Eisen: Ein Mangel führt zu Blutarmut, ein Überfluss zu oxidativem Stress

Ein Eisenmangel kann ebenso wie eine Eisenüberladung zu gesundheitlichen Störungen und Erkrankungen führen. Eisen ist als Bestandteil des Hämo- und Myoglobins und einiger Enzyme ein lebenswichtiges Spurenelement. Bei Überschuss kann es jedoch oxidativen Stress auslösen.

Wichtiges in Kürze

Eisen ist als Spurenelement eine sehr wichtige Substanz für unseren Körper. Als Bestandteil des Hämoglobins und Myoglobins versorgt es sämtliche Organe und Zellen sowie die Muskeln mit Sauerstoff. Als weiterer Bestandteil von Enzymen ist es am Stoffwechsel beteiligt und sorgt für Wachstum und Leistungsfähigkeit und steigert sogar die Immunabwehr. Eisen ist ubiquitär in unseren Lebensmitteln vorhanden. Seine Form ist Ausschlag gebend für seine Verfügbarkeit. Während tierische Lebensmittel Eisen vorwiegend in zweiwertiger freier Form enthalten, ist seine Resorption aus pflanzlichen Lebensmitteln, wo es als dreiwertiges Eisen in gebundener Form vorliegt, sehr viel geringer. Zusätzlich gibt es Substanzen, die die Aufnahme von dreiwertigem Eisen fördern oder aber auch hemmen.

Ein Eisenmangel führt zu Blutarmut und damit zu vielen Symptomen, die die Leistungsfähigkeit herabsetzen. Säuglinge, Kinder, Sportler, Schwangere, Vegetarier und Magen-Darm-Erkrankte sollten auf eine ausreichende Eisenzufuhr achten. Eisen kann jedoch nicht nur im Mangel sondern auch im Überfluss für unsere Gesundheit schädlich sein. Bei einer zu hohen Eisenaufnahme, in Folge von Alkoholismus oder einer Erbkrankheit, können sich eine Herzinsuffizienz und eine Lebernekrose und andere Erkrankungen und Symptome ausbilden. Zudem haben Untersuchungen gezeigt, dass eine Eisenüberladung zu oxidativem Stress führt und auf diese Weise koronare Herzkrankheiten und Krebs fördert. Eine ausgewogene Ernährung ist die beste Voraussetzung für eine bedarfsgerechte Eisenzufuhr.

Einleitung

Eisen ist das wichtigste Spurenelement für den Menschen. Der Begriff Spurenelement entwickelte sich aus der Tatsache, dass die Gesamtmenge aller Spurenelemente nur etwa 10g, dem entsprechend also nur 0,01 bis 0,02% des Gesamtorganismus ausmacht. Der Eisengehalt des Körpers liegt bei ca. 2 bis 4g. Eisen ist wichtig für den Stoffwechsel und das Wachstum. Es ist Bestandteil von Enzymen. Zum größten Teil wird jedoch das Eisen im Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) gebunden. Über Schweiß, Urin und abgestoßene Zellen verliert der Körper täglich ca. 1 bis 2mg Eisen.

Dieses Defizit muss täglich über die Nahrung ausgeglichen werden. Geschlechtsreife Frauen verlieren während jeder menstruellen Blutung etwa 20mg, bei einer Hypermenorrhö sogar bis zu 60 mg. Aus diesem Grund weisen etwa 20% dieser Frauen einen Eisenmangel auf. Ein Eisenmangel kann die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit stark einschränken.

Aufgabe und Stoffwechsel von Eisen

Eisen ist als wichtigstes Spurenelement Bestandteil sauerstoff- und elektronenübertragender Substanzen. So fungiert es im Hämoglobin, Myoglobin und in vielen Enzymen als zentrales Atom. Hämoglobin ist in den roten Blutkörperchen enthalten und sorgt für den roten Blutfarbstoff. Dieses an Hämoglobin gebundene Eisen verbindet sich mit Sauerstoff und befördert ihn zur Lunge. Auf diese Weise wird lebensnotwendiger Sauerstoff den Zellen zur Verfügung gestellt, um bei dem Abbau von Nährstoffen Energie gewinnen zu können. Im Muskel ist Eisen Bestandteil des so genannten Myoglobins. Myoglobin stellt somit den Sauerstoffspeicher der Muskeln dar. Eisenhaltige Enzyme, wie das Cytochrom oder die Ribonukleotidreduktase, sind am Energiestoffwechsel beteiligt und haben Einfluss auf Leistungsfähigkeit und Wachstum.

Eisen ist auch an der Immunfunktion beteiligt. Als Bestandteil der Enzyme Katalase und Peroxidase hat es antioxidative Funktionen. Ferritin und Hämosiderin sind Speicherformen von Eisen. Das Eisen wird dabei an einen Eiweißkörper gebunden. Von dem gesamten Eisenvorrat (2 bis 4g) sind 60% an das Hämoglobin, 25% an das Ferritin und Hämosiderin und ca. 15% an das Myoglobin und Enzyme gebunden. Obwohl der Eisenstoffwechsel bis heute noch nicht im Detail bekannt ist, können mit den vorliegenden Ergebnissen die Funktionen des Eisen gut nachvollzogen werden.

Die Eisenaufnahme findet größten Teils im Dünndarm statt. Obwohl in fast jedem Lebensmittel Eisen enthalten ist, muss seine Herkunft beachtet werden. Man kann bei Eisen im Wesentlichen zwei verschiedene Formen unterscheiden:
Das zweiwertige Eisen (=Häm-Eisen) und das dreiwertige Eisen (=Nicht-Häm-Eisen). Die Eisenaufnahme in den Körper kann nur erfolgen, wenn das Eisen in freier, ionischer und zweiwertiger Form vorliegt. Als dreiwertiges Eisen ist es extrem schwer löslich und ist dem entsprechend nur schlecht verfügbar. Das dreiwertige Eisen muss vor seiner Resorption zunächst in zweiwertiges Eisen umgewandelt werden. Zudem ist das Eisen zumeist in einem festen Verbund mit Kohlenhydraten. In dieser Form liegt das Eisen in pflanzlichen Lebensmitteln vor. In tierischen Lebensmitteln liegt das Eisen als zweiwertiges Eisen vor, dass vom Körper schnell resobiert werden kann. In tierischen Lebensmitteln ist das Eisen an Proteine gebunden. Aber auch andere Nahrungsfaktoren beeinflussen die Bioverfügbarkeit von Eisen.

Viele pflanzliche Lebensmittel enthalten Substanzen, wie z.B. Polyphenole in Tee oder Hülsenfrüchten, Phytate in Getreiden, Nüssen, Hülsenfrüchen oder auch Calcium und Phosphat in Milchprodukten. Diese Substanzen bilden entweder Komplexe mit Eisen oder sorgen für die Ausfällung von Eisen, so dass Eisen nicht mehr absorbiert werden kann. Diese Substanzen können sich jedoch nur auf die Aufnahmen von dreiwertigem Eisen negativ auswirken. Häm-Eisen kann durch die Hemmstoffe in seiner Aufnahme dagegen nicht beeinträchtigt werden. Auf der anderen Seite gibt es Substanzen, die die Eisenaufnahme fördern: Vitamin C und Abbauprodukte von tierischem Eiweiß. Nach der Eisenaufnahme wird das Eisen im Blut an Transferrin gebunden, dass das Eisen an die verschiedenen Gewebe verteilt.

Folgen eines Eisenmangels

Ein Eisenmangel kann sich entwickeln, wenn entweder die Eisenzufuhr zu niedrig ist oder erhöhte Eisenverlust auftreten, so zum Beispiel bei starker Menstruation, bei Operationen oder starken Verletzungen. Auch Entzündungen können einen Eisenmangel verursachen. Ist die Eisenversorgung unzureichend, so sinkt die Hämoglobinkonzentration im Blut. Eine Blutarmut, eine so genannte Eisenmangelanämie, ist die Folge. Chronische, wenn auch geringe Blutverluste können zu einem Eisenmangel führen. Schließlich enthält 1 ml Blut 0,5 ml Eisen.

Dabei durchläuft der Eisenmangel verschiedene Stadien. Das erste Stadium ist das so genannte prälatente Stadium. Bei unzureichender Eisenzufuhr werden zunächst die Eisenspeicher geleert, um den Körper mit Eisen zu versorgen. Dabei liegen die Blutwerte noch im Normalbereich. Deshalb bleibt dieses Stadium meist unerkannt. Nach dem prälatenten Eisenmangel folgt bei weiterhin unzureichender Eisenversorgung das Stadium des latenten Eisenmangels. In dieser Phase sinken die Eisenkonzentrationen im Blut. Schließlich ist der Eisenmangel durch gesunkene Hämoglobinkonzentrationen leicht nachweisbar.

Dies ist das Stadium des manifesten Eisenmangels. Nun können die Betroffenen zumeist auch weitere Symptome benennen: Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schwindel, Konzentrationsschwäche, Reizbarkeit, Lernstörungen, reduzierte körperliche und geistige Belastbarkeit. Zusätzlich können Atrophie der Mund-, Zungen-, und Darmschleimhaut auftreten. Darüber hinaus werden Mundwinkelrhagaden, Schluckstörungen, brüchige Haare und Nägel, Störungen der Immunfunktion und des Wärmehaushaltes als Folgen eines Eisenmangels beschrieben. Ein Eisenmangel bei Kindern kann zu einer starken Beeinträchtigung der kognitiven und psychomotorischen Fähigkeiten führen.

Eisenbedarf in den verschiedenen Lebensphasen

Der Bedarf an Eisen sollte dem Lebensalter angepasst sein, so wie es in der Tabelle vorgegeben wird. Die Empfehlungen berücksichtigen präventive Aspekte im Hinblick auf die Entwicklung eines Eisenmangels. Mit Hilfe der täglichen Eisenzufuhr müssen die Eisenverluste (1 bis 2 mg, im Falle der Menstruation bis zu 60mg) ausgeglichen werden. Im allgemeinen werden aus einer gemischten, fleischhaltigen Kost ca. 10 bis 15% des Eisen resorbiert. Die Resorption von Eisen aus vegetarischer Kost liegt nur bei 3 bis 8%.

Risikogruppen für einen Eisenmangel

30% der Welbevölkerung sind von einem Eisenmangel betroffen. Vorwiegend ist eine Eisenunterversorgung in den Entwicklungsländern zu finden. Dennoch sollte auch bei uns dem Spurenelement Eisen genügend Aufmerksamkeit geschenkt werden. Es gibt einige Bevölkerungsgruppen, die häufig einen Eisenmangel ausbilden: Säuglinge und Kinder, Schwangere, Sportler, Vegetarier, Patienten mit Magen- und Darmerkrankungen.

Säuglinge und Kinder

Ein Eisenmangel entwickelt sich sehr schnell, wenn ein erhöhter Bedarf an Eisen besteht. Durch das Wachstum besteht im Säuglings- und Kindesalter ein verhältnismäßig hoher Bedarf. Dies ist vor allem zwischen dem 6. Lebensmonat und dem 3. Lebensjahr sowie während des pubertären Wachstumsschubs der Fall. In dieser Zeit nehmen Blut- und Muskelmasse zu. In den ersten vier Lebensmonaten ist der Säugling ausreichend durch die hohen Eisenspeicher, die das ungeborene Kind während der Schwangerschaft anlegt, versorgt. Spätestens ab dem 6. Lebensmonat sollte ein Gemüse-Kartoffel-Fleisch-Brei eingeführt werden, um die Eisenversorgung zu Gewähr leisten. Zudem sollte die Eisenaufnahme durch eine Vitamin C-reiche Ernährung unterstützt werden. Besonderes Augenmerk ist auf diejenigen Kinder und Jugendliche zu richten, die sich vegetarisch ernähren.

Schwangere

Ein Eisenmangel in der Schwangerschaft kann für Mutter und Kind zu einer erhöhten Morbidität und Mortalität führen. Aus diesem Grund wird der Hämoglobinwert im Blut der Schwangeren häufig kontrolliert. Als Anämie in der Schwangerschaft gilt ein Wert, der unter 11g pro 100ml liegt. Der Grenzwert ist während der Schwangerschaft erniedrigt, da es in dieser Zeit physiologischer Weise zu einer Blutverdünnung kommt. In der Wissenschaft wird schon seit langem darüber diskutiert, ob eine Eisensupplementierung zur Prophylaxe für alle Schwangeren propagiert werden soll. Die in der Schwangerschaft empfohlenen 30mg pro Tag sind über die tägliche Nahrung nur schwer zu erreichen.

Sportler

Speziell bei Läufern kann durch die so genannte Marschhämolyse, das ist die Zerstörung von Erythrozyten im Fußbereich durch das Auftreten des Fußes, ein Eisenmangel hervor gerufen werden. Darüber hinaus sind die Eisenverluste über Schweiß und Stuhl bei einem Sportler höher als bei einem Nicht-Sportler. Insbesondere ist eine solche Entwicklung bei Frauen im Ausdauersport festzustellen. Auch bei Kraftsportlern lässt sich durch die extreme Muskelarbeit ein erhöhter Bedarf feststellen. Bei Sportlern wird dem entsprechend eine mögliche prophylaktische Eisensupplementierung kontrovers diskutiert.

Vegetarier

Menschen, die sich ohne Fleisch und überwiegend mit pflanzlicher Kost ernähren, sollten sich des Risikos, einen Eisenmangel auszubilden, bewusst sein. Obwohl sie häufig mengenmäßig genauso viel Eisen aufnehmen, wie Mischköstler, ist die Versorgung mit Eisen oft grenzwertig. Grund dafür ist die weitaus schlechtere Resorptionsmöglichkeit von Nicht-Häm-Eisen gegenüber Häm-Eisen aus tierischen Lebensmitteln. Wie Untersuchuchungen zeigen, scheinen trotz geringer Eisenspeicher scheinen für Vegetarier keine Nachteile zu entstehen. Forschungen haben ergeben, dass bei geringen Eisenspeichern die Resorption von Nicht-Häm-Eisen verbessert wird. Generell sollten Vegetarier über den Eisengehalt von Lebensmitteln informiert sein. Durch eine ausgewogene Ernährung mit einer hohen Vitamin C-Zufuhr kann die Eisenaufnahme zusätzlich unterstützt werden. Wissenschaftler empfehlen für vegetarisch ernährte Kinder und Frauen im gebärfähigen Alter eine regelmäßige Überprüfung des Eisenstatus, um dann bei Notwendigkeit mit einer Eisensupplementierung eine Eisenmangelanämie zu verhindern.

Patienten mit Magen- oder Darmerkrankungen

Durch Magen- oder Darmerkrankungen ist häufig die Eisenresorption stark herab gesetzt. Auch Medikamente können die Aufnahme von Eisen behindern, so zum Beispiel Antazida, H2-Rezeptor-Antagonisten und Protonenpumpenhemmer. Ein Drittel der Morbus Crohn und Colitis ulcerosa Patienten leidet an einer Eisenmangelanämie.

Gesicherte Eisenversorgung durch gesunde Ernährung

Allgemeines

Eine Ernährung, die sich an der Lebensmittelpyramide orientiert, ausgewogen und abwechslungsreich ist, ist die beste Voraussetzung für unsere Gesundheit und zur Vorbeugung von Erkrankungen: Mit Getreideprodukten und Brot als Basis der Ernährung jeden Tag, mit täglich 5 Portionen Obst und Gemüse, mit Milch und Milchprodukten, mit einem eingeschränkten Fleisch und Wurstverzehr, mit regelmäßiger Einplanung von Fischgerichten, einem sparsamen Umgang mit Öl und Fett, Süßspeisen und Süßigkeiten sowie einer ausreichenden Flüssigkeitsmenge. Mit einer gemischten Kost nimmt ein Erwachsener 5 bis 15mg Nicht-Häm-Eisen und 1 bis 5mg Häm-Eisen täglich auf.

Tierische Lebensmittel

Viele tierische Lebensmittel haben einen hohen Eisengehalt. Durch die zusätzlich gute Verfügbarkeit von Eisen aus diesen Lebensmitteln, spielen sie neben Brot die Hauptrolle bei der Eisenversorgung. In tierischen Lebensmitteln kommt das Eisen als zweiwertiges Ion vor, dass über einen schnellen Transportweg ins Blut aufgenommen werden kann. Es ist das so genannte Häm-Eisen. Seine Verfügbarkeit für den Körper liegt bei 16 bis 20%.

Auch pflanzliche Lebensmittel enthalten Eisen. Im Vergleich zu tierischen Lebensmitteln ist die Verfügbarkeit von Eisen aus pflanzlichen Lebensmitteln sehr viel schlechter. Grund dafür ist, dass das Eisen in diesen Lebensmitteln in dreiwertiger Form vorliegt und vor der Absorption zunächst in die lösliche zweiwertige Form reduziert werden muss. Die Verfügbarkeit von dreiwertigem Eisen - es wird auch als Nicht-Häm-Eisen bezeichnet - liegt bei etwa 3 bis 8%.

Folgen einer überhöhten Eisenzufuhr

Eine akute Eisenvergiftung führt zu blutigem Erbrechen und blutigen Durchfällen. Schließlich kann sich eine Herzinsuffizienz und eine Lebernekrose entwickeln. Das Zentralnervensystem wird geschädigt. Eine Dosis von mehr als 180mg pro kg Körpergewicht führt zum Tod. Das Institute of Medicin hat als so genannten Upper Level für Eisen einen Wert von 45mg pro Tag angegeben. Dieser Wert gilt jedoch ausschließlich für gesunde Personen, die über 14 Jahre alt sind.

Eine chronische Eisenüberladung kann vom Organismus in keinster Art und Weise abgefangen werden. Überschüssiges Eisen kann nicht ausgeschieden werden. Eine Eisenübersättigung kann deshalb große Schäden anrichten und den so genannten “oxidativen Stress” auslösen. Dabei erhöhen freie Eisenionen die Bildung freier Radikale. Diese Radikale schädigen die Arterienwand durch Lipidoxidation - das Risiko für Herzinfarkt und Schlaganfall wird auf diese Art und Weise erhöht. Diese negativen Effekte können über eine ausreichende Zufuhr von Vitamin E, Flavonoiden und Zink abgeschwächt werden. Obwohl Eisen selbst nicht kanzerogen wirkt, wird vermutet, dass Eisen durch den gesteigerten oxidativen Stress Präkarzinogene in Karzinogene überführt, und das Wachstum von Krebszellen steigert.

Eine Eisenüberladung kann Folge von Alkoholismus oder aber Folge einer Erbkrankheit der so genannten Hämochromatose sein. Bei beiden Erkrankungen ist die Eisenresorption extrem hoch. Mit einer Häufigkeit von 1:200 bis 1:400 ist die Hämochromatose keine seltene Stoffwechselstörung. Der erhöhte Eisenspiegel verursacht Schäden an der Leber, dem Pankreas und dem Herz. Ohne geeignete Therapie kann sich ein Diabetes, eine Leberzirrhose und eine Kardiomyopathie entwickeln. Für Betroffene macht sich die Erkrankung zunächst durch Müdigkeit, Inappetenz, Gelenk- und Oberbauchbeschwerden bemerkbar.

Da es sich eher um unspezifische Symptome handelt, wird die Erkrankung oft erst spät diagnostiziert. Eine Früherkennung ist jedoch notwendig, um irreversible Organschäden zu reduzieren. Ein erhöhter Ferritinwert und eine erhöhte Transferrinsättigung weisen auf die Erkrankung hin. Betroffene sollten in jedem Fall auf Eisensupplemente und Vitamin-C-Supplemente verzichten. Vitamin-C-reiches Obst und Gemüse ist dagegen erlaubt. Fleisch und Wurst sollten wegen ihres hohen Eisengehaltes und der guten Eisenverfügbarkeit im täglichen Speiseplan stark reduziert werden.

Ansprechpartner und Literatur für Verbraucher

Deutsche Gesellschaft für Ernährung

Adresse: Godesberger Allee 18
53175 Bonn
Telefon: 0228-3776-00
Fax: 0228-3776-800
Homepage: www.dge.de

Deutsches Grünes Kreuz

Adresse: Schuhmarkt 4
35037 Marburg
Telefon: 06421-29 31 24
Fax: 06421-2 29 10
Homepage: www.dgk.de

Institut für Ernährungsinformation
Klinik Hohenfreudenstadt

Adresse: Tripsenweg 17
72250 Freudenstadt
Homepage: www.eraehrung.de

Forschungsinstitut für Kinderernährung

Adresse: Heinstück 11
44225 Dortmund
Telefon: 0231-714021
Fax: 0231-711581
Homepage: www.fke-do.de

Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA)

Adresse: Ostmerheimer Straße 220
51101 Köln
Homepage: www.bzga.de

Hämochromatose-Vereinigung Deutschland e.V.

Adresse: Ulitzkastr. 23
51063 Köln
Telefon: 0221-884998
Homepage: www.haemochromatose.org

Interdisziplinäre, klinische Gruppe Eisenstoffwechsel
Eisenstoffwechselambulanz
UKE-Haus N41

Adresse: Martinistrl 52
20246 Hamburg
Telefon: 040-42803-3389
Fax: 040-52803-4797
Homepage: www.eiseninfo.de

Arbeitskreis Ernährung, Gesundheit, Leistungsfähigkeit, Wohlbefinden e.V.

Adresse: Martin-Behaim-Str. 6
63263 Neu Isenburg
Telefon: 06102-745-210
Fax: 06102-745-234

Verband für unabhängige Gesundheitsberatung e.V.

Adresse: Keplerstr. 1
35390 Gießen
Telefon: 0641-77785
Fax: 0641-78568
Homepage: www.ugb.de

Gesund durch ausreichend Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente
M. Gappmayer, L. Grünwald
Nährstoff-Akademie, Salzburg, 2004

Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie mit Mikronährstoffen
H. K. Biesalski
Thieme, 2002

Einfluss der Kostform auf den Eisen-, Zink- und Kupferstatus in der Schwangerschaft
U. Heins
Shaker, 2001

Mineralstoffe und Spurenelemente
H. Scholz
Trias, 1996

Spurenelemente und Ernährung
G. Wolfram, M. Kirchgeßner
Wissenschafts-Verlag, 1997

Richtig Essen. Der ganzheitliche Weg zur gesunden Ernährung
R. Dahlke, D. Neumayr
Knaur, 2006

Wertvolle Ernährung in der Schwangerschaft
Gondrom-Verlag, 2002

Gesund durch Mineralstoffe und SpurenelementeWofür wir sie brauchen, was uns fehlt, wenn sie uns fehlen. S. Roediger-Streubel
Mosaik-Verlag, 1995

Literatur

Biesalski, H.K. et al. [Hrsg.]: Ernährungsmedizin. 2., überarb. und erw. Aufl. -Thieme Verlag Stuttgart 1999

DGE: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Umschau / Braus GmbH, Verlagsgesellschaft (2000)

Heepe, F.: Diätetische Indikationen, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 3. Auflage, 1998

Hofmann, L.: Eisen. Ernährung im Fokus (4), 04, 110 - 114, 2004

Huth, K.; Kluthe, R.: Lehrbuch der Ernährungstherapie. Thieme-Verlag, Stuttgart, 2. Auflage, 1995

Kasper, H.: Ernährungsmedizin und Diätetik. 9., neu bearb. Aufl.; Urban & Schwarzenberg Verlag München 2000

Kluthe, R.: Ernährungsmedizin in der Praxis. Aktuelles Handbuch zur Prophylaxe und Therapie ernährungsabhängiger Erkrankungen. Losebl.-Ausg.; Spitta Verlag Balingen, Stand 11/2002

Leitzmann, C.; Elmadfa, I.: Ernährung des Menschen. 4. Aufl. UTB Stuttgart, 1998