Eisen

Der menschliche Körper enthält etwa 3 - 5 g Eisen, wovon der Großteil (ca. 65 %) im Hämoglobin gebunden ist, 10 % in Myoglobin und Enzymen und der Rest als Speichereisen (Ferritin und Hämosiderin) in Leber, Milz und Knochenmark vorliegt.

Eisen in der Atmungskette: Eisen-Schwefel-Cluster (Fe-S-Cluster) sind prosthetische Gruppen in Komplex I, II und III der Atmungskette. Cytochrom c enthält ein Häm-Eisen, und Komplex IV (Cytochrom-c-Oxidase) enthält zwei Häm-Gruppen und zwei Kupferzentren. Ohne Eisen ist keine oxidative Phosphorylierung möglich.

Hepcidin-Ferroportin-System: Der Körper hat keinen aktiven Ausscheidungsmechanismus für Eisen - die Regulation erfolgt über die Absorption. Hepcidin, ein von der Leber produziertes Peptidhormon, ist der zentrale Regulator:

• Hohe Eisenspeicher -> hohes Hepcidin: Hepcidin bindet an Ferroportin (den einzigen Eisen-Exportkanal auf Enterozyten und Makrophagen) und führt zu dessen Internalisierung -> Eisenabsorption sinkt.
• Niedrige Eisenspeicher -> niedriges Hepcidin: Ferroportin bleibt aktiv -> Eisenabsorption steigt.
• Entzündung -> hohes Hepcidin (via IL-6): Dies erklärt die Eisensequestration bei chronischer Entzündung (Anemia of Chronic Disease) - Eisen wird in Makrophagen 'eingesperrt' und steht der Erythropoese nicht zur Verfügung.

Eisenmangel: Eisenmangel ist der weltweit häufigste Nährstoffmangel (ca. 25 % der Weltbevölkerung). Er manifestiert sich in drei Stadien:

1. Speicherentleerung: Ferritin sinkt, aber Hämoglobin und Transferrinsättigung noch normal.
2. Eisendefiziente Erythropoese: Transferrinsättigung sinkt (< 20 %), löslicher Transferrinrezeptor steigt.
3. Eisenmangelanämie: Hämoglobin sinkt, mikrozytäre hypochrome Erythrozyten.

Symptome: Fatigue, Belastungsintoleranz, Blässe, Tachykardie, Haarausfall, brüchige Nägel, Restless-Legs-Syndrom, Pica (Verlangen nach ungewöhnlichen Substanzen).

Eisenüberladung: Ebenso problematisch: Freies Eisen katalysiert die Fenton-Reaktion (Fe²' + H'O' -> Fe³' + OH' + OH') und erzeugt hochreaktive Hydroxylradikale. Eisenüberladung (Hämochromatose, wiederholte Transfusionen) führt zu oxidativem Gewebeschaden in Leber, Herz, Pankreas und Gelenken.