Eisen

Eisen ist das vierthäufigste Element der Erdkruste – und das Spurenelement Nummer Eins im Energiestoffwechsel. Ob aus Sonnenlicht, anorganischen Verbindungen oder organischen Nahrungsstoffen –

Eisen ist ein zentraler Bestandteil der für den Sauerstofftransport im Körper

Eisen ist ein essenzieller Vitalstoff für den Körper – © Africa Studio – Fotolia.com

alle Lebewesen vom Bakterium bis zum Menschen benötigen Energie. Und die allermeisten kommen deshalb auch nicht ohne Eisen aus (nur einige Bakterienarten ersetzen Eisen durch exotischere Minerale wie Mangan oder Cobalt).

Eisen kann als zweifach oder dreifach positiv geladenes Ion vorliegen und daher Elektronen ebenso bereitwillig aufnahmen wie abgeben. Das macht das vielseitige, hochreaktive Metallion zum idealen Partner vieler Enzyme der Photosynthese, der Atmungskette und des Abbau- und Synthesestoffwechsels [1].

Die positive Rolle von Eisen ist wohl bekannt und unumstritten. In seiner Bereitwilligkeit zu chemischen Umwandlungen liegt aber auch eine gewisse Tücke. Als Bestandteil von Enzymen kann Eisen gefährliche Sauerstoffradikale unschädlich machen. In freier Form verursacht das Mineral jedoch selbst Schäden an Zellstrukturen und erhöht das Risiko für Leber- [2] und Darmkrebs [3]. Aus diesem Grund wird der „Tatendrang“ der Eisenionen normalerweise durch Bindung an Proteine – seien es Enzyme oder besondere Eisentransport- oder Speicherproteine – gebremst. Bei einer Überdosierung mit Eisen reichen diese Schutzmechanismen des Körpers allerdings nicht immer aus: Mediziner warnen daher heute bereits vor Selbstmedikation mit dem Spurenelement, so das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) in einer Stellungnahme von 2014.

Der menschliche Körper enthält um die vier Gramm Eisen, zwei Drittel davon sind im roten Blutfarbstoff Hämoglobin enthalten. Blutverluste reißen ein Loch in den Eisenhaushalt. Frauen sind weitaus häufiger von Eisenmangel betroffen als Männer, da die Menstruationsblutung regelmäßige Eiseneinbußen mit sich bringt.

Funktionsweise im Körper

Eisen ist zentraler Bestandteil der für den Sauerstofftransport in Blut und Muskulatur zuständigen Proteine Hämoglobin und Myoglobin. Eisen ist außerdem in mehreren Enzymen der Atmungskette enthalten. In diesem dritten und letzten Teil der biologischen „Verbrennung“ von Nahrungsstoffen wird der Löwenanteil der Energie aus der Nahrung extrahiert und in Form energiereicher ATP-Moleküle portionsweise gespeichert.

Das Eisenion bildet den Kern vieler weiterer Enzyme, die an den verschiedenster Körperfunktionen mitwirken [1]. So spielt Eisen eine Rolle:

  • bei Abbau und Synthese diverser Fette und Aminosäuren
  • bei der Synthese von DNA
  • im Stoffwechsel von Hormonen und Neurotransmittern
  • bei der Synthese von Gallensäure
  • bei der Bildung von Calcitriol (die für den Calciumhaushalt bedeutsame bioaktive Form von Vitamin D)
  • bei der Synthese des „Fatburners“ Carnitin
  • und im Stoffwechsel von Retinol (Vitamin A)

Gut gefüllte Eisenspeicher rüsten den Körper für alle Eventualitäten. In Leber, Milz und Knochenmark wird Eisen gebunden an das Speicherprotein Ferritin bevorratet. Optimalerweise wartet hier ein knappes Gramm – oder etwa ein Fünftel des körpereigenen Eisens – auf seinen Einsatz. Als „Shuttle“ für den Transport von Eisenionen im Blut dient das Protein Transferrin.

Ein zentraler Regulator des Eisenstoffwechsels ist das erst im Jahr 2000 entdeckte Peptidhormon Hepcidin [4]. Hohe Hepcidinspiegel blockieren die Eisenaufnahme im Darm ebenso wie die Freisetzung aus internen Speichern. Nicht nur das Angebot von Eisen in der Nahrung, sondern auch der Hepcidinstatus entscheiden daher über die Qualität der Eisenversorgung. Unterversorgung, die an einem hohen Hepcidinspiegel liegt (zum Beispiel bei chronischen Krankheiten), lässt sich kaum durch orale Eisenaufnahme therapieren, sondern nur durch Infusionen. Krankhafte Überversorgung (Hämochromatose) [5] liegt oft an einer erblichen Störung der Hepcidinproduktion [4].

Täglicher Bedarf

Täglich geht dem Körper etwa 1 mg Eisen verloren. Der Verlust durch Blutungen beträgt etwa 0,5 mg pro Milliliter Blut. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt eine tägliche Eisenzufuhr von 10 mg für Männer und 15 mg für Frauen im fortpflanzungsfähigen Alter [6]. Schwangere und Stillende haben einen auf 30 mg beziehungsweise 20 mg erhöhten Bedarf. Diese Empfehlungen berücksichtigen bereits die relativ begrenzte Aufnahme durch den Darm.

Eisenmangel

Eisenmangel ist keine seltene Mangelerscheinung. Er äußert sich besonders deutlich als Blutarmut (Anämie). Die WHO schaetzt die Zahl anämischer Menschen weltweit auf 2 Milliarden [7]. Bei etwa der Hälfte ist Eisenmangel die Ursache der Symptome.

Sichtbare Symptome des Mangels an rotem Blutfarbstoff sind Blässe von Haut und Schleimhäuten. Zu den unmittelbaren Auswirkungen gehören Konzentrationsschwäche, Müdigkeit, Abwehrschwäche und Atemnot bei körperlicher Belastung. Bei kleinen Kindern führt ausgeprägter Eisenmangel zu Gedeihstörungen. Bei Erwachsenen sind insbesondere Wachstum und Gesundheit von Haut, Haaren und Nägeln betroffen.

Überdosierungen

Im Gegensatz zu vielen anderen Vitaminen und Spurenelementen, bei denen ein Überangebot harmlos ist, kann Eisenüberladung zu gefährlichen Vergiftungserscheinungen führen. Nicht nur bei Hämochromatose, einer relativ häufigen erblichen Störung in der Regulation der Eisenaufnahme (circa 0,5 Prozent der Bevölkerung sind betroffen) [5], sondern auch im gesunden Stoffwechsel steigt bei einem Eisenüberangebot in der Nahrung das Risiko von Krebs {2,3], Diabetes [8], Herz- und Gefäßerkrankungen [9]. Bei Hämochromatose kommen Leberzirrhose und andere Organschäden (etwa an Milz und Bauchspeicheldrüse) hinzu [5].

Vorkommen in Lebensmitteln

Obwohl Eisen ein so häufiges Element ist, liegt der größte Teil davon in Form unlöslicher beziehungsweise schwer löslicher Verbindungen vor. Der Anteil des in der Nahrung enthaltenen Eisens, der von der Darmschleimhaut absorbiert wird, ist daher nicht hoch – generell liegt er zwischen 5 und 35 Prozent, abhängig von der Quelle des Nahrungseisens und vom Eisenstatus des Organismus [1].

Besonders viel Eisen ist in Fleisch und Blut enthalten. Leber und Blutwurst sind gute Quellen. Das hier enthaltene Eisen stammt aus Hämoglobin und liegt in einer für den Körper besonders gut resorbierbaren Form vor. Nicht-Häm-Eisen und pflanzliches Eisen wird weniger gut aufgenommen, da es oft schwer löslich ist. Das gilt beispielsweise für das Eisen in Spinat und anderem grünem Blattgemüse.

Trotzdem stellt Nicht-Häm-Eisen einen viel größeren Anteil des Nahrungseisens als Häm-Eisen und spielt daher durchaus eine bedeutende Rolle bei der Eisenversorgung [1]. Insbesondere Pflanzenproteine aus Hülsenfrüchten und Nüssen stellen eine dem Fleisch durchaus vergleichbare alternative Eisenquelle dar.

Zusammenfassung

  • Eisen spielt eine Schlüsselrolle bei der Energieversorgung des Organismus. Zwei Drittel des körpereigenen Eisens liegen in Form des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin vor.
  • Eisenmangel verursacht Anämie (Blutarmut). Ein Überangebot von Eisen bringt jedoch seine eigenen Risiken mit sich. Supplementierung sollte daher nur in Absprache mit einem Arzt erfolgen.
  • Die DGE empfiehlt für Männer und Frauen eine tägliche Eisenaufnahme von 10 beziehungsweise 15 mg. Die eher geringe Aufnahmekapazität des Darms ist dabei bereits berücksichtigt.

Quellen und Buchtipps

[1] Review on iron and its importance for human health. N.Abbaspour et al. J Res Med Sci. 19 (2014)
[2] Hepatic Iron Overload and Hepatocellular Carcinoma. M.C.Kew. Liver Cancer 3 (2014)
[3] Intestinal iron homeostasis and colon tumorigenesis. X.Xue, Y.M.Shah. Nutrients 5 (2013)
[4] The role of hepcidin in iron metabolism. E.Nemeth, T.Ganz. Acta Haematol. 122 (2009)
[5] Overview of hemochromatosis. L.H.Smith Jr. West. J. Med. 153 (1990)
[6] Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Deutsche Gesellschaft f. Ernährung (DGE), ÖGE, SGE, Schweizerische Vereinigung f. Ernährung (Herausgeber)
[7] Iron Deficiency Anemia Assessment, Prevention, and Control. World Health Organization Geneva, Switzerland. (2001)
[8] Iron and diabetes risk. J.A.Simcox, D.A.McClain. Cell Metab. 17 (2013)
[9] Iron overload cardiomyopathy in clinical practice. D.T.Kremastinos, D.Farmakis. Circulation 124 (2011)

Wichtiger Hinweis: Aufgrund von möglichen Wechselwirkungen wird darauf hingewiesen, dass bei Medikamenteneinnahme jede zusätzliche Verwendung auch von natürlichen Substanzen oder Nahrungsergänzungsmitteln mit dem Arzt abgestimmt werden sollte. Bitte weiterlesen..

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