El hierro es un elemento metálico que participa en reacciones químicas importantes para los procesos biológicos. Lafunción fisiológica del hierro es como componente del hemo y en otros grupos funcionales de proteínas (Dev y Babitt, 2017). Generalmente se encuentra en dos formas iónicas diferentes: Fe2 +, la forma reducida y Fe3 +, la forma oxidada (Dev y Babitt, 2017). En exceso, el hierro en forma de Fe2 + puede conducir a la producción de radicales libres tóxicos que pueden dañar las estructuras celulares; por lo tanto, está altamente regulado en el cuerpo (Vogt et al, 2021).
El hierro se introduce en el cuerpo a través de la dieta. El requerimiento promedio estimado para la ingesta de hierro es de 5 a 11,4 mg/día (Lim et al, 2013). La carne, los mariscos, las legumbres y los cereales fortificados son fuentes importantes de hierro en la dieta (Lim et al, 2013). Aunque los alimentos de origen vegetal contienen un poco más de hierro en promedio que los alimentos de origen animal, el hierro del hemo en los tejidos animales es más biodisponible, más capaz de ser absorbido y requiere menos energía para ser útil en su función fisiológica (Lim et al, 2013). Los fitatos (una forma de almacenamiento de fosfato en semillas y granos) y polifenoles (antioxidantes que se encuentran en el té y el café) reducen la biodisponibilidad del hierro. La vitamina C, por otro lado, aumenta la biodisponibilidad (Lim et al, 2013).
En el tracto digestivo, el hierro es absorbido por las células del duodeno. Debe estar en la forma Fe2 + para que esto suceda, por lo que el hierro que está en la forma Fe3 + es convertido por el citocromo DCYTB (Vogt et al, 2021). Los iones Fe2 + entran en las células duodenales a través de la proteína de transporte DMT1. Luego, el hierro puede ser enviado al torrente sanguíneo por la proteína de transporte ferroportina en el otro lado de la célula. Es inmediatamente convertido nuevamente en Fe3 + por las proteínas ceruloplasmina y hefestina y se une a la transferrina, una proteína transportadora en el torrente sanguíneo (Vogt et al, 2021).
La función fisiológica más común del hierro en el cuerpo es la hemoglobina en los glóbulos rojos, también conocidos como eritrocitos (Vogt et al, 2021). Las células precursoras de eritroides tienen receptor de transferrina 1. Cuando la transferrina se une al receptor, la célula internaliza el complejo. El Fe3 + que estaba unido a la transferrina se libera y se convierte de nuevo en Fe2 + por la proteína STEAP3. El hierro finalmente está disponible para ser incorporado al hemo (Vogt et al, 2021). Un proceso similar ocurre en las células musculares para la producción de mioglobina, lo que permite que los músculos mantengan sus propias pequeñas reservas de oxígeno. Las células también pueden almacenar el hierro que ingieren con la proteína ferritina intracelular. Las células pueden regular su almacenamiento de hierro a través de la cantidad de proteínas de ferritina y receptores de transferrina que producen (Vogt et al, 2021).
A nivel sistémico, los niveles de hierro están regulados por el hígado. El hígado produce la hormona hepcidina, que provoca la destrucción de la ferroportina. Hacer esto evita que el exceso de hierro ingrese a la circulación (Dev y Babitt, 2017). Además, los macrófagos del sistema inmunológico contribuyen a la regulación del hierro al reciclar las reservas de hierro. Una vez que los macrófagos han limpiado un glóbulo rojo viejo o dañado, pueden eliminar el hierro de la hemoglobina y usar ferroportina para transportarlo de regreso al torrente sanguíneo (Dev y Babitt, 2017).
Los problemas con la homeostasis del hierro pueden provocar complicaciones de salud. Un ejemplo es la anemia, que es un problema con la capacidad de los glóbulos rojos para transportar oxígeno. La anemia por deficiencia de hierro puede ocurrir cuando no hay suficiente hierro en la dieta disponible; pérdida excesiva de hierro, como sangrado o enfermedad renal crónica; problemas genéticos con cualquiera de las proteínas mencionadas anteriormente; o enfermedades inmunitarias crónicas que provocan una sobreproducción de hepcidina (Dev y Babitt, 2017). Por otro lado, la sobrecarga de hierro puede hacer que órganos como el corazón, el hígado y los tejidos endocrinos absorban formas de hierro altamente reactivas y provoquen daños y disfunciones duraderos (Dev y Babitt, 2017).
Referencias
Dev S, Babitt JL. Overview of iron metabolism in health and disease. Hemodial Int. 2017;21 Suppl 1(Suppl 1):S6-S20. doi:10.1111/hdi.12542
Lim KH, Riddell LJ, Nowson CA, Booth AO, Szymlek-Gay EA. Iron and zinc nutrition in the economically-developed world: a review. Nutrients. 2013;5(8):3184-3211. Published 2013 Aug 13. doi:10.3390/nu5083184
Vogt AS, Arsiwala T, Mohsen M, Vogel M, Manolova V, Bachmann MF. On Iron Metabolism and Its Regulation. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4591. Published 2021 Apr 27. doi:10.3390/ijms22094591