Eisen

Gliederung

Einleitung
Nahrungsquellen
Funktionen im Körper
Bioverfügbarkeit
Mangel
Personengruppen mit erhöhtem Mangelrisiko
Überversorgung

Einleitung

Eisen ist ein für den Körper essentielles Mineral. Es ist sowohl in pflanzlichen, als auch in tierischen Lebensmitteln vorhanden, jedoch ist die Bioverfügbarkeit aus pflanzlichen Quellen geringer. Im Körper spielt es eine wichtige Rolle für Wachstum, Entwicklung und normale Zellfunktion. Dazu kann Eisen durch Bindung von Porphyrin Häm herstellen und somit Sauerstoff transportieren. Wird Häm dann wiederum an Proteine gebunden, nennt man diese dann Hämoproteine. Dazu gehören beispielsweise auch die Erythrozyten (rote Blutkörperchen). Ein Mangel an Eisen führt zur Anämie. Im Gegensatz zu beispielsweise wasserlöslichen Vitaminen kann es bei einer Überversorgung an Eisen leicht zur Toxizität kommen, jedoch werden die Mengen und die Absorption im Körper durch Feedback-Kontroll-Systeme sehr genau kontrolliert und reguliert.

Nahrungsquellen

Quellen für Häm-Eisen sind Fleisch, Geflügel und Meeresfrüchte. Zu den Quellen für Nicht-Häm-Eisen gehören Nüsse, Hülsenfrüchte, Gemüse und angereicherte Produkte.

Funktionen im Körper

Eisen wirkt als Cofaktor für Enzyme und ist somit für fast jeden Organismus essentiell. Zudem bindet es Porphyrin und stellt dadurch Häm her, welches für den Sauerstofftransport notwendig ist. In Form von Eisen-Schwefel-Verbindungen ist Eisen ebenso in beinah sämtlichen Lebewesen vorhanden. Jene sind nämlich Teil von über 200 Proteinen und Enzymen. Im menschlichen Organismus sind diese Proteine meist an der Energieproduktion beteiligt und befinden sich in den Mitochondrien.
Im Körper und in der Nahrung tritt Eisen zumeist als Fe2+ oder Fe3+ auf und kann durch Oxidation und Reduktion relativ einfach zwischen diesen Formen hin und her wechseln. Den Großteil an Eisen in den Zellen von Pflanzen und Tieren wird an unterschiedlichen Orten gespeichert. So zum Beispiel in großen Proteinkomplexen, wie z.B. Hämosiderin oder Ferritin (etwa 1000 mg bei einem durchschnittlichen Erwachsenen); in Proteinen oder Enzymen (etwa 300 mg bei einem durchschnittlichen Erwachsenen); Proteine für den Eisentransport (etwa 2500 mg bei einem durchschnittlichen Erwachsenen).

Bioverfügbarkeit

Bei der Bioverfügbarkeit, also wie gut das Eisen aus der Nahrung vom Körper aufgenommen werden kann, muss man zwischen den beiden Eisenformen unterscheiden: Häm-Eisen hat eine höhere Bioverfügbarkeit, als Nicht-Häm-Eisen. Darüberhinaus kommt noch hinzu, dass einige Substanzen aus der Nahrung ebenfalls einen Einfluss auf die Resorption von Eisen haben. Diese eventuellen weiteren Nahrungsmittelkomponenten haben allerdings weniger Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Häm-Eisen, als auf die von Nicht-Häm-Eisen. Die durchschnittliche Bioverfügbarkeit des Eisens bei omnivorer Ernährung liegt bei 14-18%, bei vegetarischer Ernährung sind es etwa 5-12%. [1, 2]

Ein Beispiel für die Substanzen, welche die Bioverfügbarkeit verändern, ist Ascorbinsäure (Vitamin C). Dieses finden wir viel in diversen Obst- und Gemüsesorten. Gemeinsam konsumiert, kann es die Bioverfügbarkeit von Nicht-Häm-Eisen erhöhen. Ascorbat, das Salz der Ascorbinsäure, bewegt sich zwischen den Darmzellen hin und her. Es hilft außerhalb der Darmzellen das Eisen zu einer leichter absorbierbaren Form zu reduzieren und innerhalb der Zellen unterstützt es Eisen auf Transferrin zu übertragen. [3, 4] Transferrin ist ein Protein, welches Eisen zu den Zellen transportiert, wo es benötigt wird.
Auf der anderen Seite gibt es auch Substanzen, welche die Resorptionsrate verringern können. Hierzu zählen Phytate und bestimme Polyphenole, welche wir z.B. in Getreide und Hülsenfrüchten vorfinden. Sie haben den gegenteiligen Effekt wie Ascorbinsäure. Das heißt jedoch nicht, dass diese Lebensmittel schlecht sind. Auch, wenn sie in diesem Fall unsere Eisenaufnahme hemmen, bringen sie dennoch sehr viele andere wertvolle Nährstoffe mit sich.

Mangel

Ein Eisenmangel wird meist mit schlechter Ernährung, Malabsorption und erhöhtem Blutverlust in Verbindung gebracht. Oftmals liegt hier auch ein Mangel anderer Nährstoffe zugrunde. Dabei wird ein Eisenmangel unterteilt in entweder eine Eisenmangelanämie oder ein Eisenmangel im Gewebe bzw. auch eine Erschöpfung der Eisenspeicher. Laut World Health Organisation (WHO) ist etwa die Hälfte aller Anämiefälle (Blutarmut) weltweit auf einen Eisenmangel zurückzuführen. [5] Eisenmangelanämie wird durch Hämoglobinwerte im Blut von unter 7,7 mmol/L (13 g/dL) bei Männern bzw. 7,4 mmol/L (12 g/dL) bei Frauen definiert. [6] Defizite durch Anämie beinhalten gastrointestinale Störungen, eingeschränkte kognitive Funktion, Immunfunktion, Arbeits- und sportliche Performance und Regulierung der Körpertemperatur. [7, 8] Anämie ist jedoch erst eine spätere Stufe des Eisenmangels. Ein Eisenmangel bei Kindern wird mit kognitiven Einschränkungen wie psychomotorischen und verhaltensbezogenen Problemen assoziiert. [7, 8] Sofern ein Eisenmangel diagnostiziert wurde, kann eine tägliche orale Einnahme von 125-250 mg Eisen-II-Sulfat (39-72 mg elementares, hoch bioverfügbares Eisen) dabei helfen die Eisenvorräte wieder möglichst schnell aufzufüllen (bitte vorher mit dem Arzt absprechen und nicht auf eigene Faust handeln).

Personengruppen mit erhöhtem Mangelrisiko

Schwangere
Da während der Schwangerschaft die Produktion der Erythrozyten ansteigt, vergrößert sich auch die Masse an Blutzellen und das Plasmavolumen. [1] Aus dem Grund und, um den Bedarf von Fötus und Plazenta zu decken, benötigen Frauen während der Schwangerschaft mehr Eisen. Ein Mangel während der Schwangerschaft erhöht das Sterblichkeitsrisiko für Mutter und Baby, sowie das Risiko für eine Frühgeburt und ein niedriges Geburtsgewicht. [9]

Säuglinge und Kleinkinder
Kinder haben aufgrund des schnellen Wachstums ein erhöhtes Mangelrisiko. Besonders trifft dies auf Kinder zu, die Frühgeburten waren, ein niedriges Geburtsgewicht hatten oder deren Mutter bereits einen Eisenmangel hatte. [10, 11] Reifgeborene Kinder haben im Normalfall genügend Eisen gespeichert, sodass sie etwa die ersten 4. bis 6. Monate wenig bis gar kein Eisen aus externen Quellen benötigen. [1]

Frauen mit starker Menstruation
Frauen mit Menorrhagie oder abnormal starker Blutung während der Menstruation verlieren signifikant mehr Eisen per Menstruationszyklus im Vergleich zu Frauen mit normaler Blutung. [12]

Regelmäßige Blutspender
Da sich ein Großteil des Eisens im Blut befindet, geht vieles davon bei jeder Blutspende verloren. Etwa 25-35% aller regelmäßigen Blutspender entwickeln mit der Zeit einen Eisenmangel. [13] Je öfter man im Jahr Blut spendet, desto größer wird das Risiko für einen Mangel. [14] Eine Supplementierung von Eisen nach einer Blutspende macht durchaus Sinn und kann die Zeit zur Wiederherstellung von Hämoglobin deutlich verkürzen. [13]

Krebspatienten
Etwa 60% aller an Darmkrebs erkrankten Personen haben einen Eisenmangel, der wahrscheinlich durch chronischen Blutverlust verursacht wird. [15] Die Mangelrate bei anderen Krebsarten beträgt etwa 29-46%. Hauptgründe hierfür sind Anämie durch chronische Krankheiten oder durch Chemotherapie induzierte Anämie.

Menschen mit Magen-Darm-Erkrankungen oder Operationen des Magen-Darmtrakts
Magendarm-Erkrankungen (z.B. Zöliakie, Darmgeschwüre, Morbus Crohn) oder Operationen des Magen-Darmtrakt führen zu Restriktionen bei der Nahrungsaufnahme, zu eingeschränkter Absorption oder zu Blutverlust im Gastrointestinaltrakt. [15, 16, 17] Eine Kombination aus geringer Eisenaufnahme und hohem Eisenverlust führt zu einer negativen Eisenbilanz, zur verminderten Produktion von Hämoglobin, oder hypochromen mikrozytären Anämie. [18]

Menschen mit Herzinsuffizienz
In etwa 60% der Menschen mit chronischer Herzinsuffizienz haben einen Eisenmangel; 17% sogar Eisenmangel-Anämie, was möglicherweise auch zu einem erhöhten Sterberisiko führt. [19, 20] Potentielle Ursachen für einen Eisenmangel bei dieser Personengruppe ist schlechte Ernährung, Malabsorption, defekte Mobilisierung der Eisenvorräte, Kardial-Kachexie und die Einnahme von Aspirin und oralen Antikoagulanzien. [21]

Überversorgung

Sofern der Verdauungstrakt gewöhnlich funktioniert, ist das Risiko für eine Überversorgung an Eisen durch die Nahrung verschwindend gering. [18] Große Mengen an Eisen durch Supplements oder Medikamente (>20 mg/kg) können jedoch zu Magenbeschwerden, Verstopfung, Übelkeit, Erbrechen und Schwächegefühl führen. Besonders, wenn dieses isoliert eingenommen wird und eine gleichzeitige Nahrungsaufnahme ausbleibt, sind diese Folgen wahrscheinlich. [1] Weitere mögliche Folgen sind Erosion der Erythrozyten, ein gesteigerter Eisenfluss durch die Schleimhaut, ein schneller Anstieg an Eisen in den Gefäßen sowie Eisenansammlungen in Leberzellen mit anschließender Leberkrankheit.
Hämochromatose, eine durch Mutation des HFE-Gens verursachte Krankheit, wird mit übermäßiger Ansammlung von Eisen im Körper assoziiert. [2, 22, 23] Ohne entsprechende Behandlung entwickeln sich etwa im Alter ab 30 Jahren die typischen Symptome einer Eisenvergiftung. [2] Hierzu können Leberzirrhose, hepatozelluläre Karzinome, Herzkrankheiten und eingeschränkte Pankreas Funktion gehören. Zur Behandlung von Hämochromatose wird empfohlen Eisen- und Vitamin C-Supplemente zu meiden. [22]
Ebenso können größere Mengen Eisen, welches auf einmal aufgenommen wird, die Zink- und Kupferabsorption sowie den Zinkgehalt im Plasma senken. Dies resultiert aus der gemeinsamen Nutzung der gleichen Transporter im Körper. [2, 24, 25] Der Konsum von mit Eisen angereicherten Lebensmitteln scheint keinen Effekt auf die Zinkabsorption zu haben. [26]