Evaluatie van de biologische beschikbaarheid van ijzer uit ijzerchlorofylline

Nieuwe benaderingen om ijzertekort te behandelen omvatten de ontwikkeling van nieuwe ijzerverbindingen met mogelijke ijzerabsorptieroutes die de biologische beschikbaarheid van ijzer verhogen en gastro-intestinale bijwerkingen verminderen. Heem-ijzer wordt beschouwd als zeer biologisch beschikbaar (10-20%) en wordt minder beïnvloed door de samenstelling van de maaltijd dan niet-heem-ijzer. Heem-ijzer is ijzer (Fe2+) dat is gebonden aan de ijzerprotoporfyrine IX prothetische eiwitgroepen, voornamelijk hemoglobine en myoglobine, die aanwezig zijn in dierlijk weefsel. Heem komt tijdens de spijsvertering vrij uit hemoglobine, zodat het kan worden opgenomen door de duodenale enterocyten. Het intacte ijzerporfyrine wordt over het borstelgrensmembraan getransporteerd door de Heme Carrier Protein 1 (HCP1). Eenmaal in de cel komt het ijzer vrij, en het is dan waarschijnlijk dat het in de ijzerpool met laag molecuulgewicht terechtkomt. Het gebruik van heem-analogen van plantaardige oorsprong zou een alternatieve ijzerbron kunnen zijn met een potentieel hoge biologische beschikbaarheid.

Natriumijzerchlorofylline (SIC) is een in water oplosbaar semisynthetisch chlorofylderivaat waarbij het magnesium in de porfyrinering is vervangen door ijzer. Het is een groenachtig bruin pigment dat oplost in water, alcoholen en chloroform, maar niet in ethers. Van SIC is bekend dat het een superieure verwerkingsstabiliteit heeft ten opzichte van chlorofyl en wordt vaak gebruikt als kleurstof voor levensmiddelen in Aziatische landen, waaronder Korea en Japan, voor voedingsmiddelen die geen vlees of vis bevatten. Magnesium Chlorophyllin heeft een E-nummer van E140 en is goedgekeurd als voedseladditief in Europa. Momenteel is natrium-ijzerchlorofylline aanwezig in de Designated Additives List in Japan met nummer 261. Aangewezen additieven zijn additieven die door de minister van Volksgezondheid, Arbeid en Welzijn zijn aangewezen als stoffen waarvan het onwaarschijnlijk is dat ze de menselijke gezondheid schaden op basis van artikel 10 van de Food Sanitation Act.

Gezien de porfyrinering-heemachtige structuur van SIC, kan het een alternatieve toedieningsroute voor ijzer zijn, ook geschikt voor vegetariërs en veganisten, maar er zijn weinig studies die het gebruik van SIC voor dit doel onderzoeken.

Een recente studie van Ding et al. 2019 suggereert een positief effect van SIC op hemoglobinewaarden (Hb) bij bloedarmoede door ijzertekort (IDA) bij kinderen en volwassenen na 1 maand behandeling. Ze gaan ervan uit dat SIC wordt opgenomen door het heemdragereiwit. De onderzoekers gebruikten shengxuening-tabletten, ook bekend als SXN, die zijn gebaseerd op chlorofyl/porfyrine-structuren die zijn gewonnen uit zijderupsen, waarin het Mg wordt vervangen door het Fe en vervolgens worden coadjutanten toegevoegd. Deze studie leverde geen gegevens op over de absorptieroute van de SXN-verbinding. Het blijft dus onduidelijk of het werd opgenomen door de heemtransporter of dat het werd verteerd en het Fe werd afgegeven in het darmlumen om zich aan te sluiten bij de niet-heem Fe-pool, en daardoor Hb verbeterde bij de IDA-proefpersonen. De auteurs beschrijven ook röntgendiffractietesten om te beoordelen of de chlorofylline-porfyrinering Fe bevat en niet Mg, maar deze gegevens worden niet gerapporteerd.

Miret et al. (2010) bestudeerde de stabiliteit van heem-analoge SIC-absorptie met behulp van het Caco-2-celmodel. De SIC bleef stabiel en slechts 5% van het Fe uit de verbinding kwam vrij bij een pH van 2 tot 4. Interne dissolutiestudies uitgevoerd door het Human Nutrition Laboratory (HNL) tonen aan dat slechts 2% Fe uit de verbinding vrijkomt bij een vergelijkbare pH niveaus. Met behulp van extractie in de vaste fase bij een hogere pH van 7, vergelijkbaar met die in de twaalfvingerige darm, zagen we een verlies van 5% Fe, wat kan overeenkomen met vrij ijzer of ijzer dat vrijkomt uit andere bindingsplaatsen op de chlorofylstructuur.

Toyoda et al. (2014) voerde een toxiciteitsstudie uit van SIC uitgevoerd bij mannelijke en vrouwelijke ratten met orale toediening van SIC in hun dieet in concentraties van 0%, 0,2%, 1,0% en 5,0% gedurende 13 weken. Tijdens het experiment werden geen abnormale klinische symptomen, geen mortaliteit en geen abnormale hematologische veranderingen waargenomen in een van de groepen. Op basis van de histopathologie van de oorspeekselklieren werd de no-observed-adverse-effect level (NOAEL) van SIC in deze studie geschat op 1,0% (609 mg SIC/kg lichaamsgewicht (lg)/dag voor mannen en 678 mg/kg lichaamsgewicht). kg lichaamsgewicht/dag voor vrouwtjes). In de huidige studie zullen we 6 mg elementair ijzer gebruiken in 100 mg SIC, 0,002% van de equivalente dosis toegediend door Toyoda et al.

SIC is geproduceerd bij de HNL met een opname van 75% ijzer in het chlorofyl. Ons protocol is gebaseerd op een Unilever-patent dat niet meer actief is, met in-house aanpassing. De SIC heeft een neutrale smaak en wordt gepresenteerd als een donkergroene vloeistof, zijnde de oplossing van SIC in water.

Het doel van dit project is het ontwikkelen van een nieuwe ijzerverbinding die gebruikt kan worden als voedingssupplement. Het ijzergehalte in onze SIC wordt beperkt tot 6 mg per dosis, wat dus niet hoger is dan de 14 mg dagelijkse ijzerdosis die in Zwitserland als wettelijk maximum voor voedingssupplementen is vastgelegd. SIC wordt al veel gebruikt als kleurstof voor levensmiddelen en is veilig voor menselijke consumptie.

We stellen voor om onze SIC te testen met een bekende comparator, ferrosulfaat, om na te gaan of SIC een effectieve verbinding voor ijzerafgifte is. Als SIC, zoals verondersteld, zich op dezelfde manier gedraagt ​​als heem, dan zullen veelgebruikte versterkers van ijzerabsorptie die effectief zijn op ferrosulfaat, zoals ascorbinezuur, geen effect hebben op de absorptie van ijzer uit SIC.