Teneurs en fer de quelques aliments

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Pertes

Les pertes sont réparties en pertes quotidiennes, liées à la desquamation des cellules cutanées, au tractus digestif, au tractus urinaire, aux menstruations chez la femme cyclée ainsi que les pertes pathologiques (hémorragies) qui sont épisodiques. Les pertes quotidiennes moyennes sont de 1 à 2 mg chez l’Homme au double chez la femme (9, 10, 13). En effet, chez la femme en période d’activité génitale, les pertes menstruelles sont en moyenne de 30 mg par cycle, correspondant à la quantité de fer absorbée en un mois (10). Pour compenser les pertes physiologiques ou pathologiques par hémorragies, l’organisme dépend du fer de l’alimentation. Il y un risque de déséquilibre vers les carences martiales lorsque les pertes sont augmentées (12). Il n’existe pas de mécanismes d’excrétion du fer. Il s’accumule lentement tout au long de la vie et est recyclé en permanence. A de fortes concentrations, il devient toxique.

Absorption du fer

L’absorption est duodénale, après décomplexassion du fer et de ses protéines dans l’estomac, et transformation du fer ferrique en fer ferreux absorbable (13).

Facteurs modulant l’Absorption du fer

La biodisponibilité du fer intestinale dépend de sa forme physicochimique et de la présence éventuelle de substances alimentaires pouvant modifier son absorption de façon positive ou négative:
• Le fer ferreux est mieux absorbé que le fer ferrique
• Le fer d’origine animale est mieux absorbé que celui d’origine végétale.
L’absorption du fer non héminique nécessite sa réduction en Fe2+. Cette absorption est favorisée par l’éthanol alors qu’elle est inhibée par les substances alcalinisant ou susceptibles de former des complexes avec le fer (tanins, phytates, jaune d’œuf, fibres alimentaires …) et les sécrétions pancréatiques de bicarbonate. L’absorption du fer héminique mieux absorbable n’est pas modifiée par la nature du bol alimentaire.

Mécanisme de l’absorption

Dans le duodénum et plus accessoirement le jéjunum, le fer passe du pole intestinale au pole sanguin de la cellule intestinale. Le fer ferreux pénètre par la bordure en brosse de la cellule intestinale, par fixation sur des récepteurs DMT1, divalent métal transporteur 1 (ou Nramp2), dont le nombre varie avec les besoins en fer de l’organisme. La traversée de la membrane se fait selon un phénomène actif. Dans la cellule de la muqueuse intestinale, le fer ferreux peut suivre deux voies en fonction des besoins en fer de l’organisme :
• Soit il se lie à l’apoferritine pour former la ferritine, forme de stockage mobilisable. Cependant cet excès entérocytaire du fer est transitoire du fait de la desquamation des cellules de la muqueuse intestinale ;
• Soit il est pris en charge par la ferroportine qui le transporte au pôle basal de l’entérocyte ou il
est oxydé par l’héphaestine en Fe3+. De là, il est fixé sur la sidérophiline qui va le transporter jusqu’au lieu d’utilisation à raison de deux atomes de fer par molécule de sidérophiline (9). La figure 3 synthétise ce mécanisme.

Transport plasmatique

Bien que peu important quantitativement, ce compartiment est au centre des mouvements internes du fer (10). Le fer plasmatique provient essentiellement de la destruction des hématies les plus anciennes par le système macrophagique de la moelle et du foie. Ce fer sérique n’est jamais libre, mais fixé à la sidérophiline. La sidérophiline n’est normalement saturée qu’au tiers de sa capacité. Tous les échanges de fer se font par l’intermédiaire de la sidérophiline. Le fer circulant porté par la transferrine est capté par les érythroblastes médullaires.

Métabolisme intracellulaire du fer

Utilisation métabolique (pool fonctionnel)

• 75% du fer servent à la synthèse de l’hémoglobine : dans les précurseurs médullaires érythroblastiques, le fer entre dans les mitochondries ou il peut être incorporé à la protoporphyrine pour former l’hème ;
• Une autre part de fer contenu dans le cytoplasme cellulaire est destinée à la synthèse des autres protéines à structure héminique ou non héminique.

Stockage du fer

Dès que la concentration en fer cytoplasmique augmente, le fer est stocké afin de ne pas être toxique. Les réserves de fer sont très variables d’un individu à l’autre. Chez l’homme adulte elles sont de 0,8 à 1,6 g mais seulement de 0,6 à 0,9 g chez la femme. Elles sont localisées principalement dans le foie et la rate, sous forme Fe3+, en réserve au sein de deux protéines, représentant respectivement 70% et 30% du pool de stockage : la ferritine, forme de réserve prédominante, représente la forme rapidement mobilisable et l’hémosidérine (9).

Régulation

L’hepcidine, sécrété dans le sang par l’hépatocyte, peut inhiber la libération du fer par les entérocytes, les macrophages, mais aussi les hépatocytes eux-mêmes via une action sur la ferroportine. L’hepcidine est un peptide hépatique. IL permet donc l’inhibition de l’absorption duodénale du fer et de sa rétention dans les macrophages. Sa production est augmentée lors de syndromes inflammatoires et des surcharges martiales, mais en revanche diminuée lors des anémies (12, 13).
Le métabolisme du fer, illustré par la figure 4, est indispensable à l’érythropoïèse et au fonctionnement des hématies. Le bilan complet nécessite souvent de déterminer certains éléments de la lignée rouge (numération globulaire, hémoglobine, hématocrite, volume globulaire moyen, réticulocytes) en plus des paramètres biochimiques du métabolisme du fer. Cependant, la spécificité des marqueurs du fer permet de réaliser un bilan partiel fiable.

METHODES D’EXPLORATION

Plusieurs paramètres biologiques permettent d’explorer le métabolisme du fer. Cette évaluation se fait dans plusieurs compartiments de l’organisme selon la sensibilité, la spécificité et la faisabilité des différents indicateurs :

Les paramètres hématologiques

L’hémogramme ou numération formulée sanguine est un examen qui a pour but d’apporter des informations quantitatives et qualitatives sur les cellules sanguines à travers le calcul de l’hématocrite, la numération des globules rouges, la concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine (CCMH), le volume globulaire moyen (VGM). Ces paramètres hématologiques courants explorent le compartiment érythrocytaire. Lors d’une carence martiale, les anomalies de l’hémogramme apparaissent tardivement. Elles traduisent un déficit déjà important des réserves.

Les paramètres biochimiques

L’étude clinique du métabolisme du fer repose sur le dosage du fer sérique, de la transferrine mais aussi de la ferritine.

Dosage de la ferritine

Définition de la ferritine

La ferritine est une glycoprotéine ubiquitaire constituée d’une coque protéique, l’apoferritine délimitant une cavité centrale dans laquelle le fer se trouve sous forme d’oxydes ferriques hydratés liés à des ions phosphates (polyhydroxyphosphate de fer ferrique). L’apoferritine est constituée de 24 sous- unités assemblées en une structure compacte. Il existe deux types de sous-unités H (Heart) et L (Liver) codées par des gènes distincts, ne représentant que 50% de l’hémoglobine de structure avec une structure tridimensionnelle très conservée. La ferritine est une forme hydrosoluble de stockage du fer, facilement mobilisable. Elle peut emmagasiner jusqu’à 4500 atomes de fer. Dans les conditions physiologiques, les cellules se protègent ainsi de la toxicité du fer en l’emmagasinant dans le noyau central (12 à 13 nm). Bien qu’ubiquitaire, elle est localisée plus particulièrement dans certaines cellules : les macrophages du SRH du foie, la rate, la moelle osseuse, et les hépatocytes (9, 11).

Indication du dosage

La diminution de la ferritine sérique est le test le plus sensible et le plus précoce d’une carence martiale. C’est aussi un paramètre qui permet de juger de la restauration des réserves en fer. La ferritine sérique est un bon reflet des réserves. En effet, son taux varie parallèlement aux réserves de l’organisme (10).

Méthodes de dosage

La quantification de la ferritine sérique peut se faire par des méthodes :
 Immunochimiques (immunofluorimétrie, immunoluminométrie, immunoprécipitation).
 Immuno enzymatiques.
Nous avons effectué le dosage électrochimiluminescent (immunoluminométrie) de la ferritine.
Ce dosage Sandwich présente de nombreux avantages :
 Protocole simple
 Sensible
 Spécifique du fait des anticorps (Ac) de spécificité différente
 Risque moindre d’encombrement stérique du fait des Ac spécifiques Les limites de ce dosage sont :
 Effet crochet pour de forte concentration d’analyte à doser (en cas d’inflammation)
 Interférence des Ac surtout en cas de défaut de spécificité de ces Ac (9).

VARIATIONS PATHOLOGIQUES

La carence

Etiologie de la carence

La carence martiale relève davantage d’une perte excessive que d’un manque d’apport
 Apports insuffisants (Malnutrition, Malabsorption intestinale)
 Pertes de sang chroniques: digestives, urinaires, génitales (chez la femme en activité génitale), donneurs de sang (+ de 3 dons par an)
 Utilisation intensive du fer et augmentation des besoins : croissance (jeune enfant), femme enceinte (en fin de grossesse), femme multipare (11).

Etapes du développement de la carence

La carence s’installe progressivement en trois phases : la carence latente, la carence installée et l’anémie. Le terme ultime de la carence est en effet une anémie microcytaire hypochrome :
• La déplétion se fait d’abord aux dépends des réserves : elle se manifeste par une baisse progressive du taux de ferritine plasmatique, anomalie la plus précoce d’une carence martiale débutante. Puis, par réaction à l’épuisement des réserves, le taux plasmatique de transferrine (dont la synthèse est stimulée par un rétrocontrôle négatif du fer sérique abaissé) augmente. Puis le fer sérique chute.
• Le déficit en fer (qui est le principal constituant de l’hème) induit une diminution de synthèse de l’Hb dans l’érythroblaste,
• Une anémie microcytaire apparait quand la carence est devenue importante.
La cinétique des anomalies observées est ainsi la suivante : baisse de ferritine, augmentation de la capacité totale de fixation (CTF) de la sidérophiline, baisse du fer sérique, apparition de la microcytose, puis hypochromie et baisse du taux d’hémoglobine. Le traitement martial corrige toutes les anomalies dans la séquence inverse de leur apparition (11, 13). Lors de thérapeutiques martiales, la normalisation de la ferritine survient généralement seulement un mois et demi à deux mois après celle de l’hémoglobine et de la sidérémie. La ferritine est le dernier marqueur à se normalise et constitue ainsi la preuve d’une reconstitution satisfaisante des réserves (9).

Conséquences de la carence

 Anémie,
 Réduction, insuffisance des performances physiques et cognitives,
 Sensibilité accrue aux infections,
 Anomalie des épithéliums ou des phanères,
 Mortalité maternelle et infantile (3, 11).

Don de Sang et carence en fer

Toute hémorragie pathologique représente une cause de perte en fer. Même une hémorragie de petit volume, répétée et prolongée peut épuiser les réserves de fer de l’organisme (12).
Après le don de 450 ml de sang, un donneur homme perd environ 242 mg de fer et une femme 217 mg (16). La perte est vite compensée par la mobilisation des réserves sous forme de ferritine. Ces réserves peuvent être reconstituées par une alimentation équilibrée. En cas de pertes supérieures aux entrées, l’organisme puise dans les réserves et une carence s’installe (11). En effet, même en cas de grands besoins, l’absorption par la cellule intestinale ne dépasse pas 5 à 10 mg par jour. Ainsi, une hémorragie chronique peut représenter une perte plus importante que cet apport, d’où une balance négative (12). Des dons répétés (supérieures à trois par an) peuvent petit à petit épuiser les réserves de l’organisme. Il est reconnu que le don de sang peut conduire à une carence en fer chez les donneurs réguliers. Ce problème peut apparaitre sans qu’il ait été mis en évidence lors d’un dosage de l’Hb préalable au don. Il est particulièrement important pour les femmes pendant la période d’activité génitale (17). Le seul moyen de compensation est d’augmenter de façon très importante le contenu en fer de la ration alimentaire par l’apport de fer médicamenteux (12).

Critères d’inclusion et d’exclusion

Les donneurs prenant des suppléments en fer sont exclus de l’étude. L’étude a porté sur les donneurs sang sains et sans antécédents médicaux. Les examens bactériologiques (Paludisme, microfilaires) et sérologiques (VIH, Hépatite B, Hépatite C, Syphilis, HTLV) nous ont permis de sélectionner les donneurs sains.

Prélèvement

La phase analytique a nécessité au préalable la collecte des échantillons de sang. Le prélèvement s’est fait par ponction veineuse au pli du coude. Et chaque donneur a donné 400 à 450 ml de sang total. Des échantillons de sang ont été prélevés dans des tubes secs d’une capacité de 10 ml pour la détermination des concentrations de ferritine sérique. Les sérums collectés ont été congelés à -80°C avant l’analyse.

Dosage de la Ferritinémie

Principe

Le dosage de la ferritine est un test immunologique pour la détermination quantitative in vitro de ferritine dans le sérum et le plasma humain. C’est un test par électro chimiluminescence «ECLA». Il utilise la méthode sandwich. La durée totale du cycle analytique étant de 18 minutes. Il repose sur deux incubations :
 Première incubation
Une prise d’essai de 10 µL est mise en présence d’un anticorps monoclonal anti-ferritine spécifique marqué à la biotine et d’un anticorps anti-ferritine spécifique marqué au ruthénium. Il se forme un «sandwich».
 Seconde incubation
Les microparticules tapissées de streptadivine sont ajoutées dans la cuvette réactionnelle. Le complexe immun est fixé à la phase solide par liaison streptadivine-biotine.
Le mélange réactionnel est transféré dans la cellule de mesure, les microparticules sont maintenues au niveau de l’électrode par un aimant.
L’élimination de la fraction libre est effectuée par le passage de la solution «Procell». Une différence de potentiel appliquée à l’électrode déclenche la production de luminescence qui est mesurée par photomultiplicateur (15). Les résultats sont obtenus par lecture directe sur l’automate.

Mode opératoire

Après avoir calibré l’appareil il faut placer les réactifs, la solution de lavage, la solution de dilution et les embouts à leurs places respectives dans l’appareil.
Puis il faut mettre les sérums dans les cupules (au moins 1 microlitre de sérum par cupule) et les introduire dans l’automate. Lancer la lecture. L’automate détermine automatiquement la concentration en analytes de chaque échantillon. Les résultats sont exprimés au choix en µg/L ou en ng/ml. Lorsque le cycle analytique est terminé, les résultats sont obtenus soit sur support papier imprimé, soit par lecture directe sur l’automate.

Valeurs de références (15)

Statistiques

Nous avons étudié la ferritinémie par des tests bivariés et des tests multivariés. Les tests bivariés nous ont permis d’apprécier les variations de la ferritine en fonction des différents paramètres. Les études multivariées nous ont permis d’identifier les paramètres les plus influençant sur la diminution de la teneur en ferritine de l’organisme.
Le logiciel Epi info 7 nous a permis d’établir les caractéristiques de notre population en général et des différents groupes en particulier.
Le traitement statistique de l’hypoferritinémie s’est fait d’une part avec Microsoft Excel 2007 et d’autre part avec le logiciel SPSS 19.
Microsoft Excel 2007 nous a permis de calculer et de schématiser les proportions de carence martiale en fonction du sexe d’abord, puis en fonction du nombre de dons, en fonction de l’âge et du sexe, et enfin en tenant compte du nombre de dons et du sexe. Ainsi, le test du Khi 2 nous a permis d’étudier la relation entre l’hypoferritinémie et le nombre de dons.
Le logiciel SPSS nous a permis la comparaison et l’étude de significativité des pourcentages obtenus. Lorsque P< 0,05 nous admettons une significativité. Pour le calcul de l’Anova à un facteur, les concentrations sériques de ferritine constituaient la variable dépendante alors que l’âge, le sexe et le nombre de dons les variables indépendantes.

DISCUSSION

Notre population est composée de 338 donneurs âgés en moyenne de 30 ans. Les donneurs avaient essentiellement 29 ans. L’âge minimal est de 18 ans et l’âge maximal de 61 ans. Le sexe ratio est égal à 2,25.
Les caractéristiques des différents groupes diffèrent peu de celles de la population générale. En effet, l’âge minimal est de 18 ans et l’âge maximal de 51 ans. 50% de ce sous ensemble avait un âge inférieur à 27 ans et le plus grand nombre d’individus avaient 21 ans. Le sexe Ratio était de 1,15.
Les donneurs du groupe II sont âgés au moins de 20 ans, au plus de 55 ans. L’âge modal était de 27 ans. Le sexe ratio était de 2,67.
Au sein du groupe III la majorité des donneurs réguliers sont âgés de 34 ans et l’âge modal est de 26 ans. Le sexe ratio est dans ce groupe de 3,83.
La fréquence est de 23/104 (22,11%) chez les femmes et de 29/234 (12,39%) chez les hommes.
Nous avons étudié les variations de la carence martiale en fonction :
• Du nombre de dons,
• Du Sexe
• Du sexe et de l’âge
• Du sexe et du nombre de dons.
Ces études bivariées ou multivariées nous ont permis d’établir l’évolution de la carence martiale en fonction de ces différents paramètres et d’identifier les paramètres les plus influençant sur la diminution de la ferritine. A l’issu de ces études nous avons observés :

Table des matières

RESUME
ABSTRACT
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE: SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
I. METABOLISME DU FER
I.1.Biochimie
I.2. Répartition dans l’organisme
I.3.Fonctions
I.4. Cycle du Fer
I.5. Apports
I.6. Teneurs en fer de quelques aliments
I.7.Pertes
I.8. Absorption du fer
I. 9. Transport plasmatique
I .10. Métabolisme intracellulaire du fer
II. METHODES D’EXPLORATION
II.1. Les paramètres hématologiques
II.2. Les paramètres biochimiques
II.3. Dosage de la ferritine
III. VARIATIONS PATHOLOGIQUES
III.1. La carence
III.2. Don de Sang et carence en fer
DEUXIEME PARTIE: MATERIEL ET METHODES
I. MATERIEL
I.1. Cadre de l’étude
I.2. Population d’étude
I.3. Réactifs
I.4. Appareil
II. METHODES
II.1. Critères d’inclusion et d’exclusion
II.2. Prélèvement
II.3. Dosage de la Ferritinémie
II.4. Statistiques
TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION
I. RESULTATS
II. DISCUSSION
III. RECOMMANDATIONS
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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