Ferro: ruolo biologico, anemia dell’atleta

Il ferro ha un ruolo essenziale per gli esseri viventi in quanto partecipa a una varietà di processi tra cui il trasporto dell’ossigeno, degli elettroni e la sintesi del DNA.
Il ferro è presente in tracce ma riveste un ruolo fondamentale in prevalenza come ferro (III) e, a pH 7 che è il valore di pH fisiologico, la concentrazione di tale ione è minima.

Tuttavia, la maggior parte degli esseri viventi, ha una concentrazione di ferro (III) di diversi ordini di grandezza maggiore rispetto a quella attesa. I sistemi biochimici, infatti, sono in grado di concentrare e immagazzinare il ferro. Il ferro è un elemento essenziale per quasi tutti gli organismi viventi in quanto partecipa a un’ampia varietà di processi metabolici, tra cui il trasporto di ossigeno, la sintesi dell’acido desossiribonucleico (DNA) e il trasporto di elettroni.

Il corpo necessita di questo elemento per la sintesi delle sue proteine ​​di trasporto dell’ossigeno, in particolare emoglobina e mioglobina, e per la formazione di enzimi dell’eme e altri enzimi contenenti ferro coinvolti nel trasferimento di elettroni e nelle ossidoriduzioni.

Tuttavia, poiché esso può formare radicali liberi, la sua concentrazione nei tessuti corporei deve essere strettamente regolata perché in quantità eccessive può causare danni ai tessuti. A differenza dello zinco, è un elemento abbondante sulla terra ed è un componente biologicamente essenziale di ogni organismo vivente. Tuttavia, nonostante la sua abbondanza geologica,  è spesso un fattore limitante la crescita nell’ambiente.

Questo apparente paradosso è dovuto al fatto che a contatto con l’ossigeno il ferro forma ossidi, che sono altamente insolubili e quindi non sono prontamente disponibili per l’assorbimento da parte degli organismi. In risposta, si sono evoluti vari meccanismi cellulari per catturare l’elemento dall’ambiente in forme biologicamente utili.

Sistemi biochimici contenenti ferro

Circa il 6 percento del ferro corporeo è un componente di alcune proteine, essenziale per la respirazione e il metabolismo energetico, e come componente di enzimi coinvolti nella sintesi del collagene e di alcuni neurotrasmettitori ed è anche necessario per il corretto funzionamento immunitario.

Ferritina

Circa il 25 percento del ferro nel corpo è immagazzinato come ferritina, presente nelle cellule e circola nel sangue. La proteina che svolge funzione di riserva del ferro a livello epatico è la ferritina. Essa è proteina globulare che ha forma sferica con 24 subunità costituite da catene peptidiche disposte in modo regolare e formano una cavità al cui interno è ospitato il ferro.

Emoglobina

Il ferro ha un ruolo indispensabile per la produzione dei globuli rossi elementi presenti nel sangue nel cui citoplasma è presente l’emoglobina, proteina che si lega all’ossigeno a livello polmonare rilasciandolo nei tessuti.

L’emoglobina è una metalloproteina contenente ferro che si lega all’ossigeno ossidandosi da Fe²⁺ a Fe³⁺ durante il passaggio del sangue nei polmoni e lo cede ai tessuti nella circolazione periferica riducendosi nuovamente a Fe²⁺.

Transferrina

È contenuto anche in una glicoproteina costituita da una singola catena polipeptidica che ha due siti di legame con Fe (III)

È contenuto in molti enzimi tra cui le catalasi tetrameri di quattro catene polipeptidiche ciascuna contenente un gruppo in cui l’elemento ha numero di ossidazione +2 all’interno della struttura tuttavia accessibile tramite canali idrofobici.

Le catalasi sono enzimi che catalizzano la conversione del perossido di idrogeno in acqua e ossigeno molecolare.
Questa proteina detta transferrina è la principale proteina di trasporto del ferro ossidato all’interno dell’organismo.

È trasportata dagli organi in cui essa è assorbita a quelli che la utilizzano come il midollo osseo dove sono prodotti i globuli rossi.

Carenza 

La carenza di questo elemento provoca tra l’altro affaticamento, irritabilità, insonnia, vertigini, capogiri, fiato corto, dolore toracico.

Tra le cause della carenza  vi è la cosiddetta anemia dell’atleta. Essa è frequente in chi pratica sport di fondo o chi si allena piuttosto intensamente, come podisti, ciclisti e in tutti gli sport di resistenza.

Nello sportivo i livelli di emoglobina sono bassi in quanto durante l’esercizio aerobico il volume del sangue aumenta e diminuisce la concentrazione dei globuli rossi. Non è quindi di una vera patologia ma  una anemia per diluizione che si tratta con una opportuna alimentazione e eventuale assunzione di integratori alimentari.