Utvärdering av järnbiotillgänglighet från järnklorofyllin

Nya metoder för att behandla järnbrist inkluderar utveckling av nya järnföreningar med möjliga järnabsorptionsvägar som ökar järnets biotillgänglighet och minskar gastrointestinala biverkningar. Hemjärn anses vara mycket biotillgängligt (10-20%) och mindre påverkat av måltidssammansättning än icke-hemjärn. Hemjärn är järn (Fe2+) som är bundet till järnprotoporfyrin IX-protesgrupperna av proteiner, främst hemoglobin och myoglobin, som finns i djurvävnad. Hem frigörs från hemoglobin under matsmältningen så att det kan tas upp av enterocyterna i tolvfingertarmen. Det intakta järnporfyrinet transporteras över borstens kantmembran av Heme Carrier Protein 1 (HCP1). Väl inne i cellen frigörs järnet och det är då troligt att det kommer in i poolen med låg molekylvikt av järn. Användningen av hemanaloger från vegetabiliskt ursprung skulle kunna tillhandahålla en alternativ järnkälla med potentiellt hög biotillgänglighet.

Natriumjärnklorofyllin (SIC) är ett vattenlösligt halvsyntetiskt klorofyllderivat där magnesiumet i porfyrinringen har ersatts av järn. Det är ett grönbrunt pigment som löser sig i vatten, alkoholer och kloroform, men inte etrar. SIC är känt för att ha en överlägsen bearbetningsstabilitet jämfört med klorofyll och används ofta som livsmedelsfärger i asiatiska länder inklusive i Korea och Japan, för livsmedel som inte innehåller kött eller fisk. Magnesium Chlorophyllin har ett E-nummer på E140 och är godkänt som livsmedelstillsats i Europa. För närvarande finns natriumjärnklorofyllin i den designerade tillsatslistan i Japan med ett nummer 261. Utsedda tillsatser är sådana som av hälso-, arbets- och välfärdsministern utsetts som ämnen som sannolikt inte kan skada människors hälsa enligt artikel 10 i lagen om livsmedelshygien.

Med tanke på den porfyrinringhemliknande strukturen hos SIC kan det vara en alternativ leveransväg för järn, lämplig även för vegetarianer och veganer, men det finns få studier som undersöker användningen av SIC för detta ändamål.

En färsk studie av Ding et al. 2019 tyder på en positiv effekt av SIC på hemoglobinvärden (Hb) vid järnbristanemi (IDA) hos barn och vuxna efter 1 månads behandling. De antar att SIC tas upp av hembärarproteinet. Forskarna använde shengxuening-tabletter, även kända som SXN, som är baserade på klorofyll/porfyrinstrukturer extraherade från silkesmaskar där Mg ersätts med Fe och sedan tillsätts koadjutanter. Denna studie gav inga data om absorptionsvägen för SXN-föreningen. Sålunda förblir det oklart om det togs upp av hemtransportören eller om det smältes och Fe frigjordes i tarmlumen för att gå med i icke-heme Fe-poolen, och därigenom förbättrade Hb hos IDA-patienterna. Författarna beskriver också röntgendiffraktionsanalyser för att bedöma om klorofyllinporfyrinringen innehöll Fe och inte Mg, men dessa data rapporteras inte.

Miret et al. (2010) studerade stabiliteten av hem-analog SIC-absorption med hjälp av Caco-2-cellmodellen. SIC förblev stabil och endast 5 % av Fe från föreningen frigjordes vid pH 2 till 4. Interna upplösningsstudier utförda vid Human Nutrition Laboratory (HNL) visar endast 2 % frisättning av Fe från föreningen vid liknande pH nivåer. Genom att använda fastfasextraktion vid ett högre pH på 7, liknande det i tolvfingertarmen, observerade vi en Fe-förlust på 5 %, vilket kan motsvara fritt järn eller järn som frigjorts från andra bindningsställen på klorofyllstrukturen.

Toyoda et al. (2014) utförde en toxicitetsstudie av SIC utförd på han- och honråttor med oral administrering av SIC i kosten i koncentrationer på 0 %, 0,2 %, 1,0 % och 5,0 % under 13 veckor. Inga onormala kliniska tecken, ingen dödlighet och inga onormala hematologiska förändringar observerades i någon av grupperna under experimentet. Baserat på histopatologin hos öreskörteln, uppskattades nivån för no-observed-adverse-effect (NOAEL) av SIC i denna studie till 1,0 % (609 mg SIC/kg kroppsvikt (bw)/dag för män och 678 mg/ kg kroppsvikt/dag för kvinnor). I den aktuella studien kommer vi att använda 6 mg elementärt järn, i 100 mg SIC, 0,002 % av den ekvivalenta dosen administrerad av Toyoda et al.

SIC har producerats vid HNL med 75% inkorporering av järn i klorofyllet. Vårt protokoll är baserat på ett Unilever-patent som inte längre är aktivt, med intern anpassning. SIC har en neutral smak och kommer att presenteras som en mörkgrön vätska, som är lösningen av SIC i vatten.

Målet med detta projekt är att utveckla en ny järnförening som kan användas som kosttillskott. Järnhalten i vår SIC kommer att begränsas till 6 mg per dos, vilket därför inte överstiger den dagliga järndosen på 14 mg som anges som det lagliga maxvärdet i Schweiz för kosttillskott. SIC används redan i stor utsträckning som livsmedelsfärgämne och är säkert för mänsklig konsumtion.

Vi föreslår att vi testar vår SIC mot en känd komparator, järnsulfat, för att fastställa om SIC är en effektiv järntillförselförening. Om SIC, enligt hypotesen, beter sig på ett liknande sätt som hem, kommer vanliga förstärkare av järnabsorption som är effektiva på järnsulfat, såsom askorbinsyra, inte att ha någon effekt på absorptionen av järn från SIC