Valutazione della biodisponibilità del ferro dalla clorofillina di ferro

Nuovi approcci per il trattamento della carenza di ferro includono lo sviluppo di nuovi composti del ferro con possibili vie di assorbimento del ferro che aumentano la biodisponibilità del ferro e riducono gli effetti collaterali gastrointestinali. Il ferro eme è considerato altamente biodisponibile (10-20%) e meno influenzato dalla composizione del pasto rispetto al ferro non eme. Il ferro eme è il ferro (Fe2+) che è legato ai gruppi protesici di proteine ​​della protoporfirina IX del ferro, principalmente emoglobina e mioglobina, che sono presenti nei tessuti animali. L'eme viene rilasciato dall'emoglobina durante la digestione in modo che possa essere assorbito dagli enterociti duodenali. La porfirina di ferro intatta viene trasportata attraverso la membrana del bordo a spazzola dalla proteina portatrice di eme 1 (HCP1). Una volta all'interno della cellula, il ferro viene rilasciato ed è quindi probabile che entri nel pool di ferro a basso peso molecolare. L'uso di analoghi dell'eme di origine vegetale potrebbe fornire una fonte alternativa di ferro con biodisponibilità potenzialmente elevata.

La clorofillina sodica ferrosa (SIC) è un derivato semisintetico della clorofilla idrosolubile in cui il magnesio nell'anello porfirinico è stato sostituito dal ferro. È un pigmento marrone verdastro che si dissolve in acqua, alcoli e cloroformio, ma non negli eteri. È noto che il SIC ha una stabilità di lavorazione superiore alla clorofilla ed è comunemente usato come colorante alimentare nei paesi asiatici, tra cui Corea e Giappone, per alimenti che non contengono carne o pesce. La clorofillina di magnesio ha un numero E di E140 ed è approvato come additivo alimentare in Europa. Attualmente la clorofillina sodica ferrosa è presente nell'elenco degli additivi designati in Giappone con il numero 261. Gli additivi designati sono quelli designati dal Ministro della Salute, del Lavoro e del Welfare come sostanze che è improbabile che danneggino la salute umana sulla base dell'Articolo 10 del Food Sanitation Act.

Data la struttura simile all'eme dell'anello porfirinico del SIC, potrebbe essere una via di somministrazione alternativa per il ferro, adatta anche a vegetariani e vegani, ma ci sono pochi studi che indagano sull'uso del SIC per questo scopo.

Un recente studio di Ding et al. 2019 suggerisce un effetto positivo della SIC sui valori di emoglobina (Hb) nell'anemia da carenza di ferro (IDA) nei bambini e negli adulti dopo 1 mese di trattamento. Presumono che il SIC sia assorbito dalla proteina trasportatrice dell'eme. I ricercatori hanno utilizzato compresse di shengxuening, note anche come SXN, che si basano su strutture di clorofilla/porfirina estratte dai bachi da seta in cui il Mg è sostituito dal Fe e poi vengono aggiunti coadiuvanti. Questo studio non ha fornito dati sulla via di assorbimento del composto SXN. Pertanto, non è chiaro se sia stato assorbito dal trasportatore dell'eme o se sia stato digerito e il Fe rilasciato nel lume intestinale per unirsi al pool di Fe non eme, e quindi migliorare l'Hb nei soggetti IDA. Gli autori descrivono anche saggi di diffrazione di raggi X per valutare se l'anello porfirinico della clorofillina contenesse Fe e non Mg, tuttavia questi dati non sono riportati.

Miret et al. (2010) hanno studiato la stabilità dell'assorbimento SIC analogo all'eme utilizzando il modello cellulare Caco-2. Il SIC è rimasto stabile e solo il 5% del Fe dal composto è stato rilasciato a pH da 2 a 4. Gli studi interni di dissoluzione condotti presso il Laboratorio di Nutrizione Umana (HNL) mostrano solo un rilascio del 2% di Fe dal composto a pH simile livelli. Utilizzando l'estrazione in fase solida a un pH più alto di 7, simile a quello nel duodeno, abbiamo osservato una perdita di Fe del 5%, che può corrispondere al ferro libero o al ferro liberato da qualsiasi altro sito di legame sulla struttura della clorofilla.

Toyoda et al. (2014) hanno condotto uno studio di tossicità della SIC eseguito su ratti maschi e femmine con somministrazione orale di SIC nella loro dieta a concentrazioni di 0%, 0,2%, 1,0% e 5,0% per 13 settimane. Durante l'esperimento non sono stati osservati segni clinici anomali, mortalità e alterazioni ematologiche anormali in nessuno dei gruppi. Sulla base dell'istopatologia delle ghiandole parotidi, il livello senza effetti avversi osservati (NOAEL) di SIC in questo studio è stato stimato pari all'1,0% (609 mg SIC/kg di peso corporeo (pc)/giorno per i maschi e 678 mg/ kg pc/giorno per le femmine). Nel presente studio utilizzeremo 6 mg di ferro elementare, in 100 mg di SIC, lo 0,002% della dose equivalente somministrata da Toyoda et al.

Il SIC è stato prodotto presso l'HNL con un'incorporazione del 75% di ferro nella clorofilla. Il nostro protocollo si basa su un brevetto Unilever non più attivo, con adattamento interno. Il SIC ha un sapore neutro e si presenterà come un liquido verde scuro, essendo la soluzione del SIC in acqua.

L'obiettivo di questo progetto è sviluppare un nuovo composto di ferro che possa essere utilizzato come integratore alimentare. Il contenuto di ferro nel nostro SIC sarà limitato a 6 mg per dose, che quindi non supera la dose giornaliera di ferro di 14 mg stabilita come massima legale in Svizzera per gli integratori alimentari. Il SIC è già ampiamente utilizzato come colorante alimentare ed è sicuro per il consumo umano.

Proponiamo di testare il nostro SIC rispetto a un noto comparatore, il solfato ferroso, per accertare se il SIC è un efficace composto di trasporto del ferro. Se il SIC, come ipotizzato, si comporta in modo simile all'eme, allora i potenziatori comunemente usati dell'assorbimento del ferro efficaci sul solfato ferroso, come l'acido ascorbico, non avranno un effetto sull'assorbimento del ferro dal SIC