Effetto dell'assunzione di una singola compressa di ferro sulla secrezione di insulina

L'integrazione orale di ferro è il trattamento di scelta nei pazienti con anemia sideropenica. In diversi paesi in via di sviluppo, inclusa l'India, il ferro viene regolarmente integrato alle donne incinte, specialmente durante il secondo e il terzo trimestre di gravidanza a causa dell'aumentato fabbisogno di ferro per la placenta e il feto in crescita.

La somministrazione orale di ferro è preferibile alla somministrazione endovenosa perché è efficace, relativamente economica e sicura. Esistono molti preparati orali di ferro e la maggior parte di essi contiene ferro in forma ferrosa (solfato ferroso, fumarato ferroso, gluconato ferroso, ascorbato ferroso ecc.). Sebbene sia stato dimostrato che tutti questi preparati sono ugualmente efficaci nell'aumentare i livelli di emoglobina, il solfato ferroso, essendo facilmente disponibile ed economico, è il preparato di ferro più prescritto.

Il ferro viene assorbito nel duodeno. Il ferro dietetico è solitamente nella forma ferrica e deve essere ridotto alla forma ferrosa prima dell'assorbimento. Questa reazione di riduzione è catalizzata dalle ferrireduttasi duodenali (come il citocromo b duodenale) ed è aiutata dall'HCl gastrico e da altre sostanze riducenti nella dieta, come la vitamina C (acido ascorbico). La somministrazione di ferro in forma ferrosa (ad esempio, solfato ferroso) elude questo passaggio, rendendolo così facilmente biodisponibile. Il ferro ferroso viene trasportato attraverso la membrana luminale degli enterociti tramite il trasportatore di metallo bivalente-1 (DMT-1). Il ferro viene quindi trasportato attraverso la membrana basolaterale (nel sangue) da un altro trasportatore, la ferroportina. L'epcidina, un ormone peptidico sintetizzato e secreto dal fegato, si lega e degrada la ferroportina, riducendo così l'assorbimento intestinale del ferro.

Nel sangue, il ferro viene trasportato legato alla proteina plasmatica, la transferrina, che lega il ferro con elevata affinità. La transferrina è normalmente satura per circa il 30-35% della sua capacità totale di legare il ferro, lasciando una grande riserva per legare ulteriore ferro. In condizioni di sovraccarico di ferro, come l'emocromatosi o nei pazienti con talassemia, la saturazione della transferrina può aumentare in modo significativo. Quando la saturazione della transferrina aumenta oltre il 60% e soprattutto quando si avvicina all'80%, circola nel sangue una piccola ma significativa quantità di ferro che non è legata alla transferrina. Questa frazione, chiamata "ferro labile" o ferro non legato alla transferrina (NTBI), è altamente reattiva e può causare danni ossidativi ai tessuti.

L'NTBI viene rapidamente eliminato dalla circolazione, principalmente dagli epatociti. È stato dimostrato che ZIP14 è fisiologicamente il trasportatore più importante che trasporta NTBI negli epatociti. Recentemente, è stato dimostrato che ZIP14 è espresso anche su cellule beta pancreatiche umane e che può mediare l'assorbimento di NTBI da parte di queste cellule. Diversi studi in vitro e su animali hanno dimostrato che il sovraccarico di ferro compromette la funzione delle cellule beta pancreatiche. È noto che i pazienti con emocromatosi accumulano ferro nelle cellule beta, provocando il diabete a causa della ridotta capacità di secrezione dell'insulina. D'altra parte, la chelazione del ferro o la restrizione dietetica del ferro migliorano la secrezione di insulina nei modelli murini di diabete. Allo stesso modo, anche la chelazione del ferro nell'emocromatosi e nella talassemia ha migliorato la secrezione di insulina. Questi studi dimostrano un forte legame tra l'aumento del ferro e la compromissione della funzione delle cellule beta.

È stato dimostrato che, dopo una singola dose di solfato ferroso (contenente 60-100 mg di ferro elementare), la saturazione della transferrina aumenta rapidamente e raggiunge picchi (a ~ 80%) 2 ore dopo la somministrazione. Ciò è associato a un aumento significativo dell'NTBI, che raggiunge anche il picco a 2 ore. Dato che la somministrazione orale di ferro aumenta NTBI nel sangue e che le cellule beta pancreatiche assorbono NTBI tramite ZIP14, abbiamo ipotizzato che il ferro orale possa portare ad un aumento dei livelli di ferro delle cellule beta che possono quindi causare una ridotta secrezione di insulina

Per testare questa ipotesi, intendiamo condurre uno studio quasi sperimentale a braccio singolo prima e dopo, in cui la cinetica di secrezione di insulina sarà determinata al basale e dopo una singola dose di ferro (solfato ferroso, 120 mg di ferro elementare) in uomini sani.

Saranno reclutati volontari maschi sani tra il personale del Christian Medical College, Vellore dopo aver ottenuto il consenso informato scritto. I partecipanti saranno sottoposti a test di tolleranza al glucosio orale da 75 g (OGTT) per documentare la cinetica di secrezione di insulina al basale. Una settimana dopo, l'OGTT verrà ripetuto dopo una singola dose di solfato ferroso (120 mg di ferro elementare) somministrata 2 ore prima del test. Durante entrambi gli OGTT verranno misurati i livelli sierici di glucosio, insulina, C-peptide, sideremia e saturazione della transferrina. Verranno documentati gli effetti del ferro sulla cinetica di secrezione insulinica. Inoltre, determineremo se si verificano cambiamenti nella tolleranza al glucosio, nella resistenza all'insulina e nei tassi di clearance dell'insulina.