Evaluering av jernbiotilgjengelighet fra jernklorofyllin

Nye tilnærminger for å behandle jernmangel inkluderer utvikling av nye jernforbindelser med mulige jernabsorpsjonsruter som øker jernbiotilgjengeligheten og reduserer gastrointestinale bivirkninger. Hemjern anses å være svært biotilgjengelig (10-20%) og mindre påvirket av måltidssammensetning enn ikke-hemjern. Hemjern er jern (Fe2+) som er bundet til jernprotoporfyrin IX-protesegruppene av proteiner, hovedsakelig hemoglobin og myoglobin, som finnes i dyrevev. Hem frigjøres fra hemoglobin under fordøyelsen slik at det kan tas opp av duodenale enterocytter. Det intakte jernporfyrinet transporteres over børstekantmembranen av Heme Carrier Protein 1 (HCP1). Når det først er inne i cellen, frigjøres jernet, og det er da sannsynlig at det kommer inn i bassenget med lav molekylvekt av jern. Bruk av hemanaloger fra vegetabilsk opprinnelse kan gi en alternativ jernkilde med potensielt høy biotilgjengelighet.

Natriumjernklorofyllin (SIC) er et vannløselig semisyntetisk klorofyllderivat der magnesiumet i porfyrinringen er erstattet med jern. Det er et grønnbrunt pigment som løses opp i vann, alkoholer og kloroform, men ikke etere. SIC er kjent for å ha en overlegen prosessstabilitet til klorofyll og brukes ofte som matfarger i asiatiske land, inkludert i Korea og Japan, for matvarer som ikke inneholder kjøtt eller fisk. Magnesium Chlorophyllin har et E-nummer på E140 og er godkjent som tilsetningsstoff i Europa. Foreløpig er natriumjernklorofyllin til stede i den utpekte tilsetningsstofflisten i Japan med et nummer 261. Utpekte tilsetningsstoffer er de som er utpekt av helse-, arbeids- og velferdsministeren som stoffer som neppe kan skade menneskers helse basert på artikkel 10 i mathygieneloven.

Gitt den porfyrinringhem-lignende strukturen til SIC, kan det være en alternativ leveringsvei for jern, egnet også for vegetarianere og veganere, men det er få studier som undersøker bruken av SIC til dette formålet.

En fersk studie av Ding et al. 2019 antyder en positiv effekt av SIC på hemoglobin (Hb) verdier ved jernmangelanemi (IDA) hos barn og voksne etter 1 måneds behandling. De antar at SIC tas opp av heme-bærerproteinet. Forskerne brukte shengxuening-tabletter, også kjent som SXN, som er basert på klorofyll/porfyrin-strukturer ekstrahert fra silkeorm der Mg er erstattet med Fe og deretter tilsettes koadjutanter. Denne studien ga ingen data om absorpsjonsveien til SXN-forbindelsen. Dermed er det fortsatt uklart om det ble tatt opp av heme-transportøren eller om det ble fordøyd og Fe frigjort i tarmlumen for å bli med i non-heme Fe-bassenget, og dermed forbedret Hb hos IDA-personene. Forfatterne beskriver også røntgendiffraksjonsanalyser for å vurdere om klorofyllinporfyrinringen inneholdt Fe og ikke Mg, men disse dataene er ikke rapportert.

Miret et al. (2010) studerte stabiliteten til hem-analog SIC-absorpsjon ved å bruke Caco-2-cellemodellen. SIC forble stabil og bare 5 % av Fe fra forbindelsen ble frigjort ved pH 2 til 4. Interne oppløsningsstudier utført ved Human Nutrition Laboratory (HNL) viser bare en 2 % frigjøring av Fe fra forbindelsen ved lignende pH nivåer. Ved å bruke fastfaseekstraksjon ved en høyere pH på 7, lik den i tolvfingertarmen, observerte vi et Fe-tap på 5 %, som kan tilsvare fritt jern eller jern frigjort fra andre bindingssteder på klorofyllstrukturen.

Toyoda et al. (2014) utførte en toksisitetsstudie av SIC utført på hann- og hunnrotter med oral administrering av SIC i kosten i konsentrasjoner på 0 %, 0,2 %, 1,0 % og 5,0 % i 13 uker. Ingen unormale kliniske tegn, ingen dødelighet og ingen unormale hematologiske endringer ble observert i noen av gruppene under forsøket. Basert på histopatologien til parotiskjertlene, ble nivået av ingen observert uønsket effekt (NOAEL) av SIC i denne studien estimert til å være 1,0 % (609 mg SIC/kg kroppsvekt (bw)/dag for menn og 678 mg/ kg kroppsvekt/dag for kvinner). I denne studien vil vi bruke 6 mg elementært jern, i 100 mg SIC, 0,002 % av den ekvivalente dosen administrert av Toyoda et al.

SIC har blitt produsert ved HNL med en 75% inkorporering av jern i klorofyllet. Vår protokoll er basert på et Unilever-patent som ikke lenger er aktivt, med intern tilpasning. SIC har en nøytral smak og vil bli presentert som en mørkegrønn væske, som er løsningen av SIC i vann.

Målet med dette prosjektet er å utvikle en ny jernforbindelse som kan brukes som kosttilskudd. Jerninnholdet i vår SIC vil være begrenset til 6 mg per dose, som derfor ikke overskrider den daglige jerndosen på 14 mg fastsatt som lovlig maksimum i Sveits for kosttilskudd. SIC er allerede mye brukt som matfargestoff og er trygt for konsum.

Vi foreslår å teste vår SIC mot en kjent komparator, jernsulfat, for å finne ut om SIC er en effektiv jerntilførselsforbindelse. Hvis SIC, som antatt, oppfører seg på en lignende måte som hem, vil vanlige forsterkere av jernabsorpsjon som er effektive på jernsulfat, slik som askorbinsyre, ikke ha noen effekt på absorpsjonen av jern fra SIC