Eisen – lebenswichtiges Spurenelement

Eisen, ein essenzielles Spurenelement und das am häufigsten vorkommende Element auf unserem Planeten, nimmt eine zentrale Rolle in unserem Leben und unserer Gesundheit ein. Im menschlichen Körper ist Eisen unverzichtbar für eine Vielzahl lebenswichtiger Funktionen, von der Sauerstoffversorgung bis hin zur kognitiven Leistungsfähigkeit. Trotz seiner Bedeutung und weitreichenden Präsenz in der Natur ist Eisenmangel weltweit ein verbreitetes Problem, das Millionen von Menschen betrifft und zu ernsthaften Gesundheitsrisiken führen kann.

Die Rolle von Eisen im Körper

Eisen ist das am häufigsten vorkommende Element auf der Erde und bildet etwa 35% der gesamten Masse unseres Planeten¹. Auch im menschlichen Körper spielt es eine wichtige Rolle, unter anderem für den Sauerstofftransport, den Energiestoffwechsel der Zellen und viele enzymatische Reaktionen². Außerdem ist Eisen ein entscheidender Faktor für das reibungslose Funktionieren unter anderem folgender Körperfunktionen:

• Eisen trägt zur normalen kognitiven Funktion bei.
• Eisen trägt zu einem normalen Energiestoffwechsel bei.
• Eisen trägt zur normalen Bildung von roten Blutkörperchen und Hämoglobin bei.
• Eisen trägt zum normalen Sauerstofftransport im Körper bei.
• Eisen trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei.
• Eisen trägt zur Verringerung von Müdigkeit und Erschöpfung bei.
• Eisen hat eine Funktion der Zellteilung.

Häm-Eisen und Nicht-Häm-Eisen

Häm-Eisen und Nicht-Häm-Eisen sind die zwei Hauptformen von Eisen, die in unserer Nahrung vorkommen. Sie unterscheiden sich in ihrer chemischen Struktur und in der Art und Weise, wie sie vom Körper aufgenommen werden. Anorganisches Eisen liegt in Form von Eisen(II)- (auch „zweiwertiges Eisen“) und Eisen(III)-Verbindungen vor. Überdies gibt es organisches Eisen, wobei Häm-Eisen (im Vergleich zu Nicht-Häm-Eisen) die bedeutendste Variante darstellt³. Häm-Eisen, das hauptsächlich in tierischen Produkten wie rotem Fleisch vorkommt, wird vom Körper effizienter aufgenommen⁴, es besteht allerdings auch ein Zusammenhang mit dem Auftreten von chronischen Erkrankungen wie beispielsweise Diabetes mellitus und Herz-Kreislauf-Krankheiten⁵. Nicht-Häm-Eisen findet man in pflanzlichen Lebensmitteln wie Obst und Gemüse sowie Brot⁴.

Eisenmangel: Ursachen und Risikofaktoren

Es ist schwierig, eine globale Schätzung der Belastung durch Eisenmangel zu ermitteln, da die Definitionen von Eisenmangel weltweit variieren. Ungefähr 2 Milliarden der Menschen weltweit leiden an Anämie (= Blutarmut), wobei in etwa 25 bis 50 % der Fälle Eisenmangel als Hauptursache gilt. Es wird jedoch geschätzt, dass die Häufigkeit von nicht-anämischen Eisenmangel, der neurologische Entwicklungsstörungen verursachen kann, etwa dreimal so hoch ist wie die der Eisenmangelanämie. Daher könnten konservativen Schätzungen zufolge zwischen 2 und 4 Milliarden Menschen, also rund ein Viertel bis die Hälfte der Weltbevölkerung, von Eisenmangel betroffen sein¹.

Wie kann ein Eisenmangel entstehen?

Verschiedene Faktoren können zu einem Eisenmangel und einer daraus resultierenden Eisenmangel-Anämie führen. Dazu zählen vor allem:

Gehemmte Eisenaufnahme

Faktoren wie Phytate in Vollkornprodukten und Hülsenfrüchten sowie Polyphenole in Kaffee und schwarzem Tee können die Aufnahme von pflanzlichem Eisen behindern, während Vitamin C aus Zitrusfrüchten und Paprika die Aufnahme fördert⁶.

Bestimmte Nahrungsbestandteile wie Tannine (z.B. in Rotwein), Phosphate (u.a. aus Düngern oder Milchprodukten), Oxalate (sind beispielsweise in Rote Beete und Mohn enthalten) und Kalzium können ebenfalls die Eisenaufnahme beeinträchtigen. Zudem können bestimmte Medikamente wie Magensäureblocker, Antibiotika, Levodopa (=Parkinson-Medikament), Levothyroxin (= synthetisches Schilddrüsenhormon) und Ibandronat (= Präparat zur Prävention und Behandlung von Osteoporose bei postmenopausalen Frauen) die Eisenabsorption negativ beeinflussen⁷.

Blutungen

Eisenmangel ist oft die Folge von Blutverlusten, da der Großteil des Eisens in roten Blutkörperchen gespeichert ist. Solche Blutungen sind in Industrieländern eine verbreitete Ursache für Eisenmangel⁷. Offensichtliche Blutungsquellen können sein⁷:

• Bluterbrechen
• Starke Menstruation
• Schwangerschaften und Entbindungen
• Verborgene gastrointestinale Blutungen
• Parasitenbefall durch Hakenwürmer
• Regelmäßige Blutspenden

Sonstige Ursachen

Risikogruppen für Eisenmangel können auch die folgenden Personengruppen darstellen:

• Menschen aus sozioökonomisch benachteiligten Schichten
• Vegetarier
• Veganer
• Ältere Menschen mit unausgewogener Ernährung
• Kleinkinder mit hohem Milch- oder Saftkonsum
• Kleinkinder mit langfristiger Flaschenernährung oder häufigem Snacken⁷

Eisenmalabsorption

Eine fehlerhafte Eisenresorption kommt bei Erkrankungen vor wie:

• Zöliakie (= Glutenunverträglichkeit)
• Atrophische Gastritis (= Entzündung der Magenschleimhaut)
• Helicobacter pylori-Infektionen

oder nach bariatrischen Operationen (= chirurgische Eingriffe zur Gewichtsreduktion bei Adipositas) vor⁷.

Geschlecht und Alter

Die Ergebnisse einer Studie haben gezeigt, dass Frauen insgesamt weniger Eisen aufnehmen als Männer. Zudem zeigte sich, dass Menschen in der Altersgruppe 36 bis 55 eine höhere Eisen-Aufnahme aufweisen⁴.

Vor- bzw. Grunderkrankungen

Eisenmangel ist auch bei chronischen Entzündungskrankheiten wie Herzsuffizienz, Nierenerkrankungen und entzündlichen Darmerkrankungen üblich⁸.

Eisenmangel-Symptome

Die häufigsten Symptome eines Eisen-Mangels, die oft nicht eindeutig auf eine bestimmte Ursache hinweisen, beinhalten:

Eisenmangel vs. Eisenmangel-Anämie

Eisenmangel ist ein Zustand, bei dem die Eisenspeicher des Körpers erschöpft sind, aber das Hämoglobinlevel kann noch normal sein. Symptome sind oft mild oder fehlen ganz. Eisenmangelanämie ist eine fortschreitende Form des Eisenmangels, bei der der Mangel die Produktion von Hämoglobin und roten Blutkörperchen beeinträchtigt, was zu niedrigeren Hämoglobinwerten und ausgeprägteren Symptomen wie Müdigkeit und Schwäche führt. Eisenmangelanämie ist also ein schwerwiegenderer Zustand, der die Sauerstofftransportfähigkeit des Blutes beeinflusst. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat Eisenmangelanämie als den am weitesten verbreiteten Nährstoffmangle weltweit identifiziert⁸.

Eisenmangel bei der Frau

Eisenmangel ist bei Frauen in allen Lebensphasen häufig, besonders im reproduktiven Alter. Starke Menstruationsblutungen, Schwangerschaft und die postpartale Periode (= „Wochenfluss“ nach der Entbindung) zählen zu den Hauptgründen für Eisenmangel und Eisenmangelanämie bei Frauen¹⁰. Weitere begünstigende Faktoren können auch seltene genetische Erkrankungen sein¹¹.

Behandlung von Eisenmangel und Eisenmangelanämie

Um einen Eisenmangel zu vermeiden, empfehlen Ernährungsexperten, eisenreiche Lebensmittel in die tägliche Ernährung einzubeziehen. Bei Verdacht auf einen Eisenmangel sollte jedoch stets ein Arzt konsultiert werden, um eine geeignete Diagnose und Behandlung zu gewährleisten. Eine Selbstmedikation mit ist nicht ratsam, da eine Überdosierung zu gesundheitlichen Problemen führen kann.

Die Behandlung von Eisenmangel(-anämie) zielt darauf ab, die Eisenspeicher aufzufüllen und den Hämoglobinspiegel zu normalisieren, was Lebensqualität, Morbidität und Prognose bei chronischen Krankheiten sowie einen reibungslosen Schwangerschaftsverlauf verbessert⁸.

Die Standardbehandlung bei Eisenmangel ist normalerweise die orale Eisentherapie. Allerdings kann die orale Einnahme von Eisen, insbesondere in hohen Dosen oder bei Entzündungen die Hochregulierung von Hepcidin bewirken. Hepcidin ist der Regulator des Eisenstoffwechsels. Durch die Hochregulierung von Hepcidin kann es zu einer reduzierten Absorptionseffizienz von Eisen kommen. Moderne parenterale Eisenpräparate haben die Behandlung von Eisenmangel revolutioniert, da sie eine schnelle und sichere Substitution ermöglichen. Es ist wichtig, bei Eisenmangel die zugrundeliegende Ursache zu ermitteln. Routinemäßige Tests auf Zölliakie und endoskopische Untersuchungen zur Identifizierung blutender gastrointestinaler Läsionen sind besonders bei Männern und postmenopausalen Frauen mit Eisenmangelanämie angebracht. Eisen-Supplementierungsprogramme in Ländern mit niedrigem Einkommen sind ein wichtiger Bestandteil der globalen Strategie der WHO zur Verbesserung der Ernährungssituation¹².

Nebenwirkungen und Gegenanzeigen

Orale Eisen-Therapie

Orales Eisen wird oft schlecht vertragen, wobei bis zu 70 % oder mehr der Patienten gastrointestinale Probleme berichten, was die Einhaltung der Therapie beeinträchtigen kann. Zusätzlich sprechen viele Patienten aufgrund ihrer Grunderkrankung nicht gut auf orales Eisen an. Jedoch gibt es die Möglichkeit, die Verträglichkeit und Effizienz der oralen Eisen-Einnahme zu verbessern¹³:

1. Reduzierung der Eisendosis: Verringerung der Dosis kann Nebenwirkungen, insbesondere im Magen-Darm-Bereich, reduzieren.
2. Eisen alle zwei Tage einnehmen: Die Einnahme von Eisen in einem zweitägigen Rhythmus kann effektiver sein, da der Hepcidinspiegel (= Peptidhormon, das die Eisenabsorption im Darm und die Freisetzung von Eisen aus den Körperzellen kontrolliert) nach einer Dosis steigt und die Aufnahme für etwa 24 Stunden blockiert.
3. Auswahl der Eisenverbindung und Dosierung: Beachtung der spezifischen Eisenverbindung und der Menge an elementarem Eisen.
4. Einnahme von Vitamin C: Kombination von Eisen mit Vitamin C kann die Eisenaufnahme verbessern.
5. Einnahme mit Nahrung: Die Aufnahme von Eisen zusammen mit Nahrung insbesondere Fleischprotein, kann förderlich sein.
6. Vermeidung von Tee und Kaffee: Tee und Kaffee können die Eisenaufnahme hemmen und sollten um die Einnahme von Eisentabletten herum vermieden werden.
7. Intravenöses Eisen als Alternative: Bei Unverträglichkeit oder unzureichender Wirkung von oralem Eisen kann die intravenöse Verabreichung eine sichere Alternative sein

Intravenöse Eisen-Therapie

Intravenöses verabreichtes Eisen wird meist verwendet, wenn eine orale Therapie nicht vertragen wird oder diese nicht die gewünschten Effekte erzielt¹⁴. Wenngleich schwere allergische Reaktionen (Anaphylaxie) bei der intravenösen Eisentherapie selten sind, können bei bis zu einem von 200 Patienten mildere allergische Reaktionen im Zusammenhang mit der Infusion auftreten. Frühere Befürchtungen, dass intravenöses Eisen das Risiko für Infektionen oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen steigert, haben sich als grundlos herausgestellt¹³.

Eisen-Tagesbedarf

Gemäß der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) gelten folgende Tagesbedarfs-Werte^6,15:

Eisen in der Schwangerschaft und kindlichen Entwicklung

Eisenmangel beeinträchtigt insbesondere Zellen mit hohen Stoffwechselraten, da er vermutlich die Energieversorgung der Mitochondrien und der Zellen stört. Diese Auswirkungen sind während der (Embryonal-)Entwicklungsphase besonders schwerwiegend, wenn die Sauerstoffverbrauchsraten der Zellen aufgrund des Bedarfs an Energie für Wachstum Wachstum und Differenzierung am höchsten sind. Neugeborene haben im Vergleich zu Erwachsenen, bezogen auf ihr Körpergewicht, einen drei- bis viermal höheren Gesamtsauerstoffverbrauch. Das Gehirn eines Neugeborenen verbraucht allein 60 % dieses Sauerstoffs, verglichen mit 20 % beim erwachsenen Gehirn. Aufgrund dieses hohen, eisenabhängigen Energiebedarfs sind schwangere Frauen und Kleinkinder am stärksten von Eisenmangel betroffen¹.

Eisenmangel hat auch negative Auswirkungen auf das Gehirn, indem er die Myelinisierung, die für die Nervenleitung wichtig ist, den Monoaminstoffwechsel, der für Neurotransmitter wichtig ist, und die zelluläre Energieversorgung beeinträchtigt. Besonders bedeutsam ist, dass Eisenmangel in der frühen Kindheit die Genexpression im Gehirn langfristig durch stabile epigenetische Veränderungen beeinflussen kann, was zu dauerhaften neurologischen Auswirkungen führen kann. Derzeit wird erforscht, ob ein Eisenmangel in der frühen Kindheit auch langfristige Auswirkungen auf andere Organsysteme hat, einschließlich der Produktion von roten Blutkörperchen¹.

Eisen und vegetarische Ernährungsweise

Untersuchungen haben gezeigt, dass Vegetarier häufiger einen Eisenmangel aufweisen, da ihnen das gut verfügbare Häm-Eisen aus Fleisch fehlt und bestimmte pflanzliche Lebensmittel die Aufnahme von Nicht-Häm-Eisen beeinträchtigen können. Zusammenfassend ergab eine systematische Überprüfung von 27 Querschnittsstudien drei Interventionsstudien, dass erwachsene Vegetarier im Vergleich zu nicht-vegetarischen Personen signifikant niedrigere Serum-Ferritinwerte (= Protein, das als „Eisenspeicher“ im Körper fungiert) aufweisen, was auf niedrigere Eisenspeicher hinweist. Die Meta-Analyse von 24 Querschnittsstudie bestätigte diesen Befund. Interessanterweise zeigte sich, dass die Auswirkungen bei Männern stärker ausgeprägt waren als bei prämenopausalen Frauen oder insgesamt bei Frauen¹⁶.

Die Schlussfolgerung aus diesen Ergebnissen ist, dass Vegetarierinnen mit größerer Wahrscheinlichkeit niedrigere Eisenspeicher haben als Nicht-Vegetarierinnen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass hohe Eisenspeicher auch ein Risikofaktor für bestimmte nicht übertragbare Krankheiten wie Typ-2-Diabetes sein können. Daher wird empfohlen, dass nicht nur Vegetarier, sondern auch Nicht-Vegetarier ihren Eisenstatus regelmäßig überprüfen und ihre Ernährung verbessern sollten, indem sie den Gehalt und die Bioverfügbarkeit von Eisen im Auge behalten und mehr pflanzliche Lebensmittel und weniger Fleisch konsumieren¹⁶.

Eisen und Vitamin C

Die Verbesserung der Eisenaufnahme aus pflanzlichen Lebensmitteln hängt stark von der Menge des enthaltenen Vitamin C (Ascorbinsäure) ab. Wenn lösliches anorganisches Eisen zu einer Mahlzeit hinzugefügt wird, steigt dessen Aufnahme zusammen mit der von Nicht-Häm-Eisen an. Allerdings hat Vitamin C einen deutlich geringeren Einfluss auf unlösliche Eisenformen wie Eisen(III)-oxid oder Eisen (III)-hydroxid, die oft in Lebensmitteln als Verunreinigungen vorkommen. Vitamin C fördert die Eisenabsorption, indem es bei saurem pH-Wert ein lösliches Chelat mit Eisen(III) bildet, das auch im alkalischen Milieu des Zwölffingerdarms löslich bleibt¹⁷.

Tatsächlich zeigte sich aber in einer neueren Studie von 2020, das seine zusätzlich zur Eisenaufnahme erfolgte Vitamin-C-Einnahme einen nur geringen Unterschied macht. In einer chinesischen Studie mit 440 Patienten mit frisch diagnostizierter Eisenmangelanämie erwies sich die zusätzliche Einnahme von Vitamin C als unnötig für die Eisenbehandlung. Die Teilnehmer wurden in zwei Gruppen aufgeteilt: Eine Gruppe erhielt für drei Monate Eisen-Tabletten mit Vitamin C (100 mg Eisen und 200 mg Vitamin C täglich), die andere nur Eisen. Nach zwei Wochen zeigte die Kombinationsgruppe einen durchschnittlichen Hämoglobinspiegel-Anstieg um 2,0 g/dl, die Gruppe ohne Vitamin C um 1,84 g/dl, was den Kriterien für äquivalente Wirksamkeit entsprach. Es gab keine signifikanten Unterschiede im Ferritinspiegel und der Verträglichkeit¹⁸.

Eisen gegen Müdigkeit

In einer Analyse von 18 Studien mit 1170 Patienten zeigte sich, dass Eisensupplementierung bei Erwachsenen ohne Anämie subjektive Müdigkeit verringert. Die Supplementierung erhöhte signifikant Hämoglobin und Serum-Ferritin. Diese Ergebnisse liegen nahe, dass eisenreiche Nahrung oder Eisen-Nahrungsergänzungsmittel zur Linderung von Müdigkeit eingesetzt werden können, auch wenn keine Anämie vorliegt¹⁹.

Eisen-haltige Lebensmittel

Es gibt sowohl tierische als auch pflanzliche Eisenquellen. Zu denen tierischen Ursprungs zählen vor allem:

Grünes Blattgemüse ist einer der besten pflanzlichen Eisenlieferanten²⁰. Darüber hinaus weisen Vollkorngetreide einen ähnlichen Eisengehalt wie Fleisch auf, z. B. Ackerbohne, Perlhirse, Vollkornweizen und getrocknete Erbsen. Jedoch muss darauf hingewiesen werden, dass die Bioverfügbarkeit von Mineralstoffen in pflanzlichen Nahrungsmitteln wesentlich geringer als in Fleisch, bedingt durch ebenfalls enthaltene Antinährstoffe wie beispielsweise Polyphenole und Phytinsäure. ²¹

Eisen zusammengefasst

Die Bedeutung von Eisen für die menschliche Gesundheit kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Es ist ein Schlüsselakteur in vielen biologischen Prozessen, von der Sauerstoffübertragung bis hin zur Energieproduktion und Immunabwehr. Vor allem in der Schwangerschaft ist der Eisenaufenthalt von ausschlaggebender Wichtigkeit. Die Bekämpfung von Eisenmangel und -anämie bleibt eine globale Herausforderung, die eine umfassende Betrachtung der Ernährung, der Gesundheitsvorsorge und der sozialen Bedingungen erfordert. Der richtige Umgang mit Eisen – sei es durch die Ernährung, Supplementierung oder medizinische Behandlung – kann nicht nur die Lebensqualität deutlich verbessern, sondern auch einen Beitrag zur Bekämpfung eines der verbreitetsten Nährstoffdefizite weltweit leisten.

Häufige Fragen zu Eisen

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