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 direkt in die Darmschleimhautzellen aufgenommen.

Pflanzliche Lebensmittel enthalten Eisen in zwei unterschiedlichen Formen: Das festgebundene, dreiwertige Eisen (Fe³⁺) muss erst mittels eines Enzyms (Ferrireduktase) zu Fe²⁺ reduziert werden um anschließend aufgenommen zu werden, da die Aufnahme von Eisen in die Zellen der Darmschleimhaut nur in seiner gelösten Form als zweiwertiges Eisenion (Fe²⁺) möglich ist. Wird die Aufnahme z. B. mit Vitamin C kombiniert, kann die Verfügbarkeit verbessert werden (siehe Förderer Eisenaufnahme).

In vielen Pflanzen liegt Eisen aber auch in großen Teilen als Ferritin vor. Hierbei handelt es sich um wasserlösliche Speicher-Moleküle mit einem Eisenkern, der aus ca. 4.000 Eisenionen besteht. Dieser Kern ist von einer Proteinhülle ummantelt. Bereits seit einigen Jahren belegen mehr und mehr Studien, dass Ferritin-Eisen über einen eigenen Ferritin-Port auf direktem Weg in die Enterozyten (Darmzellen) aufgenommen werden kann. Dieser Aufnahmepfad ist vollkommen unabhängig von den anderen beiden bekannten Resorptionswegen. Die Ferritin-Moleküle bleiben während der Aufnahme intakt. Erst in der Darmzelle werden sie aufgespalten und die Eisenionen im Kern verfügbar. Pro Ferritin-Molekül gelangen so sehr viele Eisenionen gleichzeitig in die Zellen und stehen für die zahlreichen essenziellen Funktionen im Körper zur Verfügung.

Im Gegensatz zu den anderen beiden Aufnahmewegen haben andere Nahrungsbestandteile, wie Polyphenole, Oxalsäure, Phytinsäure, die eine Eisenresorption hemmen können (siehe Hemmer Eisenaufnahme), keinerlei Einfluss auf die Aufnahme von Ferritin, da der Proteinmantel gegen äußere Einwirkungen einen wirksamen Schutz bietet. Zudem soll die Aufnahme von Eisen über den Ferritin-Port langsamer erfolgen als über die anderen Wege, was den Prozess für die Zelle besser kontrollierbar macht. Ein weiterer Vorteil: Durch den Verzehr von ferritinreichen, pflanzlichen Produkten werden zusätzlich viele antioxidativ wirkende sekundäre Pflanzenstoffe aufgenommen. Diese können den oxidativen Stress im Organismus reduzieren und damit Entzündungsprozessen im Körper entgegenwirken.

Eisenbestand: Vorkommen und Funktion von Eisen im menschlichen Körper

Eisen spielt bei vielen metabolischen Vorgängen eine essenzielle Rolle. Der gesamte Eisenbestand eines 70 kg schweren Mannes beträgt etwa 3500 bis 4000 Milligramm und kann grob in drei Kategorien eingeteilt werden: Funktionseisen (u.a. Hämoglobin), Transporteisen (Transferrin) und Speichereisen (Ferritin). Der überwiegende Anteil des Eisens im Körper kann dem Funktionseisen zugeordnet werden. Das Spurenelement kommt oft gebunden vor, etwa als Zentralatom des Hämoglobins der Erythrozyten, des Myoglobins im Muskel oder der Cytochrome der Atmungskette.

Eisen ist zudem Bestandteil vieler Enzyme, die bei der zellulären Energieversorgung und Verstoffwechselung von Sauerstoff von großer Bedeutung sind, spielt eine Rolle bei der DNA-Synthese und trägt zur normalen Funktion des Immunsystems bei. Für den Transport zwischen den Zellen werden Eisen-Ionen im Serum an Transferrin gebunden. Zwar umfasst das Transporteisen nur einen sehr geringen Anteil des gesamten Eisenbestandes, seine Sättigung mit Eisen stellt jedoch einen bedeutenden Faktor bei der Bestimmung eines Eisenmangels dar. Innerhalb der Zelle wird Eisen in Ferritin umgewandelt und gespeichert oder findet sich im Hämosiderin der Makrophagen des Immunsystems. Das Speichereisen umfasst etwa ein Viertel des Gesamteisens.

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 oder Ferritin-Eisen resorbiert. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) hat dies in ihren Empfehlungen für die Eisenzufuhr berücksichtigt. Zur Deckung des täglichen Eisenbedarfs wird Erwachsenen empfohlen, zwischen 10 und 16 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.

Eisenmehrbedarf in der Schwangerschaft und Stillzeit

Der Versorgungsstatus mit Eisen sollte vor bzw. zu Beginn der Schwangerschaft ermittelt werden. In der Schwangerschaft verändert sich der Eisenbedarf von 16 mg/ Tag auf 27 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. In der Stillzeit liegt der Bedarf bei 16 mg. Diese Angabe gilt auch für nicht stillende Frauen, um den Blutverlust während der Geburt auszugleichen.

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. Jedoch liegt gerade in Pflanzen Eisen zu großen Teilen auch als Ferritin vor, das über ein eigenes Transportsystemdirekt in die Darmzellen aufgenommen und verstoffwechselt werden kann (siehe Eisenaufnahme).

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. 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. 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.

Besonderheiten für die Eisenversorgung bei einer pflanzenbasierten Ernährung

Um mit einer pflanzenbasierten Ernährung den täglichen Eisenbedarf zu decken, besteht die Herausforderung in der Lebensmittel-Auswahl und -Zusammenstellung. Folgende Punkte gilt es dabei zu beachten: Pflanzen enthalten von Natur aus viel Wasser. Dieser Wasseranteil kann zu Fehleinschätzungen in Bezug auf den Eisengehalt im verzehrfertigen Produkt führen, wenn man zum Beispiel die Gehalte von frischen und getrockneten oder verarbeiteten Lebensmitteln vergleicht. Zudem ist eine realistische Einschätzung der Verzehrmenge von Bedeutung. Bei der Zusammenstellung muss besonderes Augenmerk daraufgelegt werden, dass viele beliebte Grundnahrungsmittel sowie regionale Obst- und Gemüsesorten – z.B. Nudeln, Kartoffeln, Äpfel, Birnen, Sellerie, Pilze, Tomaten, Paprika, Karotten, Blumen-, Weiß oder Rotkohl sowie Kohlrabi – kaum Eisen enthalten.

Folgendes ist zu beachten:

• Der Eisengehalt einer Mahlzeit sollte immer in Bezug auf das verzehrfertige Produkt sowie auf einheitliche, realistische Portionen errechnet werden.
• Bei der Zusammenstellung der täglichen Mahlzeiten sollten Lebensmittel ausgewählt werden, die relativ sicher viel Eisen enthalten, z.B. Hülsenfrüchte, v.a. Linsen, Bohnen, Erbsen und Soja, Weizenkleie, Amaranth, Quinoa, Haferflocken und Vollkornprodukte sowie Nüsse und Samen.

Allgemeine Tipps & Tricks für eine gute 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.

Hilfreiche Tipps und Tricks für eine pflanzenbasierte Ernährung

• Integrieren Sie Hülsenfrüchte als Grundnahrungsmittel in den Speisplan: Täglich 300-400 g fertig zubereitete Linsen, Bohnen oder Erbsen, decken bereits die Hälfte des täglichen Eisenbedarfs.
• Getreideprodukte, Nüsse und Samen als vollwertiges Frühstück oder als Snack zwischendurch: Sie sollten täglich 100 g Getreideprodukte, Nüsse und Samen verzehren. Damit decken Sie ein weiteres Drittel des Eisenbedarfs und sollten mit Vitamin-C- reichen Früchten oder Säften, aber nicht mit Milchprodukten kombiniert werden. Auch Kaffee oder Schwarztee sollte nicht unmittelbar vor oder nach der Mahlzeit genossen werden.
• Grüne Smoothies mit Hülsenfrüchten, Samen und Nüssen zubereiten. Dazu einfach einen Obst- und Gemüseanteil durch gegarte Hülsenfrüchte ersetzen, oder die Smoothies mit Nüssen und Samen anreichern. Ein 150 ml-Glas kann ca. 15 % des täglichen Bedarfs an Eisen liefern.

Diagnostik: Vier Laborparameter zur Bestimmung des Eisenstatus

Für die möglichst exakte Bestimmung des Status der Eisenversorgung einer Patientin oder eines Patienten, müssen vier verschiedene Blutwerte bestimmt und analysiert werden: Hämoglobin (Hb-Wert), Transferrin (Eisentransporter), Ferritin (Eisenspeicher) sowie C-reaktives Protein (CRP, Entzündung).

Nicht alle diese Werte sind Bestandteil einer normalen Laboruntersuchung. Sie müssen teilweise extra angefordert werden.

Üblicherweise wird der Eisenstatus eines Patienten oder einer Patientin zunächst nur über das Hämoglobin (Hb-Wert) bestimmt. Dieser Wert gibt jedoch weder über die prozentuale Eisen-Beladung der Eisentransportproteine (Transferrin-Sättigung) noch über den Füllzustand der Eisenspeicher (Ferritin) Auskunft. Dadurch kann fälschlicherweise der Eindruck entstehen, der Körper sei ausreichend mit Eisen versorgt. Tatsächlich könnte aber beispielsweise eine geringe Transferrinsättigung vorliegen, die am Hb-Wert nicht ablesbar ist. Die Referenzwerte für Hämoglobin sind patientenspezifisch und variieren je nach Alter, Geschlecht und Bestimmungsmethode. Richtwerte sollten daher mit dem Arzt abgestimmt werden.

Normalwerte für Hämoglobin:

Transferrin transportiert recyceltes und resorbiertes Eisen zu den Geweben. Wenn der Eisengehalt in den Leberzellen, dem Hauptspeicherorgan für Eisen, sinkt, wird vermehrt Transferrin als zentrales Transportprotein gebildet. Gleichzeitig ist bei einem Eisenmangel weniger Transferrin mit Eisen beladen. Dies kann durch Bestimmung der Transferrin-sättigung nachgewiesen werden. Im normalen Bereich liegt die Transferrinsättigung zwischen 20 – 45 Prozent. Sättigungswerte, die darunter liegen, könnten eine Unterversorgung verschiedener Eisenenzyme mit dem essenziellen Spurenelement zur Folge haben, wodurch ihre Funktion eingeschränkt und Krankheiten, wie Depression entstehen können.

Normalwerte für die Transferrinsättigung liegen zwischen 20 – 45 Prozent.

Ähnlich verhält es sich mit dem Eisenspeicherstatus, der ebenfalls nicht über den Hb-Wert abbildbar ist:

Der Serum-Ferritin-Wert erfasst den Eisenspeicherstatus im Körper. Eisenspeicher sind hauptsächlich in der Leber und den Makrophagen des Immunsystems lokalisiert, müssen jedoch grundsätzlich in allen Zellen vorhanden sein, um Schutz vor den toxischen Auswirkungen von freiem Eisen zu bieten. Erst wenn die Eisenspeicher leer sind, beginnt auch der Hb-Wert zu sinken. Das bedeutet, dass ein Eisenmangel, der durch einen niedrigen Hb-Wert auffällt, bereits länger vorlag und sich nun zu einer Eisenmangelanämie ausgeweitet hat. Auch dieser Wert sollte zur richtigen Beurteilung mit dem Arzt besprochen werden.

Zudem ist bei der Betrachtung des Ferritin-Wertes zu beachten, dass Ferritin ein Akute-Phase-Protein ist. Diese Eiweiße treten als unspezifische Immunreaktion (Akute-Phase-Reaktion) bei Gewebsschädigungen und Entzündungen vermehrt im Blut auf. So können bei einer Entzündung im Körper die Ferritinwerte erhöht sein und einen eventuell vorliegenden Speichereisenmangel verdecken. Die Bestimmung und Betrachtung eines weiteren Akut-Phase-Proteins wie dem C-reaktiven Protein (CRP), ein klassischer Entzündungsparameter, ist insofern sinnvoll, als damit eine Entzündung im Körper sicher nachgewiesen werden kann. Liegt der CRP-Wert über 5 mg/l, hilft die Angabe der Transferrinsättigung, um den Eisenstatus einer Patientin oder eines Patienten richtig zu bewerten. Diese Analyse ist insbesondere bei chronisch Erkrankten von großer Bedeutung.

Beim gesunden Menschen liegt der CRP-Wert unter 5 mg/l Blutserum.