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Wir bieten Informationen rund um den Eisenstoffwechsel des Menschen an für Studenten, Ärzte, Patienten. Dieses Projekt steht im Zusammenhang mit unserer langjährigen Arbeit und Erfahrung in der Eisenstoffwechselambulanz des Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf "Interdisziplinäre, klinische Gruppe Eisenstoffwechsel" Eisenstoffwechselambulanz, UKE- Haus N41, Martinistr. 52, 20246 Hamburg Tel. 040-7410-52389; Fax 040-7410-54797; |
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Ernährung bei Eisenüberladungserkrankungen Eisen ist wichtig für den Stoffwechsel und Wachstum fast aller Lebensformen auf der Erde. Der erwachsene Mensch enthält 3-5 g Eisen, hauptsächlich gebunden im roten Blutfarbstoff, Hämoglobin, oder in einer ganzen Reihe von anderen Eiweißstoffen. Praktisch jeder der Stoffwechselwege im Körper enthält Enzyme, die Eisen als Zentralatom benötigen. Eisen ist damit für den Stoffwechsel und das Wachstum von fast allen Lebensformen auf der Erde unersetzlich (Abb. 1 links). Bei Eisenüberladung infolge der erblichen Eisenspeicherkrankheit (hereditäre Hämochromatose) oder auch bei sekundären Formen (nach Transfusionstherapie) ist zuviel Eisen im System (Abb1, rechts). Bei hered. Hämochromatose ist die Nahrungseisenaufnahme von 1-2 mg/Tag auf das 2-3fache gesteigert. Da Eisen nicht aktiv ausgeschieden werden kann, muss sich das überschüssige Eisen in Organen (spez. Leber) ablagern. Nach Transfusionen wird das Fremdblut abgebaut und daraus sehr viel Eisen (250 mg/Konserve) erhalten. In beiden Fällen resultiert eine überschüssige Eisenspeicherung vor allem in der Leber, viel weniger in anderen Organen (Muskulatur inkl. Herz, Knochenmark, Pankreas).
Abbildung 1: Eisenstoffwechsel beim "normalen" erwachsenen Menschen (links) bzw. bei hered. Hämochromatose (rechts)
Nahrungseisen und intestinale Eisenaufnahme Eisen ist in praktisch allen Nahrungsmittel enthalten, wenn auch in unterschiedlicher Form und in unterschiedlicher Menge. Die Eisenaufnahme aus der Nahrung findet hauptsächlich im Zwölffingerdarm statt (Abb. 2).
Abbildung 2: Aufnahme von Nahrungseisen im Dünndarm und Transfer von Eisen aus der Darmzelle ins Pfortaderblut Man kann dabei im wesentlichen zwei verschiedene Formen von Nahrungseisen unterscheiden [2]:
Pflanzliches Eisen liegt als dreiwertiges Eisen vor, teilweise fest gebunden an bestimmte Kohlenhydrate. Um aufgenommen werden zu können, muss pflanzliches Eisen in freier, ionisches Form im Darmsaft erscheinen und eine gewisse Zeit löslich bleiben. Dies ist aber unter den gegebenen chemischen Bedingungen im Darm sehr schwierig, weil dreiwertiges Eisen bei dem neutralen pH-Wert des Darmtraktes extrem schwer löslich ist. Zusätzlich muss dreiwertiges Eisen durch ein Enzym (dcytb1) erst zu zweiwertigem Eisen (Fe2+) reduziert werden, denn nur diese Form wird über den kürzlich entdeckten zweiwertigen Metallionentransporter, DMT1, in die Darmzelle aufgenommen [3]. Pflanzliches Eisen ist deshalb generell schlecht bioverfügbar und relativ große Mengen sind notwendig, um den täglichen Bedarf aus dieser Nahrungsform allein zu befriedigen. Eisen in Fleisch, Fisch, Geflügel liegt vorwiegend gebunden in den Proteinen Myo- und Hämoglobin vor. Für diese Form des Nahrungseisen hat die Evolution einen eigenen Rezeptor in der Bürstensaummembran der Darmzelle entwickelt. Dieser spezifische Aufnahmeweg und die Tatsache, dass dieses „Häm-Eisen" in dem für freies Eisen sehr ungünstigem Milieu des Darmlumens geschützt vorliegt, sorgen dafür, dass Fleisch-Eisen sehr gut aufgenommen wird. Eisen in Milch oder Käse ist gebunden an das Protein Laktoferrin und wird in dieser Form ebenfalls über einen eigenen Rezeptor aufgenommen, allerdings ist der Eisengehalt von Kuhmilch relativ gering. Die in allen Nahrungsmitteltabellen als sehr eisenreich eingestufte Leber (Rind, Schwein) weist im Vergleich zu „Häm-Eisen" jedoch nur eine vergleichsweise geringe Bioverfügbarkeit auf. Hierbei handelt es sich im wesentlichen um dreiwertiges Eisen aus dem Speicherprotein Ferritin erst im Darmlumen herausgelöst werden und dabei zum großen Teil als unlösliches Eisenhydroxid, ähnlich wie das pflanzliche Eisen, ausfällt (vergl. Tabelle 1).
Tabelle 1: Eisengehalt und relative Bioverfügbarkeit von verschiedenen Nahrungsmitteln
Einen weiteren wichtigen Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Nahrungseisen haben bestimmte Hemmstoffe, die in vielen pflanzlichen Nahrungsmittel vorhanden sind, wie z.B. pflanzliche Polyphenole in Tee (Tannine) oder Hülsenfrüchten; Phytate in Getreiden, Nüssen, Hülsenfrüchten; pflanzliche "nicht-Stärke-Polysaccharide" in Getreiden, sowie Calcium und Phosphat (1,3) Die Wirkung dieser Inhibitoren beruht auf einer Komplexierung bzw. teilweise Ausfällung von ionischem Eisen im Gastrointestinaltrakt, sodass die Konzentration von absorbierbarem, löslichen Eisen im Darmlumen deutlich abnimmt [2]. Eine Tasse schwarzer Tee zu einer Mahlzeit kann den größten Teil des pflanzlichen Eisens binden. Wichtig ist, das „Häm-Eisen" durch diese Hemmstoffe nicht erreicht werden kann, weil das Häm-System das Eisen vor einer solchen Komplexierung schützt. Die Fleisch-Eisenaufnahme ist z.B. durch Tee nicht hemmbar. Vitamin C in der Nahrung schützt ionisches Eisen im Darm vor dem Ausfällen und hat somit einen positiven Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Nahrungseisen. Dies gilt auch für Abbauprodukte von tierischem Eiweiß, die offenbar auch die Nahrungseisenabsorption stimulieren können („Fleischeffekt").Das in die Darmzelle aufgenommene Eisen wird über den Eisentransporter (IREC1/Ferroportin) ins Plasma der Pfortader transportiert und an Apotransferrin gebunden [4]. Das Eisentransportprotein, Transferrin, ist zuständig für die Verteilung von Eisen an die verschiedenen Geweben.
Empfohlene Ernährung bei Eisenüberladunserkrankungen Die empfohlene Nahrungs-Eisenzufuhr z.B. die "recommended dietary intakes" in Nordamerika berücksichtigt einen unterschiedlichen Bedarf nach Geschlecht und Lebensalter von 10 mg bei Kindern und männlichen Erwachsenen bzw. 15 mg bei menstruierenden Frauen (Herbert, 1987). Diese Empfehlung gilt natürlich ausdrücklich nicht für Patienten mit Eisenüberladung. Diese absorbieren 200-300 % der normalen Nahrungseisenmengen, pro Tag ca. 4-5 mg Eisen. Problematisch sind naturgemäß alle Nahrungsmittel mit bekannt hoher Eisenbioverfügbarkeit, also besonders Fleisch. Klinische Studien aus Australien brachten die bekannt höhere klinische Symptomatik der hered. Hämochromatose in diesem Land mit dem höheren Fleischkonsum in Beziehung. Einige Zentren empfehlen deshalb eine gezielt eisenarme Ernährung bei Patienten mit Eisenüberladung, spez. bei Hämochromatose. Diese könnte generell in einer vegetarischen Kost bestehen, da diese Ernährungsform relativ kleine Mengen bioverfügbares Eisen enthält. Eine Studie von Prof. Kaltwasser aus Frankfurt empfiehlt zusätzlich die Einnahme von großen Mengen schwarzen Tees zu allen Mahlzeiten, die zu einer Hemmung von Nicht-Häm-Eisen aus der Nahrung führt. aber!: wir schätzen den praktischen Nutzen einer "eisenarmen Diät" bei Hämochromatose als eher gering ein und empfehlen deshalb die generell als gesund eingeschätzte mediterrane Ernährungsform, also eine ballaststoffreiche, fettarme, abwechslungsreiche Mischkosternährung mit wenig Fleisch und mehr Fisch. Die Aderlasstherapie ist so effektiv, dass damit in jedem Fall eine ausreichende Therapie zur Verfügung steht. Bei Patienten mit sekundärer Siderose ist meist die Eisenabsorption bei vorliegender Eisenüberladung stark herunterreguliert. Trotzdem ist hier eine eisenarme Ernährung sicher sinnvoll und therapieunterstützend. Insgesamt sollte man bei allen Ernährungsempfehlungen bei Eisenüberladung Augenmaß walten lassen und z.B. auch die Lebensqualtität berücksichtigen. Z.B. einer älteren Patientin mit klinisch milder Hämochromatose, die in einem Blindenheim lebt, den Genuss von einem Leberwurstbrot am Abend zu verbieten, sollte man dies nicht mit einer "eisenarmen" Diätempfehlung verbieten.
Herbert V (1987). Recommended dietary intakes (RDI) of iron in humans Am J Clin Nutr 45, 679-86 (1987).
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Hinweise und Kommentare bitte an Dr.
Peter Nielsen |