken.

Ook pathogene bacteriën (de bacteriën die u ziek kunnen maken) die in de darmen verblijven, gedijen op ijzer om te overleven, maar krijgen normaal gesproken de kans niet doordat het de concurrentie verliest  van lichaam  die de ijzer nodig heeft of verliest van de andere goede bacteriën. Wanneer hoge doses ijzer worden toegediend, krijgen deze ziekteverwekkers echter al het ijzer dat ze nodig hebben om te groeien, wat een disbalans van goede en slechte bacteriën kan veroorzaken (dysbiose)[14].

IJzer wordt geabsorbeerd in de twaalfvingerige darm en als de integriteit van dit deel van de darm wordt vernietigd, vermindert het vermogen om ijzer te absorberen. Daarom is een evenwichtige in darm compositie essentieel voor een goede ijzer balans. Een probiotische stam zoals Lactobacillus fermentum, een bacterie dat voorkomt in de menselijke microbiota, vertoont een opmerkelijke ijzerreducerende activiteit. Dit betekent dat het in staat is ijzer te reduceren van Fe3+ (de onopneembare vorm) tot Fe2+ (de vorm die het moet zijn om te worden opgenomen). Deze probiotische stam kan een speciale metaboliet produceren die de opname via de DMT1-transporters kan verhogen (Lees hier voor meer informatie) van de darmcellen (enterocyten). Een systematische review heeft eveneens aangetoond dat een andere stam , Lactobacillus plantarum LP299v, in staat is de absorptie van non-heemijzer bij actieve Kaukasische Europeanen te verbeteren [15].

BELANGRIJKE CONCLUSIES

• IJzer is biologisch essentieel en is de voedingsstof die onze cellen en weefsels van zuurstof voorziet.

• Ons lichaam heeft een mechanisme om ijzer in het lichaam te reguleren: het wordt vooraal gereguleerd door de absorptie van ijzer te beperken.

• De absorptie van ijzer uit voedsel is laag, dus mensen met een ijzertekort kunnen baat hebben bij supplementen. Maar de keuze van het juiste type ijzersupplementen, d.w.z. ijzerzouten, is belangrijk om de biologische beschikbaarheid optimaal te benutten zonder darmirritatie. Deze moeten deel uitmaken van de checklist voor uw ijzersupplement.

• Overtollig ijzer zal de darm irriteren, kan overgroei van de slechte bacteriën veroorzaken en het evenwicht van het microbioom verstoren.

• De samenstelling van het microbioom in de darm is belangrijk omdat bepaalde probiotische stammen zoals Lactobacillus fermentum en Lactobacillus plantarum de efficiëntie van de ijzeropname kunnen beïnvloeden.

• Daarom is het van essentieel belang inzicht te krijgen in probiotische stammen en hun vermogen om niet-beschikbaar ijzer om te zetten in zijn beschikbare vorm, of om metabolieten te creëren die indirect de ijzeropname in de darm verhogen. Toevoeging van deze stammen aan het dieet kan gunstig zijn voor de ijzeropname en voor het behoud van het natuurlijke evenwicht van het microbioom.

Sophie Cochez

Sophie is afgestudeerd 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 voor de analyse van menselijke proteomen van kanker - en het toepassingsperspectief voor de diagnose van borstkanker". CNRS FRE 2230

Referenties:

1. Institute of Medicine (VS) Panel on Micronutrients. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington (DC): National Academies Press (VS); 2001. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK222310/ doi: 10.17226/10026
2. Houston BL, Hurrie D,Graham J, et al. Efficacyof iron supplementation on fatigue and physical capacity in non-anaemic irondeficient adults: a systematic review of randomised controlled trials. BMJ Open 2018;8:e019240. doi:10.1136/ bmjopen-2017-019240.
3. Aggett PJ. IJzer. In: Erdman JW, Macdonald IA, Zeisel SH, eds. Huidige kennis in voeding. 10e ed. Washington, DC: Wiley-Blackwell; 2012:506-20.
4. Abbaspour N, Hurrell R, Kelishadi R. Review on iron and its importance for human health. J Res Med Sci 2014;19:164-74.
5. Anderson J. G en Frazer D.M. Current Understanding of Iron homeostasis. Am J Clin Nutr 2017;106(Suppl):1559S-66S.2017,
6. Camaschella, Clara, Antonella Nai, en Laura Silvestri. "Iron metabolism and iron disorders revisited in the hepcidin era." Haematologica 105.2 (2020): 260.
7. Gasche, C., Lomer, M. C., Cavill, I., & Weiss, G. (2004). Iron, anaemia, and inflammatory bowel diseases. Gut, 53(8), 1190-1197. https://doi.org/10.1136/gut.2003.035758
8. Wereldgezondheidsorganisatie. (2016). Richtlijn: IJzersuppletie
9. EFSA NDA Panel (EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies), 2015. Scientific Opinion on Dietary Reference Values for iron. EFSA Journal 2015; 13 ( 10):4254, 115 pp. doi:10.2903/j.efsa.2015.4254
10. Ems T, St Lucia K, Huecker MR. Biochemie, IJzerabsorptie. [Bijgewerkt 2022 apr 21]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022 Jan-. Beschikbaar via: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK448204/
11. 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
12. Abbaspour N, Hurrell R, Kelishadi R. Review on iron and its importance for human health. J Res Med Sci 2014;19:164-74.
13. Cancelo-Hidalgo MJ, Castelo-Branco C, Palacios S, et al. Tolerabiliteit van verschillende orale ijzersupplementen: een systematische review. Current Med Research & Opinion. 2013;29(4): 291-303. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23252877
14. 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
15. Vonderheid, S.C.; Tussing-Humphreys, L.; Park, C.; Pauls, H.; Hemphill, N.O.; LaBomascus, B.; McLeod, A.; Koenig, M.D. A Systematic Review and Meta-Analysis on the Effects of Probiotic Species on Iron Absorptionand Iron Status. Nutriënten 2019, 11, 2938