Eisen – Biofaktor für Blutbildung und Sauerstoffzufuhr

Eisen ist eines der essentiellen Spurenelemente, das heißt, es kann vom Körper nicht selbst hergestellt und muss über die Nahrung aufgenommen werden. Eisenmangel ist der weltweit häufigste ernährungsbedingte Mangel eines Biofaktors: 14 % der Männer und sogar 75 % der Frauen im gebärfähigen Alter erreichen nicht die empfohlenen Aufnahmemengen1. Neben den Frauen im gebärfähigen Alter haben Schwangere und Stillende, Kinder und Jugendliche sowie Vegetarier und Veganer ein erhöhtes Risiko für einen Eisenmangel. Supplemente können bei diesen Risikogruppen helfen, einen Eisenmangel auszugleichen.

Zufuhr-Empfehlungen und Versorgungslage

Eine ausgewogene Ernährung enthält ausreichend Eisen, um den Tagesbedarf an dem Spurenelement zu decken. Täglich werden etwa 15–20 mg Eisen mit der Nahrung aufgenommen, wovon rund 10 % resorbiert werden2.
Laut Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE)3 benötigen gesunde Personen folgende Mengen des Biofaktors Eisen:

 Empfohlene Zufuhr
 MW
Säuglinge 
0 bis unter 4 Monate0,5 mg/Tag
4 bis unter 12 Monate8 mg/Tag
Kinder 
1 bis unter 7 Jahre8 mg/Tag
7 bis unter 10 Jahre10 mg/Tag
10 bis unter 15 Jahre12 mg/Tag15 mg/Tag
Jugendliche und Erwachsene 
15 bis unter 19 Jahre12 mg/Tag15 mg/Tag
19 bis unter 51 Jahre10 mg/Tag15 mg/Tag
51 und älter10 mg/Tag10 mg/Tag
Schwangere 30 mg/Tag
Stillende 20 mg/Tag

Der Eisenbedarf hängt von Alter und Geschlecht ab. Grundsätzlich haben Frauen bis zur Menopause aufgrund der Blutverluste durch die Menstruation einen erhöhten Eisenbedarf. Während einer Schwangerschaft wird nochmal mehr von dem Biofaktor benötigt und auch während der Stillzeit ist der Eisenbedarf erhöht. Auf den Eisenstatus sollten auch Vegetarier und Veganer achten, da Eisen aus pflanzlicher Nahrung schlechter verfügbar ist. Zudem benötigen Kinder und Jugendliche in der Wachstumsphase in Relation zu ihrem Körpergewicht viel Eisen.
Obwohl in der Tabelle nicht angegeben, benötigen Leistungssportler höhere Mengen von dem Biofaktor. Einerseits müssen vermehrte Eisenverluste durch Schwitzen ausgeglichen werden, andererseits wird Eisen für eine optimale Funktion und Regeneration der Muskeln benötigt.
Laut der Nationalen Verzehrsstudie II (NVSII, 2008) liegt die mittlere tägliche Zufuhr von Eisen bei Männern bei 14,4 mg/Tag und bei Frauen bei 11,8 mg/Tag. Bei Männern liegt die mittlere Eisenzufuhr in allen Altersgruppen über den empfohlenen Referenzwerten der DGE. Dennoch erreichen 14 % der Männer die empfohlene tägliche Zufuhr für Eisen nicht. Bei Frauen sieht die Versorgungslage wesentlich schlechter aus. Während die empfohlene Zufuhrmenge von den über 50-jährigen Frauen im Mittel noch erreicht wird, liegen die Werte bei den unter 50-jährigen Frauen deutlich unter den Zufuhrempfehlungen. Bis zum Alter von 24 Jahren erreichen Frauen im Durchschnitt nicht einmal 50 % der empfohlenen Eisenzufuhr. Bei Frauen zwischen 24 und 50 Jahren liegt die Eisenzufuhr ebenfalls noch deutlich unter dem empfohlenen Wert. Insgesamt erreichen 58 % der Frauen die empfohlene tägliche Zufuhr für Eisen nicht.

Empfehlungen zur Eisen-Supplementation

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) weist darauf hin, dass keine positiven Wirkungen einer über den Bedarf hinausreichenden Supplementierung mit Eisen bekannt sind, während negative Wirkungen nicht ausgeschlossen werden können. Da bei Frauen im gebärfähigen Alter durch die Menstruation der Eisenbedarf erhöht ist und die Zufuhrreferenzwerte von ihnen im Median nicht erreicht werden, definiert das BfR ausschließlich für Frauen zwischen ca. 14 und 50 Jahren eine Tageshöchstmenge von 6 mg Eisen in Nahrungsergänzungsmitteln4.
Für alle anderen Bevölkerungsgruppen wurde keine Höchstmenge für die Verwendung von Eisen in Nahrungsergänzungsmitteln festgelegt. Bei Männern, postmenopausalen Frauen und Schwangeren sollen laut Empfehlungen des BfR Eisensupplementierungen nur nach diagnostiziertem Mangel und unter ärztlicher Kontrolle erfolgen.

Eine Eisenmangelanämie ist unabhängig von Alter und Geschlecht der Person grundsätzlich eine Indikation zur Eisen-Supplementation. Die benötigte Menge des Biofaktors – initial 50-100 mg Fe2+ pro Tag – liegt dann deutlich über den DGE-Empfehlungen5.

Diese Ursachen können zu einem Eisenmangel führen

Die möglichen Ursachen für einen Eisenmangel sind sehr vielfältig. Die Unterversorgung kann zum einen durch eine ungenügende Eisenaufnahme über die Ernährung, vor allem durch vegetarische und vegane Kost, bedingt sein. Zum anderen steigt in bestimmten Lebenssituationen der Eisenbedarf an. So benötigen schwangere und stillende Frauen sowie Kinder im Wachstum mehr Eisen. Blutverluste, z.B. durch verstärkte oder zu häufige Menstruation, Geburten, Verletzungen, innere Blutungen, Tumore, Operationen, Blutspenden oder Dialyse können ebenfalls zu einem Eisenmangel führen. Zudem kann die Eisenresorption vermindert sein , z.B. bei Zöliakie, Morbus Crohn und Colitis ulcerosa oder durch langandauernde Medikamenteneinnahme z.B. von Arzneien, die die Eisenresorption im Darm beeinflussen wie  Antibiotika (Tetracycline, Doxocyclin) oder Protonenpumpeninhibitoren. Die Eisenresorption wird auch durch die gleichzeitige Einnahme von Antazida reduziert.

Physiologie – Blut, Sauerstoff, Energie und Hormone

Der Biofaktor Eisen ist an zahlreichen Stoffwechselprozessen involviert. Der Gesamtkörperbestand bei Erwachsenen liegt bei 2,5–4 g, wovon zwei Drittel an Hämoglobin gebunden sind6. Das an Hämoglobin gebundene Eisen wird als Hämeisen (Fe2+) bezeichnet. Das nicht an Hämoglobin gebundene Eisen – das Nicht-Hämeisen – liegt vorwiegend in freier dreiwertiger Form vor (Fe3+) und kann vom Körper deutlich schlechter resorbiert werden als das Hämeisen.
Die Eisenversorgung ist vom Bedarf des Körpers und der Bioverfügbarkeit des in den Nahrungsmitteln enthaltenen Eisens abhängig. Bei einem niedrigen Eisenbedarf und guter Versorgungssituation mit ausreichend gefüllten Eisenspeichern wird weniger Eisen aus der Nahrung aufgenommen. Zudem beeinflussen Alter, Erkrankungen, Resorptionsleistung des Verdauungstraktes und das Ausmaß der Erythropoese (= Bildung der roten Blutkörperchen) die Eisenresorption. Wird der Körper über längere Zeit unzureichend mit dem Biofaktor versorgt, greift er zunächst auf den Eisenspeicher Ferritin zurück. Ist auch dieser aufgebraucht, stellt sich zunächst ein funktioneller, im fortgeschrittenen Stadium ein klinisch manifester Eisenmangel in Form einer Anämie ein.
Zu den wichtigsten physiologischen Aufgaben des Eisens zählen:

Blutbildung
Der Biofaktor Eisen wird für die Hämoglobinbildung benötigt und Hämoglobin wiederum für die Bildung der Erythrozyten (rote Blutkörperchen). Bei einem Eisenmangel kann nicht ausreichend Hämoglobin produziert werden.

Sauerstoffaufnahme und -transport
Der über die Lungen aufgenommene Sauerstoff wird mit Hilfe von Eisen an das Transportprotein Hämoglobin gebunden und in dieser Form mit dem Blut an alle Organe und Gewebe des Körpers verteilt. Bei einer Eisenunterversorgung sinkt die Hämoglobinmenge in den Erythrozyten ab und der Organismus wird mit weniger Sauerstoff versorgt.

Sauerstoffversorgung der Muskulatur
Auch der Muskelfarbstoff (das Myoglobin) enthält Hämeisen und dient als Sauerstoffträger für die Sauerstoffversorgung der Muskulatur. Im Eisenmangel ist das Myoglobin stark reduziert, was sich auf die sauerstoffabhängige Kontraktionsleistung des Muskels negativ auswirkt.

Hormonsynthese und Immunabwehr
Das Spurenelement Eisen ist an der Bildung zahlreicher Hormone wie Adrenalin, Serotonin, Melatonin, Dopamin, Wachstums-, Schilddrüsen- und Geschlechtshormonen sowie der Immunabwehr beteiligt.

Welche Folgen hat ein Eisenmangel?

Der Eisenmangel verläuft in mehreren Stadien. Eine negative Eisenbilanz führt zunächst zu einem Speichereisenmangel, der symptomlos verläuft, dann zu einer eisendefizitären Blutbildung und schließlich zu einer Eisenmangelanämie.

latenter Eisenmangel
Das Speichereisen Ferritin ist bereits vermindert, es zeigen sich jedoch noch keine funktionellen Auswirkungen. Symptomatisch zeigt sich ein latenter Eisenmangel beispielsweise durch Blässe, Müdigkeit, Schwäche und Appetitlosigkeit. Betroffene Personen können unter Kopfschmerzen, Konzentrationsstörungen, Mundwinkelrhagaden, Magen-Darm-Störungen und einer erhöhten Infektanfälligkeit leiden.

Eisenmangelanämie
Bei einer Eisenmangelanämie steht dem Körper nicht genug Eisen für die Erythropoese (Blutbildung) zur Verfügung. Daher sind Hämoglobin- und Erythrozytensynthese (Bildung roter Blutkörperchen) gestört. Neben den oben genannten Symptomen des latenten Eisenmangels kann es zu Zungenentzündungen, Hautbeschwerden und Störungen an Haaren und Nägeln kommen.

funktioneller Eisenmangel
Chronische Infektionen und Entzündungen können Ferritin mobilisieren und so den Serumferritinspiegel erhöhen. Dadurch wird die Eisenabsorption gehemmt.

Eisenmangel während und nach der Schwangerschaft
Nur wenige Frauen schaffen es, den erhöhten Eisenbedarf während der Schwangerschaft durch die Ernährung auszugleichen. Daher leiden viele Schwangere unter einem Eisenmangel mit Müdigkeit, Leistungsabfall und Immunschwäche, fast 10 % entwickeln sogar eine Eisenmangelanämie. Da auch das ungeborene Kind mit Sauerstoff unterversorgt ist, besteht ein erhöhtes Risiko für Aborte, Frühgeburten und Entwicklungsstörungen. Die Eisenversorgung sollte daher kontrolliert und bei Bedarf durch eine Eisensupplementation ausgeglichen werden. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt eine Eisensupplementation in der gesamten Schwangerschaft7.
Durch den Blutverlust während der Geburt ist der Eisenbedarf postpartum ebenfalls erhöht. Bei einem Mangel des Biofaktors kann auch bis zu 12 Wochen nach der Geburt eine orale Eisensupplementation (allein oder in Kombination mit Folsäure) nötig sein8.

Wachstumsstörungen bei Kindern
Durch einen schweren, chronischen Eisenmangel kann es zu Wachstumsstörungen sowie  neurologischen und kognitiven Defiziten der Kinder kommen.

In diesen Nahrungsmitteln ist Eisen enthalten

Besonders hoch ist der Gehalt des Biofaktors Eisen in Fleisch – vor allem Innereien wie Leber und Herz –, Meerestieren und Eigelb.  Nennenswerte Eisenmengen enthalten zudem Hülsenfrüchte (Soja, Linsen, weiße Bohnen und Erbsen), Getreide (Roggen, Hirse, Weizen und Hafer), Nüsse, Samen, Rosinen sowie getrocknete Aprikosen und Feigen.
Allerdings ist die Bioverfügbarkeit von Eisen aus den Lebensmitteln entscheidend. In Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs liegt zum großen Teil das besser resorbierbare Hämeisen vor, während in Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft das schlecht verfügbare Nicht-Hämeisen dominiert.
Zusätzlich wird die Bioverfügbarkeit des Nicht-Hämeisens durch Phytinsäure, Polyphenole, Oxalate, Phosphate und Ballaststoffe gehemmt. Vitamin C und organische Säuren wie Wein-, Zitronen- und Milchsäure hingegen erhöhen die Eisenresorption. Zudem erhöht die gleichzeitige Aufnahme von tierischem Hämeisen die Eisenabsorption aus Nahrungsmitteln pflanzlichen Ursprungs.

Welche Nebenwirkungen und Folgen einer Überdosierung von Eisen sind bekannt?

Eisen kann die Magenschleimhaut reizen und zu Schmerzen, Krämpfen, Übelkeit, Durchfall oder Verstopfung führen. Grundsätzlich sind Eisensupplemente nur bei einem nachgewiesenen Mangel des Biofaktors indiziert. Ansonsten kann es zu einer Überdosierung und in seltenen Fällen und schlimmstenfalls zur Eisenüberladung bis hin zu Organschäden kommen. Bei der heriditären Hämochromatose, einer Erbkrankheit, kommt es aufgrund genetischer Defekte zu einer erhöhten Eisenresorption im Dünndarm und zu einer Eisenakkumulation vor allem in Leber, Bauchspeicheldrüse und Herz.

Quellen

  1. Max Rubner-Institut (MRI): Nationale Verzehrsstudie II. Ergebnisbericht, Teil 2. Karlsruhe, 2008. www.mri.bund.de/fileadmin/MRI/Institute/EV/NVSII_Abschlussbericht_Teil_2.pdf, S. 135-136
  2. Gesellschaft für Pädiatrische Onkologie und Hämatologie (Hrsg.): S1-Leitlinie: Eisenmangelanämie, 2016
  3. www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/eisen/
  4. Weißenborn A et al.: Höchstmengen für Vitamine und Mineralstoffe in Nahrungsergänzungsmitteln. J Consum Prot Food Saf 2018, 13: 25-39 link.springer.com/article/10.1007/s00003-017-1140-y/fulltext.html
  5. Deutsche Gesellschaft für Hämatologie und Medizinische Onkologie e.V. (Hrsg.): Leitlinie Eisenmangel und Eisenmangelanämie. Empfehlungen der Fachgesellschaft zur Diagnostik und Therapie hämatologischer und onkologischer Erkrankungen, 2011
  6. Biesalski HK: Vitamine und Minerale. Stuttgart: Thieme Verlag 2016, 119 ff
  7. World Health Organization (WHO): Guideline: Daily iron and folic acid supplementation in pregnant women. Geneva, World Health Organization, 2012
  8. World Health Organization (WHO): Guideline: Iron supplementation in postpartum women. Geneva, World Health Organization, 2016