Spurenelement mit Schlüsselfunktion |
Beim Erwachsenen liegt der Gesamtkörpergehalt an Eisen zwischen 3 und 5 g. Davon entfallen 75 Prozent auf das Funktions- und 25 Prozent auf das Speichereisen. Der größte Anteil des Eisens mit circa 3 g stellt das Hämoglobin-Eisen dar.
Myoglobin enthält etwa 0,3 bis 0,4 g. Der Eisengehalt der zahlreichen Enzyme macht lediglich 0,1 g aus. Der Gehalt an Speichereisen variiert bei gesunden Männern im Bereich zwischen 0,5 und 1 g, bei prämenopausalen Frauen ist er mit 0,2 bis 0,4 g deutlich niedriger. Im Plasma finden sich nur geringe Eisenmengen (5).
Der Eisengehalt wird im menschlichen Organismus sehr fein reguliert, um auch vor zu hohen und somit toxischen Konzentrationen zu schützen. Der Eisenbedarf wird ausschließlich über die Nahrung gedeckt. Ernährungsphysiologisch wichtig ist dabei die Unterscheidung zwischen tierischem Häm-Eisen und pflanzlichem Nahrungseisen, denn es existieren im menschlichen Organismus unterschiedliche Aufnahmewege.
Pflanzliches Eisen liegt meist in Form von Fe(III)-Komplexen vor. Hier kommt dem sauren Magenmilieu große Bedeutung zu, da es ermöglicht, das Eisen aus diesen Komplexen herauszulösen und verfügbar zu machen. Die Resorption erfolgt dann größtenteils im Duodenum, zu einem kleineren Anteil im oberen Jejunum. In diesen Darmabschnitten befindet sich der Eisen-, also »Divalent Metal-1« (DMT-1)-Transporter, dessen Expression an den Eisenstatus des Körpers gekoppelt ist und bei erhöhten Eisenspiegeln herunterreguliert wird (Grafik).
Nach Aufnahme des Eisens aus Nahrung und Resorption im Duodenum mithilfe des Häm-Rezeptors »Heme Carrier Protein 1« (HCP1) beziehungsweise der »Duodenal Cytochrome B«-, also DCYTB-Reduktase kommt es zur Abgabe in die Blutbahn mittels des Transportproteins Ferroportin 1 bei gleichzeitigem Valenzwechsel des Eisens in die dreiwertige Form mithilfe der transmembranären kupferhaltigen Ferroxidase Hephästin: Das nun dreiwertige Eisen wird von Transferrin im Blut zu den Zielzellen gebracht. / Foto: PZ/Stephan Spitzer
Allerdings kann Eisen über DMT-1 nur in zweiwertiger Form aufgenommen werden. Daher existiert an der luminalen Seite der Enterozyten eine »Duodenal Cytochrome B« (DCYTB)-Reduktase, die das Eisen in die notwendige Fe(II)-Form überführt (Grafik). Wie schon der Name impliziert, ist der DMT-1-Transporter nicht absolut selektiv für Eisenionen. Auch Zink-, Mangan- und Cadmiumionen können dieses Transportprotein zur Aufnahme in den Organismus nutzen.
Ein weiterer Aufnahmeweg existiert für das Häm-Eisen im Hämoglobin. An der luminalen Seite der Enterozyten ist der Häm-Rezeptor »Heme Carrier Protein 1« (HCP 1) lokalisiert, der für eine Internalisierung des gesamten Häm-Eisen-Komplexes verantwortlich ist. In den Enterozyten wird das Eisen durch eine Häm-Oxygenase aus dem Porphyrinring freigesetzt und steht damit dem Eisenpool der Darmzelle als zweiwertiges Eisen zur Verfügung (6).
