Químicamente el hierro es un metal activo. Se combina con los halógenos (flúor, cloro, bromo, yodo y astato) y con el azufre, fósforo, carbono y silicio. Desplaza al hidrógeno de la mayoría de los ácidos débiles. Arde con oxígeno formando tetróxido triférrico (óxido ferrosoférrico), Fe₃O₄. Expuesto al aire húmedo, se corroe formando óxido de hierro hidratado, una sustancia pardo-rojiza, escamosa, conocida comúnmente como orín o herrumbre. La formación de orín es un fenómeno electroquímico en el cual las impurezas presentes en el hierro interactúan eléctricamente con el hierro metal. Se establece una pequeña corriente en la que el agua de la atmósfera proporciona una disolución electrolítica (véase Electroquímica). El agua y los electrólitos solubles aceleran la reacción. En este proceso, el hierro metálico se descompone y reacciona con el oxígeno del aire para formar el orín. La reacción es más rápida en aquellos lugares donde se acumula el orín, y la superficie del metal acaba agujereándose. Véase Corrosión.

Al sumergir hierro en ácido nítrico concentrado, se forma una capa de óxido que lo hace pasivo, es decir, no reactivo químicamente con ácidos u otras sustancias. La capa de óxido protectora se rompe fácilmente golpeando o sacudiendo el metal, que vuelve así a ser activo.

El ser humano viene usando Hierro desde aproximadamente 6000 años a través deculturas como las sumeria, egipcia, o la china, pero su uso fue puramente ceremonial,solamente a partir del siglo 17 se interpreta usos más técnicos como en la fabricaciónde utensilios, armaduras, herramientas y armas, esta época sirvió de preámbulo a larevolución industrial donde el uso del Hierro se volvió intensivo sobre todo por lademanda de estructuras metálicas para puentes, edificios, puertos, industria naval,etc., así como para el uso ferroviario además se debe anotar que esto se logró con lamejora en los hornos como el de Bessner que logra una reducción muy efectiva delmineral de Hierro paralelamente también se incremento el uso de carbón a efectos deconseguir la reducción y el necesario calentamiento, por esta razón se migro delcarbón natural al uso del coke o la Antracita.En la actualidad es un elemento fundamental en el desarrollo de la humanidadinterpretándose que el 90 % de las demanda de esta, por metales, esta dada por elHierro, por la cual la producción del mismo también a sufrido un importante renovaciónsobre todo en lo que la productividad corresponde, es así que se tienen hornosconocidos como alto hornos, que procesan Hierro en combinación con carbón y caldurante algunos años consecutivos sin apagarse nunca en ese período, conproducciones no menores a los 20 000 toneladas anuales de arrabio, que no es otracosa que un producto intermedio de Hierro el cual deberá ser afinado purificándolopara aplicaciones ulteriores, usualmente se toma este arrabio y se lo lleva a hornos dereducción.Mediante el uso de metano y oxigeno en donde se extrae el exceso de carbón, el cualpuede fragilizar el Hierro final así como provocar muchos deficiencias estructurales yreducir la condición de mecanización muy deseada en la industria de la construcciónamén de su soldabilidad.

metabolismo

La absorción del hierro ocurre en el duodeno y yeyuno superior del sistema gastrointestinal. En elestómago, si bien no se produce la absorción de este elemento, el mismo contribuye a dichoproceso, a través de la secreción de ácido clorhídrico y enzimas, que ayudan no solo a liberar alhierro de la matriz alimentaria sino también a solubilizarlo, ya que el ácido clorhídrico favorece lareducción de este catión a la forma ferrosa

Captación:

En el lumen intestinal, el hierro ingerido, puede encontrarse en forma no hémica ohémica y dependiendo de ello, el mismo va a ser transferido desde el lumen intestinal hacia elinterior del enterocito de diferente manera.El hierro no hémico, para absorberse debe, en una primera etapa, encontrarse en forma soluble,ya que las formas insolubles no pueden ser absorbidas y son eliminadas juntamente con las heces.Las formas ferrosas del hierro son mucho más solubles que las férricas, ya que estas últimasprecipitan rápidamente en el medio alcalino del intestino. Es por ello que el hierro que ha sidoliberado por acción de las proteasas gástricas y pancreáticas se une a ligandos intraluminales quetienen como función estabilizar la forma ferrosa, manteniendo al hierro soluble y en consecuenciabiológicamente disponible para ser captado y transferido al interior del enterocito.Si bien existen algunas controversias con respecto a la identificación de este ligante específico,muchos autores concuerdan que podría tratarse de una glucoproteína a la cual han denominadomucina. Sinérgicamente a la función de la mucina hay otros ligadores de hierro de bajo pesomolecular como la histidina, el ascorbato y la fructosa que potencian la captación enterocítica delhierro.Posteriormente, esta proteína fijadora unida al hierro es captada por y/o cede el hierro quecontiene a un transportador específico en la superficie luminal del enterocito llamada integrina.De esta forma el hierro es introducido al interior celular, donde es transferido a ligantes de bajopeso molecular o a una proteína similar a la transferrina llamada por algunos autores mobilferrina.

El hierro hémico, es soluble en medios alcalinos, razón por la cual no son necesarios los ligantesintraluminales. Con respecto a su mecanismo de captación existen algunas controversias respectoa la existencia de un transportador o receptor específico para este tipo de hierro. Sin embargo,una vez que este hierro es internalizado en el enterocito el hemo es degradado a hierro, monóxidode carbono y bilirrubina por acción de la enzima hemo oxigenasa. El hierro liberado por estemecanismo se une a ligandos de bajo peso molecular o a una proteína similar a la transferrina,formando junto al hierro no hémico parte del pool común de hierro intracelular del enterocito.

Transporte y almacenamiento intra-enterocítico:

Una vez que el hierro se encuentra en el interiordel enterocito, éste no está libre sino unido a diferentes ligandos, uno de ellos y tal vez el másrelevante, es una proteína capaz de ligar dos átomos de hierro con una alta constante de afinidady con características similares a la transferrina. A esta proteína se la ha denominado mobilferrina yes homóloga a la calreticulina pudiendo unir además de hierro, otros cationes como calcio, cobre ycinc. El hierro unido a esta proteína es transportado al polo basal del enterocito para serposteriormente cedido a la transferrina. A la mobilferrina también se le ha asignado un potencialefecto modulador en la regulación de la absorción del hierro, interviniendo de esta forma en unode los primeros pasos de la homeostasis en el metabolismo de este metal.El hierro que no ha sido transferido a la transferrina pasa a formar parte de los depósitosintraenterocíticos como ferritina; este hierro muy probablemente se pierda con las heces cuandoel enterocito muere y es consecuentemente descamado. Se ha observado que individuos condeficiencia de hierro poseen menor concentración de mRNA para ferritina, siendo estos valoreselevados para aquellos individuos en los cuales se provocó una sobrecarga de este metal. De estaforma la ferritina intraenterocítica tendría una importante función en la regulación primaria de laabsorción del hierro.

Transferencia al plasma

:

El hierro que se encuentra en el interior del enterocito y que no sedeposita como ferritina, es transferido a la transferrina, la cual lo distribuirá a los diferentestejidos del organismo. El proceso de transferencia ocurre en el polo basal del enterocito donde,previa a la unión a la transferrina, el hierro debe ser oxidado a su forma férrica. En este proceso deoxidación está involucrada una enzima cobre dependiente con actividad ferroxidasa I. Segúnalgunos autores la ceruloplasmina estaría involucrada en este proceso; sin embargo existenalgunas contradicciones al respecto.

Ciclo biologico

En condiciones normales, la cantidad de hierro ingerida es de aproximadamente unos 10-14 mgpor día. En el duodeno y en la porción superior del intestino delgado se absorben unos 0,5 a 2 mg,dependiendo de diferentes factores; así por ejemplo, la absorción es de aproximadamente 1mgpor día para un hombre adulto y de unos 2 mg por día para una mujer en edad reproductiva, yaque sus requerimientos son superiores como consecuencia de las mayores pérdidas ocasionadaspor los sangrados menstruales.

Una vez que el hierro es absorbido por los enterocitos de la mucosa intestinal, éste pasa a plasmadonde es transportado por la transferrina a los diferentes tejidos y órganos. Como se observa en lafigura 1, la mayor recirculación interna del hierro ocurre entre el plasma, las células del sistemareticuloendotelial y la médula ósea eritroide, donde en esta última, son sintetizados los eritrocitospara posteriormente ser liberados a circulación.En el ser humano, los glóbulos rojos han cumplido con su vida útil luego de unos 120 días de vida,razón por la cual son reconocidos por las células del sistema reticuloendotelial como eritrocitosviejos y son destruidos. En este proceso, la fracción proteica de la hemoglobina es degradada ensus aminoácidos constitutivos y el grupo hemo es degradado por acción de la hemoxigenasa,liberando al hierro. La mayor parte de este hierro es rápidamente liberado al plasma donde latransferrina lo transporta hasta la médula eritroidea para ser reutilizado en la biosíntesis denuevas moléculas de hemoglobina, que posteriormente son incorporadas a los eritrocitos nuevos.La transferrina también transporta al hierro a otros tejidos que necesitan este metal para larealización de los distintos procesos metabólicos, ya que muchas biomoléculas presentes en ellos,como la mioglobina, citocromos y algunas enzimas requieren hierro en su estructura para sermetabólicamente activas. En este caso la velocidad de recambio entre el hierro de estas

estructuras y el plasma es muy variable y su esperanza de vida depende principalmente de lavelocidad de recambio de la estructura subcelular a la que están asociadas.Con la finalidad de mantener las concentraciones plasmáticas de hierro dentro de un rangoconstante, existe un intercambio permanente de hierro entre la transferrina y los depósitos dehierro, formados por la ferritina y la hemosiderina, así, luego de una ingesta abundante de estemetal la transferrina transportará una cantidad significativa de hierro a los órganos de depósitos,si por el contrario, existe una demanda de dicho metal por algún tejido, la transferrina tomaráhierro de los depósitos para transferirlo a dicho tejido.En el caso particular del hierro, y a diferencia de lo que ocurre con el resto de los minerales trazas,la homeostasis de este elemento en el organismo es regulada a través de su absorción y no de sueliminación o excreción. Sin embargo, existen pérdidas de este metal a través de enterocitos quese descaman, de eritrocitos extravasados, productos biliares de la degradación del hemo, etc. Secalcula que estas pérdidas para el hombre adulto y las mujeres postmenopáusicas son dealrededor de 1 mg por día, mientras que para las mujeres en edad reproductiva y comoconsecuencia de los sangrados menstruales, estos valores oscilan entre 1,5 mg a 2 mg de hierropor día, en promedio, dependiendo en muchos casos del método anticonceptivo que se utilice, yaque se sabe que los dispositivos intrauterinos aumentan el sangrado y en consecuencia laspérdidas de hierro, mientras que los anticonceptivos orales reducen esta pérdidas.

Favorecen la absorción:

• Vitamina C (ácido ascórbico): mejora la absorción del hierro no hémico ya que convierte el hierro férrico de la dieta en hierro ferroso, el cual es más soluble y puede atravesar la mucosa intestinal.
• Otros ácidos orgánicos: ácido cítrico, ácido láctico y ácido málico también benefician la absorción de hierro no hémico.
• Proteínas de la carne: además de proveer hierro hémico (altamente absorbible) favorecen la absorción de hierro no hémico promoviendo la solubilidad del hierro ferroso.
• Vitamina A: mantiene al hierro soluble y disponible para que pueda ser absorbido ya que compite con otras sustancias, polifenoles y fitatos, que unen hierro y lo hacen poco absorbible. La combinación de vitamina A con hierro se usa para mejorar la anemia ferropénica (por deficiencia de hierro).

Reducen la absorción:

• Ácido fítico (fitatos): se encuentra en arroz, legumbres y granos enteros. Si bien las legumbres y los cereales tienen alto contenido de hierro no hémico, no se los considera una buena fuente de hierro ya que también son ricos en fitatos, los que inhiben la absorción del hierro no hémico. Pequeñas cantidades de ácido fítico (5 a 10 mg) pueden disminuir la absorción del hierro no hémico en un 50 %. La industria alimenticia ha disminuído el contenido de fitatos utilizando enzimas, como las fitasas, capaces de degradar el ácido fitico y así aumentar el uso del mismo.
• Taninos: se encuentran en algunas frutas, vegetales, café, té (negro, verde) vinos, chocolate, frutos secos y especias (orégano). Pueden inhibir la absorción ya que se combinan con el hierro formando un compuesto insoluble.
• Proteínas vegetales: las proteínas de la soja (tofu) tiene un efecto inhibitorio en la absorción del hierro no hémico que no depende del contenido de fitatos.
• Calcio: cuando el calcio se consume junto al hierro en una comida, el calcio disminuye la absorción de hierro hémico como el no hémico. El calcio tiene un efecto inhibitorio que depende de sus dosis.