Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-1

Chapter 14Nutrients for Blood Health

I F   N O T H I N G   E L S E ,   M Y   S T U D E N T S   S H O U L D   L E A R N …

1. The importance of various trace minerals (i.e., iron, zinc, and copper) on maintaining blood health through their physiological actions.

2. That vitamin K plays an important role in ensuring maintenance of the mechanisms involved with blood clotting.

3. The potential dangers of overconsuming the trace minerals, via supplementation.

4. That phytochemicals and functional foods play an important role in disease prevention. Students should also be aware that the health benefits of phytochemicals exist when obtained principally from food sources.

L E A R N I N G   O B J E C T I V E S

Students should be able to:

• LO 14.1: Identify the basic function of vitamin K in human blood health regulation, and common sources of obtaining this vitamin. [Understand/ Remember]

• LO 14.2: Identify the functions of iron in the body. [Remember]

• LO 14.3: Identify factors that increase and decrease iron absorption from the diet. [Understand/Remember]

• LO 14.4: Describe the transport and storage of iron in the body. [Understand/ Remember]

• LO 14.5: Discuss populations at risk for iron deficiency and identify symptoms of iron deficiency and iron toxicity. [Understand/Apply]

• LO 14.6: Identify food sources of iron and determine the amount needed daily. [Remember]

• LO 14.7: Discuss the role of zinc in the body and the absorption, metabolism, and transport of zinc. [Understand/Remember]

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-2

• LO 14.8: Describe zinc deficiency, toxicity, and recommended dietary intake. [Understand/Remember]

• LO 14.9: Identify major food sources of zinc and discuss the use of zinc supplements. [Understand/Apply]

• LO 14.10: Describe the role of copper in the body and major food sources of copper. [Understand/Remember]

• LO 14.11: Discuss the contaminant minerals, including lead, and symptoms of toxicity. [Understand/Remember]

• LO 14.12: Describe the roles of phytochemicals in food and the physiological effects of phytochemicals in the body. [Understand/Apply]

• LO 14.13: List major phytochemicals that might protect the body from cancer and heart disease. [Remember/Apply]

• LO 14.14: Describe functional foods and their role in disease prevention. [Understand/Apply]

• LO 14.15: Identify methods to help the consumer evaluate the safety and effectiveness of functional foods. [Remember/Apply]

W H Y   I S   T H I S   C H A P T E R   I M P O R TA N T   T O   S C I E N T I S T S   A N D H E A LT H ­ C A R E   P R AC T I T I O N E R S ?

“Of special interest to...” symbol key: = Health­Care Practitioners  = Science Majors

• Although vitamin K is synthesized in the colon, due to bacterial activity, a person still needs to obtain this vitamin in the diet to meet the AI. Health­care practitioners understand the effect of vitamin K on blood clotting and advise their patients accordingly in order to prevent the development of any deficiencies or toxicities. 

• Health­care practitioners recognize the need for maintaining an adequate intake of dietary iron (both heme and non­heme forms) as this mineral is needed for cellular respiration and is incorporated into the hemoglobin molecule of red blood cells. A chronic deficiency in iron may lead to the development of anemia. 

• Scientists are investigating a potential link between excessive iron intake and the development of heart disease, when accompanied by alcohol consumption, and cancer. It is suspected that the damaging effects observed by free radicals are also inflicted by ingesting large amounts of iron.   

2

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-3

W H Y   S H O U L D   S T U D E N T S   C A R E ?

• Vitamin K is necessary for blood to clot; deficiency causes uncontrolled bleeding. The bacterial inhabitants of the digestive tract produce vitamin K. Toxicity causes jaundice.

• Students should be aware of the two forms of dietary iron: heme (animal­based food) and non­heme (plant­based food) iron, of which, heme iron has a greater level of bioavailability. As a result, vegetarians typically have a greater requirement of dietary iron.

• Students should be aware that although the mineral zinc is often not given the same amount of attention as other minerals, it is no less important to obtain in the diet. In particular, pregnant women, young children, and the elderly are most prone to zinc deficiencies.

• As copper is an important mineral that the body uses to assist in the metabolism of iron, as well as assisting enzymes battle free radicals, the need to increase supplementation is typically not necessary in the Canadian diet. Excessive supplementation may result in toxicity signs and symptoms.

• Students should be aware that despite the practice of a healthy and balanced diet, the possibility of mineral contamination is always present. These minerals include cadmium, mercury, and lead, which can interfere with the body's natural ability to use other essential minerals to maintain blood and immune health.

• Phytochemicals, also known as plant chemicals, consist of thousands of naturally occurring chemical compounds in fruits and vegetables that have significant health benefits, such as cancer and cardiovascular disease protection.

W H AT   A R E   C O M M O N   S T U D E N T  M I S C O N C E P T I O N S / S T U M B L I N G   B L O C K S ?

1. Students often have difficulty understanding the differences between iron deficiency and anemia. It is important for students to understand that both conditions are similar in that they are affected by a lack of iron, but that anemia can develop from a number of other factors unrelated to iron deficiency.

2. The importance of vitamin K to blood health is often not considered by students, as much attention is paid to vitamins involved with energy metabolism. The blood­clotting mechanism of blood is very important but would be compromised if a deficiency in vitamin K exists.

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-4

3. Students often think that all forms of dietary iron are the same. It should be emphasized that two forms of dietary iron exists: heme and non­heme iron, which are supplied by animal flesh products and plants, respectively. Differences in the amount supplied to the body and the absorption rate between these two forms of dietary iron should be discussed.

4. When many students think of zinc and copper, they often think of these two minerals as metals, and not necessarily and dietary nutrients. It is important to emphasize that both minerals should be kept in a relatively consistent balance as they serve numerous physiological functions.

W H AT   C A N   I   D O   I N   C L A S S ?

There are a variety of activities that can be done in class. Listed below are some activities that will help introduce the topic of nutrition, and the students to each other.

Classroom Activity 14­1: Chapter­Opening QuizObjective: Introduction to chapter Class size: Any

Instructions: As a way of introducing any new chapter, give a quiz to the class. This is a quiz designed to be projected overhead. For details, please see Chapter 1, Classroom Activity 1­4.

Classroom Activity 14­2: Foods Containing PhytochemicalsKey concept: Food sources of phytochemicals Class size: Small to medium

Instructions: Have students research foods rich in phytochemicals. Instruct students to bring a food item to class that is a good source of phytochemicals. Have them share with the class the specific phytochemical(s) in this food item. For example, apples are a good source of flavonoids that may protect against lung cancer. Discussion can progress regarding cost of the food, kcalorie content, and taste.

Classroom Activity 14­3: Research on Chromium Supplements1

Key concept: Chromium supplementation Class size: Small to medium

Instructions: Chromium supplements have been used by both athletes and individuals wishing to lose weight. These individuals believe that chromium’s actions with insulin and glucose can be beneficial in weight loss and athletic performance. Have students select one of the two populations of individuals, do a literature review of the topic, and write a short report of the efficacy of chromium as an athletic performance enhancement or weight­loss aid. Students can share results with the class.

The instructor can either allow the students to choose the population or can assign a population to ensure that there are a balanced number of students studying each group within the class. The students will find sufficient literature on each group of individuals; 

1 Activities 14­3 and 14­4 provided by Kathleen Rourke.

4

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-5

however, the athlete group data will be a bit more abundant at this point in time than the weight­loss data. In this exercise, the students are able to connect the mineral’s function or mechanism of action with a potential use, albeit a bit far reaching.

Students should study the articles to determine whether the research was well planned and the conclusions reached were appropriate for the methodology of the study (in their opinion and based on where they are in their curriculum with regard to nutrition research). Then have students summarize the overall theme of the findings on the efficacy for the mineral and state whether they believed the research authors drew solid conclusions that consumers could and should believe.

Classroom Activity 14­4: Research on Zinc SupplementsKey concept: Zinc supplementation Class size: Small to medium

Instructions: Zinc has several important functions in the body and is the subject of new drug discoveries that focus on minimizing the effects of the common cold, flu, etc. Ask students to take a trip to a local pharmacy or drug store and study the many supplements and cold and flu formulas and then write a report on the products that listed zinc on the product label and the claims made by the product manufacturers. This report should also discuss current evidence for the efficacy of these claims for the product, based on the roles and functions of zinc in the body. Students should share their findings with classmates.

This is a great activity for students, as zinc use to support immune function has increased. It is a good opportunity for students to see what is new on the market and learn what their potential patients may be taking in addition to their dietary intake. Nutrition science is also a growing career area that students may want to learn about as a potential job and career opportunity.

With this exercise, if students want to go in groups, they might want to quiz the pharmacist about zinc products and supplements to learn what the pharmacist knows and what types of information the pharmacist shares with customers and patients. Many customers turn to the pharmacist and now the nurse practitioners who work in the local retail pharmacies. Future dietitians are wise to understand what their colleagues are discussing with customers and forge networks so that these colleagues know where to refer when they need a nutrition professional!

Critical Thinking Questions2

These questions will also be posted to the book’s website so that students can complete them online and email their answers to you.

1. You have been called by The Today Show, who has hired you to discuss facts about vitamin K. As a pracisted media expert, you are ready to tackle this wonderful opportunity!

2 Contributed by Kathleen Rourke.

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-6

What tips should a nutrition professional keep in mind when presenting information to the media? Write a practice “fact sheet” on vitamin K that you could use as a basis for your presentation.

2. Trace minerals have several characteristics in common. Cite four of these common characteristics and discuss them in some detail.

3. Given the fast­paced society in which we live and the economic challenges faced by many, individuals tend to make poor food choices or may even go without eating. The consequences of such choices can be nutrient deficiencies with or without physical symptoms and medical consequences. One such symptom is frequent fatigue and one trace mineral deficiency that can result in such symptom presentation is iron. If one of your female classmates complained of constant fatigue, how might you assess her potential for having iron­deficiency anemia? Is there a need to differentiate iron­deficiency anemia from any other type of anemia? If you decided that your classmate did indeed have iron­deficiency anemia, what recommendations would you make to her to improve her iron and health status?

4. If an individual overdoes the intake of vitamin K, it can cause significant problems in the body. Discuss the problem with too much vitamin E and vitamin K for an individual physiologically. 

W H AT   O T H E R   R E S O U R C E S   A R E   AVA I L A B L E ?

You can look up information about government policy as well as any health condition that you are interested in learning more about. Consult the following websites to get reliable information on the following:

• Prenatal nutrition from Canada's Food Guide (mineral needs): http://www.hc­sc.gc.ca/fn­an/pubs/nutrition/guide­prenatal­eng.php

• Article on iron­deficiency anemia in children: http://www.cps.ca/english/surveillance/cpsp/resources/Iron­deficiency_anemia.pdf

• Health Canada’s website on iron: http://www.hc­sc.gc.ca/fn­an/label­etiquet/nutrition/cons/iron­fer­eng.php

• Agriculture and Agri­Food Canada website on functional foods and nutraceuticals: http://www4.agr.gc.ca/AAFC­AAC/display­afficher.do?id=1170856376710&lang=eng

• Information on organic foods and phytochemicals from the Dietitians of Canada: http://www.dietitians.ca/Nutrition­Resources­A­Z/Factsheets/Miscellaneous/Are­organic­foods­better­for­my­health.aspx

• Read more about health claims for functional foods from Health Canada: http://www.hc­sc.gc.ca/fn­an/label­etiquet/claims­reclam/index­eng.php 

6

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-7

• Find out if a “food recall alert” has been issued at the Canadian Food Inspection Agency's website: http://www.inspection.gc.ca/about­the­cfia/newsroom/food­recalls­and­allergy­alerts/

A N S W E R   K E Y   F O R   A L L  I N S T R U C T O R ’ S   M A N UA L   AC T I V I T I E S

Critical Thinking Questions3

These questions will also be posted to the book’s website so that students can complete them online and email their answers to you.

1. Answer: When talking to media experts, the nutrition professional should prepare about three “sound bites” that are short and easy to understand at a variety of consumer levels.

Second, when the media is confused or wants to approach controversial topics, the RD should stay focused on the three to four (at the most) sound bites. The RD should focus on the positive and speak in short, easy­to­understand sentences for the consumers.

Students also should have also prepared a practice sheet with the following inofrmation on vitamin K. Each student should have his or her own practice sheet. This would be a good exercise to present in front of the class in role­play.

Vitamin K: This vitamin is very important to our bodies in the function of blood clotting. It is needed in small amounts, and is synthesized by bacteria in the gastrointestinal tract—meeting part, but not all, of our needs. While vitamin K most often is recognized for its role in blood clotting, it also has a role in bone development. Further roles for vitamin K are still being discovered. 

Deficiency can occur for several reasons, including issues with fat absorption, drug­nutrient interactions (i.e., anticoagulant drugs can interfere with vitamin K activity), and other issues that severely disrupt the lining of the GI tract.

Vitamin K can be found in green leafy vegetables and vegetable oils, providing an additional source to that provided by the GI bacteria.

2. Answer: (a) The quality and the quantity of the trace minerals an individual receives in her or his diet is largely dependent on the soil and water composition in the area in which the individual lives, as well as on how the foods are processed. Prior to our global society, an individual who lived on the east coast would consume differing quantities and qualities of trace minerals than another person on the west coast. This would also be true throughout the world.

(b) Trace minerals are active in a number of areas in the body and coordinate with each other to function. Therefore, it is difficult to diagnose a particular trace mineral 

3 Contributed by Kathleen Rourke.

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-8

deficiency. The variability of factors within the body and the diet that can affect each mineral’s bioavailability adds to the difficulty.

(c) Trace minerals interact to coordinate each other’s roles or in some cases to counteract each other’s roles. Whatever the case, it is important to understand the connection between the different trace minerals.

(d) Only small levels of the trace minerals are needed in the body. In general, the RDA for each mineral is not difficult to achieve with a balanced diet. While toxicity is unusual, given the increasing popularity of vitamin and mineral supplementation, it is plausible that toxicity from trace mineral intake could occur.

3. Answer: Without having the availability of biochemical testing, assessment should include a dietary assessment, lifestyle assessment, and a medical history/background questionnaire.

Medical history: Does the student have any significant medical conditions that one should be aware of, or family members that have a history of iron­deficiency anemia? Has the student recently had surgery, been pregnant, been put on new medications, or been taken off of any regular medications? Is the student taking any medications that may affect iron absorption and metabolism?

Are the student’s menstrual cycles regular? Length of periods? Are her periods heavy, moderate, or light?

Is she an athlete? Does she have any bruising? Has she experienced any recent injuries, if she reports that she is an athlete? Has she taken any falls, etc.?

Lifestyle: What is her current academic schedule? Does she also work? What other obligations does she have? Is she presently happy in life and in school? Is she able to get sufficient sleep? (Note: These questions are meant to discern if the student has any underlying depression/psychological disorder that may lead to fatigue. Also, if the student has an extensive schedule to maintain with little time for rest or sleep, this too can result in depression and fatigue.)

Dietary: What is the student’s diet? Is she a vegetarian and, if so, what type of vegetarian? Have her fully describe her vegetarian diet. If not, does she eat beef, chicken, pork etc.? How often does she eat fruits and vegetables and what types does she eat?

One can be iron deficient without being anemic. One may also be deficient in copper (while unusual), leading to the anemia. Therefore, it would be important to differentiate the anemia. However, this can really only be done with blood work, which is not available. The written workup does help narrow the possibilities and help to direct the student to appropriate services.

If it was decided that the student appeared to have an iron­deficiency anemia, the student may be consuming a diet that was low in iron (most likely from a poorly planned vegetarian diet), experiencing a heavy menstrual cycle, is perhaps an athlete, and may even have had some past history of anemia.

8

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-9

In counselling the student, it would be important first to advise her to see her physician or to go to the student health services to be fully evaluated and followed on a regular basis. If she has no other underlying medical conditions, she would benefit from an iron supplement and more careful planning of her vegetarian diet. While it is certainly possible to obtain iron from a vegetarian diet, non­heme iron is less efficiently absorbed as compared to heme iron and the phytates and vegetable proteins in the vegetarian diet also contribute to the reduced absorption rate. Adding vitamin C to her diet in food or supplement form will benefit her iron absorption.

With regard to her athletics and general activities, it would be recommended that she try to maintain a good sleep and rest schedule and avoid unnecessary bruising and trauma. The athlete, in general, does lose more blood in their intestinal tract from breakdown of tissues with their athletic activities that the normal or sedentary individual. This added to heavy periods can result in increased blood losses (iron losses), which are not being made up by her diet (iron intake). Allowing her body to rest does allow the GI tract its own time to heal from the many activities a busy university athlete undertakes.

To instructor: While students may have many different ideas, it is important for them to think about the variety of factors in a university student’s life that can lead to iron­deficiency anemia, including the need for rest and healing time for the body.

4. Answer: Vitamin K functions in the body to help the blood clot, through a complex series of events. Some individuals do have problems with blood clotting and may take medication to assist their bodies in that activity. Should these same individuals also take supplemental vitamin K, they may potentiate their medications significantly.

In the event that an individual is taking supplements of both vitamin E and vitamin K, they would clearly be gaining the benefits from the antioxidant properties of the vitamin E and the benefits of vitamin K in bone health. However, the two supplements do interfere with each other’s roles in blood clotting in the body. Vitamin E (per volume) can undo the effects of vitamin K, resulting in a person’s significant loss of blood in the event of trauma, injury, surgery, etc. The RD should assess each patient carefully regarding the use of supplements, herbals, and medications and how they might interact with diet.

Worksheet Answer KeyWorksheet 14­1: Mineral Overload Syndromes1. No. Iron overload syndrome is not from merely taking in too much iron in the diet, 

although iron poisoning via supplementation can lead to serious adverse effects as well as increasing iron load from multiple blood transfusions. Iron overload refers to either a genetic or metabolic disorder.

2. Yes, genetic transmission is involved in the disease process; hemochromatosis leads to increased iron absorption and is considered to be a common genetic disorder.

3. Yes, there is a difference between the two disease entities. The first is a genetic disorder that leads to increased iron absorption, and the second is a metabolic disorder that leads to increased iron deposition in the tissues throughout the body. 

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-10

4. No. Fortification of common food products can lead to increased iron intake and the problem again is not with ingestion but rather with how the body absorbs and metabolizes the iron in the system. 

5. No. A person should not routinely take iron supplementation without first being evaluated in terms of their overall iron status, as this could lead to potential problems. 

6. Yes. There is a gender difference with respect to iron overload as it commonly occurs in males rather than females. 

7. Yes. There is a difference between heme and non­heme sources in the absorption of iron, as heme sources are easier to absorb even though non­heme sources are more readily abundant in dietary intake. 

8. No. A large amount of meat in the diet is high in heme sources of iron and will lead to increased absorption.

9. No. A hemoglobin test would not be sufficient to diagnose iron overload syndrome. Additional tests related to storage and transport forms of iron would be required such as transferrin saturation, total iron binding capacity, and ferritin levels. 

Worksheet 14­2: Chapter 14 Crossword Puzzle1.  pagophagia 

2.  chelate 

3.  geophagia

4.  ferritin 

5.  thyroxin 

6.  pica

7.  fluorosis 

8.  galvanized 

9.  transferrin

10.  hemosiderin

Worksheet 14­3: Phytochemicals and Functional Foods (Internet Exercise)1. b, c, d

2. False

3. True

4. True

5. False

6. False

7. True

8. True

9. True

10. True

10

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-11

WO R K S H E E T   AC T I V I T I E S

Worksheet 14­1: Mineral Overload Syndromes

You are asked to provide information for mineral overload syndromes to your nutrition class. In researching the topic, you understand that iron overload appears to be the most common type. How would you answer the questions below? (Circle “Yes” or “No.”) 

1. Can you get iron overload syndromes by merely ingesting too much iron in your foods?

Yes No

2. Can you get iron overload syndromes through genetic transmission? 

Yes No

3. Is there a difference between hemochromatosis and hemosiderosis? 

Yes No

4. If I have an iron overload syndrome and I stopped eating foods high in iron would the situation correct itself? 

Yes No

5. Should one take iron supplements on a routine basis without medical supervision? 

Yes No

6. Is there a gender difference in the prevalence of iron overload? 

Yes No

7. Is there a difference in absorption between heme and non­heme sources of iron? 

Yes No

8. If you eat a large amount of meat in your diet, will this lead to decreased absorption of iron? 

Yes No

9. If you suspected that you had an iron overload syndrome, would a hemoglobin test be sufficient to diagnose the problem? 

Yes No

Be prepared to explain why you answered each question as you did.

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-12

Worksheet 14­2: Chapter 14 Crossword Puzzle

1 2

3

4 5

6

7

8

9

10

Across Down

3. A craving for and eating of clay6.  A craving for non­food substances8.  A term referring to metals that have been 

treated with a zinc­containing coating to prevent rust

9.  The iron transport protein10.  An iron storage protein primarily made in 

times of iron overload

1.  A craving for ice2.  A substance that can grasp the positive 

ions of a metal4.  An iron­storage protein5.  Released by the thyroid gland to target 

tissues7.  Discolouration and pitting of tooth 

enamel caused by excess fluoride during tooth development

12

Enriched Instructor’s Manual to Accompany Understanding Nutrition, First Canadian Edition 14-13

Worksheet 14­3: Phytochemicals and Functional Foods (Internet Exercise)

Go to this website to answer questions 1–10: http://fnic.nal.usda.gov/nal_display/index.php?info_center=4&tax_level=3&tax_subject=358&topic_id=1610&level3_id=5947&level4_id=0&level5_id=0&placement_default=0. 

Click on Lycopene: an Antioxidant for Good Health to answer question 1.

1. Which of the following statements are accurate concerning lycopene?a. Lycopene is produced in the body regardless of intake of food items.b. Cooked or processed tomato products provide more lycopene to the body than fresh 

tomatoes.c. Researchers have found a 34% reduction in the occurrence of prostate cancer as an effect 

of tomato (and possibly lycopene) consumption.d. 80% of the lycopene consumed from foods is found in tomato products such as ketchup, 

pizza, tomato juice, and spaghetti sauce.

Click on Functional Foods? to answer questions 2–4.

2. The inclusion of functional foods in one’s diet will automatically make one live longer.a. True b. False

3. The action of some antibiotics can be affected by the ingestion of calcium­fortified orange juice.a. True b. False

4. Another term that can be used interchangeably with functional foods is “phoods.”a. True b. False

Click on Functional Foods Fact Sheet: Antioxidants to answer questions 5–8.

5. Lutein is an example of a flavonoid.a. True b. False

6. The prominent phytochemicals in cranberries can be categorized as phenols.a. True b. False

7. Including whole grains in your diet can decrease the risk of developing diabetes.a. True b. False

8. Selenium protects cells against free radical damage.a. True b. False

Click on the Phytochemicals (Dole Food Company) link to answer questions 9–10.

9. There are over 900 substances that have phytochemical activity in food.a. True b. False

10. Phytochemicals are usually related to the colour of plant pigments.a. True b. False

Copyright © 2013 by Nelson Education Ltd.