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Es werden drei Stadien eines Eisenmangels unterschieden. Eine negative Eisenbilanz führt zunächst zu einer Leerung der Eisenspeicher und somit zu einem Speichereisenmangel (Stadium I). Der Serum-Ferritin-Wert sinkt, doch es steht noch genügend Eisen zur Bildung von Hämoglobin und zur Erythropoese zur Verfügung.
Im Stadium II herrscht eine eisendefizitäre Erythropoese vor. Die Versorgung der erythropoetischen Vorstufen im Knochenmark sowie anderer Körperzellen ist nicht mehr gewährleistet. Das Hämoglobin liegt jedoch noch im Normbereich. Ist das Eisendefizit so ausgeprägt, dass letztendlich auch der Hämoglobin-Wert unter die Normwerte sinkt, so liegt eine Eisenmangelanämie vor (Stadium III).
Als wichtigster diagnostischer Parameter in der klinischen Praxis, der bereits Stadium I erfasst, gilt die Bestimmung des Serum-Ferritins, da dieses direkt mit den Eisenspeichern korreliert. Sinkt der Ferritin-Wert unter den Normwert von <30 μg/l bei Männern oder unter <15 μg/l bei Frauen, dann liegt ein Speichereisenmangel vor. Liegt der gleichermaßen gemessene Hämoglobin-Spiegel unter dem Grenzwert 12,0 g/dl für Frauen und 13,0 g/dl bei Männern, ist eine therapiebedürftige Eisenmangelanämie gegeben.
Allerdings ist der Ferritin-Wert nicht aussagekräftig bei Entzündungs- oder Krebserkrankungen mit einem funktionellen Eisenmangel, da diese über das proinflammatorische IL-6 zur Hepcidin-Bildung und damit zur Steigerung des Serum-Ferritins und Verschleierung des Eisenmangels führen. In diesen Fällen sollte auch das C-reaktive Protein mitbestimmt werden. Zur weiteren Charakterisierung kann zudem die Bestimmung von Hepcidin, löslichen Transferrin-Rezeptoren und Protoporphyrin oder die Messung der Transferrin-Sättigung herangezogen werden.
Ist lediglich ein Speichereisenmangel diagnostiziert, sollte versucht werden, die Eisenspiegel mit der Nahrung auszugleichen. Ausnahmen bilden Schwangerschaft, dialysepflichtige Patienten und Hochleistungssportler. Hier sollte bereits frühzeitig eine Supplementation eingeleitet werden.