על חסר ברזל תזונתי, בעיה רלבנטית לשליש מהאנושות ועל משק הברזל המרתק בגופנו. חלק א`

פרופ' בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

כשמדברים על חסר ברזל, ועל החשיבות של ספיגת ברזל מהמזון כדי שיספק את צרכי הגוף, ואף כשעולה לדיון הנושא החובק-עולם של אנמיה מחוסר ברזל, מתקבל הרושם של כמויות נכבדות של ברזל שגופנו צורך, ומאחסן. לכן, מעט מפתיע להיווכח שעל אף חשיבות הברזל לגוף שהכול משוכנעים בה, אדם במשקל 70 ק"ג, מכיל בגופו בסך הכול פחות מ-4  גרם ברזל, לפי החלוקה הבאה: 2.5 גרם ברזל נמצא בגוף כחלק ממולקולת המוגלובין, החלבון נושא החמצן בכדוריות הדם האדומות, שברזל מהווה חלק מהרכבו; 1.0 גרם ברזל נמצא במאגרים בגוף וקשור לחלבוני אגירה כמו פריטין והמוסידרין; 300 מיליגרם ברזל מהווים חלק מהחלבון מיוגלובין, הנמצא בתאי השריר שלנו; 3-4 מיליגרם ברזל קשורים בכל עת נתונה לחלבון טרנספרין הנושא על גביו ברזל בדם; מיליגרמים בודדים של ברזל כחלק לממספר אנזימים מאוד חיוניים בגוף. אכן, כמות זעירה של ברזל,  ופעולתו כה חיונית.

אנמיה היא בהגדרתה מצב עם רמת המוגלובין נמוכה, היכולה להיגרם מסיבות אחדות כגון דימום כרוני או חסר בוויטמין B12 או חומצה פולית, אך לפחות במחצית מהמקרים היא נגרמת על רקע חסר בברזל. דו"ח משותף משנת 2001 של ארגון הבריאות העולמי WHO ו-UNICEF קובע שמעט יותר מ-5% מאוכלוסיית העולם סובלת מאנמיה. יחד עם זאת, המצב במדינות המתפתחות קשה הרבה יותר: 39% מהילדים עד גיל 5 שנים, 48% מהילדים בין הגילים 5 עד 14 שנים, 42% מכלל הנשים ו-52% מהנשים ההרות במדינות המתפתחות, כל אלה אנמיים ומחציתם על רקע חסר בברזל.

אך מסתבר שחסר ברזל שכיח גם בין נשים וילדים צעירים במדינות המתועשות: בבריטניה לדוגמה, 21% מהנערות בגיל 11 עד 18 שנה ו-18% מהנשים מגיל 18 עד 64 שנה חסרות ברזל;  בארה"ב כ-10% מהנשים הלא-הרות בגיל 16 עד 49 שנה סובלות מחסר ברזל, כאשר 2-5% מהנשים האמריקניות הן אנמיות מסיבה זו. כצפוי, נשים אמריקניות מהמעמד הנמוך שהשכלתם חסרה מובילות גם בתחום הזה. בנשים אמריקניות הרות מאזורי דלות והכנסה נמוכה, השכיחות של אנמיה על רקע חסר ברזל היא 2% בשליש ההיריון הראשון, 8% בשליש השני ו-27% בשליש ההיריון השלישי. בצרפת, חסר ברזל מאובחן ב29% מהילדים מתחת לגיל שנתיים, ואנמיה על רקע זה מופיעה שם  ב-4% מהילדים בגיל רך זה.

כיוון שהפרשת ברזל בגוף האדם אינה נעשית באופן פעיל, רמת הברזל חייבת להיות מווסתת בנקודות הספיגה שלו בחלק העליון של המעי הדק. המזון מכיל שני סוגי ברזל- ברזל הֶמָטיני (קשור לתרכובת הֶם בהמוגלובין) המופיע בעיקר במוצרים מהחי, וברזל אל-המטיני או אי-אורגני המרכיב למעלה מ-80% מתכולת הברזל בתפריט, כאשר הראשון מבין השנים נספג טוב יותר. ספיגת הברזל האל-המטיני יעילה יותר כאשר הוא נצרך עם חלבון מהחי או עם ויטמין C. לכל אחד משני סוגי הברזל במזון יש מערכת המסייעת לספיגתם (טרנספורטר): HCP1 הוא טרנספורטר במעי לברזל המטיני, כאשר התבטאות טרנספורטר זה במעי מתגברת במצבי היפוקסיה או חסר חמצן (כמו בגבהים), או במצבי חסר ברזל, וHCP1- מסוגל לספיגת חומצה פולית גם כן. הספיגה של ברזל לא-המטיני מהמעי הדק לתוך תאים הידועים כאנטרוציטים, נעשית בעזרת הטרנספורטר DMT1 המעביר ברזל דו-ערכי (Fe⁺⁺). התאים האנטרוציטים משמשים להכנת המזון לספיגה לתוך הדם, והנמצאים בשני השלישים העליונים של המעי הדק.

 כאמור, הטרנספורטר DMT1 מעביר רק ברזל דו ערכי, אך רוב הברזל המגיעים מהמזון שנכנס לתריסריון המעי, מגיע בצורת ברזל תלת-ערכי (Fe⁺⁺⁺), ולכן יש לחזר קודם את האחרון לצורתו הדו-ערכית, ופעולה זו מתבצעת על ידי אנזים מחזר-ברזל הנמצא בשכבת השלוחות "השעירות" (brush border) על פני המעי הדק, והידוע כ-DCYTB או duodenal cytochrome b, אך גם חומרים מחזרים אחרים כמו ויטמין C מבצעים את חיזור הברזל הזה. כאשר ברזל דו-ערכי חודר לתא האנטרוציט, הוא אינו מועבר מיד לדם, אלא נאגר שם על ידי התקשרות לחלבון אגירת הברזל-פריטין. מעבר הברזל לדם מתאפשר על ידי חלבון טרנספורט אחר, ferroportin 1, אך במקביל עובר הברזל הדו-ערכי הזה חמצון בחזרה למצב של ברזל תלת-ערכי, בעזרת אנזים מחמצן ברזל ספציפי, הידוע כ-hephaestin. כאשר מתקיים חסר ברזל בגוף, או מצב של היפוקסיה ומצוקת חמצן, יש עליית מדרגת בפעילות האנזימים DMT1 ו-DCYTB וכן מתגברת פעילות החלבון ferroportin וכך עולה ספיגת הברזל מהמזון במעי.  

רק כדי להדגים את המוּרכבוּת הרבה והתחכום של משק הברזל בגוף, נציין שרק בשנת 2001 התגלה חלבון קטן, הקרוי hepcidin, שהקדשנו לו מאמר באתר זה לפני חודשים אחדים, כאשר הפסידין נוצר בכבד, ותפקידו למנוע הפרשת ברזל מתאים שונים בגוף האוגרים מתכת זו, כמו התאים האנטרוציטים במעי, ותאים מקרופאגים. הפסידין נקשר בציטופלסמה של תאים אלה לחלבון ferroportin שתפקידו כאמור ל"ייצא" ברזל מהתאים, ועל ידי ההתקשרות הזו נהרס ferroportin, ונמנע מעבר ברזל לדם. לעומת זאת, במצבי חסר ברזל, הכבד מייצר ומפריש פחות הפסידין, ואז גוברת הפרשת ברזל לדם. כאשר תאי דם אדומים (אריתרוציטים) מסיימים את חייהם מדי 120 יום, הם נהרסים ותכולתם כולל ההמוגלובין, והברזל שלו משתחרר ונבלע על ידי תאים מקרופאגים בעיקר בטחול.

בשעת הצורך משחררים המקרופאגים ברזל זה, החוזר לזרם הדם ושם הוא נקשר על פני החלבון נשא-הברזל, טרנספרין. חלבון נושא ברזל זה, נקשר אל קולטנים ספציפיים (transferrin receptors) על פני הרטיקוליציטים, שהם התאים הקודמנים מהם נוצר האריתרוציט הבשל. כשנוצר מצב של חסר בברזל, מושרית פעילות מוגברת של ferroportin האמור להביא להוצאת ברזל מתאי האגירה שלו, מתגבר ייצור טרנספרין בכבד, וכן גדל מספרם של הקולטנים לטרנספרין על פני תאי מח העצם, ורקמות אחרות, לשם הברזל אמור להגיע. בתוך התאים נאגר ברזל בעיקר על ידי התקשרות לחלבונים Ferritin  וכן hemosiderin.

בתקופת ההיריון, העובר אוגר בסך הכול כ-250 מיליגרם ברזל, ומאגרים אלה משמשים את היילוד בתקופת ההנקה, שכן חלב האם מספק רק כ-0.15 מיליגרם ברזל הנספג מדי יום, כאשר הדרישה המעשית היא לכמות של 0.55 מיליגרם ברזל שייספג בתינוק מדי יום. תינוקות הנולדים במשקל ירוד כגון פגים, אינם אוגרים כמות מספקת של ברזל בתקופת העוּבּרוּת שלהם, והם בסיכון לחסר ברזל בתקופת ההנקה. בתקופת הגדילה גוף הילד סופג ביום 0.5 מיליגרם ברזל יותר כמות הברזל האובדת מדי יום. לעומת זאת בגברים הגוף מאבד ביום כ-0.8 מיליגרם ברזל, ואילו נשים בתקופת הפריון, מאבדות בממוצע כ-1.4 מיליגרם ברזל ביום בגין הפרשות הדם בעת המחזור החודשי. כשאנו באים לדון בכמות הברזל היומית המומלצת, יש לקחת בחשבון את הגיל, וכן את סוג המזון שכן ספיגת הברזל במעי מושפעת מהרכב המזון כדלקמן:

א. דיאטה עשירה בוויטמין C ובחלבון מהחי: כמות הברזל המומלצת לילדים בגיל 1-3 שנים היא 3.9 מ"ג; כמות הברזל המומלצת לילדים בגיל 4-6 שנים היא 4.2 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בגיל 19 עד 50 היא 19.6 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשליש ההיריון השני היא למעלה מ-50 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשלושת החודשים הראשונים להנקה היא 10 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לגברים בגיל 19 עד 50 שנה היא 9.1 מ"ג.

ב. דיאטה עשירה בדגנים (cereals), דלה בחלבונים מהחי ועשירה בוויטמין C: כמות הברזל המומלצת לילדים בגיל 1-3 שנים היא 5.8 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לילדים בגיל 4-6 שנה היא 6.3 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בגיל 19 עד 50 היא 29.4 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשליש ההיריון השני היא מעל 50 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשלושת חודשי ההנקה הראשונים היא 15 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לגברים בגל 19 עד 50 שנה היא 13.7 מ"ג.

ג. דיאטה ענייה בוויטמין C ובחלבון מהחי כמות הברזל היומית המומלצת לילדים בגיל 1-3 שנים היא 11.6 מ"ג;  כמות הברזל היומית  המומלצת לילדים בגיל 4-6 שנים היא 12.6 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בגיל 19 עד 50 שנה היא 58.8 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשליש ההיריון השני היא מעל 50 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לנשים בשלושת חודשי ההנקה הראשונים היא 30.0 מ"ג; כמות הברזל היומית המומלצת לגברים בגיל 27.4 מ"ג.

נמשיך ונדון בחלק ב' של המאמר על חסר תזונתי של ברזל.

בברכה, פרופ' בן-עמי סלע