Fokus: Eisen

Ein lebenswichtiges Spurenelement

Eisen hat zahlreiche Funktionen in unserem Körper: Es unterstützt die normale Bildung von roten Blutkörperchen, ist Bestandteil des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin, ist wichtig für den Sauerstofftransport im Blut und übernimmt Aufgaben bei der zellulären Energiegewinnung. Da der Körper Eisen nicht selbst bilden kann, muss dieses lebenswichtige Spurenelement in ausreichender Menge über die Nahrung aufgenommen werden. Das Bundesinstitut für Risikoforschung (BfR) stuft die Eisenversorgung der deutschen Bevölkerung als gut ein. Kinder und Jugendliche, Senioren, Frauen sowie Sportler, Vegetarier und Veganer zählen zu den Personengruppen, bei denen der Status der Eisenversorgung im Blick behalten werden sollte.

Eisenaufnahme

Die Eisenaufnahme erfolgt im Dünndarm. Nach der Aufnahme von Eisen aus der Nahrung wird das Spurenelement entweder als Speichereisen eingelagert oder als Funktionseisen an das Blut abgegeben.

Entscheidend für die Aufnahme von Eisen ist die Nahrungsquelle. Je nachdem, ob sie tierischen oder pflanzlichen Ursprungs ist, folgt die Aufnahme unterschiedlichen Mechanismen. Die Aufnahme des tierischen Hämeisens verläuft relativ unkompliziert. Es wird mittels eines Transporteiweißes in die Darmschleimhautzellen aufgenommen. Das Nicht-Häm-Eisen aus pflanzlichen Nahrungsquellen kann hingegen nicht direkt aufgenommen werden. Es liegt fast ausschließlich festgebunden in Form von dreiwertigen Eisenionen (Fe3+) vor. Da die Aufnahme von Eisen in die Zellen der Darmschleimhaut allerdings nur in seiner gelösten Form als zweiwertiges Eisenion (Fe2+) möglich ist, muss das Nicht-Häm-Eisen erst mittels eines Enzyms (Ferrireduktase) zu Fe2+ reduziert werden und kann anschließend aufgenommen werden. Innerhalb der Zellen wird das Eisen, abhängig vom Eisenbestand des Körpers, gespeichert oder wieder an das Blut abgegeben. Soll das Eisen gespeichert werden, wird es an das Eiweiß „Ferritin“ gebunden und in dieser Form abgelagert. Wird Eisen benötigt, wird es im Blut an ein Transport-Eiweiß, das sogenannte „Transferrin“ gebunden. Dieses bringt das Spurenelement in verschiedene Organe und Gewebe.

Neue wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen, dass das Speicher-Eisen „Ferritin“, ebenfalls über ein eigenes Transportsystem verfügt und somit direkt in die Darmzellen aufgenommen und verstoffwechselt werden kann. Gerade in Pflanzen liegt Eisen zu großen Teilen als Ferritin vor. Hülsenfrüchte, wie Linsen, Kichererbsen und Sojabohnen, sind sehr reich an pflanzlichem Ferritin und haben sich in Fachkreisen daher als ebenso gute, wenn nicht sogar bessere, Eisenquellen etabliert.

Eisenfunktion

Eisen ist Bestandteil des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin und unterstützt die normale Bildung von roten Blutkörperchen im Knochenmark. Es ist wichtig für den Sauerstofftransport im Blut und übernimmt Aufgaben bei der zellulären Energiegewinnung. Als Zentralatom im Myoglobin versorgt es auch den Muskel ergiebig mit Sauerstoff. Außerdem spielt es eine wichtige Rolle bei der zellulären Energieversorgung, der DNA-Synthese und trägt zur normalen Funktion des Immunsystems bei.

Eisenbedarf

Da der Körper Eisen nicht selbst bilden kann, muss dieses lebenswichtige Spurenelement in ausreichender Menge über die Nahrung aufgenommen werden. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) stuft die Eisenversorgung der deutschen Bevölkerung als gut ein. Kinder und Jugendliche, Senioren, Frauen sowie Sportler, Vegetarier und Veganer zählen zu den Personengruppen, bei denen der Status der Eisenversorgung im Blick behalten werden sollte. Der Eisenbedarf ergibt sich aus den täglichen Eisenverlusten über Stuhl, Urin und Schweiß und beträgt etwa 1 mg pro Tag. Frauen haben durch die Regelblutung zusätzliche Verluste. Jedoch reicht es nicht aus, Eisen in Bedarfshöhe von etwa 1 mg pro Tag mit der Nahrung aufzunehmen. Wenn unser Körper Eisen über die Nahrung aufnimmt, gelangt nur ein Anteil über die Darmzellen in das Blut. Das restliche Eisen wird über den Darm ausgeschieden. Nur etwa 10-15% des Eisens in der Nahrung sind für unseren Körper tatsächlich verfügbar und werden im Dünndarm als zweiwertiges Eisen resorbiert. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) hat dies in ihren Empfehlungen für die Eisenzufuhr berücksichtigt. Zur Deckung des täglichen Eisenbedarfs von etwa 1 mg wird Erwachsenen empfohlen, zwischen 10 und 15 mg Eisen über die Nahrung aufzunehmen.

Eisenbedarf von Kindern und Jugendlichen

Geburtsgewicht und die Körpergröße verdoppelt sich bis zu Beginn des zweiten Lebensjahres. Auch das Gehirn wächst in dieser Zeit und in den ersten Lebensjahren enorm. Für diese erstaunliche Entwicklung und die vielen Wachstumsschübe danach brauchen Kinder all ihre Kräfte und auch das Eisen. Bei Mädchen können die Eisenwerte beeinträchtigt sein, wenn sie ihre Periode bekommen, bei Jungen aufgrund der erheblichen Zunahme der Muskelmasse in der Pubertät.

Tabelle empfohlene Eisenzufuhr

Eisenmehrbedarf in der Schwangerschaft und Stillzeit

Der Versorgungsstatus mit Eisen sollte vor bzw. zu Beginn der Schwangerschaft ermittelt werden. In der Schwangerschaft verdoppelt sich der Eisenbedarf von 15 mg/ Tag auf 30 mg / Tag. Das sich entwickelnde Baby bzw. die zusätzliche Blutbildung zur Durchblutung der Gebärmutter benötigt über den normalen Eisenbedarf hinaus etwa 1.000 mg Eisen während der gesamten Schwangerschaft, das von der Mutter bereitgestellt werden muss. Auch in der Stillzeit besteht immerhin ein um ein Drittel erhöhter Bedarf (20 mg). Diese Bedarfsangabe gilt auch für nicht stillende Frauen, um den Blutverlust während der Geburt auszugleichen.

Tabelle Fokusgruppe Eisen

Eisenquellen

Ein aufgefüllter Eisenspeicher lässt sich durch eine ausgewogene Ernährung gut aufrechterhalten. Die Aufnahmemenge von Eisen ist je nach Lebensmittel unterschiedlich. Der Mensch kann Eisen aus tierischen Lebensmitteln (Hämeisen) besser verwerten als aus Obst und Gemüse (Nicht-Häm-Eisen). Denn pflanzliches Eisen liegt meistens fest gebunden und in dreiwertiger Form (Fe3+) vor. Damit der Körper es aufnehmen kann, muss er es zunächst in eine lösliche Form überführen und zu zweiwertigem Eisen (Fe2+) reduzieren. Hämeisen in rotem Fleisch, Geflügel und Fisch liegt bereits als Fe2+ vor und wird zu über 20 % aufgenommen. Aus pflanzlichen Lebensmitteln beträgt die Aufnahmemenge etwa 5 %. Der Rest wird ausgeschieden. Nach WHO-Angaben liegt die Aufnahme von Eisen aus einer Mischkost zwischen 10-15 %.

Eisen in der Ernährung – clever kombinieren

Neben der unterschiedlichen Verfügbarkeit von Eisen aus Lebensmitteln hängt die Eisenaufnahme auch von der Zusammensetzung der gesamten Ernährung ab, da sich verschiedene Nahrungsmittel gegenseitig beeinflussen. Durch eine geschickte Kombination von Lebensmitteln mit einer schlechten Eisenverfügbarkeit mit Produkten, die die Eisenaufnahme begünstigen, kann die Eisenaufnahme der Kost um das 10-fache gesteigert werden. Das heißt, die Kombination von Lebensmitteln ist wichtiger als die Höhe des Eisengehaltes einzelner Lebensmittel.

Förderer der Eisenverfügbarkeit

Der wichtigste Eisenaufnahme-Förderer ist Vitamin C (Ascorbin­säure). Mit seiner Hilfe kann dreiwertiges Nicht-Häm-Eisen zu zweiwertigem Eisen reduziert und besser in die Darmzelle aufgenommen werden. Bereits geringe Mengen an Vitamin C oder auch anderen organischen Säuren, wie Fruchtsäuren in Obst und Gemüse oder Milchsäure in Sauerkraut, können die Eisenaufnahme um das Zwei- bis Dreifache steigern. Vitamin C kann aufgrund seiner aufnahmefördenden Eigenschaften auch dem hemmenden Effekt der Phytate entgegenwirken. Ein Vitamin-C-reicher Direktsaft zum Müsli, Sauerkraut zum Sonntagsbraten oder ein bunter Obstsalat mit Kiwi, Sanddorn und Sesam zum Nachtisch sind ideal, wenn es um die Optimierung der Eisenaufnahme geht. Auch der Verzehr von Fleisch wirkt sich positiv auf die Aufnahme von vegetarischem Nicht-Häm-Eisen aus.

Hemmer der Eisenverfügbarkeit

Gehemmt wird die Aufnahme von Eisen durch verschiedene Stoffe, wie z.B. Lignin, Oxalsäure, Phosphat und allen voran Phytate, die in Getreide, Vollkornreis, Mais, Hülsenfrüchten und Sojaprodukten vorkommen. Dabei sind gerade diese pflanzlichen Lebensmittel sehr reich an Eisen. Phytate kommen in zahlreichen Pflanzen vor und dienen dort der Speicherung von Phosphat und Mineralstoffen, wie Calcium und Eisen. Ebenso wie in Pflanzen können Phytate auch im Darm Eisen binden, sodass dieses für den Körper nicht mehr zur Verfügung steht. Durch Mahlen, Erhitzen, Einweichen, Keimen oder Fermentieren von Nahrungsmitteln wie Getreide und Hülsenfrüchte lässt sich der Phytatgehalt deutlich verringern. Deshalb stellen zum Beispiel aus Hefe- und Sauerteig gebackene Vollkornbrote eine bessere Eisenquelle dar als mit mineralischen Backtriebmitteln hergestellte Brote. Eine ähnliche Wirkung wie Phytate zeigen Tannine, die in Tee, Kaffee, Wein vorkommen, sowie andere Polyphenole in Hülsenfrüchten oder verschiedenen Gemüse-, Obst- und Getreidearten. Auch sie können Eisen binden und es so für den Körper unzugänglich machen.

Tipps & Tricks Eisenversorgung

  • Ein aufgefüllter Eisenspeicher lässt sich durch eine ausgewogene Ernährung gut aufrechterhalten.
  • Der Körper passt sich in gewissen Grenzen an den aktuellen Eisenbedarf an: Sind die Eisenspeicher leer, kann er deutlich mehr Eisen aus der Nahrung gewinnen.
  • Tierisches Hämeisen kann der Körper schneller und in größerer Menge aufnehmen als pflanzliches Nicht-Häm-Eisen.
  • Eine ausgewogene Mischkost ist wichtig für eine optimale Eisenaufnahme: Bereits geringe Fleisch- bzw. Fischmengen fördern die Verfügbarkeit des pflanzlichen Eisens.
  • Durch geschicktes Kombinieren von Lebensmitteln lässt sich die Verfügbarkeit von pflanzlichem Nicht-Häm-Eisen aus der Nahrung verbessern, z.B. durch ein Glas Orangensaft zum Müsli mit Haferflocken oder Kartoffeln und Paprika im Linseneintopf.
  • Vitamin C und organische Säuren haben eine besonders positive Wirkung auf die Eisenaufnahme. Ein Vitamin-C-reicher Direktsaft zum Müsli, Sauerkraut zum Sonntagsbraten oder ein bunter Obstsalat mit Kiwi, Sanddorn und Sesam zum Nachtisch sind ideal, wenn es um die Optimierung der Eisenaufnahme geht.
  • Oxalsäurereiche Lebensmittel, wie Rhabarber, Rote Bete, Mangold und Spinat, sollten in Maßen genossen werden. Durch die Kombination mit Milchprodukten, z.B. Milch, Sahne, Quark, kann ein Teil der Oxalsäure gebunden werden. Kalzium und Oxalsäure reagieren zu unlöslichem Kalziumoxalat, das ausgeschieden wird.
  • Vollkornerzeugnisse wie Vollkornhaferflocken, Vollkornbrot, Vollkornnudeln, Vollkornreis sind zu bevorzugen und sollten mit Vitamin-C-reichem Obst und Gemüse kombiniert werden: z.B. ein Müsli aus Vollkornhaferflocken über Nacht in Milch oder Joghurt einweichen und am Morgen mit frischem Obst vermengen.
  • Brotsorten, die mittels traditioneller Sauerteigführung hergestellt wurden, sind die bessere Wahl.
  • Tee, Kaffee und Rotwein sollten wegen der enthaltenen Tannine in Maßen und möglichst erst eine Stunde nach einer eisenreichen Mahlzeit genossen werden.
  • Bei der Gemüseauswahl sollte immer auf den Eisengehalt geachtet werden. Grüne Gemüsesorten enthalten mehr Eisen als andere. Um die Aufnahme von Eisen aus pflanzlichen Quellen zu erhöhen, sollten eisenreiche Nahrungsmittel zusammen mit Lebensmitteln gegessen werden, die Vitamin C- und/ oder organische Säuren enthalten, z.B. Feldsalat mit Paprika oder Orangen kombinieren.
  • Gute pflanzliche Eisenquellen sind Kürbiskerne, Amaranth, Leinsamen, Quinoa, getrocknete Linsen, Pistazien, Pinienkerne, Haferflocken, getrocknete Aprikosen und Spinat.
  • Fermentieren, Erhitzen, Einweichen oder Keimen – mit der richtigen Zubereitung kann der Phytat-Gehalt der pflanzlichen Lebensmittel reduziert und damit die Eisenaufnahme erhöht werden.
Literaturquellen
  • Theil EC. Iron, ferritin, and nutrition, Annual Review of Nutrition 2004; 24: 327-343
  • Theil EC, Chen H, Miranda C, Janser H, Elsenhans B, Nunez MT, Pizarro F, Schümann K. Absorption of iron from ferritin is independent of heme iron and ferrous salts in woman and rat intestinal segments. The Journal of Nutrition 2012; 142: 478-483
  • Lv C, Zhao G, Lönnerdal B. Bioavailability of iron from plant and animal ferritins. The Journal of Nutritional Biochemistry 2015; 26: 532-540
  • Masuda T, Chen H, Zhao G. Structure, function, and nutrition of ferritin from foodstuffs. In: Zhao, G. (ed.) Mineral containing proteins: Roles in nutrition 2017, Springer Nature Singapore
  • Theil EC. Methods for isolation, use and analysis of ferritin, United States Patent Application Publication No. US 2017/0087209A1, Mar. 30, 2017