Eisen – Stellschraube unserer Leistungsfähigkeit

Das lebensnotwendige Spurenelement Eisen ist von allen Spurenelementen quantitativ am bedeutsamsten. Es ist essentiell für die Blutbildung sowie diverse Stoffwechselvorgänge und kann nicht vom Körper selbst gebildet werden. Ist es nicht in ausreichender Menge vorhanden, merken wir dies meist deutlich. Umso dramatischer, dass der Eisenmangel der häufigste Nährstoffmangel weltweit und der häufigste Grund für eine Anämie ist.

Wofür brauchen wir Eisen?

Eisen regelt nicht nur die Bildung roter Blutkörperchen und ist Hauptbestandteil des Hämoglobins (unser roter Blutfarbstoff), sondern ist auch für den Sauerstofftransport und Energiestoffwechsel im Körper verantwortlich. Unsere Mitochondrien sind auf Eisen für den Ablauf der Atmungskette angewiesen! Nicht umsonst kann ein Eisenmangel mit bleierner Müdigkeit und körperlichem wie mentalem Leistungsabfall einhergehen, auch wenn das Hämoglobin (noch) nicht vermindert ist. Als Bestandteil diverser Enzyme ist Eisen außerdem für die DNA-Synthese, Stoffwechsel von Vitaminen und Aminosäuren, Cholesterol und Stoffumsetzung (z.B. Arzneimittel) notwendig. Auch unser Immunsystem ist auf das Spurenelement angewiesen, damit es gut funktionieren kann. Ein zu viel an Eisen ist jedoch genauso ungünstig wie ein zu wenig, da eine Eisenübersättigung des Blutes zur Bildung freier Radikale führt und so Entzündungsprozesse begünstigt. [1 -3]

Eisenstoffwechsel

Eisen kann als zweiwertige oder dreiwertige Form vorliegen und kann sowohl Elektronen aufnehmen und als auch abgeben. So kann es einerseits Sauerstoff binden, aber auch abgeben. Durch diese Reaktivität und Rolle in der Bildung freier Radikale kann Eisen auch zellschädigend wirken. Der Effekt hängt ganz vom Versorgungsstatus des Körpers sowie der Zufuhrmenge ab. [4]

Da Eisen also ein “zweischneidiges Schwert” ist, läuft die Eisenregulation im Körper äußerst intelligent. Wenn wir eisenhaltige Nahrung zu uns nehmen, wird diese im Magen-Darm-Trakt aufgenommen. Die Absorptionsrate von Eisen ist grundsätzlich gering, hängt aber auch von verschiedenen Faktoren ab (Höhe der Dosis, Zustand der Darmschleimhaut, Anwesenheit von hemmenden Substanzen). Aus dem Darm wird das aufgenommene Eisen in den Blutkreislauf freigesetzt. Dort bindet das Protein Transferrin an das Eisen und transportiert es zur Leber. Dort wird es in Form von Ferritin gespeichert und bei Bedarf freigesetzt. Nach 120 Tagen neigt sich das Leben eines roten Blutkörperchens dem Ende zu. Dann wird es rückresorbiert und das noch enthaltene Eisen kann vom Körper recycelt werden. [5 – 7]

Da es für Eisen, abgesehen von starkem Blutverlust oder erhöhtem Zellstoffwechsel, keinen Ausscheidungsmechanismus gibt, wird der Stoffwechsel und die Aufnahme im Darm vom Körper streng reguliert. Bei hohem Eisengehalt im Blut wird das Hormon Hepcidin von der Leber ausgeschüttet, welches die Eisenaufnahme hemmt. Auch Entzündungen im Körper bewirken die Ausschüttung von Hepcidin. So soll das Wachstum von potentiell fehlgeleiteten Zellen gehemmt werden. Während der Schwangerschaft z.B. wird die Ausschüttung von Hepcidin jedoch unterdrückt, um möglichst viel Eisen aufzunehmen, da der Bedarf an Eisen besonders in der zweiten Schwangerschaftshälfte besonders hoch ist. [8]

Eisen in der Nahrung

Genügend Eisen aus der Nahrung aufzunehmen ist gar nicht so leicht, aber auch nicht unmöglich. Dazu sollte man zunächst wissen: Eisen gibt es als Häm- und Nicht-Hämeisen. Hämeisen ist zweiwertig und ausschließlich in tierischen Lebensmitteln enthalten während Nicht-Häm Eisen dreiwertig ist und aus pflanzlichen Quellen stammt. Letzteres wird vom Körper schlechter aufgenommen. Allerdings enthalten auch tierische Eisenquellen zu 60 % Nicht-Hämeisen. [9] Die Aufnahme und Verwertung von pflanzlichem Eisen, kann durch die Bindung an andere Pflanzenbestandteile gehemmt oder verbessert werden.

Stoffe, die die Eisen-Aufnahme hemmen [3, 10, 11]:

• Phytate (Vollkorn, Hülsenfrüchte)
• Polyphenole (Rotwein, Kaffee, schwarzer Tee)
• Calcium (Milch- und Milchprodukte)
• Ovalbumin (Eier)
• andere zweiwertige Ionen (Zink, Magnesium) und
• bestimmte Medikamente (Tetrazyklin, Cimetidin)

Aufnahmefördernd hingegen wirkt vor allem Vitamin C [12]. Ein weiterer interessanter Verstärker ist beta-Carotin: der sekundäre Pflanzenstoff konnte in einer Studie die Eisenaufnahme je nach Dosis verdoppeln bzw. verdreifachen und den hemmenden Effekt der Phytinsäure und Polyphenole dabei sogar kompensieren [13, 14]. Auch schwefelhaltige Aminosäuren aus Zwiebel und Knoblauch können die Aufnahme von Eisen verbessern [15].

Zusammengefasst erscheint die Bioverfügbarkeit von Nicht-Hämeisen aus pflanzlichen Quellen auf den ersten Blick schlechter im Vergleich mit dem Hämeisen, welches weniger anfällig für den inhibierenden Effekt mancher Pflanzenstoffe ist. Allerdings spricht Nicht-Hämeisen aus pflanzlichen Quellen sehr viel besser auf Verstärker wie Vitamin C an [16], sodass pflanzliche Lebensmittel, wenn sie richtig kombiniert werden, durchaus einen relevanten Beitrag zur Versorgung liefern können.

Gute pflanzliche Eisenlieferanten sind z. B. Getreide­produkte wie Haferflocken und Vollkornbrot sowie Kerne und Saaten. Bei Getreideprodukten ist die Verwendung der Vollkornvarianten empfehlenswert; der Eisengehalt von Vollkornmehl ist mehr als 5 mal so hoch wie der von ausgemahlenem Mehl. Zudem sind grünes Blattgemüse wie Spinat, Feldsalat und Hülsenfrüchte relativ reich an Eisen. Tierische Eisenlieferanten sind rotes Fleisch, daraus hergestellte Wurstwaren sowie Innereien wie Leber und Niere [2].

Tabelle: Eisenlieferanten im Überblick [17, 18]

Wie sind Bedarf und Versorgung mit Eisen?

Die DGE empfiehlt altersabhängig nachfolgende Zufuhrwerte für Eisen [10]. Es ist zu beachten, dass einige Faktoren den Bedarf deutlich erhöhen können, wie z.B. eine (ausgeprägte) monatliche Regelblutung, hohe sportliche Leistungsumfänge aber auch regelmäßige Dialyse oder chronisch-entzündliche Darmerkrankungen.

Alter	Eisen (mg / Tag)
15 – 65 Jahre	11 (m) – 16 (w)
65 +	11 (m) – 14 (w)
Schwangerschaft	27 mg
Stillzeit	16 mg

Wie entsteht und äußert sich ein Eisenmangel?

Die WHO gibt an, dass weltweit 40 % der Kinder zwischen 6 und 59 Monaten, 37 % der Schwangeren und 30 % der menstruierenden Personen von einer Eisenmangelanämie betroffen sind. Die mangelhafte Versorgung mit dem Spurenelement ist damit ein weltweites Public Health Thema und geht auch mit einer ökonomischen Bürde aufgrund der verminderten Leistungsfähigkeit betroffener Personen einher. [19]

Typisch für einen Eisenmangel sind blasse Hautfarbe, teigige Haut, ungeklärte Erschöpfung, leichte Ermüdbarkeit, Antriebslosigkeit und Energiemangel (hier ist eine Differentialdiagnostik wichtig, da diese Symptome auch bei anderen Krankheitsbildern wie einer Schilddrüsenunterfunktion oder Depression auftreten können). Daneben weisen auch Atemnot (besonders bei Belastung), Schwindel, Kopfschmerz, brüchige Nägel und Haarausfall, eingerissene Mundwinkel sowie Veränderungen der Mundschleimhaut auf einen Eisenmangel hin. [3, 5, 20]

Diese klinischen Symptome eines Eisenmangels können durch einen erhöhten Eisenverlust und/oder nicht gedeckten Eisenbedarf ausgelöst werden. Ein erhöhter Eisenverlust kann entstehen durch: die Menstruation (besonders bei starker Blutung), chronische Darmerkrankungen, gastrointestinale Blutungen/Tumore, Nierenerkrankungen, große Blutverluste durch OPs oder auch häufiges Blutspenden. Ein Mehrbedarf an Eisen besteht in der Schwangerschaft und in Phasen starken Wachstums bei Kindern. Eine überwiegend pflanzliche Ernährung kann, muss aber nicht, aufgrund der schlechteren Verfügbarkeit von Nicht-Hämeisen auch ein Risiko für einen Eisenmangel bergen. [3, 21]

Labordiagnostik

Zur Untersuchung des Eisenstatus und ggf. Feststellung eines Eisenmangels ist eine genaue und vor allem umfassende Diagnostik wichtig. Am wichtigsten, einfachsten und preiswertesten ist ein Blutbild. Hier ist das Serumeisen ist wegen großer Störanfälligkeit durch Entzündungsprozesse im Körper nicht besonders aussagekräftig [3]. Das Serumferritin hingegen gilt bei gesunden Erwachsenen als einer der aussagekräftigsten Parameter zu Feststellung der Versorgung [22].

Ein Eisenmangel kann, muss aber nicht mit einer Anämie einhergehen. Eine Anämie kann verschiedene Ursachen haben, ein Eisenmangel ist jedoch eine der relevantesten. Aber auch andere Mikronährstoffmängel können eine Anämie verursachen (z. B. Kupfer, Folsäure, Vitamin B12). Eine Anämie ist immer Ausdruck eines Mangels bzw. einer Störung und ist behandlungsbedürftig. [23]

Eine durch Eisenmangel bedingte Anämie zeigt sich durch:

• niedriges Hämoglobin und Hämatokrit
• niedriges Zellvolumen
• niedriges Ferritin
• niedriges Serumeisen
• hohes Transferrin
• geringe Eisensättigung

Unter dem Mikroskop können die roten Blutkörperchen klein (mikrozytär), ovalförmig und blass aussehen. Gegebenenfalls macht eine Differentialdiagnostik über einen Stuhltest, Endoskopie und/oder eine gynäkologische Untersuchung Sinn, um andere Ursachen für einen Anämie auszuschließen. [5]

Folgende Normwerte werden als Laborwerte angegeben [3]:

Serumeisen	350 – 1.600 µg / l
Serumferritin	25 -250 µg / l
Hämoglobin	(w) 12 – 16 g / dl, (m) 13 -18 g / dl

Supplementierung

Eisen als Salz oder Chelat?

Eisensupplemente können Eisen in verschiedenen Formen enthalten. Eisensalze sind die gängigste Form und relativ preisgünstig sowie häufig verfügbar. Zu den Eisensalzen zählen Eisensulfat, -fumarat, -gluconat, -ascorbat und -glycinsulfat. Die Einnahme wird oft in hohen Dosierung empfohlen (150 – 300 mg). Allerdings besteht hier das Problem, dass unphysiologisch viel Eisen im Darm die Ausschüttung von Hepcidin triggert. Dieses Protein hemmt die Eisenaufnahme aus dem Darm und schützt damit unseren Körper vor proentzündlichen Effekten von hohen Mengen an Eisen im Blut. Dieser Mechanismus wird als Hepcidin-Schranke bezeichnet. Daneben wird die Aufnahme der Eisensalze durch inhibierende Stoffe in der Nahrung (z.B. Phytate) behindert und ihre Einnahme geht häufig mit gastrointestinalen Nebenwirkungen einher, da sie die Magen- und Darmschleimhaut reizen. [24]

Neben den Salzen gibt es Eisen auch als Chelat, z.B. Eisenbisglycinat. Dies ist ein Aminosäure-Eisen-Chelat. Es hat eine doppelt so hohe Absorptionsrate wie Eisensalze, sodass eine geringere Menge benötigt wird und verursacht zumeist weniger gastrointestinale Nebenwirkungen. Darüber hinaus ist Eisen als Chelatkomplex in seiner chemischen Struktur sehr viel stabiler als Eisensalze, sodass die Aufnahme kaum durch inhibierende Nahrungsbestandteile beeinflusst wird. [24, 25]

Kombination mit Lactoferrin

Da die Supplementierung von Eisen eine so große Herausforderung darstellt, wurden Möglichkeiten gesucht, um Bioverfügbarkeit und Verträglichkeit zu verbessern. Hierbei fiel der Blick auf Lactoferrin. Es handelt sich dabei um ein Glykoprotein, welches in menschlicher, aber auch Kuhmilch, vorkommt. Es wirkt antiinflammatorisch, -bakteriell und -viral sowie immunmodulierend. Daneben fungiert es jedoch auch als Eisentransportmolekül und verbessert dadurch die Resorption des Eisens [26]. Studien zeigen, dass Lactoferrin als Ergänzung zur normalen Nahrung die Serumwerte für Eisen und Ferritin sowie Hämoglobin effektiver zu erhöhen vermag als Eisensalze [27]. Dabei ist es besser verträglich und es hemmt zudem die Hepcidinproduktion [28].

Die richtige Dosis

Kleinere Dosierungen bis knapp 60 mg Eisen können täglich erfolgen, da sie in aller Regel keinen Einfluss auf die Hepcidin-Schranke nehmen [29]. Sollen höhere Dosierungen eingenommen werden, wird empfohlen nach der Einnahme jeweils einen Tag Pause zu machen. In dieser Zeit kann der Hepcidin-Spiegel wieder absinken, sodass die nächste Gabe wieder besser aufgenommen werden kann. Auch hier ist mehr nicht unbedingt besser und eine Gabe von maximal 120 mg alle zwei Tage erscheint sinnvoll [30].

Da die Bioverfügbarkeit von Chelaten im Vergleich zu Salzen wie oben beschrieben deutlich effektiver ist, reichen hier in aller Regel auch kleinere Mengen, um langfristig gute Spiegel zu erreichen. Eine weitere Kombination mit Lactoferrin kann zudem den Anstieg der Spiegel unterstützen, indem das Eisen noch effektiver aufgenommen wird. Kapseln mit kleineren Dosierungen bieten die Möglichkeit täglich zu supplementieren und die Menge auch der individuellen Verträglichkeit anzupassen.

Da gastrointestinale Nebenwirkungen mit das größte Problem bei der Eisensupplementierung sind, kann bei starker Unverträglichkeit von oralen Supplementen und einem gleichzeitig starken Mangel auch eine intravenöse Gabe in Erwägung gezogen werden [31]. Diese ist jedoch rezeptpflichtig und sollte erst nach eingehender Labordiagnostik durch eine:n Therapeut:in erfolgen.

Bei jeder langfristigen Eiseneinnahme sollte, wie bei anderen Mikronährstoffen auch, eine regelmäßige Laborkontrolle stattfinden. Ein Eisenspiegel über den Optimalbereich hinaus hat keine Vorteile und geht mit einer höheren Entzündungsneigung einher [3].

Einnahme

Die Einnahme von Eisenpräparaten sollte immer streng nüchtern erfolgen, das heißt spätestens 30 Minuten vor oder frühestens 3 Stunden nach einer Mahlzeit. Dies gilt besonders bei Eisensalzen. Bei Chelaten hingegen können empfindliche Personen, die auch schon auf kleine Eisengaben mit gastrointestinalen Symptomen reagieren, ein Chelat zur Mahlzeit kombinieren. Die Studienlage ist zwar noch nicht abschließend belegt, jedoch ist die Chelatform weniger anfällig gegenüber inhibierenden Stoffen [25], sodass trotz der Kombination zur Mahlzeit noch eine relevante Menge Eisen resorbiert werden sollte. Insgesamt ist zu beachten, dass die Eisenspiegel nur sehr langsam steigen. Somit muss eine Eisensupplementierung in aller Regel langfristig über mehrere Monate erfolgen.