Żelazo i mikrobiota jelit

Żelazo to jeden z kluczowych pierwiastków dla naszego organizmu. Jest niezbędne do transportu tlenu, produkcji energii, prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego oraz syntezy DNA. Jednak zarówno jego niedobór, jak i nadmiar może zaszkodzić nie tylko nam, ale także mikrobiocie jelitowej.

W diecie występują dwa rodzaje żelaza: hemowe, obecne w produktach zwierzęcych (mięso, ryby), które dobrze się wchłania (15–35%), oraz niehemowe, znajdujące się w roślinach (strączki, warzywa), charakteryzujące się gorszą przyswajalnością (1–10%). Przyswajanie żelaza niehemowego utrudniają m.in. fityniany, polifenole i taniny, ale poprawia je witamina C, np. z cytrusów.

Nie tylko ilość, ale również rodzaj żelaza w diecie ma znaczenie.

Nadmiar żelaza hemowego, zwłaszcza pochodzącego z czerwonego mięsa, może zmniejszać różnorodność mikrobioty jelitowej oraz zwiększać liczbę patogennych bakterii, co wiąże się z ryzykiem rozwoju stanów zapalnych, zespołu jelita drażliwego czy nawet nowotworów jelita grubego.

W jelitach sytuacja jest złożona. Tylko około 10% żelaza z diety wchłania się w jelicie cienkim, natomiast aż 90% trafia do jelita grubego, gdzie może stać się pożywką dla bakterii. Żelazo często tworzy nierozpuszczalne kompleksy, a wyższe pH w jelicie grubym obniża jego biodostępność. Bakterie konkurują ze sobą o żelazo, wykorzystując specjalne transportery i siderofory — cząsteczki wiążące żelazo. Większość bakterii potrzebuje żelaza do przeżycia i namnażania, choć nieliczne, jak Lactobacillus czy Borrelia, potrafią funkcjonować bez niego, wykorzystując zamiast żelaza mangan.

W organizmie bakterie konkurują z nami i patogenami o ten cenny pierwiastek, dlatego nasz organizm ogranicza dostępność żelaza dla drobnoustrojów, wiążąc je z ferrytyną i transferyną oraz produkując białko lipokalina-2, które zabiera żelazo patogenom.

Niedobór i nadmiar żelaza

W przypadku niedoboru żelaza najczęściej stosuje się doustne suplementy lub żywność wzbogaconą w żelazo. Niestety wiele osób zgłasza skutki uboczne, takie jak ból brzucha, zaparcia, nudności czy wzdęcia. Co więcej, suplementacja żelaza może zwiększać liczbę patogennych bakterii (enteropatogenów) i jednocześnie zmniejszać ilość korzystnych (bifidobakterii, lactobacillus). Badanie Zimmermann z 2010 roku wykazało wzrost kalprotektyny — markera stanu zapalnego jelit — oraz wyższe ryzyko infekcji przy suplementacji żelazem. Podobne zmiany mikrobioty odnotowano w badaniach prowadzonych w krajach rozwijających się, choć w krajach rozwiniętych efekty te są słabsze, ale nadal widoczne.

Co ważne, nie tylko nadmiar żelaza szkodzi jelitom — jego niedobór również może zaburzyć mikrobiotę. Badania na modelach zwierzęcych (szczury, prosięta) karmionych dietą ubogą w żelazo pokazują spadek liczby bakterii produkujących krótkotłuszczowe kwasy tłuszczowe (SCFA), takie jak maślan i propionian. Te kwasy są kluczowe dla zdrowia jelit — wspierają regenerację nabłonka jelitowego, uszczelniają barierę jelitową i działają przeciwzapalnie. Niedobór żelaza powoduje też ogólne przesunięcie profilu mikrobioty w stronę mniej korzystną.

Prebiotyki i probiotyki na pomoc

W związku z tym, że zarówno niedobór, jak i nadmiar żelaza może negatywnie wpływać na mikrobiotę, naukowcy szukają rozwiązań wspomagających zdrowie jelit przy zachowaniu prawidłowego poziomu żelaza. Trwają badania nad probiotykami, które wiążą nadmiar żelaza lub wspierają jego metabolizm, oraz nad prebiotykami, które poprawiają wchłanianie żelaza i wspierają rozwój korzystnych bakterii.

Prebiotyki to składniki diety, głównie błonnik, które są selektywnie wykorzystywane przez dobre bakterie jelitowe. Korzystnie wpływają na rozwój takich szczepów jak bifidobakterie, zwiększają produkcję SCFA, obniżają pH jelita poprawiając rozpuszczalność żelaza, a także działają przeciwzapalnie i mogą obniżać poziom hepcydyny — hormonu hamującego wchłanianie żelaza. Na przykład badania prowadzone na dzieciach w Kenii wykazały, że dodatek prebiotyków, takich jak galaktooligosacharydy (GOS), do suplementacji żelazem zwiększa jego przyswajanie.

Lactobacillus plantarum 299

Probiotyki, takie jak Lactobacillus plantarum 299, również mogą wspierać wchłanianie żelaza. Produkują kwas mlekowy, który obniża pH jelita, poprawiając rozpuszczalność żelaza, wytwarzają enzymy redukujące żelazo z formy Fe(III) do Fe(II), która jest lepiej przyswajalna, oraz wspierają barierę jelitową, ograniczając stan zapalny. Przegląd badań klinicznych potwierdza skuteczność
L. plantarum 299 w poprawie przyswajania żelaza z diety.

Podsumowując, żelazo jest niezbędne dla naszego zdrowia, ale jego równowaga ma kluczowe znaczenie także dla mikrobioty jelitowej. Zarówno niedobór, jak i nadmiar żelaza może zaburzyć tę delikatną równowagę, dlatego warto zwracać uwagę na odpowiednią dietę, suplementację dostosowaną indywidualnie oraz wspierać jelita prebiotykami i probiotykami.