Fer

Le fer est un minéral essentiel pour la quasi-totalité des organismes vivants, car il intervient dans une grande variété de processus métaboliques, notamment le transport de l’oxygène, les réserves d’oxygène des muscles, le transport des électrons dans le processus de respiration cellulaire et le fonctionnement de plusieurs enzymes, dont certaines participent à la synthèse des neurotransmetteurs ou de l’ARN messager.

La carence en fer, provoquant une anémie, est très fréquente et des troubles liés à une surcharge en fer sont également rencontrés. Dans cet article, je vous propose de découvrir les différents rôles du fer dans notre organisme, son transport et son stockage, les notions de fer hémique et non hémique, la biodisponibilité du fer dans notre alimentation, les causes de la carence en fer et comment y remédier, ainsi que les problèmes liés à la surcharge en fer.

Introduction

Depuis l’Antiquité, l’homme a compris le rôle particulier du fer sur la santé et les maladies. Le fer était déjà utilisé à des fins thérapeutiques par les Égyptiens, les Hindous, les Grecs et les Romains. Au XVIIe siècle, le fer était utilisé pour traiter la chlorose ou maladie verte, une maladie résultant souvent d’une carence en fer. Cependant, ce n’est qu’en 1932 que l’importance du fer a définitivement été établie grâce à la découverte de la nécessité du fer inorganique pour la biosynthèse de l’hémoglobine. Pendant de nombreuses années, l’intérêt nutritionnel pour le fer s’est concentré sur son rôle dans la formation de l’hémoglobine et le transport de l’oxygène, et ce n’est que plus tard que les autres processus dans lesquels le fer est impliqué ont été découverts.

Tout savoir sur le fer dans notre organisme

Hémoglobine et transport de l’oxygène.

Le corps humain contient environ 2,5 à 4 grammes de fer, dont environ deux tiers dans l’hémoglobine. L’hémoglobine, communément appelée Hb, est le principal composant des globules rouges à qui elle donne sa couleur. La principale fonction de l’hémoglobine est de transporter l’oxygène. L’oxygène (O2) est prélevé dans les poumons, lié à l’hémoglobine contenue dans nos globules rouges et transporté dans nos vaisseaux sanguins pour oxygéner toutes les cellules de notre corps. Au retour, l’hémoglobine absorbe du dioxyde de carbone (CO2), qui est ensuite expiré par les poumons.

Le fer est donc au centre de l’hémoglobine et un faible taux d’hémoglobine, l’anémie, peut être causé par une carence en fer, appelée anémie ferriprive. Mesuré via un ionogramme sanguin, le taux normal d’hémoglobine se situe entre 12 et 16 g/dL chez les femmes. Chez les hommes, le taux normal est de 14 à 18 g/dL.

L’anémie est un problème de santé grave et doit toujours être traitée rapidement, car elle entraîne un manque d’oxygène pour toutes les cellules de l’organisme.

Myoglobine et réserves d’oxygène dans nos muscles.

La myoglobine, communément abrégée par le symbole Mb, est une autre métalloprotéine contenant du fer. Elle est présente dans les muscles des vertébrés, notamment des mammifères. La myoglobine est structurellement apparentée à l’hémoglobine, mais sa fonction est de stocker l’oxygène (O2) plutôt que de le transporter. La myoglobine est le principal pigment qui fixe l’oxygène dans les muscles.

Une concentration plus élevée de myoglobine dans les cellules musculaires permet aux vertébrés de retenir leur souffle plus longtemps : les muscles des mammifères marins tels que les baleines et les pinnipèdes en contiennent particulièrement beaucoup, jusqu’à 6 g de myoglobine pour 100 g de muscle chez les cétacés, soit dix fois plus que chez l’homme. La myoglobine est présente dans le myocarde et les muscles striés squelettiques. Le fer est donc un élément essentiel au bon fonctionnement de nos muscles car la myoglobine permet de pallier à un défaut d’oxygénation transitoire dans les situations d’exercice intense.

Cytochrome et production d’énergie dans la chaîne respiratoire mitochondriale

Nos cellules contiennent de petits compartiments appelés mitochondries qui sont comme de petites centrales électriques. C’est dans ces mitochondries que l’énergie nécessaire au bon fonctionnement de nos cellules est produite sous forme de molécules d’ATP. C’est dans nos mitochondries que le fer occupe une place essentielle en permettant à des enzymes de la chaîne respiratoire, les cytochromes, de fonctionner. Le fer est donc un élément essentiel dans la production de notre énergie cellulaire.

Enzymes pour la biosynthèse des neurotransmetteurs et de l’ARN messager

Notre organisme a également besoin de fer pour la formation de l’hème et d’autres enzymes contenant du fer. Ces enzymes contenant du fer jouent un rôle crucial dans de nombreuses réactions de biosynthèse. Par exemple, le fer est présent dans les enzymes qui permettent la production de neurotransmetteurs et la transcription de certains ARN messager. Une carence en fer peut donc compromettre les fonctions cognitives, limiter le métabolisme des tissus en division et altérer la croissance des enfants et des adolescents.

La ferritine, notre réserve de fer

Vous avez probablement déjà vu le terme “ferritine” dans les résultats de votre analyse de sang. La ferritine est une protéine ressemblant à une coquille d’œuf qui est capable de stocker du fer en son sein. Une seule molécule de ferritine peut stocker jusqu’à 4 500 atomes de fer, ce qui en fait la protéine de stockage de fer par excellence. 25 % du fer de notre organisme est contenu dans ces réserves de ferritine facilement disponibles⁽¹⁾.

La ferritine est présente dans le foie, la rate, les muscles squelettiques, la moelle osseuse et également dans la circulation sanguine en plus petites quantités.

Ainsi, la quantité de ferritine dans le sang est directement liée à la quantité de fer dans l’organisme. La mesure de la ferritine est importante, car certaines personnes peuvent présenter une carence en fer sans anémie, qui n’est souvent pas diagnostiquée. La ferritine est le marqueur le plus spécifique : une valeur inférieure à 10 μg/l représente des réserves épuisées, des taux compris entre 10 et 30 μg/l indiquent une carence en fer.

La ferritine joue également un rôle clé dans le métabolisme du fer : elle régule son absorption intestinale en fonction des besoins de l’organisme. La ferritine a donc une fonction de réserve et de régulation des quantités de fer dans notre organisme.

La transferrine, la protéine de transport du fer

Le fer circule dans le plasma lié à une protéine, la transferrine, également connue sous le nom de sidérophiline. La transferrine sert à transporter le fer vers la moelle osseuse où il est incorporé dans l’hémoglobine des globules rouges. Le taux de transferrine est souvent mesuré par analyse. Ce taux dépend de l’état nutritionnel en fer et du bon fonctionnement du foie. Le taux normal de transferrine dans le sang se situe entre 2 et 4 g/L.

Récupération et pertes de fer

Contrairement à d’autres micronutriments que notre organisme élimine par les selles et l’urine, le fer a la particularité de pouvoir être récupéré et donc conservé par notre corps. En effet, une fois le fer absorbé, il n’existe aucun mécanisme physiologique permettant d’excréter l’excès de fer de l’organisme. Seule une quantité minime de 1 à 2 mg par jour est perdue avec la desquamation des cellules épithéliales. Les seules pertes significatives de fer se produisent lors de la perte de sang, c’est-à-dire pendant les menstruations, ou par d’autres saignements, et pendant la grossesse où une partie du fer de la mère est transmise au fœtus.

Le fer dans l’alimentation

Fer hémique et non hémique

Vous avez peut-être déjà entendu les termes de fer hémique et non hémique. Dans le corps humain, le fer existe principalement sous une forme complexée à une molécule appelée hème. Ce fer complexé est appelé fer hémique et le fer qui n’est pas complexé à la molécule d’hème est appelé fer non hémique. L’hémoglobine et la myoglobine contiennent du fer héminique, ce qui en fait la forme prédominante de fer dans notre organisme.

Références nutritionnelles en fer

Les références nutritionnelles en fer ont été fixées pour permettre des réserves suffisantes. En 2016, les références nutritionnelles pour la population adulte ont été actualisées par l’ANSES et sont désormais estimées à un apport de 11 mg par jour pour les hommes et les femmes ayant des pertes menstruelles faibles ou normales (soit pour 80 % de la population féminine non ménopausée), ou pour les femmes ménopausées. Ces apports sont estimés à 16 mg par jour pour la femme non ménopausée ayant des pertes menstruelles abondantes.

Biodisponibilité du fer héminique et non héminique

Ces références nutritionnelles concernent le fer alimentaire sous toutes ses formes. Cependant, le fer présent dans notre alimentation se présente sous deux formes : le fer héminique et le fer non héminique. Les principales sources de fer héminique sont l’hémoglobine et la myoglobine de la viande, de la volaille et du poisson, tandis que le fer non héminique provient des céréales, des légumineuses, des fruits et des légumes.

La biodisponibilité du fer héminique est meilleure, de l’ordre de 15 à 35 %, et les facteurs alimentaires (pH, autres nutriments) ont peu d’effet sur son absorption. L’absorption du fer non héminique est beaucoup plus faible, de l’ordre de 2 à 20 %, et est fortement influencée par la présence d’autres composants alimentaires⁽²⁾.

Néanmoins, la quantité de fer non héminique dans l’alimentation est plusieurs fois supérieure à celle du fer héminique. Ainsi, malgré sa plus faible biodisponibilité, le fer non héminique contribue généralement davantage à notre apport en fer que le fer héminique⁽³⁾.

Sources animales de fer

Sources végétales de fer

Inhibiteurs et activateurs de l’absorption du fer

Les principaux inhibiteurs de l’absorption du fer sont l’acide phytique, les polyphénols, le calcium et les peptides protéiques partiellement digérés. Le principal activateur de l’absorption du fer est l’acide ascorbique (“vitamine C”). C’est pourquoi le fer contenu dans les fruits et légumes crus est mieux absorbé.

Carences en fer

La carence en fer est donc plus fréquente chez les femmes non ménopausées qui subissent des pertes de fer pendant les menstruations (en moyenne environ 1 à 2 mg/jour) et pendant la grossesse⁽⁴⁾. La perte de fer peut également être causée par des saignements, par exemple au niveau du tractus gastro-intestinal. Ainsi, l’anémie est un signe qui indique souvent la présence d’un cancer du côlon.

En dehors de ces cas, la plupart des anémies dans les pays industrialisés sont dues à un faible apport en fer alimentaire et/ou à une faible biodisponibilité du fer alimentaire.

Les symptômes possibles d’une carence en fer sont les suivants : fatigue chronique, performances et concentration réduites, pâleur, vertiges et maux de tête, cheveux et ongles cassants, lèvres gercées, nervosité, irritabilité.

Comment prévenir et traiter une carence en fer ?

En cas de carence en fer, il est important de rechercher les causes possibles de perte de sang. Il sera également nécessaire d’intervenir sur le régime alimentaire en augmentant la consommation de viande et de poisson, qui contiennent du fer héminique ayant une meilleure biodisponibilité. En cas de carence en fer marquée, le citrate de fer est couramment proposé comme complément oral. Une autre option naturelle très intéressante est la spiruline, une poudre dérivée d’une microalgue.

Les conseils pour améliorer l’absorption du fer

Pour optimiser l’absorption du fer, consommez des aliments riches en vitamine C, comme les agrumes, les tomates ou les poivrons, en même temps que les sources de fer non-héminique. Évitez de consommer du thé, du café ou des produits laitiers lors des repas riches en fer, car ils peuvent diminuer son absorption.

Les différents types de suppléments disponibles

Il existe plusieurs types de suppléments de fer, tels que les comprimés, les gélules, les liquides et les injections. Les sels ferreux, tels que le sulfate ferreux, le gluconate ferreux et le fumarate ferreux, sont les formes les plus couramment utilisées en raison de leur meilleure absorption.

La spiruline, 10 fois plus riche en fer que la viande rouge

Malgré son abondance géologique, le fer est souvent un facteur limitant pour tous les êtres vivants dans l’environnement. Ce paradoxe apparent tient au fait qu’au contact de l’oxygène, le fer forme des oxydes, très insolubles et donc difficilement assimilables par les organismes vivants.

En réponse à cette faible biodisponibilité, divers mécanismes cellulaires ont évolué pour capturer le fer de l’environnement sous des formes biologiquement utiles. On peut citer les mécanismes développés par les levures pour réduire le fer de l’état ferrique insoluble (Fe⁺³) à l’état ferreux soluble (Fe⁺²), ou les sidérophores, des chélateurs de métaux de faible poids moléculaire qui fonctionnent dans l’absorption microbienne du fer. Ainsi, la spiruline, une poudre issue de cyanobactéries riches en sidérophores, possède d’excellentes capacités d’absorption du fer de son environnement.

Ceci explique l’excellente teneur en fer de la spiruline, estimée à 28,5 mg pour 100 g selon la référence CIQUAL. En comparaison, la viande rouge cuite contient 2,84 mg de fer pour 100 grammes. Et même si le fer contenu dans la spiruline est du fer non héminique, les micronutriments de la spiruline sont connus pour être très facilement assimilables, car la microalgue ne possède pas de paroi cellulosique. Ainsi, des études préliminaires sur des modèles animaux montrent que la spiruline permet un taux de récupération de l’hémoglobine plus élevé que la supplémentation en citrate de fer⁽⁵⁾. De plus, le citrate de fer par voie orale a tendance à produire une constipation sévère, et cet inconfort ne se manifeste pas avec la prise de spiruline.

Surcharge en fer

Les quantités de fer présentes dans l’alimentation et sa faible absorption font qu’il est quasiment impossible que la surcharge en fer soit due à l’alimentation. Les causes d’un excès de fer dans l’organisme seront donc plutôt liées à un surdosage en suppléments de fer, à des transfusions sanguines répétées, à une dégradation excessive et pathologique des globules rouges ou à une maladie génétique, l’hémochromatose, qui augmente anormalement l’absorption du fer.

Lorsqu’il y a un excès de fer dans l’organisme, celui-ci se dépose dans les tissus de tout le corps. Des symptômes et des complications peuvent survenir en cas d’accumulation dans les organes endocriniens, notamment le pancréas, les gonades et l’hypophyse, ainsi que dans le foie et le cœur. En outre, l’excès de fer a un effet pro-inflammatoire et pro-oxydant.

L’hémochromatose

L’hémochromatose est une maladie génétique caractérisée par une absorption excessive de fer provenant de l’alimentation. Cette absorption anormalement élevée entraîne une accumulation toxique de ce fer dans l’organisme, qui peut affecter différents organes tels que la peau, le foie, le cœur, le pancréas, etc.

Cette accumulation de fer se fait très progressivement et les symptômes de l’hémochromatose apparaissent souvent tardivement, à partir de 40 ans. Avant cet âge, la maladie se développe sans symptômes. Dépistée à un stade précoce, l’hémochromatose peut être traitée par des prises de sang régulières afin de réguler le taux de fer dans l’organisme.

L’intoxication au plomb et perturbation du métabolisme du fer

Le plomb est un élément particulièrement néfaste pour le métabolisme du fer⁽⁶⁾. En effet, le plomb est absorbé par les voies d’absorption du fer (par les transporteurs DTM1) et va donc empêcher l’absorption du fer. Par ailleurs, le plomb présent dans l’organisme va bloquer le fer par inhibition compétitive. En effet, le plomb interfère avec un certain nombre d’étapes métaboliques importantes du fer telles que la biosynthèse de l’hème. Cet impact multiforme du plomb a des conséquences particulièrement graves chez les enfants, où le plomb ne produit pas seulement une anémie, mais peut également altérer les facultés cognitives. Le saturnisme est la maladie due à une intoxication aiguë ou chronique au plomb.

Vos questions fréquemment posées

Sur le même sujet

Aliments riches en fer : liste complète et conseils pour un régime équilibré en fer