Effekt av höjd på järnabsorption hos järnutarmade kvinnor (PotatoAlt)

Populationer som bor på högre höjder kan ha högre järnbehov, eftersom kroppsjärn naturligt ökar hos långtidsboende på hög höjd för att kompensera för det lägre syrepartialtrycket. En bostadshöjd på 3600 möh innebär en ökning av hemoglobin på ≈30 g Hb/l, vilket skulle motsvara, hos en kvinna på 60 kg, en ökning med ≈500 mg järn av röda blodkroppar. Tidiga studier i Bolivia har föreslagit minskade järndepåer hos kvinnor som bor på höjder >3000 möh, jämfört med deras motpart som bor under 3000 möh.

Den kortvariga exponeringen för höga höjder har djupgående effekter på järnmetabolismen. Det lägre syrepartialtrycket ökar hastigheten för syntesen av röda blodkroppar, vilket återspeglas i minskade parametrar för järnstatus såsom serumjärn, serumferritin och en ökning av erytropoietin och erytroferron som i sin tur nedreglerar hepcidin, huvudregulatorn för systemiskt järn metabolism, som påverkar järnfrisättningen från lagren och järnabsorptionen via kosten. Dessutom stabiliserar intracellulära syresensorer, prolylhydrolaserna (PHDs), hypoxiinducerbara faktorer (HIF-1α och HIF2-α) som kritiskt kontrollerar transkriptionella regulatorer såsom dimetalltransportör-1 (DMT-1) som ansvarar för apikal järnabsorption i enterocyter.

Tidiga studier i Peru av Huff et al. visade markant kortvarig ökning av serumjärninkorporering i röda blodkroppar hos försökspersoner infödda från Lima (havsnivån) under acklimatisering vid Morococha, vid 4540 möh. Motsatsen var fallet hos infödda i Marockocha under acklimatiseringen i Lima, eftersom de hade en minskad hastighet av plasmajärnöverföring till röda blodkroppar. Noterbart dock, under den korta varaktigheten av studien (10 dagar) kunde ingen markant förändring i volymen av röda blodkroppar, hemoglobin eller massa av röda blodkroppar detekteras.

Trots dessa väl beskrivna biologiska mekanismer och kortsiktiga effekter på fysiologiska markörer för järnstatus, är effekterna av kronisk exponering för hög höjd på järnstatus, kroppens järnfack och kostens järnbehov ofullständigt förstått. Genetiska faktorer som reflekteras av olika etniciteter anses spela en stor roll i höjdinducerade anpassningar av järnmetabolismen.

En nyligen genomförd stor studie (n=71798) utförd på unga män och järnfyllda värnpliktiga schweiziska arméer tyder på en stadig ökning av hemoglobin och ferritin med ökande höjd över havet, en ökning som kunde detekteras med varje 300 möhs ökning, med början på så lågt som 300 möh höjd över havet. Författarna föreslog också att i denna population steg serumferritin med höjden, oberoende av ökningen av hemoglobin, vilket tyder på en separat biologisk mekanism som driver järnförråd med ökande höjd. Dessa data står i kontrast till data från Bolivia från till synes friska kvinnor i reproduktiv ålder, där kroppens järndepåer minskade på höjder >3000 m.h. jämfört med kvinnor som bor på lägre höjder (<3000 m.h.), vilket tyder på att järntillgången på hög höjd kan vara en begränsande faktor för optimala järndepåer och för att förebygga anemi. Mer forskning behövs därför om bestämningsfaktorerna för järnbalansen i funktion av höjden, nämligen samspelet mellan kostens järnabsorption, järnstatus och järnstatusmarkörer.

Det primära syftet med den föreslagna forskningen är att fastställa biotillgängligheten av järn från bioberikad potatis på olika höjder i populationer av andinsk härkomst. Människoförsök kommer att genomföras med frivilliga i Huancavelica-regionen i Peru (höjd: 3676 meter) samt i Lima (höjd nära havsnivån). Syftet är att bedöma effekten av höjd på absorptionen från en lovande järnbioberikad potatissort. Dessa försök kräver inkorporering av järnstabila isotoper i måltiderna hos de bioberikade och analys av isotoperna i efterföljande blodprover (röda blodkroppar).