Fe e alimentazione
DIETA OCCIDENTALE: 6-7 mg di Fe per 1.000 kcal
assunzione in genere correlata alle calorie assunte: maggior rischio di carenza
richieste di Fe proporzionalmente superiori alle richieste energetiche
(fase di crescita, donna adolescente con mestruazioni, donna in gravidanza)
BIODISPONIBILITA’ (in ordine crescente)
- alimenti di origine vegetale
- latte e derivati (Fe latte umano assorbito per 50%)
- carne - promuove anche l’assorbimento del Fe non eme dall’intero pasto
RELATIVA BIODISPONIBILITA’ DEL FERRO NON-EME NEGLI ALIMENTI
BIODISPONIBILITA’
ALIMENTO
BASSA (5%)
MEDIA (10%)
ALTA (15%)
CEREALI
MAIS, AVENA, RISO, SORGO,
FARINA DI GRANO INTERO
FARINA DI
GRANTURCO,
FARINA BIANCA
FRUTTA
MELA, AVOCADO,BANANA,
UVA, PESCA, PERA, SUSINA,
RABARBARO, FRAGOLE
CANTALUPO,
MANGO, ANANAS
GUAVA (PERO DELLE
INDIE), LIMONE,
ARANCIA, PAPAIA
VEGETALI
MELANZANA, POMODORI,
LEGUMI, FARINA DI SOIA,
PROTEINE DI SOIA, LUPINI
CAROTE, PATATE
BARBABIETOLA,
BROCCOLI, CAVOLO,
CAVOLFIORE, ZUCCA,
RAPA
BEVANDE
TEA, CAFFE’
VINO ROSSO
VINO BIANCO
FRUTTA
OLEOSA
MANDORLA, COCCO,
ARACHIDI, NOCI
PROTEINE
ANIMALI
FORMAGGI, UOVA, LATTE
PESCE, CARNE,
POLLAME, LATTE
MATERNO
Fonti alimentari
Contenuto negli alimenti
Alimenti più ricchi di Fe
Frattaglie
2,8-18 mg/100g
Legumi secchi
4,5-9,0 mg/100g
Carni
0,4-3,9 mg/100g (carni rosse, prodotti ittici 6,0 mg/100 g)
Frutta secca oleosa 1,9-7,3 mg/100 g
Cereali (integrali) 0,4-12,9 mg/100g
Verdure a foglia
1,0-7,8 mg/100g
Uova di gallina
4,9 mg/100 g nel tuorlo
Fe non-eme
Alimenti di origine vegetale
Latte e derivati
Circa il 60% del Fe totale negli alimenti di origine animale
Fe-eme
40 % alimenti carne e pesce.
Fonti nella dieta
Cereali e derivati 31 % del Fe (18% pane e pasta)
Carni e derivati 17% del Fe
Verdura e ortaggi 14% del Fe
Cereali fortificati per la prima colazione adolescenti 3% , adulti 0.8%
Latte in formula – pasta e farine per la prima infanzia
alimenti fortificati 18% (bambini 0-2,9 anni)
LARN
6-24 mesi
Uomo (18-60 anni)
Donna (>50 anni)
(14-40 anni)
Gestante
Nutrice
8 mg/die
10
10
18
30
(27)
18
(11)
Dieta vegetariana 18/mg/die M - 32 mg/die F
Richiesta
Uomo adulto
Donna adulta
Gestante
Infante
1
mg/die
1,5
4,5
0,8
Fe nella dieta per soddisfare la richiesta
(considerando 8% di assorbimento)
12,5
19
56
10
mg/die
Indicatori dello stato nutrizionale
Concentrazione di Hb
Saturazione della Tf plasmatica o sierica (Fe circolante) > 16 %
Ferritina plasma o siero (Fe deposito) >15ug/l
La concentrazione di Ferritina è proporzionale al deposito 1ug/l corrisponde a 10
mg di Fe
La ferritina è proteina della fase acuta (aumenta in processi infiammatori, consumo
di alcool, misura di altri parametri infiammatori)
Livello sierico di sTfR (porzione solubile della subunità extracellulare del recettore)
Direttamente proporzionale alla quantità di recettore – aumento indice di carenza
APPORTO CARENTE
- deficienza delle scorte
- a lungo termine bassi livelli di Hb e anemia
 30% popolazione nei paesi in via di sviluppo
(in particolare bambini, adolescenti, donne)
 paesi sviluppati (in particolare adolescenti e donne)
- restrizione calorica
- consumo alimenti poveri in micronutrienti vegetariani
Carenza
I fase
Diminuzione delle riserve
Ferritina sierica scende < 15 ug/l le riserve di Fe sono esaurite
II fase
Diminuizione della saturazione della Tf <16%
Aumento dei valori sTfR
III fase
Diminuizione dell’Hb (anemia)
Sintomi
Ridotte prestazioni fisiche (ridotta Hb, mioglobina e citocromi)
Risposta immunitaria deficitaria per: Diminuita attività battericida dei macrofagi; Funzione dei
neutrofili; Diminuito numero dei linfociti
A livello cerebrale
Diminuita sintesi della mielina e dei neurotrasmettitori (alterazione dei movimenti, della
memoria e della percezione)
Nel primo anno di vita – ritardo mentale irreversibile
nel bambino: maggiore suscettibilità ad infezione, diminuita attività motoria e sviluppo mentale,
minore performance scolastica, diminuita attività tiroidea (forse per diminuita attività della
tiroide perossidasi);
nell’adulto: diminuita capacità lavorativa
MAGGIORI RICHIESTE
- bambino (fino a 2 anni causa richieste per la crescita)
nato a termine: scorte fino a 6 mesi (scorta di 250 mg)
da latte materno: 0,15 mg/die di Fe assorbito vs 0,55 mg/die di Fe richiesti
pretermine o a basso peso: scorte fino a 2-3 m
- adolescente: rispettivamente 20% e 30% in più per M o F .del padre o della
madre
durante la crescita si accumula 0,5 mg Fe/die per arrivare a scorta
….dell’adulto di 4-5 g
- donna mestruazioni, gravidanza
GRAVIDANZA
Basse richieste nei primi tre mesi, poi aumenta con un massimo al terzo
trimestre: aumenta la capacità di assorbimento ma la dieta non riesce a
fornire tutto il ferro
(dieta occidentale con ferro biodisponibile equivale a mangiare 500 g
carne/die)
Si utilizzano le scorte
Problema con gravidanza in adolescenti che ancora non hanno finito di
crescere
Anemia nel primo trimestre è dovuta ad aumentato volume del plasma
accompagnato da una aumentata capacità dei globuli rossi di portare ossigeno
alla placenta per aumento del 2,3 bisfosfoglicerato.
ALTRE CAUSE DI CARENZA NON LEGATE ALLA DIETA
 Celiachia per atrofia della mucosa
 Gastriti, acloridria, gastrite da infezione da Helicobacter pylori
 Sanguinamento intestinale - uso di aspirina - perdita di sangue
occulto (parassitosi intestinale nei paesi in via di sviluppo)
 Stati infiammatori
 Anemia da sport
 Difetti genetici (rari) associati a DMT-1 e glutaredoxina
ECCESSO: accumulo di ferro nel fegato, cuore, pancreas, articolazioni ……………
con conseguente danno da radicali
 Non dipendente dalla dieta, tranne eccezioni
“Bantu siderosis” birra fermentata in contenitori di ferro; anche
problemi genetici?
 Trasfusioni (talassemia)
 Fattori genetici (emocromatosi ereditaria: 1 su 10 europei ne sono
portatori per mutazione della proteina HFE che interagisce con il
recettore della transferrina;  assorbimento intestinale)
 Pancreatiti aumento del Fe +2 (il succo pancreatico alcalino per
bicarbonato sposta l’equilibrio verso Fe +3)
 Eccesso di somministrazione farmacologica
UL (Tolerable Upper Intake Level) = 45 mg/die sulla base dei disturbi
all’apparato digerente.
COMPOSTI DEL FERRO USATI NELLA FORTIFICAZIONE DI ALIMENTI
NELLA MAGGIOR PARTE DEGLI ALIMENTI
 Solfato ferroso
 Fumarato ferroso (mais nel sud Africa)
 Ferro elementare, (elettrolitico) (in quantità doppia rispetto al ferro solfato) (Sri Lanka)
 Pirofosfato ferrico (in quantità doppia rispetto al ferro solfato) composto di colore
bianco a buona biodisponibilità usato nel sale in Africa e nel riso in India
 NaFeEDTA (acido etilendiamminotetracetico) (zucchero in Guatemala, polvere di curry
in Sud Africa, salsa di soia in Cina, salsa di pesce in Vietnam) è assorbito 2-3 volte di
più del ferro solfato in una dieta ricca in acido fitico.
Approvato come additivo a 0,2 mg/die/kg di peso corporeo per cui scarsa
utilità soprattutto in bambini
IN LATTE E DERIVATI LIQUIDI
 Bisglicinato ferroso
 Pirofosfato ferrico micronizzato in dispersione
 Ammonio citrato ferrico
RAME
70-100 mg /70 kg peso corporeo
l’uomo non necessita del Cu per il trasporto di O2, la quantità di questo
elemento è di gran lunga inferiore rispetto al Fe, ed è distribuita fra le ossa (46
mg), nei muscoli (26 mg), nel fegato (10 mg), sangue (6 mg), reni (3 mg) e
cuore (1,5 mg).
2 forme redox Cu+ Cu2+
Cu+ poco solubile
Cu2+ solubile
può generare radicali quindi potenzialmente tossico
Omeostasi strettamente regolata da proteine
ENZIMI RAME-DIPENDENTI
Proteine legate al metabolismo del ferro
Ceruloplasmina
(proteina plasmatica sintetizzata dal fegato; contiene 6 atomi di rame;
proteina della fase acuta: aumenta nell’infiammazione)
- attività ferrossidasica per il rilascio di ferro dai tessuti periferici (Fe2+  Fe3+)
e legame alla transferrina
Individui con mutazione del gene per la ceruloplasmina (mancanza totale di
ceruloplasmina plasmatica: aceruloplasminemia) non hanno sintomi da carenza di
rame ma sintomi da carenza di ferro
Efestina
attività ferrossidasica per rilascio
di ferro dall'enterocita
Metalloenzimi «protettori»
Citocromo C ossidasi (centri redox: 3 atomi di Cu e 2 di Fe-eme) utilizzo O2 a
livello mitocondriale
O2 + 4 H+ + 4e-  2 H2O
La riduzione di O2 a O2- (4 e) ad opera della citocromo c
ossidasi è orchestrata con grande precisione e rapidità.
•O2 occasionalmente ridotto parzialmente, formando delle specie reattive (ROS) che
reagiscono facilmente con una varietà di componenti cellulari.
•Una di queste specie è il radicale superossido: O2 + e → O2- · (t 1/2 = 1x10-6 s)
•La protonazione di questo radicale forma HO2·, un ossidante ancora più forte di O2- ·
•La specie più ossidante nei sistemi biologici è il radicale idrossile (·OH; t1/2 = 1x10-9 s)
che si forma da H2O2:
•H2O2 + Fe2+ → OH- + ·OH + Fe3+
•Tutte le classi di molecole biologiche sono suscettibili a danno da radicali
•Varie malattie degenerative (Alzheimer, Parkinson, Huntington) sono associate a danni
ossidativi ai mitocondri (che sono siti di ossidazione metabolica).
•Gli antiossidanti distruggono i radicali liberi
Metalloenzimi «protettori»
Superossido dismutasi (SOD) Cu/Zn
2 O2-  O2 + H2O2
Cu nelle forme SOD citosolica, extracellulare e mitocondriale
Cu: ruolo catalitico
Zn: ruolo strutturale
DOVE AGISCONO GLI ENZIMI ANTIOSSIDANTI
GPx
GSH
Che cosa è la Superossido Dismutasi (SOD) ?
• enzima che dismuta l’anione superossido
• enzima ubiquitario in tutti gli organismi viventi
• principale componente della difesa antiossidante
• l’enzima a Cu e Zn caratteristico sito attivo bi-metallico
Superossido dismutasi
Superossido dismutasi – metallo-enzimi (Cu, Mn – eucarioti – Fe, Mn – procarioti)
catalizzano la dismutazione dello ione O2-
O2
e-
superossido
O.-2
2H+
O2
H2O2
Cu,Zn SOD
(109 M-1 sec-1)
Sito catalitico della Cu,Zn SOD
Meccanismo catalitico della Cu,Zn SOD
Inserzione del Cu
nella SOD
Superossido dismutasi e noi …
• Invecchiamento – over-espressione della SOD aumenta la durata
della vita del 40% (moscerini della frutta)
• CJD – Creutzfeldt-Jacob l’attività della SOD aumenta come attività della
proteina prionica
• Trisomia 21 - una copia in più del gene – aumento di stress ossidativo
• SLA – Sclerosi Laterale amiotrofica – malattia dei neuroni motori
20% delle forme familiari sono associate a mutazioni puntiformi nel
gene della SOD
Meccanismi della tossicità delle Cu,Zn SOD mutate