PHARMA NEWS - odborný časopis

Železo a jeho úloha v lidském organismu, včetně sportovců rekreačních i vrcholových

MUDr. Michal Karas, Herbai, a.s., Praha

Železo je prvek, který má pro lidský organismus nezastupitelnou úlohu. Je to klíčový stavební kámen prostetické části hemoglobinu (metalprotein), a tudíž jeden z klíčových prvků pro tvorbu červených krvinek. Ty zásobují buňky kyslíkem (z plic do tkání) a transportují oxid uhličitý z tkání do plic, kde je výdechem odstraněn.

Při nedostatku železa se hemoglobin nesyntetizuje a vzniká sideropenická anemie. Železo je také klíčovým stavebním kamenem ve svalovém bílkovinném barvivu myoglobin, který zásobuje kyslíkem svalové buňky.

Železo je součástí i dalších tělesných orgánů, enzymů (19 enzymatických systémů, jako řetězce transportu elektronů a enzymů zapojených v syntéze DNA), další funkcí železa je katalýza tvorby volných kyslíkových radikálů, má vliv na správné fungování imunity a mnoha dalších orgánů, tkání a systémů v lidském organismu.

V těle dospělého člověka je 4 – 4,5 g železa: a to ve formě aktivního železa (hemoglobin, myoglobin, cytochromy, cytochromoxidáza, kataláza, peroxidáza), zásobního železa (ferritin, hemosiderin) a transportního železa (transferrin).

Organismus hospodaří s železem velmi hospodárně*, a tak je většina železa v organismu velmi pečlivě recyklována. Železo z rozpadlých erytrocytů se buď ukládá do zásob, nebo je hned zařazeno do stavby nových erytrocytů. Celkový obsah železa v organismu je dán výsledkem rovnováhy mezi jeho malým množstvím přijatým potravou a součtem malých fyziologických ztrát například trávicím a močovým traktem, pocením a kůží. (Maughan 2002). K fyziologickým ztrátám samozřejmě počítáme i ztráty u žen při menstruaci.

Anémie z nedostatku železa je považována za nejčastější nutriční deficit na světě a ovlivňuje lidský organismus, sportovce a jejich výkon nevyjímaje (Maughan 2002).

Zdroje železa a cesty doplnění železa do organismu

I.          Vnitřní (uvnitř organismu)

•           recyklace – viz úvod ad *

II. Externí

•           potrava

•           výživa plodu, mateřské mléko

•           jiné externí zdroje (léčiva, doplňky stravy)

Lidský organismus spotřebuje 1-3 mg železa denně a aby ho mohl efektivně doplnit, potřebuje denně dodat z potravy a jiných externích zdrojů 10–15 mg Fe.

Základním a nejdůležitějším zdrojem železa je pestrá a vyvážená strava.

Železo je obsaženo v potravě jak v živočišné, tak i v rostlinné ve dvou formách. Jednak je to hemové železo, které se vyskytuje v potravinách obsahujících maso, vnitřnosti a krev. Jedná se v prvé řadě o červené maso. Na příkladu libového hovězího masa je potřeba uvést, že ono obsahuje až třikrát více železa než drůbež nebo ryby.

Druhá forma je organické železo, které se nacházející především v rostlinné potravě jako jsou například luštěniny, obiloviny, brokolice, tofu, dýňová semínka, mák, hořká čokoláda, sušené ovoce, ořechy, různé druhy hub a další.

Z pohledu využitelnosti pro organismus je podstatný rozdíl v těchto dvou formách, a to ve vstřebatelnosti.

Zatímco hemové železo je relativně dobře vstřebatelné (biologická dostupnost je 15-35 %), tak vstřebatelnost organického železa je nízká a nestabilní (2-8 %) (Maughan 2002).  Proto jsou k nedostatku železa náchylnější vegani a vegetariáni. Ti si musí přísun železa hlídat pečlivěji.

Maso je proto ze svého jídelníčku velice žádoucí nevynechat! Pestrá kombinace jídel včetně pravidelného příjmu libového masa je u populace včetně sportovců velice důležitá právě pro biologickou dostupnost železa.

Hemové železo tak může zajistit asi polovinu veškerého potravou dodaného a vstřebaného železa (Maughan 2002).

Je nutné zdůraznit, že určité potraviny, pochutiny, látky a faktory mohou vstřebatelnost železa ovlivnit, a to jak pozitivně, tak i negativně:

Pozitivní potraviny, látky a faktory jsou např.:

+ dostatečný přísun

+ kyseliny (např. kyselina askorbová, HCL obsažená v žaludku)

+ vitamíny skupiny B

+ fermenty trávicích šťáv

Negativní potraviny, látky a faktory jsou např.:

- taniny, fytáty a polyfenoly (např. káva, čaj, víno)

- vápník a fosfáty (např. mléko, sýr a jiné mléčné výrobky)

- vaječné bílkoviny

- některá léčiva, například antacida

 

Jak vyplývá z výše uvedeného, tak v případě, že budete železo přijímat společně s kyselinou askorbovou (vitamín C), zlepší se jeho vstřebatelnost až 4 x. Důležitý je i dostatečný přísun vitamínů skupiny B, jde hlavně o vitamín B12 a kyselinu listovou.

Naopak příjem železa není vhodné kombinovat s mléčnými výrobky (vápník). Již 165 mg vápníku, což odpovídá asi jedné sklenici mléka nebo 20 g sýru, může snížit vstřebatelnost železa až o 50 %! Přísun železa rovněž není dobré kombinovat s kávou, kakaem nebo čajem. Zde je opět příklad – pití černého čaje při jídle může zhoršit vstřebávání železa až o 60–70 %, přičemž pití čaje mezi jednotlivými jídly také snižuje jeho vstřebávání, ale již méně, v tomto případě o 20 %. Tyto potraviny je proto vhodné konzumovat alespoň s dvouhodinovým, lépe delším odstupem od příjmu železa.

 

Potřeba železa v lidském organismu včetně sportovců a aktivních lidí

Z fyziologického hlediska jsou v lidské populaci skupiny, které potřebují vyšší příjem železa. Jde především o menstruující, těhotné a kojící ženy, dále o vegetariány a vegany, o dospívající a seniory.

Sportující populace a vrcholoví sportovci tvoří specifickou skupinu. Doporučený příjem železa pro sportovce je 1,3 – 1,7krát vyšší než u nesportující populace a pro vegetariány více než 1,8krát vyšší než pro osoby konzumující maso.

Sportovní výkon vyžaduje mít organismus ve výborné kondici, obzvláště dobře fungující svaly jsou základem sportovních výkonů. Ty vyžadují dostatečný přísun kyslíku, aby mohly produkovat zvýšené množství energie. Transport jak z plic do svalů a nitrosvalový transport vyžaduje dostatek železa v organismu jako jednoho ze základních stavebních kamenů hemoglobinu a myoglobinu. Není-li železa dostatek je schopnost přenášet kyslík ve svalech a tkáních snížena a výkonnost sportovce klesá.

U zdravého člověka dochází k přirozeným ztrátám železa (viz úvod). Pro sportovce to platí ve zvýšené míře. Sportovci ztrácejí železo především potem, močí, za určitých okolností i trávicím traktem v podobě drobného krvácení hlavně u běžců vytrvalců, běhajících na trasách delších jak 10 km.

 

Základní klinické příznaky sideropenické anemie, kdo je ohrožen nejvíce

Dříve se anemii říkalo „Morbus Virginum“, takto jí nazýval již Hippokrates.

Tato diagnóza zdomácněla i mezi středověkými holandskými mistry, kteří při malování obličejů dívek a mladých žen používali bledé olivové barvy. Tak nám ve svých uměleckých dílech dokumentovali „chlorosu“, jak byla tato anémie u mladých žen a dívek v minulosti též nazývána.

Z toho plyne, že základním klinickým příznakem je nápadná bledost pokožky i sliznic.

Dalšími příznaky jsou tělesná slabost, únava, celkový pokles výkonnosti, dušnost, tachykardie, krátkodobé snížení krevního tlaku způsobené změnou polohy, tzv. ortostatická hypotenze, dušnost, nechutenství, závratě, bolesti hlavy, hučení v uších, snížená schopnost koncentrace, nervozita, třes, edémy končetin, chladné akrální části a další příznaky.

Kdo je ohrožen anemií nejvíce:

Problematika negativní bilance železa je velmi široká, a proto se dnes zaměříme pouze na fyziologické stavy. Do ambulancí lékařů se často dostanou pacienti bez zjevné organické patologické příčiny. Velmi často se v ambulancích lékařů objevují nápadně bledé mladé štíhlé až vyhublé dívky s prekolapsovými stavy. U nich většinou lékaři zjistí, deficit nejen v důsledku růstu organismu a menstruace, ale i alimentární deficit! Ony téměř nejí, protože chtějí být štíhlé, mají nízký krevní tlak, nízkou tepovou frekvenci a po anamnéze a vyšetření KO u nich lékaři diagnostikují sideropenickou anemii. Dále ženy se silnými menstruacemi. V gynekologických ambulancích dále musíme pamatovat na gravidní ženy a kojící maminky, kde rovnováha mezi příjmem a zvýšeným výdejem železa je z důvodu nutrice plodu a kojení často porušena. Dorostoví lékaři musí s touto formou anémie počítat při péči o juniory, kdy v období mohutného růstu organizmu je rovnováha mezi přísunem a výdejem železa často porušena. Nutriční specialisté by vždy měli zpozornět u lidí, kteří ze svého jídelníčku vyřadili maso a masné výrobky. Stejně tak praktičtí lékaři, gerontologové a velice často internisté či neurologové musí vždy počítat s touto formou anemie u seniorů, kdy symptomy jako dušnost, otoky dolních končetin, závratě třes, poruchy koncentrace a syndrom neklidných nohou (RLS) mohou upozornit na nedostatek železa.

 

I aktivní lidé a sportovci jsou často považováni za vysoce rizikovou skupinu z hlediska nedostatku železa. Příčiny deficience železa u zdravých sportovců jsou stejné jako u běžné zdravé populace, a tou je negativní bilance železa.  Mezi sportovci jsou opět nejčastěji ohroženou skupinou ženy v důsledku menstruace.

Dále jsou to sportovci vegetariáni a vegani. Omezení konzumace masa, je stále populárnější i mezi sportovci. Masné a živočišné potraviny jsou přitom vysoce bohaté na hemové železo. Z těchto potravin lidský organismus dokáže vstřebat 5-35% železa. Z rostlinné potravy obsahující nehemové železo sice lidský organismus dokáže vstřebat 2-20 % železa. A tím se zdá, že rozdíl v resorpci hemového a nehemového železa není tak podstatný, ale nehemové železo má více inhibitorů než železo hemové a jeho biologická dostupnost je tudíž podstatně nižší.

U vytrvalostních sportovců a sportovců s vysoce intenzivním tréninkem je jedním z důležitých faktorů vysoké ztráty železa intenzivní pocení.

U tréninků ve vysokých nadmořských výškách, kde sportovci trénují v hypoxickém prostředí, se zvyšuje nárok a poptávka po kyslíku. To vede ke stimulaci tvorby nových erytrocytů. Tímto se sice zvyšuje samotný vytrvalostní výkon, ale na tvorbu nového hemoglobinu v organismu zároveň roste poptávka po feritinu, což je krevní bílkovina skladující železo. A právě takoví sportovci prokázali snížené hladiny feritinu v krevním séru, jehož nedostatek může tvorbu nových erytrocytů inhibovat, a to vede k anémii.

U běžců navíc může docházet ke ztrátám také kvůli poškození a rozpadu červených krvinek, které je způsobené opakovanými nárazy nohou na tvrdý podklad – mechanická hemolýza, tzv. footstrike.  K poškozování erytrocytů může také dojít díky zvýšené tělesné teplotě při déle trvající zátěži, viz dlouholetý výzkum vědců z University of Oklahoma a Georgia State University.

U sportovců můžou často příznaky stejné jako u běžné populace budit dojem přetrénování. Zde se opět jedná o projevy chronické únavy, ztráty síly, dynamiky a vytrvalosti, opakujících se nemocí, podrážděnosti, ztráty chuti k jídlu a nechuti trénovat i častých zranění.  Všichni sportovci nejen s těmito projevy by měli pravidelně absolvovat krevní vyšetření, což je jediný jistý způsob, jak stav železa v organismu zjistit.

Deficit mezi příjmem a potřebou železa nenastává nárazově, ale rozvíjí se postupně, organismus je nucen brát železo ze svých rezerv, které se postupem času vyčerpají a začne produkovat erytrocyty nesoucí méně hemoglobinu, než je normální a transport kyslíku je zhoršen, a to vede i k vyšším nárokům na kardiopulmonární systém.

Samozřejmě, že i u sportovců může dojit ke ztrátám železa v důsledku organických onemocnění, ale toto téma je i v tomto případě na samostatnou práci.

 

Jak zajistit dostatečný příjem železa

Jak je uvedeno výše, pravidelná konzumace pestré stravy jak živočišné, tak i rostlinné včetně dostatečného přísunu vitaminů a všech minerálů je pro dostatečný přísun železa klíčová.

Existují však stavy a potřeby, kdy přísun železa pouze ze stravy je nedostatečný. V takových případech mohou pomoci léčiva obsahující železo (jejich preskripce samozřejmě pod dohledem odborného lékaře), či kvalitní doplňky stravy obsahující železo a další látky zlepšující jeho vstřebatelnost.

Při výběru léčiv, či vhodných doplňků stravy a vitaminů to mají vrcholoví sportovci jednodušší v tom, že jsou pod dohledem zkušených tělovýchovných lékařů a dalších odborníků, kteří toto monitorují.

Rekreační sportovci a běžná populace to má složitější. Zde bych rozhodně doporučil, aby se i oni poradili se svým lékařem jakou formu preparátů se železem zvolit, obzvláště tehdy, kdy na sobě pozorují příznaky z nedostatku železa.

Některé formy železa, např. síran železnatý mohou mít nepříjemné vedlejší účinky – nevolnost a poruchy trávení, časté střídání zácpy s průjmem. Tyto formy železa se rozkládají již v trávicím traktu, kde většina z nich není správně absorbována a tyto neabsorbované části mají negativní vliv na stav střevní mikroflóry a střevní sliznice.

Existuje ale celá řada vhodných, účinných preparátů s formou železa, a to bez vedlejších účinků. Nejvhodnější forma k doplnění železa je proto velmi často doporučována speciální chelátová forma nehemového železa, bisglycinát železnatý. Ta se v žaludku ani v tenkém střevě nerozkládá a nedotčená se tak vstřebává a dostává se do organismu!

Odborné studie prokázaly, že u zdravých osob mající různé fyziologické hladiny železa je bisglycinát železnatý vstřebáván lépe než jiné formy železa. Několik odborných studií i prokázalo, že vstřebatelnost železa z bisglycinátu železnatého se nezhoršila ani za přítomnosti potravních složek, jež mají na vstřebatelnost nehemového železa negativní vliv (např. polyfenoly, fytáty, taniny).

Lze tedy říci, že bisglycinát železnatý má oproti jiným formám železa vyšší biologickou aktivitu a využitelnost pro organismus a zároveň větší toleranci.

Aby lidský organismus, a ten sportovcův nevyjímaje, dobře fungoval, je potřeba mu pravidelně dodávat dostatečný přísun živin, vitaminů, minerálů a stopových prvků. Železo má v správném fungování organismu nezastupitelnou úlohu. Bez jeho přítomnosti tělo nedokáže vytvářet hemoglobin a myoglobin, a tím organismus nedokáže transportovat krevní plyny. Železo je součástí i dalších pro tělo nezbytných enzymů, tkání a orgánů.

Spousta důležitých živin, minerálů a dalších látek je obsažena v nám dobře známých a lehce dosažitelných potravinách. Přesto mnoho lidí včetně sportovců trpí jejich nedostatkem! Jedná se především o vápník, zinek a železo! Proto je nejlepší prevencí pestrá, vyvážená a pravidelná strava. Jak moudře říkali naši předkové, konzumujte od všeho trochu a nevyhýbejte se žádným typům potravy a o masu to v tomto případě platí dvojnásobně. Běžná populace a sportovci by neměli podléhat módním vlivům a soustředit se leckdy na tzv. zaručené, přitom odborně a vědecky ničím nepodložené rady, které leckdy mohou v lepším případě vést k sníženým funkcím, v horším případě až k poškození organismu.

V případech, kdy pestrá strava nestačí a je potřeba sáhnout pro doplnění železa v průmyslově vyráběných preparátech, vždy je potřeba se neostýchat a raději se poradit s odborníky!

 

Literatura

1.            Voglová, J., Chrobák, L., Radochová, D. et al. Anémie z nedostatku železa u dospívajících chlapců. Prakt Lék, 1993, 73, s. 92–98.

2.            Eichner E.R. Sports anemia, iron supplements, and blood doping. Med. Sci. Sports Exerc. 1992;9:S315–S318. doi: 10.1249/00005768-199209001-00002

3.            Marc-Tudor Damian,Romana Vulturar,Cristian Cezar Login, Laura Damian,Adina Chis,and Anca Bojan, Anemia in Sports, Published online 2021 Sep 20. doi: 10.3390/life11090987

4.            Shashi Bhushan Kumar, Shanvanth R. Arnipalli, Priyanka Mehta, Silvia Carrau, Ouliana Ziouzenkova, Iron Deficiency Anemia: Efficacy and Limitations of Nutritional and Comprehensive Mitigation Strategies, Published online 2022 Jul 20. doi: 10.3390/nu14142976

5.            Nutrition and its impact on the physical construction of the athletes, Gabriela Vacínová, Diploma Thesis, Prague 2012, Charles University Prague,