Sắt là nguyên tố vi lượng thiết yếu cho các sự tạo máu của cơ thể.
Sắt cùng với protein tạo thành huyết sắc tố ( hemoglobin), vận chuyển O2 và CO2, và tham gia vào các thành phần các men oxy hóa. Thiếu sắt dẫn đến thiếu máu nhược sắt, hồng cầu nhỏ với các triệu chứng như mệt mỏi, cáu giận, hay quên, giảm khả năng lao động,…
Thiếu máu dinh dưỡng do thiếu sắt rất phổ biến trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Ngoài không cũng cấp đủ nguồn sắt trong khẩu phần ăn, các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thu sắt cũng góp phần gây ra thiếu máu do thiếu sắt.
1. SỰ HẤP THU SẮT
1.1 Vị trí hấp thu sắt
Sự hấp thu và vận chuyển sắt phụ thuộc vào các cơ chế vận chuyển tế bào cụ thể. Nhu cầu sắt của cơ thể là yếu tố sinh lý chính và chủ yếu quyết định lượng sắt được hấp thụ.
Sự hấp thu xảy ra chủ yếu ở tá tràng và đoạn đầu ruột non nơi có độ pH thấp làm thuận lợi cho quá trình hấp thu sắt. Các protein mang hấp thụ sắt nằm trên bề mặt đỉnh của các tế bào niêm mạc ruột tiếp xúc với lòng ruột và các chất dinh dưỡng, sau đó được giữ lại bởi tế bào niêm mạc ruột hoặc chuyển đến màng đáy và gắn vào transferrin của huyết thanh.
Một loạt các phân tử hữu cơ có vai trò cụ thể trong việc liên kết sắt tự do, mang sắt trong vòng tuần hoàn và phân phối đến các vị trí chức năng hoặc nếu không cần thiết ngay lập tức, lắng đọng sắt ở dạng an toàn trong ferritin – dạng dự trữ của sắt.
1.2 Cơ chế vận chuyển sắt vào máu
Sắt có trong thực phẩm dưới dạng sắt heme hoặc không heme. Sắt heme hầu như chỉ được tìm thấy trong thực phẩm có nguồn gốc động vật như hemoglobin và myoglobin. Sắt không phải heme được tìm thấy trong các mô động vật và thực vật, thực phẩm tăng cường và thực phẩm bổ sung.
Hai dạng sắt này được hấp thu theo các cơ chế riêng biệt. Chất vận chuyển kim loại hóa trị 2 1 (DMT1) vận chuyển sắt vô cơ và đặc trưng cho Fe 2+ qua màng diềm bàn chải vào tế bào niêm mạc ruột. Duodenal cytochrome B reductase (DcytB) chuyển đổi sắt trong chế độ ăn uống sang trạng thái sắt dễ hòa tan hơn.
Trong tế bào ruột, sắt 2 đi vào một nhóm sắt không bền hoặc “có thể trao đổi”, từ đó nó có thể đi vào ba con đường khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu của cơ thể: đưa vào ty thể cục bộ để tổng hợp heme; cô đọng thành kho sắt ferritin (và đổ vào lòng ruột khi hết vòng đời của tế bào ruột); hoặc được chuyển đến chất vận chuyển cơ bản (ferroportin 1) để chuyển vị vào cơ thể.
Cơ chế hấp thụ sắt heme vẫn chưa rõ ràng. Tuy nhiên, khi ở trong tế bào ruột, phân tử heme bị phân hủy bởi heme oxygenase để giải phóng sắt, sau đó đi vào vùng trao đổi tế bào ruột.
1.3 Điều hòa hấp thu sắt
Sự hấp thu sắt từ đường tiêu hóa phụ thuộc nhu cầu toàn thân về sắt và được điều hòa bởi hepcidin. Hepcidin làm giảm hấp thu sắt bằng cách điều chỉnh sự hấp thụ sắt ở ruột non, vận chuyển sắt qua nhau thai, và hạn chế giải phóng sắt từ các đại thực bào và tế bào gan. Sản xuất hepcidin ở gan được tăng lên khi dự trữ sắt đầy đủ hoặc cao và trong quá trình viêm.
Cơ chế hoạt động của hepcidin có thể đặc hiệu theo từng loại tế bào. Trong đại thực bào khi xảy ra viêm, hepcidin ngăn cản sắt ra khỏi tế bào bằng cách liên kết và phân hủy ferroportin trên màng tế bào. Ở tế bào ruột, hepcidin điều chỉnh làm giảm sự hấp thu sắt bằng cách ức chế phiên mã DMT1. Khi nhu cầu sắt toàn thân tăng lên hoặc dự trữ sắt trong ferritin thấp, hoặc cả hai, sản xuất hepcidin sẽ giảm. Việc sản xuất hepcidin cũng bị giảm do thiếu oxy toàn thân, kích thích sản xuất erythropoietin gây tổng hợp các tế bào hồng cầu mới.
2. CÁC YẾU TỐ TRONG CHẾ ĐỘ ĂN ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ HẤP THU SẮT
Ngoài những sai sót trong di truyền dẫn đến bệnh lý cản trở sự hấp thu sắt, chế độ ăn cũng có những thành phần có thể tương tác làm giảm lượng sắt được hấp thu vào ruột ở người bình thường khỏe mạnh, dẫn đến làm giảm sinh khả dụng của sắt trong khẩu phần ăn.
2.1 Các yếu tố làm giảm giá trị sinh học của sắt
Protein từ động vật trong khẩu phần thấp:
Sắt có trong thực phẩm dưới dạng sắt heme hoặc không heme. Sắt heme hầu như chỉ được tìm thấy trong thực phẩm có nguồn gốc động vật như hemoglobin và myoglobin. Gần 50% sắt trong thịt là sắt heme. Sắt không heme được tìm thấy trong các mô động vật và thực vật, thực phẩm tăng cường và thực phẩm bổ sung. Hầu hết sắt trong khẩu phần là sắt không heme và mức độ hấp thu của dạng sắt này là từ 2 – 15% phụ thuộc vào tình trạng của cơ thể, sự có mặt của chất hỗ trợ hấp thu hoặc chất kìm hãm, độ hòa tan trong ruột, sự kết hợp của các phức hợp khác,…
Sắt không heme khó hấp thu hơn sắt heme, giá trị sinh học của sắt heme là khoảng 15-35% và không bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố làm giảm hấp thu như sắt không heme. Do đó, khẩu phần ăn nghèo protein động vật cũng có thể làm giảm sinh khả dụng của sắt.
Phytate:
Phytate là muối của acid phytic có công thức là Hexaphosphate myo-inositol, IP6. Phytate đã được tìm thấy là các chất kháng dưỡng mạnh do tạo phức với các ion như Ca2+, Fe2+ (sắt không heme), Zn2+ và Mg2+, do đó làm giảm sinh khả dụng của các khoáng chất quan trọng trong ruột non. Phytate cũng làm giảm khả năng tiêu hóa do tạo phức với protein, tinh bột và các chất dinh dưỡng khác trong đường tiêu hóa, sau đó được bài tiết qua phân.
Phytate giàu trong các thực phẩm từ thực vật như ngô, ngũ cốc, gạo, các loại đậu đỗ, là những loại thực phẩm chủ yếu trên toàn thế giới, do đó tình trạng thiếu sắt có thể bị ảnh hưởng trong một phần đáng kể dân số.
Polyphenols/ tannin:
Polyphenols/ tannin là những hợp chất chống oxy hóa thực vật có nhiều trong trà và cà phê. Tannin được biết đến với tác dụng có lợi cho tim mạch và chống ung thư. Tuy nhiên, cũng giống như phytate, tannin là yếu tố kháng dinh dưỡng đã được phát hiện là ảnh hưởng tiêu cực đến sinh khả dụng của các khoáng chất như sắt khi tiêu thụ với số lượng lớn do làm giảm sự sẵn có của sắt trước khi hấp thụ thông qua việc hình thành các phức hợp khoáng chất-kháng dinh dưỡng không hòa tan.
Sự có mặt của cation hóa trị 2 với hàm lượng cao trong khẩu phần ăn:
Những cation có hóa trị 2 như calci, magie, kẽm có thể làm giảm hấp thu sắt khi bổ sung với số lượng lớn trong bữa ăn. Người ta thấy những bữa ăn có lượng calci cao trên 300 mg cản trở hấp thu cả sắt heme và sắt không heme, lượng magie cao gấp 300 lần sắt, lưỡng kẽm ăn vào lớn hơn gấp 5 lần sắt đều giảm hấp thu sắt.
Ngoài ra còn có mangan, chì, cadimi. Điều này là do các cation này có chung kênh vận chuyển DMT 1 với sắt do đó sẽ cạnh tranh các vị trí vận chuyển.
2.2 Các yếu tố làm tăng giá trị sinh học
Protein từ động vật trong khẩu phần cao
Acid ascorbic và acid hữu cơ khác (citric, malic, tartaric): sự có mặt của acid ascorbic (AA) giúp tăng cường hấp thu sắt không heme nhờ đặc tính khử và tạo phức hợp chelat với sắt, giúp sắt dễ hòa tan và được vận chuyển vào tế bào ruột. Mức độ tăng hấp thu của acid ascorbic với sắt không heme phụ thuộc vào nồng độ mol AA và sự có mặt của các chất ức chế khác.
Retinols and carotenes (vitamin A): được báo cáo là làm tăng khả năng hấp thu sắt không heme, tuy nhiên các báo cáo này không nhất quán.
Tài liệu tham khảo
[1] C. Geissler và M. Singh, “Iron, Meat and Health”, Nutrients, vol 3, số p.h 3, tr 283–316, tháng 2 2011, doi: 10.3390/nu3030283.
[2] N. M. Delimont, M. D. Haub, và B. L. Lindshield, “The Impact of Tannin Consumption on Iron Bioavailability and Status: A Narrative Review”, Curr Dev Nutr, vol 1, số p.h 2, tr 1–12, tháng 1 2017, doi: 10.3945/cdn.116.000042.
[3] J. R. Hunt, “Dietary and physiological factors that affect the absorption and bioavailability of iron”, Int J Vitam Nutr Res, vol 75, số p.h 6, tr 375–384, tháng 11 2005, doi: 10.1024/0300-9831.75.6.375.
Tìm hiểu bài viết liên quan: https://inrd.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/inrd2022
