El hierro es un elemento esencial para el bienestar de la salud. Micro-elemento ligado a una proteína, llamado hemoglobina, complejo esencial en todos los organismos. La hemoglobina, se distribuye a través del fluido sanguíneo. Complejo acarreador que se encarga de distribuir y liberar oxígeno [1]. A su paso, por cada célula, órgano o sistema, captura y expulsa dióxido de carbono, producto del metabolismo [2]. Se conocen dos tipos de hierro; el hierro hemo y el hierro no hemo. El hierro hemo se encuentra principalmente en carnes rojas y derivados de carnes rojas [3]. Mientras que, el hierro no hemo se encuentra en alimentos vegetales, incluidas las frutas, verduras, cereales y especias [4]. Se ha establecido que el hierro hemo es entre 5 a 12 veces más disponible que el hierro no hemo. El intervalo depende de la fuente [5]. El nivel de consumo, relación de alimentos y proporción, son el punto crítico para el aprovechamiento de hierro. Es decir, las proporciones de alimentos adecuados permiten mejor aprovechamiento del hierro.

Sin embargo, hasta ahora, parece que el aprovechamiento de hierro no ha sido suficiente. El hierro en forma libre, forma de complejos solubles e insolubles que depende del estado de oxidación del hierro, Fe²⁺ o Fe³⁺ [5, 6]. Ambos estados de oxidación, determinan la solubilidad y aprovechamiento para mantener el bienestar de la salud. La organización mundial de la salud, estima que uno de cada tres personas a nivel mundial padece de deficiencia de hierro, niños, mujeres en edad reproductiva y hombres. La anemia contribuye con el 20% de muertes maternas a nivel mundial. En términos macroscópicos, la deficiencia de hierro se manifiesta en anemia. Entre el 20 y 40% del total de población en México padece anemia [1, 7]. El problema de disponibilidad de hierro se ha convertido en prioridad nacional y mundial. Lo anterior, concuerda en que la absorción de hierro es mayor en los periodos de crecimiento, durante el embarazo, lactancia y adolescencia, periodos donde se requiere mayor demanda [2].

La suplementación de hierro en alimentos es un desafío. Especialmente porque las sales solubles en agua y biodisponibles, a menudo cambian de color y sabor de alimentos. Mientras que, aquellos suplementos que son insolubles en agua, causan menores cambios sensoriales, pero, no se absorben. Lo anterior, limita la disponibilidad cuando el hierro es incluido en alimentos (se absorbe en promedio el 15% del hierro contenido en mezcla de alimentos como dieta, y 8.5% en promedio cuando la dieta es vegetal), pero también los inhibidores como; fitatos, taninos y oxalatos, reducen la tasa de absorción de hierro [2]. También, se ha reportado que los polifenoles son inhibidores del hierro no hemo [5], compuestos comunes frutos. La absorción de hierro a partir de alimentos como las leguminosas, proporcionan baja absorción de hierro, el valor estimado varía en 0.8% a 1.9% con respecto al contenido total. Lo anterior, ha generado como alternativa la suplementación de alimentos. Las necesidades de hierro son variables. El instituto nacional de salud Estadunidense recomienda concentraciones entre 7 mg/día a 27 mg/día. La edad y el estado fisiológico del individuo, determina el nivel de absorción y recomendación de consumo diario.

Una forma de resolver el problema de deficiencia de hierro debido a la inestabilidad y reactividad con otros componentes alimenticios, es el uso de nanopartículas solubles y estables a pH fisiológico. El diseño de nano-acarreadores para hierro a partir de polielectrolitos, ha permitido prolongar la estabilidad. El diseño de nano-acarreadores auto-ensamblados ha demostrado el retardo de oxidación del ion ferroso a férrico, cuando se compara con el sulfato ferroso hepta-hidratado. Los avances en el diseño de nanopartículas han permitido incorporar 7.5 mg de hierro en estado ferroso por cada 250 mg de nanopartículas. Cantidad de producto mínimo necesario para administrar dosis de hierro. Las nanopartículas solubles en agua, han demostrado estabilidad durante 5 días, en comparación con el control, el cual se oxida en 30 min. Las nanopartículas en solución acuosa, no imparten cambio color y sabor, cuando se compara con sulfato ferroso como control. En una segunda etapa de desarrollo se determinará el nivel de absorción in vivo, para revertir el problema de anemia, por deficiencia de hierro.

El diseño de nanopartículas se fundamenta en el proceso de interacción electrostática, entre diferentes proporciones polielectrolito-hierro. Donde la concentración, pH, carga eléctrica y equivalentes químicos totales de polielectrolitos usados en el diseño, modifican la conformación de las moléculas usadas para estabilizar hierro [8]. Por ejemplo, en la figura 1, puede observarse que la conformación depende del medio ambiente químico, modificando la carga en molécula. La forma de la molécula puede permitir la liberación de átomos de hierro.