Eisen im Blut

Der Gesamteisengehalt im menschlichen Körper beträgt ca. 4,2 g. Etwa 75–80 % des Gesamteisens befinden sich im Hämoglobin, 20–25 % des Eisens in Reserve, 5–10 % im Myoglobin und 1 % in Atmungsenzymen, die die Atmungsprozesse in Zellen und Geweben katalysieren. Eisen erfüllt seine biologische Funktion hauptsächlich als Bestandteil anderer biologisch aktiver Verbindungen, vor allem von Enzymen. Eisenhaltige Enzyme erfüllen vier Hauptfunktionen:

• Elektronentransport (Cytochrome, Eisen-Schwefel-Proteine);
• Transport und Speicherung von Sauerstoff (Hämoglobin, Myoglobin);
• Beteiligung an der Bildung aktiver Zentren von Oxidations-Reduktions-Enzymen (Oxidasen, Hydroxylasen, SOD usw.);
• Transport und Ablagerung von Eisen (Transferrin, Hämosiderin, Ferritin).

Die Eisenhomöostase im Körper wird vor allem durch die Regulierung seiner Aufnahme sichergestellt, da der Körper dieses Element nur begrenzt ausscheiden kann.

Es besteht eine klare umgekehrte Beziehung zwischen dem Eisenstatus des menschlichen Körpers und seiner Aufnahme im Verdauungstrakt. Die Eisenaufnahme hängt ab von:

• Alter, Eisenstatus des Körpers;
• Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts;
• die Menge und die chemischen Formen des aufgenommenen Eisens;
• Mengen und Formen anderer Nahrungsbestandteile.

Referenzwerte für die Serumeisenkonzentration

Alter	Serum-Eisenkonzentration
	µg/dl	µmol/l
Neugeborene	100-250	17,90-44,75
Kinder unter 2 Jahren	40-100	7.16-17.90
Kinder	50-120	8,95-21,48
Erwachsene:
Männer	65-175	11,6-31,3
Frauen	50-170	9,0-30,4

Eine normale Magensaftsekretion ist für eine optimale Eisenaufnahme notwendig. Die Einnahme von Salzsäure fördert die Eisenaufnahme bei Achlorhydrie. Ascorbinsäure, die Eisen reduziert und mit ihm Chelatkomplexe bildet, erhöht die Verfügbarkeit dieses Elements, ebenso wie andere organische Säuren. Ein weiterer Nahrungsbestandteil, der die Eisenaufnahme verbessert, ist der „tierische Proteinfaktor“. Einfache Kohlenhydrate verbessern die Eisenaufnahme: Laktose, Fruktose, Sorbit sowie Aminosäuren wie Histidin, Lysin und Cystein, die mit Eisen leicht resorbierbare Chelate bilden. Die Eisenaufnahme wird durch Getränke wie Kaffee und Tee verringert, deren polyphenolische Verbindungen dieses Element fest binden. Daher wird Tee verwendet, um einer erhöhten Eisenaufnahme bei Patienten mit Thalassämie vorzubeugen. Verschiedene Krankheiten haben einen signifikanten Einfluss auf die Eisenaufnahme. Sie steigt bei Eisenmangel, Anämie (hämolytisch, aplastisch, perniziös), Hypovitaminose B6 _und Hämochromatose, was auf eine erhöhte Erythropoese, Erschöpfung der Eisenspeicher und Hypoxie zurückzuführen ist.

Moderne Konzepte der Eisenaufnahme im Darm weisen zwei Transferrintypen – Schleimhaut- und Plasmatransferrin – eine zentrale Rolle zu. Schleimhaut-Apotransferrin wird von Enterozyten in das Darmlumen sezerniert, wo es sich mit Eisen verbindet und anschließend in die Enterozyten eindringt. Dort wird es vom Eisen befreit und beginnt einen neuen Zyklus. Schleimhaut-Transferrin wird nicht in Enterozyten, sondern in der Leber gebildet, von wo aus es mit der Galle in den Darm gelangt. Auf der basalen Seite der Enterozyten gibt Schleimhaut-Transferrin Eisen an sein Plasmaanalogon ab. Im Zytosol der Enterozyten ist ein Teil des Eisens in Ferritin enthalten; der größte Teil geht während der alle 3-4 Tage stattfindenden Abschuppung der Schleimhautzellen verloren, und nur ein kleiner Teil gelangt ins Blutplasma. Vor der Aufnahme in Ferritin oder Transferrin wird zweiwertiges Eisen in dreiwertiges umgewandelt. Die intensivste Eisenaufnahme erfolgt in den proximalen Teilen des Dünndarms (im Duodenum und Jejunum). Plasmatransferrin liefert Eisen an Gewebe mit spezifischen Rezeptoren. Dem Einbau von Eisen in eine Zelle geht die Bindung von Transferrin an spezifische Membranrezeptoren voraus. Bei Verlust dieser Rezeptoren, beispielsweise in reifen Erythrozyten, verliert die Zelle die Fähigkeit, dieses Element aufzunehmen. Die in die Zelle gelangende Eisenmenge ist direkt proportional zur Anzahl der Membranrezeptoren. Eisen wird in der Zelle aus Transferrin freigesetzt. Anschließend gelangt Plasmaapotransferrin zurück in den Kreislauf. Ein erhöhter Eisenbedarf der Zellen während ihres schnellen Wachstums oder ihrer Hämoglobinsynthese führt zur Induktion der Transferrinrezeptor-Biosynthese, und umgekehrt nimmt mit zunehmenden Eisenreserven in der Zelle die Anzahl der Rezeptoren auf ihrer Oberfläche ab. Aus Transferrin freigesetztes Eisen im Zellinneren bindet an Ferritin, das Eisen an die Mitochondrien liefert, wo es Bestandteil von Häm und anderen Verbindungen wird.

Im menschlichen Körper wird Eisen ständig umverteilt. Quantitativ gesehen ist der Stoffwechselzyklus am wichtigsten: Plasma → rotes Knochenmark → Erythrozyten → Plasma. Darüber hinaus funktionieren folgende Zyklen: Plasma → Ferritin, Hämosiderin → Plasma und Plasma → Myoglobin, eisenhaltige Enzyme → Plasma. Alle drei Zyklen sind durch Plasmaeisen (Transferrin) miteinander verbunden, das die Verteilung dieses Elements im Körper reguliert. Typischerweise gelangen 70 % des Plasmaeisens in das rote Knochenmark. Durch den Abbau von Hämoglobin werden täglich etwa 21–24 mg Eisen freigesetzt, was ein Vielfaches der Eisenaufnahme aus dem Verdauungstrakt (1–2 mg/Tag) ist. Mehr als 95 % des Eisens gelangen aus dem mononukleären Phagozytensystem ins Plasma, das täglich mehr als 10 ¹¹ alte Erythrozyten durch Phagozytose absorbiert. Eisen, das in die Zellen mononukleärer Phagozyten gelangt, gelangt entweder schnell in Form von Ferritin zurück in den Blutkreislauf oder wird für die spätere Verwendung gespeichert. Der intermediäre Eisenstoffwechsel ist hauptsächlich mit den Prozessen der Hämoglobinsynthese und des Hämoglobinabbaus verbunden, bei denen das mononukleäre Phagozytensystem eine zentrale Rolle spielt. Bei Erwachsenen wird Transferrineisen im Knochenmark über spezifische Rezeptoren in Normozyten und Retikulozyten eingebaut, die es zur Synthese von Hämoglobin verwenden. Hämoglobin, das während des Zerfalls von Erythrozyten ins Blutplasma gelangt, bindet spezifisch an Haptoglobin, was seine Filtration durch die Nieren verhindert. Eisen, das nach dem Abbau von Hämoglobin im mononukleären Phagozytensystem freigesetzt wird, bindet erneut an Transferrin und tritt in einen neuen Zyklus der Hämoglobinsynthese ein. Transferrin liefert viermal weniger Eisen an andere Gewebe als an das rote Knochenmark. Der Gesamteisengehalt im Hämoglobin beträgt 3000 mg, im Myoglobin 125 mg Eisen und in der Leber 700 mg (hauptsächlich in Form von Ferritin).

Eisen wird hauptsächlich durch Abschuppung der Darmschleimhaut und mit der Galle aus dem Körper ausgeschieden. Es geht auch mit Haaren, Nägeln, Urin und Schweiß verloren. Die Gesamtmenge des auf diese Weise ausgeschiedenen Eisens beträgt bei einem gesunden Mann 0,6–1 mg/Tag und bei Frauen im gebärfähigen Alter mehr als 1,5 mg. Die gleiche Menge Eisen wird aus der Nahrung aufgenommen (5–10 % des Gesamtgehalts in der Nahrung). Eisen aus tierischen Lebensmitteln wird um ein Vielfaches besser aufgenommen als aus pflanzlichen Lebensmitteln. Die Eisenkonzentration unterliegt einem täglichen Rhythmus und hängt bei Frauen mit dem Menstruationszyklus zusammen. Während der Schwangerschaft sinkt der Eisengehalt im Körper, insbesondere in der zweiten Hälfte.

So hängt die Eisenkonzentration im Serum von der Resorption im Magen-Darm-Trakt, der Anreicherung im Darm, der Milz und dem roten Knochenmark, von der Synthese und dem Abbau von Hb sowie dessen Verlust durch den Körper ab.

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