IJzer: wat het is en hoe het werkt

IJzer is een sporenelement zonder welke het zuurstoftransport, de werking van de mitochondriën en de synthese van DNA onmogelijk zijn. Voor sporters, vooral degenen die duurvermogen trainen, is het een van de meest kritieke stoffen in het dieet. De redactie legt uit waar ijzer in het lichaam «werkt», hoe het wordt opgenomen en waarom het lichaam elke milligram ervan zo zorgvuldig controleert.

Wat ijzer is en waar het in het lichaam voorkomt

IJzer (Fe) is een overgangsmetaal dat gemakkelijk kan wisselen tussen de tweewaardige (Fe²⁺) en de driewaardige (Fe³⁺) vorm. Juist deze eigenschap maakt het tot een onmisbare deelnemer aan redoxreacties: ijzer neemt elektronen op en staat ze af, bindt zuurstof en neemt deel aan enzymatische katalyse. Tegelijkertijd maakt diezelfde eigenschap vrij ijzer potentieel toxisch, en daarom is het in het lichaam vrijwel altijd gebonden aan eiwitten.

In het lichaam van een volwassene bevindt zich ongeveer 3–4 g ijzer. Ongeveer tweederde daarvan zit in de hemoglobine van de rode bloedcellen, een aanzienlijk deel in het myoglobine van de spieren en in enzymen, en de rest wordt opgeslagen in de vorm van ferritine en hemosiderine in de lever, de milt en het beenmerg. Bij vrouwen zijn de voorraden meestal kleiner dan bij mannen, door regelmatig menstrueel verlies.

Het bijzondere aan de ijzerstofwisseling is dat de mens geen actief mechanisme heeft om het uit te scheiden. Dagelijks verliest het lichaam slechts ongeveer 1–2 mg door afschilfering van het darm- en huidepitheel, en bij vrouwen komt daar het menstrueel verlies bij. Daarom wordt het evenwicht vrijwel uitsluitend gehandhaafd door de regeling van de opname in de darm.

De belangrijkste «bron» van ijzer voor de dagelijkse behoefte is niet de voeding, maar de recirculatie: macrofagen in de milt en de lever breken oude rode bloedcellen af en brengen het ijzer weer in omloop. Deze interne omloop bedraagt ongeveer 20–25 mg per dag, terwijl uit de voeding slechts 1–2 mg wordt opgenomen. Dit zuinige systeem werkt goed, zolang de verliezen of de behoefte niet toenemen.

Functies: zuurstof, energie, immuniteit

De bekendste functie van ijzer is het zuurstoftransport. Elk hemoglobinemolecuul bevat vier heemgroepen met een ijzeratoom in het centrum, en elk daarvan bindt één zuurstofmolecuul. Myoglobine in de spiervezels vervult een vergelijkbare rol als «lokaal reservoir» en levert zuurstof aan de mitochondriën tijdens de contractie.

Een minder opvallende, maar niet minder belangrijke rol is de energiestofwisseling. De cytochromen van de ademhalingsketen van de mitochondriën en de ijzer-zwavelclusters van enzymen bevatten ijzer. Daarom kan een ijzertekort in de weefsels, zelfs zonder bloedarmoede, het oxidatieve vermogen van de spieren verlagen en het duurvermogen verslechteren.

• Zuurstoftransport:hemoglobine, myoglobine.
• Energievoorziening:cytochromen, aconitase, succinaatdehydrogenase.
• DNA-synthese:ribonucleotidereductase, nodig voor de celdeling.
• Zenuwstelsel:synthese van dopamine en myeline.
• Immuniteit:proliferatie van lymfocyten en de werking van neutrofielen.

IJzer is ook nodig voor de synthese van neurotransmitters en de werking van de schildklier: het enzym thyreoperoxidase is een heemeiwit. Juist daarom uit een ijzertekort zich niet alleen in vermoeidheid, maar ook in een verminderde concentratie, een verminderde temperatuurregeling en frequentere infecties.

Voor een sporter komen al deze functies samen in één punt — het vermogen om langdurige inspanning te leveren. Het overzicht van Sim en collega's (2019) benadrukt dat ijzer zowel de maximale zuurstofopname beïnvloedt via de hemoglobine, als de efficiëntie van de arbeid via de weefselenzymen.

Hoe ijzer uit voeding wordt opgenomen

In de voeding onderscheidt men twee vormen van ijzer. Heemijzer komt voor in vlees, vis en gevogelte als onderdeel van hemoglobine en myoglobine; het wordt relatief goed opgenomen en is weinig afhankelijk van de overige bestanddelen van de voeding. Non-heemijzer komt voor in plantaardige producten, eieren, verrijkte producten en de meeste supplementen; de opname ervan is aanzienlijk lager en sterk afhankelijk van de samenstelling van het dieet.

Non-heemijzer uit voeding bevindt zich overwegend in de driewaardige vorm. Vóór de opname wordt het door het enzym duodenaal cytochroom b tot Fe²⁺ gereduceerd, waarna de transporter DMT1 het de cel van de dunne darm in brengt. Vervolgens blijft het ijzer ofwel in de cel in de vorm van ferritine, ofwel verlaat het via de enige bekende «exporteur» — het eiwit ferroportine — de cel richting het bloed.

In het bloed bindt ijzer zich aan het eiwit transferrine en wordt het naar de weefsels vervoerd, in de eerste plaats naar het beenmerg voor de synthese van hemoglobine. Klassiek werk van Hallberg en collega's heeft aangetoond hoe sterk fytaten, de polyfenolen van thee en koffie, calcium en, omgekeerd, ascorbinezuur dit proces beïnvloeden.

De praktische conclusie is eenvoudig: dezelfde milligram ijzer kan vele malen beter of slechter worden opgenomen, afhankelijk van waarmee het samen is gegeten en van hoezeer het lichaam op dat moment ijzer nodig heeft.

Hepcidine — de belangrijkste regulator

Een centrale rol in de ijzerstofwisseling speelt het hormoon hepcidine, dat in de lever wordt gemaakt. Het bindt zich aan ferroportine en veroorzaakt de afbraak ervan. Daardoor wordt ijzer «opgesloten» in de cellen van de darm en de macrofagen, en neemt de toevoer ervan naar het bloed af. Dit mechanisme is uitvoerig beschreven door Ganz (2013).

De aanmaak van hepcidine neemt toe wanneer de ijzervoorraden groot zijn, en neemt af bij een tekort of een versterkte erytropoëse. Maar er is nog een krachtige prikkel — ontsteking. Interleukine-6 verhoogt de hepcidinespiegel, wat evolutionair zinvol was: het beperken van beschikbaar ijzer bemoeilijkt de vermenigvuldiging van bacteriën.

Voor sporters is dit van belang omdat intensieve of langdurige training een kortdurende stijging van IL-6 veroorzaakt, en daarna van hepcidine. Onderzoek van de groep van Peeling heeft aangetoond dat de hepcidinespiegel enkele uren na de inspanning stijgt, en dat in dit «venster» de opname van ijzer uit voeding verlaagd kan zijn.

Datzelfde mechanisme verklaart waarom grote eenmalige doses ijzer uit supplementen de opname van de volgende doses deels «blokkeren»: ijzer verhoogt zelf de hepcidine gedurende anderhalve dag. Dit feit ligt ten grondslag aan de moderne aanbevelingen om ijzer om de dag in te nemen, waarover we in een apart artikel schrijven.

Hoe de ijzervoorraden worden beoordeeld

Geen enkele afzonderlijke waarde geeft een volledig beeld. Hemoglobine weerspiegelt slechts het eindstadium — de bloedarmoede — terwijl de ijzervoorraden al lang vóór de daling ervan uitgeput kunnen raken. Daarom onderscheidt men in de geneeskunde en de sportpraktijk drie stadia van een tekort: uitputting van de voorraden, deficiënte erytropoëse en ijzergebreksanemie.

De meest informatieve marker van de voorraden is het serumferritine. Een laag ferritine wijst vrijwel zeker op een tekort. Ferritine is echter ook een acutefase-eiwit en stijgt bij ontsteking, infecties en na zware trainingen, en daarom sluit een «normale» uitslag een ijzertekort niet altijd uit.

Aanvullend beoordeelt men de transferrineverzadiging, het serumijzer, de totale ijzerbindingscapaciteit en, indien nodig, de oplosbare transferrinereceptor en het C-reactieve proteïne om ontsteking te controleren. De WHO benadrukt in de richtlijn van 2020 nadrukkelijk dat men bij de interpretatie van ferritine rekening moet houden met ontsteking.

Wat sporters betreft worden in de literatuur afzonderlijke grenswaarden voor ferritine besproken, maar er is geen eenduidige standaard. Daarom kan men de interpretatie van de uitslagen beter overlaten aan de arts, die rekening houdt met het geslacht, de fase van het seizoen, de symptomen en het verloop van de waarden, en niet met één enkel getal.

Conclusies van de redactie

IJzer is niet zomaar een «element voor de hemoglobine», maar een deelnemer aan de energiestofwisseling, de DNA-synthese, de werking van de hersenen en de immuniteit. Het lichaam gebruikt het zuinig en reguleert het uitsluitend via de opname.

De belangrijkste regulator is hepcidine, waarvan de spiegel stijgt bij ontsteking en na intensieve inspanning. Dit is een van de redenen waarom sporters, vooral vrouwen en hardlopers, vaker met een tekort te maken krijgen.

De ijzerstatus moet worden beoordeeld aan de hand van een reeks analyses, en het besluit over supplementen moet samen met de arts worden genomen: een overschot aan ijzer is niet minder schadelijk dan een tekort.

De redactie beveelt aan om verder te lezen met de artikelen «Het nut van IJzer voor sporters: de wetenschappelijke onderbouwing», «Hoe IJzer in te nemen: dosering, tijdstip van inname, duur» en «Bijwerkingen van IJzer».

Bronnen

1. Ganz T. Systemic iron homeostasis. Physiol Rev. 2013;93(4):1721–1741.
2. Pasricha SR, Tye-Din J, Muckenthaler MU, Swinkels DW. Iron deficiency. Lancet. 2021;397(10270):233–248.
3. Sim M, Garvican-Lewis LA, Cox GR, et al. Iron considerations for the athlete: a narrative review. Eur J Appl Physiol. 2019;119(7):1463–1478.
4. Peeling P, Dawson B, Goodman C, Landers G, Trinder D. Athletic induced iron deficiency: new insights into the role of inflammation, cytokines and hormones. Eur J Appl Physiol. 2008;103(4):381–391.
5. Hallberg L, Brune M, Rossander L. Iron absorption in man: ascorbic acid and dose-dependent inhibition by phytate. Am J Clin Nutr. 1989;49(1):140–144.
6. World Health Organization. WHO guideline on use of ferritin concentrations to assess iron status in individuals and populations. Geneva: WHO; 2020.
7. Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academies Press; 2001.