Eisen: Wirkung, Funktion und Mangel

Eisen ist ein lebenswichtiges Spurenelement, das in nahezu allen Organen eine zentrale Rolle einnimmt. Es ist für den menschlichen Organismus unverzichtbar, da es maßgeblich am Sauerstofftransport, an der Energiegewinnung und an zahlreichen weiteren Stoffwechselprozessen beteiligt ist. Da der Körper Eisen nicht selbst herstellen kann, muss es über die Nahrung zugeführt werden. Es erfüllt vielfältige physiologische Funktionen – von der Blutbildung über die Unterstützung des Immunsystems bis hin zur Zellteilung. Ein ausgewogener Eisenhaushalt ist daher entscheidend für Gesundheit und Leistungsfähigkeit, während ein Mangel gravierende Folgen haben kann. Der folgende Artikel gibt einen umfassenden Überblick über die Definition, Wirkung, Funktion, den Abbau und mögliche Mangelzustände von Eisen.

Eisen – Definition

Eisen ist ein essenzielles Spurenelement und ebenfalls das das häufigste Spurenelement des menschlichen Organismus darstellt. Der Großteil des Eisens befindet sich im Hämoglobin der roten Blutkörperchen und es wird im Körper für eine Vielzahl biochemischer Prozesse benötigt.

Eisen – Wirkung und Funktion

Eisen, welches in Form des (tierischen) Hämeisens und des (pflanzlichen) Nicht-Hämeisens vorkommt, ist ein essenzielles Spurenelement, da der Körper es nicht selbst herstellen kann. Die Gesamtmenge des Eisens beim Erwachsenen beträgt etwa vier bis fünf Gramm, wobei man das Funktionseisen, welches etwa 75 Prozent des Gesamteisens ausmacht, vom Speichereisen abgrenzt, das etwa 25 Prozent des Gesamteisens ausmacht.

Das Funktionseisen befindet sich in aktiven biologischen Verbindungen. So also im Hämoglobin, Myoglobin und in Enzymen wie dem Cytochrom P 450. Das Speichereisen kommt in nicht biologische aktiven Eisenreserven vor. Dazu gehören das Ferritin, Hämosiderin und Transferrin.

Die Verteilung des Eisens kann man prozentual wie folgt beschreiben:

• Hämoglobin: etwa 70 Prozent
• Myoglobin: etwa 10 Prozent
• Ferritin/Hämosiderin: etwa 15 Prozent
• Rest: Enzyme, Transferrin, Cytochrome

Das Eisen erfüllt mehrere wichtige Funktionen in unserem Körper. Es ist zum einen Bestandteil von Hämoglobin und Myoglobin und ist somit mitwirkend am Sauerstofftransport. In zahlreichen Enzymen, wie beispielsweise in Cytochromen, ist Eisen beteiligt an der Funktion und dient somit der Energiegewinnung und ist beteiligt am Stoffwechsel. Bei den Cytochromen handelt es sich um Proteine, welche eine zentrale Rolle im Elektronentransport in Zellen spielen. Als Bestandteil des antioxidativen Enzyms Katalase, spielt Eisen auch eine Rolle bei der Neutralisierung von Wasserstoffperoxid und damit beim Schutz der Zellen vor antioxidativem Stress.

Außerdem spielt das Eisen im Immunsystem eine essentielle Rolle, indem es die Funktion der Immunzellen unterstützt. Auch beim Zellwachstum und der Zellteilung ist das Eisen wichtig, da es eine Rolle bei der DNA-Synthese und Geweberegeneration spielt.

Resorption und Transport des Eisens

Die Enterozyten des Darms nehmen bevorzugt zweiwertiges Eisen (Fe 2+) aber auch dreiwertiges Eisen (Fe 3+) auf. Im Magen wird das Eisen aus seiner Proteinbindung durch HCl und Pepsin herausgelöst und anschließend im Darm über drei mögliche Resorptionswege aufgenommen. Das Eisen kann dabei entweder als freies Ion oder Häm-gebunden aufgenommen werden. Bei normaler Mischkost ist ein Drittel des Eisens in der Nahrung noch Häm-gebunden, wie es auch im Blut vorliegt. Die Häm-gebundene Resorption des Eisens stellt die effizienteste Resorption dar.

Im Blut wird das als Transferrin transportiert. Benötigt eine Zelle Eisen, so exprimiert sie Transferrinrezeptoren an ihrer Oberfläche und nimmt sie auf.

Eisen – Abbau und Mangel

Eisen wird genau genommen nicht “verbraucht”, sondern recycelt. Alte Erythrozyten werden in der Milz und Leber abgebaut, das Eisen aus Hämoglobin wird durch Makrophagen freigesetzt, ins Blut abgegeben und über Transferrin zur Wiederverwendung transportiert. Durch Blutungen, Hautabschilferung, Schweiß und Urin kommt es zum echten Eisenverlust.

Der Eisenmangel stellt die zweithäufigste Mangelerkrankung des Menschen dar und kann durch Blutverlust, etwa bei gastrointestinalen Blutungen oder die Menstruationsblutung, Schwangerschaft oder Mangelernährung auftreten. Da Eisen in tierischen Quellen wie Rind- und Schweinefleisch, Geflügel, Fisch und Meeresfrüchten vorkommt, aber auch in Vollkornrprodukten, Nüssen und Samen auftritt, kann eine mangelnde Zufuhr dieser Lebensmittel einen Eisenmangel fördern.

Selten kann auch ein angeborener Transferrinmangel, die sogenannte kongenitale Hypotransferrinämie, die Ursache für einen Mangel an Eisen sein, da der Eisentransport zu den Zielzellen beeinträchtigt ist.

Klinisch zeigt sich eine Eisenmangelanämie mit mikrozytär und hypochromen Zellen. Das sind kleine Erythrozyten mit verringertem Volumen, die eine geringe Menge an Hämoglobin enthalten und somit weniger gefärbt erscheinen. Symptome des Eisenmangels sind Müdigkeit, Blässe, Leistungsabfall, Konzentrationsschwäche, brüchige Nägel, Mundwinkelrhagaden und auch Haarausfall.

Eisenmangel beeinträchtigt nicht nur die Sauerstoffversorgung, sondern auch die Muskelfunktion, da Myoglobin als eisenhaltiges Protein für die Speicherung und Bereitstellung von Sauerstoff im Muskelgewebe essenziell ist. Daher führt ein Mangel zu schneller Ermüdung, reduzierter Ausdauerleistung und Muskelschwäche. Darüber hinaus beeinflusst Eisen auch die Thermoregulation, da eine eingeschränkte Sauerstoff- und Energieversorgung den Wärmehaushalt des Körpers stört. Dies erklärt auch, warum Betroffene dadurch empfindlicher auf Kälte reagieren.