Eisen: Wie man es wieder auffüllt und was es reduziert + Eisenreiche Lebensmittel

Was wissen wir über Eisen?

Eisen ist ein chemisches Element, das in unserer Umwelt weit verbreitet ist. Mit 30,1 % ist es nach Sauerstoff das zweithäufigste Element auf der Erde.

Es kommt auch in der Sonne, in Sternen und Meteoriten vor.

Eisen ist der Menschheit seit prähistorischen Zeiten bekannt, seine bedeutende industrielle Produktion begann um das 18.

Die chemische Bezeichnung für Eisen ist Fe. Sie leitet sich vom lateinischen Namen ferrum ab, der übersetzt Stärke bedeutet.

Eisen ist ein Element der Gruppe VIII des Periodensystems der chemischen Elemente und befindet sich in Periode 4.

Es gehört zu einer Gruppe von Elementen, die als Übergangselemente oder Übergangsmetalle bezeichnet werden.

Dieser Name stammt aus der Zeit, als Chemiker den Elementen in der Mitte des Periodensystems die Übergangseigenschaften zwischen Alkalimetallen und Nichtmetallen zuschrieben.

Eisen ist ein festes Metall von hellgrauer bis weißer Farbe. Es ist hart, spröde, schmelzbar und hat eine geringe Korrosionsbeständigkeit. Es oxidiert leicht zu hydratisierten Oxiden (Rost), wenn es der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist.

In elementarer Form ist Eisen sehr instabil und reaktionsfreudig, insbesondere in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit oder bei hohen Temperaturen, und kann sich bei Kontakt mit Mineralsäuren auflösen.

Tabellarische Zusammenfassung der grundlegenden chemischen und physikalischen Informationen über Eisen

Der größte Teil des Eisens kommt in der Natur in Form von Mineralien vor, die dieses Element enthalten: Hämatit (Fe2O3), Magnetit (Fe3O4), Siderit (FeCO3), die wichtigsten Eisenerze, und Limonit (FeO(OH)-nH2O) oder Takonit.

Eisen wird zur Herstellung von Legierungen wie Stahl, rostfreiem Stahl, Gusseisen usw. verwendet.

Eisen ist nicht nur als einer der wichtigsten industriellen Stoffe bekannt, sondern kann auch als eines der wichtigsten Elemente im menschlichen Körper betrachtet werden, da es in vielen biochemischen Prozessen verwendet wird.

Schon in der Antike war man sich der Bedeutung von Eisen für Gesundheit und Krankheit bewusst. Die erste Verwendung von Eisen für medizinische Zwecke wird mit den Ägyptern, Griechen und Römern in Verbindung gebracht.

Im 17. Jahrhundert wurde Eisen zur Behandlung von Chlorose, einer durch Eisenmangel verursachten Erkrankung, eingesetzt.

Der überzeugende Beweis, dass anorganisches Eisen für die Synthese von Hämoglobin notwendig ist, wurde jedoch erst 1932 erbracht.

Was ist eine weitere biologische Funktion von Eisen und für welche Lebensprozesse ist es unentbehrlich?

Welche Bedeutung hat Eisen für den Menschen?

Eisen ist ein essentielles Element, das für fast alle lebenden Organismen notwendig ist. Es ist an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt, unter anderem am Sauerstoff- und Elektronentransfer und an der DNA-Bildung.

Es gehört zu den so genannten mikrobiogenen Elementen, die normalerweise weniger als 0,005 % des Körpergewichts ausmachen.

Im menschlichen Körper befinden sich etwa 3-4 Gramm Eisen, die sich wie folgt verteilen:

• 65-70% in den Hämoglobinmolekülen, einem roten Blutfarbstoff, der in den roten Blutkörperchen enthalten ist.
• 3-4 % in Myoglobin, einem Protein, das in den Muskeln vorkommt und die Bindung von Sauerstoff ermöglicht
• 15-30 % sind Speichereisen, das an ein Protein - Ferritin oder Hämosiderin - gebunden ist
• etwa 1 % in Enzymen wie Cytochromen, Cytochromoxidase oder Peroxidase
• 0,1 % ist Transporteisen, das sich im Blutplasma befindet, wo es an Proteine gebunden ist (insbesondere an das Protein Transferrin).

Die Eisenkonzentration im Körper ist streng reguliert, da Eisen in der Lage ist, freie Radikale zu bilden, die bei einem Überschuss zu Gewebeschäden führen können.

Eisen hat mehrere wichtige Funktionen im menschlichen Körper.

Zunächst ist es am Transport der im Blut befindlichen Gase - insbesondere des Sauerstoffs - beteiligt.

Bis zu fast 70 % des Eisens sind Bestandteil des Hämoglobins, das in den roten Blutkörperchen vorkommt, und zwar in einem der Bestandteile des Hämoglobins, dem Häm.

Häm ist eine komplexe Nicht-Protein-Verbindung, deren zentrales Atom Eisen ist. Häm bildet zusammen mit dem Proteinteil von Globin das Hämoglobin-Molekül.

Hämoglobin ist für den Transport des Sauerstoffs im Blut von der Lunge zu den Geweben und Zellen verantwortlich. In den Lungenkammern bindet sich der Sauerstoff an das Hämoglobinmolekül. Es entsteht Oxyhämoglobin. So wird der Sauerstoff zu den Zellen transportiert.

Hämoglobin ist auch in der Lage, Kohlendioxid zu binden und aus den Zellen in die Lunge zu transportieren, wo es dann als Abfallstoff ausgeatmet wird. Im Gegensatz zu Sauerstoff, der sich an Hämoglobin bindet, bindet sich Kohlendioxid an den Proteinteil - Globin.

Neben dem Hämoglobin ist Eisen auch Bestandteil des Myoglobins, eines Proteins, das in den Muskeln vorkommt. Es ist ebenfalls am Sauerstofftransport beteiligt, allerdings in den Muskelzellen. Man findet es in den Muskelzellen des Herzens und in der Skelettmuskulatur.

Strukturell ist Myoglobin viel einfacher aufgebaut als Hämoglobin.

Ein Hämoglobinmolekül kann 4 Sauerstoffmoleküle binden, während das Myoglobinmolekül nur ein Sauerstoffmolekül bindet.

Darüber hinaus kennen wir weitere biologische Funktionen von Eisen im menschlichen Körper.

• Es sorgt für das normale Funktionieren von Gehirn, Muskeln, Schilddrüse und Immunsystem.
• Es ist an der Energiegewinnung beteiligt.
• Es hat eine positive Wirkung auf Haut, Haare und Nägel.
• Unterdrückt Müdigkeit.
• Fördert die geistige Gesundheit, verringert das Risiko von psychischen Erkrankungen.
• Unterstützt die fötale Entwicklung.

Wie verarbeitet der Körper Eisen?

Absorption

Eisen gelangt über die Nahrung in den Körper. Es wird vor allem im ersten Teil des Verdauungstrakts über ein spezifisches Trägerprotein aufgenommen und gelangt dann ins Blut.

Die primär absorbierte Form des Eisens ist die zweiwertige Form, d. h. Fe+2. Die dreiwertige Form Fe+3 hat eine geringe Absorptionskapazität.

Der Anteil des absorbierten Eisens im Vergleich zum gesamten Eisen in der Nahrung ist mit 5-35 % relativ gering und hängt von den Umständen und insbesondere vom physikalischen Zustand des aufgenommenen Eisens ab.

Bei physiologischem pH-Wert wird Eisen mit der Oxidationsstufe +2 in erheblichem Maße zu einer unlöslichen Eisenform mit der Oxidationsstufe +3 oxidiert. Im Anfangsbereich des Dünndarms sinkt der pH-Wert durch die Wirkung der Magensäure, was zu einer Reduktion von Fe+3 zu Fe+2 und zu einer erheblichen Steigerung der Eisenabsorptionsrate führt.

Die Magensäure hat also einen bedeutenden Einfluss auf die Eisenabsorption, die bei einem Mangel an Magensäure verringert ist.

Im Blut ist das Eisen an das Protein Transferrin gebunden, durch das es zu den Zellen oder zum Knochenmark transportiert wird.

Regulierung des Eisenspiegels

Die Eisenmenge im Körper muss ständig kontrolliert werden, da Eisen in hohen Konzentrationen giftig sein kann. Daher ist es notwendig, ein Gleichgewicht bei der Aufnahme, dem Transport, der Speicherung und der Verwendung von Eisen aufrechtzuerhalten. Man spricht hier von der Aufrechterhaltung der Homöostase.

Da der menschliche Körper nicht über Mechanismen zur aktiven Ausscheidung von Eisen aus dem Körper verfügt, muss der Eisenspiegel ab dem Zeitpunkt der Aufnahme streng kontrolliert und reguliert werden.

Die Funktion eines solchen Regulators übernimmt Hepcidin, ein Peptidhormon, das in den Zellen des Pecenums gebildet wird. Es hält die Homöostase aufrecht, indem es den Prozess der Eisenspeicherung und -verwertung koordiniert und das Blut anweist, die Aufnahme je nach Bedarf zu verringern oder zu erhöhen.

Eine Störung des Hepcidin-Spiegels oder der Hepcidin-Funktion führt zu einem Überschuss an Eisen im Körper oder umgekehrt zu einem Eisenmangel.

Speicherung

Eisen wird im Körper in Form von Körperspeichern gespeichert.

Unter körpereigenen Eisenspeichern (Speichereisen) versteht man Eisen, das an die Proteine Ferritin und Hämosiderin gebunden ist. Die Konzentration dieser beiden Proteine gibt Aufschluss über die Eisenspeicher.

Der größte Teil des Eisens ist an Ferritin gebunden, während es schwieriger ist, das Eisen aus dem Hämosiderin zu lösen.

Das auf diese Weise gebundene Eisen ist unlöslich und konzentriert sich hauptsächlich in Leber, Milz und Knochenmark.

Ausscheidung

Der menschliche Körper verfügt nicht über einen Mechanismus zur aktiven Ausscheidung von Eisen, so dass es größtenteils im Körper gespeichert wird und nicht ohne weiteres entfernt werden kann.

In bestimmten Situationen, wie z. B. während der Blutung, der Menstruation oder der Schwangerschaft, kann Eisen in bestimmten Mengen aus dem Körper ausgeschieden werden. Während der Menstruation verliert eine erwachsene Frau etwa 2 mg Eisen pro Tag.

Ein gewisser periodischer Eisenverlust tritt jedoch auch durch den physiologischen Abbau von Zellen in der Haut, im Verdauungstrakt oder im Urogenitaltrakt auf, wobei diese Verluste jedoch sehr gering sind (etwa 1 mg pro Tag).

In Anbetracht der begrenzten Möglichkeiten zur Eisenausscheidung wird die Regulierung des Eisenspiegels daher als wesentlich und notwendig angesehen.

Wie sieht es mit der Eisenaufnahme über die Nahrung aus?

Eisen in der Nahrung kann in zwei grundlegenden Formen vorkommen - als Häm- oder Nicht-Häm-Eisen.

Die wichtigsten Quellen für die Häm-Form sind Hämoglobin und Myoglobin aus Lebensmitteln wie Fleisch, Geflügel, Fisch und Meeresfrüchten.

Die Eisenabsorption ist in diesem Fall hoch (15-25 % des gesamten Eisengehalts) und wird auch nur geringfügig durch die Zusammensetzung der gleichzeitig verzehrten Lebensmittel begrenzt.

Die Nicht-Häm-Form des Eisens ist am häufigsten in Getreide, Hülsenfrüchten, Gemüse und Obst enthalten. Die Eisenabsorptionsrate ist bereits wesentlich geringer (2-20 % des Gesamteisens) und wird auch durch andere Nahrungsbestandteile erheblich beeinflusst.

In der Praxis ist jedoch der Gehalt an Nicht-Häm-Eisen in der Nahrung um ein Vielfaches höher als der an Häm-Eisen, so dass trotz der geringeren Absorptionsrate der Anteil an Nicht-Häm-Eisen in der Nahrung höher ist.

Welche Stoffe, entweder Lebensmittel oder Arzneimittel, beeinflussen (verringern oder erhöhen) die Eisenaufnahme?

Eine tabellarische Übersicht über Lebensmittel und einige Arzneimittel, die die Eisenabsorption im Verdauungstrakt beeinflussen

In Tierversuchen hat sich gezeigt, dass die Eisenabsorption auch durch Metalle wie Mangan, Kobalt, Strontium oder Blei beeinträchtigt wird. Diese Metalle konkurrieren miteinander um die Bindung an den Transporter für die Absorption.

Vergessen Sie nicht Vitamin C

Vitamin C spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Aufnahme von Eisen im Darmtrakt, was in mehreren wissenschaftlichen Studien nachgewiesen wurde.

Seine Wirkung besteht in der Reduktion der unlöslichen Formen von Fe+3 zu löslichem Fe+2 und in seiner milden Chelatwirkung, die dazu beiträgt, die Löslichkeit des Eisens zu verbessern.

Es ist sogar in der Lage, die hemmende Wirkung von Phytaten, Polyphenolen, Kalzium und Milchproteinen deutlich zu verringern.

Eisenpräparate sollten daher z. B. mit Orangensaft eingenommen werden.

Das Kochen, die industrielle Verarbeitung oder die Lagerung von Vitamin-C-haltigen Lebensmitteln führt zum Abbau von Vitamin C. Dadurch wird seine positive Wirkung auf die Eisenaufnahme aufgehoben.

Vitamin C ist eine der wenigen Substanzen, die bei vegetarischer und veganer Ernährung die Eisenaufnahme erhöhen. Daher ist es notwendig, die Aufnahme zu optimieren, indem man Gemüse und Obst mit ausreichenden Mengen dieses Vitamins zu sich nimmt.

Im Zusammenhang mit eisenhaltigen Lebensmitteln ist es auch wichtig zu erwähnen, wie hoch die ideale Tageszufuhr an Eisen für eine Person je nach Geschlecht oder Alter sein sollte.

Wie hoch ist die empfohlene Tagesdosis an Eisen?

Nach Angaben der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit gelten die folgenden Empfehlungen für die tägliche Eisenaufnahme.

Tabelle der täglichen Eisenzufuhr nach Alter und Geschlecht

Eisenmangel versus Eisenüberschuss

Wie bei fast allen für den Körper essentiellen Stoffen wirkt sich eine Abweichung vom physiologischen Eisenspiegel negativ auf die Gesundheit aus.

Es können zwei Zustände auftreten - Eisenüberschuss im Körper oder Eisenmangel.

Es gibt Risikogruppen von Menschen, bei denen die Wahrscheinlichkeit eines Eisenmangels größer ist.

Eisenmangel ist am wahrscheinlichsten in Bevölkerungsgruppen, die keinen ausreichenden Zugang zu einer Ernährung haben, die reich an Eisen in absorbierbarer Form ist. Dies gilt insbesondere für die Entwicklungsphase, in der der Eisenbedarf hoch ist.

Damit sind Gruppen wie Kinder, Jugendliche, Frauen im reproduktiven Alter und Frauen in der Schwangerschaft gemeint.

Bei Kindern und Jugendlichen ist der erhöhte Eisenbedarf auf ihr schnelles Wachstum zurückzuführen, bei Frauen im fortpflanzungsfähigen Alter auf den hohen Blutverlust während der regelmäßigen Menstruation.

Während der Schwangerschaft hat der Körper von Frauen einen erhöhten Eisenbedarf aufgrund des schnellen Wachstums der Plazenta und des Fötus.

Auch bei regelmäßigen Blutspendern, Menschen mit Erkrankungen des Verdauungstrakts, Herzproblemen oder Krebs besteht die Gefahr, dass die Eisenspeicher im Körper reduziert werden.

Eisenmangel - wie äußert er sich und welche Ursachen hat er?

Eisenmangel ist definiert als ein Zustand, in dem die Eisenspeicher des Körpers nicht vorhanden sind und die Versorgung des Gewebes mit Eisen beeinträchtigt ist.

Eisenmangel wird in der Regel als Anämie bezeichnet. Es kann jedoch auch ein Mangel bestehen, ohne dass eine Anämie auftritt. Dieser Zustand ist seltener und äußert sich in bestimmten funktionellen Veränderungen des Körpers.

Die große Mehrheit der Fälle von Eisenmangel geht jedoch mit einer Anämie einher.

Anämie im eigentlichen Sinne ist ein Zustand, der durch eine geringe Anzahl roter Blutkörperchen oder eine geringe Menge an Hämoglobin in den Blutzellen gekennzeichnet ist.

Die Bildung und Menge der roten Blutkörperchen hängt nicht nur von der Verfügbarkeit von Eisen ab, sondern auch von einer Reihe anderer damit zusammenhängender Faktoren, wie der Produktion von Erythropoetin in den Nieren (der Substanz, die die Produktion roter Blutkörperchen koordiniert), dem Knochenmark (wo die Zellen gebildet werden) und dem Ernährungszustand.

Woran erkenne ich, dass ich eine Anämie habe?

Kurzfristiger Eisenmangel macht sich in der Regel nicht bemerkbar, da der Körper zur Deckung des kurzfristigen Eisenmangels auf seine eigenen Vorräte zurückgreift, vor allem aus den Muskeln, der Leber, der Milz und dem Knochenmark.

Langfristiger Mangel kann zu Schwäche, Müdigkeit, Energiemangel, Gedächtnis- und Konzentrationsstörungen, Verdauungsproblemen und erhöhter Anfälligkeit für Infektionen führen.

Die schwerwiegendsten Folgen einer langfristigen Anämie sind funktionelle Beeinträchtigungen, die vor allem die kognitiven Fähigkeiten und die Entwicklung (die Wahrnehmungs- und Denkfähigkeit) oder die Immunfunktion betreffen.

Bei schwangeren Frauen ist Anämie mit nachteiligen Auswirkungen auf Mutter und Fötus verbunden - erhöhtes Risiko einer Sepsis, niedriges Geburtsgewicht des Fötus oder Risiko des mütterlichen und fötalen Todes.

Anämie ist keine eigenständige Krankheit, sondern ein Symptom für eine bereits bestehende Krankheit oder einen Krankheitsprozess im Körper.

Eisenmangel - Anämie - kann verschiedene Ursachen haben, von denen hier einige genannt werden:

• Unzureichende Aufnahme von absorbierbaren Eisenformen mit der Nahrung
• unzureichende Zufuhr von Vitaminen und Mineralien, die ebenfalls an der Bildung roter Blutkörperchen beteiligt sind (Vitamin B12, Vitamin A, Riboflavin, Kupfer)
• Beeinträchtigte Aufnahme von Eisen
• Physiologisch erhöhter Bedarf an Eisen (während des Wachstums, der Schwangerschaft, der Menstruation, bei Dialysepatienten)
• Übermäßiger Blutverlust
• Blutungen aus dem Verdauungstrakt oder dem Urogenitaltrakt
• Einnahme bestimmter Medikamente (Kortikosteroide, Medikamente zur Behandlung von Tuberkulose)
• Bestimmte Krankheiten (akute und chronische Infektionen, postoperative Zustände, Schilddrüsen- oder Nierenerkrankungen)
• Blutkrankheiten wie Sichelzellenanämie, Thalassämie, aplastische Anämie, hämolytische Anämie
• Fettleibigkeit
• Alkoholismus
• Vegetarische Ernährung, Fleischmangel

Eisenmangel, der durch eine unzureichende Eisenzufuhr mit der Nahrung verursacht wird, kann auf verschiedene Weise ausgeglichen werden.

Die wichtigsten Schritte sind die Auswahl eisenreicher Lebensmittel, die Anreicherung von Lebensmitteln mit Eisen, d. h. die bewusste Zugabe dieses Elements zu Lebensmitteln, um seinen Gehalt zu erhöhen.

Anschließend wird die Eisenaufnahme verbessert oder in Form von Nahrungsergänzungsmitteln oder Medikamenten zugeführt.

Nahrungsergänzung mit Eisen

Bevor mit der Einnahme von Eisenpräparaten begonnen wird, sollte immer bedacht werden, dass die Anämie durch eine Krankheit verursacht sein kann. Diese Krankheit sollte an erster Stelle stehen.

Derzeit sind eisenhaltige Einzelprodukte oder kombinierte Multivitaminpräparate auf dem Markt erhältlich.

Am häufigsten werden Eisensalze wie Eisen(II)-sulfat und Eisen(II)-gluconat verwendet, da sie kostengünstig sind und gut aufgenommen werden. Sie werden oral (über den Mund) eingenommen.

Die Aufnahme von Eisen ist bei oraler Verabreichung am höchsten. Diese Art der Verabreichung kann jedoch Übelkeit und Bauchschmerzen verursachen. In diesem Fall sollte die Dosis reduziert oder gleichzeitig mit dem Essen eingenommen werden.

Übelkeit, Verstopfung, Bauchschmerzen, Erbrechen oder Schwindel sind Anzeichen für eine Überdosierung von Eisen und ein zuverlässiger Hinweis darauf, dass Ihre Dosis zu hoch ist.

Sehen wir uns auch an, welche Folgen ein Eisenüberschuss im Körper hat.

Was sind die Folgen von Eisenüberschuss?

Die Gefahr von Eisen besteht darin, dass es die Produktion von toxischen Sauerstoffradikalen beschleunigen kann, die Zellen und Gewebe schädigen.

Außerdem oxidiert es bei physiologischem pH-Wert und in Gegenwart von Sauerstoff schnell und fällt in unlösliche Eisenhydroxide aus.

Ein hoher Eisengehalt im menschlichen Körper führt zu seiner Ablagerung in Organen wie der Leber, dem Herzen, der Bauchspeicheldrüse oder der Haut, was deren pathologische Veränderungen und die Entwicklung von Krankheiten zur Folge hat.

Die Ursache für einen Eisenüberschuss im Körper kann sein:

• Übermäßige Aufnahme über die Nahrung
• Wiederholte Bluttransfusionen
• Krankheiten, die mit einem erhöhten Hämoglobinabbau einhergehen

Krankheiten, die durch eine Ansammlung von Eisen in den Organen gekennzeichnet sind, werden als Hämochromatose oder Hämosiderose bezeichnet.

Die Hämochromatose ist eine Erbkrankheit, die durch eine übermäßige Aufnahme von Eisen im Verdauungstrakt verursacht wird.

Hämosiderose tritt in der Regel bei Patienten mit erworbener oder angeborener Anämie auf, die wiederholt Bluttransfusionen erhalten und deren Körper nicht in der Lage ist, das erhaltene Eisen richtig zu verwerten.

Die negativen Folgen und Komplikationen dieser Erkrankungen sind Leber-, Herz- und Drüsenschäden, die zu Leberzirrhose, Leberkrebs, Diabetes, Schilddrüsenerkrankungen, Herz- und Nervenerkrankungen sowie entzündlichen Gelenkerkrankungen führen.

Zu den ersten Anzeichen gehören Schwäche, Bauchschmerzen, übermäßige Hautpigmentierung, unregelmäßiger Herzschlag, Herzinfarkt, Herzversagen, Ausbleiben der Menstruation, Haarausfall, Hüftschmerzen und -entzündungen, Osteoporose sowie eine Erweichung von Leber und Milz.

Welche Behandlungsmöglichkeiten gibt es bei hohen Eisenwerten?

Derzeit ist die Chelat-Therapie die einzige präventive und kurative Methode.

Diese Behandlung reduziert die Eisenmenge im Gewebe, verhindert die Anreicherung von Eisen und neutralisiert seine toxischen Formen.

Das Prinzip der Behandlung besteht darin, dass sich das Eisen an den Chelatbildner bindet und anschließend über den Urin oder die Fäkalien aus dem Körper ausgeschieden wird.

Chelatbildner können intravenös (in eine Vene) oder oral (durch den Mund) verabreicht werden.

Beispiele für Chelatbildner sind Deferoxamin (zur intravenösen Verabreichung), Deferipron oder Deferasirox (beide zur oralen Verabreichung).