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Artikelreihe

  1. Eisen
  2. Eisenhaltige Lebensmittel / eisenreiche Ernährung
  3. Eisenmangel - Ursachen, Symptome, Behandlung

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Eisen

Eisen
Inhaltsverzeichnis
  1. Funktionen und Wirkungen
  2. Präventive Wirkungen von Eisen
  3. Eisen für Sportler
  4. Grundlegendes zur Eisen-Absorption
  5. Eisenaufnahme aus der Nahrung verbessern
  6. Was beeinträchtigt die Eisen-Absorption?
  7. Was haben Allesesser zu beachten?
  8. Haben Veganer etwas zu beachten?

Eisen ist ein essentielles Spurenelement, das im Körper in Form von zweiwertigem Eisen (Hämeisen; Fe2+) und als dreiwertiges Eisen (Nicht-Hämeisen; Fe3+) vorkommt. Demzufolge muss Eisen mit der Nahrung aufgenommen werden. Ein erwachsener Mensch speichert ungefähr 3 bis 4 g Eisen im Körper 1. Andere Wissenschaftler gehen von 4,8 g Eisen im menschlichen Körper aus 2. Etwa 65 bis 80% davon befinden sich in den roten Blutkörperchen 3.

Ein Großteil des Eisens ist in Form von Ferritin und Hämosiderin, den Eisen-Speicherproteinen, im Knochenmark und in der Leber gespeichert. In der Milz, der Darmschleimhaut und den Muskeln findet sich ein geringerer Anteil der Speicherproteine wieder. Durch die Speicherung wird der Körper konstant mit Eisen versorgt. Eisen wird in erster Linie für die Blutbildung und den Sauerstofftransport benötigt. Insgesamt gibt es über 500 Proteine im Körper, die Eisen enthalten 4.

In Pflanzen und vielen verarbeiteten veganen Lebensmitteln liegt Eisen ausschließlich in Form von Nicht-Hämeisen vor. Mit einer ausgewogenen veganen Ernährung können dem Körper ausreichende Mengen an Eisen zugeführt werden. Durch absorptionsverbessernde Maßnahmen, kann die Eisenaufnahme aus der Nahrung sogar noch etwas gesteigert werden.

Funktionen und Wirkungen

Eisen ist ein wesentlicher Bestandteil von Hämoglobin, Myoglobin und Cytochromen 5.

Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) ist ein Protein und Bestandteil von roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Es bindet den Sauerstoff, der über die Lunge aufgenommen wird, und transportiert ihn zu allen Zellen. Die Zellen benötigen eine regelmäßige Versorgung mit Sauerstoff, um genug Energie produzieren zu können. Während sich der Energiestoffwechsel vollzieht, nimmt das Hämoglobin das entstandene Abfallprodukt Kohlendioxid auf und transportiert es zur Lunge, wo es dann abgeatmet wird.

Myoglobin (roter Muskelfarbstoff), ebenfalls ein Protein, ist für die Übernahme des Sauerstoff aus dem Blut verantwortlich. Außerdem wird Myoglobin für das Halten und die Speicherung des Sauerstoffs in den Muskelzellen benötigt. Cytochrome sind am Elektronentransfer beteiligt. Das Cytochrom P450 hilft in Leber und Darm beim Abbau von körpereigenen Verbindungen und Umweltgiften 6.

Weitere wichtige Funktionen und Aufgaben: Eisen

  • ist als Cofaktor (für die Funktion von Enzymen unerlässlich) an der Kollagen-Bildung beteiligt 7; Kollagen ist das häufigste Strukturprotein im Körper, das in Haut, Knochen, Muskeln und Sehnen zu finden ist und den Zusammenhalt, die Elastizität und die Regeneration gewährleistet
  • wird als Bestandteil des Enzyms NADH-Dehydrogenase für Energie-gewinnende Körperfunktionen benötigt 8
  • eisenbedürftige Proteine sind an der DNA-Replikation, -Reparatur und Zellzykluskontrolle beteiligt 9
  • unterstützt das Wachstum von eukaryotischen Zellen 10; Eukaryoten, sind alle Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern sowie Zellorganellen beinhalten
  • ist Bestandteil von Eisen-Schwefel-Clustern, die als Cofaktoren von Proteinen für die Enzymkatalyse, den Elektronentransport und die Regulation der Genexpression sorgen 11
  • unterstützt das Immunsystem 12
  • wird für die Synthese von Carnitin benötigt 13; Carnitin spielt eine wichtige Rolle im Energiestoffwechsel

Präventive Wirkungen von Eisen

Ausreichend Eisen beugt Blutarmut (Anämie) vor, die sich in Blässe, Müdigkeit und einem Leistungsabfall äußern kann.

In einer Studie konnte nachgewiesen werden, dass Nicht-Hämeisen, im Gegensatz zu tierischem Hämeisen, den Blutdruck niedrig hält 14. Der Fleischkonsum führte laut Studie zu einem höheren Blutdruck.

Eisen für Sportler

Besonders für Sportler ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Muskeln über Hämoglobin und Myoglobin von äußerster Bedeutung, um mit Hilfe des Sauerstoffs eine maximale Muskelleistung zu erreichen.

Steht dem Körper beim Sport nicht genügend Eisen zu Verfügung, kommt es zu Mangelerscheinungen wie Muskelermüdung und Erschöpfung.

Eine Studienzusammenfassung von 2014 belegt, dass mit der Verwendung von Eisen-Nahrungsergänzungen bei Frauen eine verbesserte Leistungsfähigkeit erreicht werden kann 15. Frauen die Nahrungsergänzungen einnahmen, hatten zudem einen geringeren Puls.

Grundlegendes zur Eisen-Absorption

Die Eisen-Absorption aus den Lebensmitteln hängt von der Bioverfügbarkeit des Eisens ab. Das in Pflanzen vorkommende Nicht-Hämeisen (Fe3+) ist unlöslich und nicht bioverfügbar 16. Es muss erst von Fe3+ in Fe2+ mittels körpereigener Ferrireduktase oder aus der Nahrung stammender Reduktionsmittel wie Ascorbinsäure (Vitamin C) reduziert werden – siehe Abschnitt: Eisenabsorption verbessern.

Hämeisen (Fe2+) tierischen Ursprungs wird daher besser als Nicht-Hämeisen, das in Pflanzen vorkommt, absorbiert. Die Absorptionsrate schwankt für Nicht-Hämeisen von 0,7 bis 22,9% und hängt stark von dem gegenwärtigen Eisen-Status, dem Plasma-Ferritinspiegel, ab 17. Menschen mit ausreichenden Eisen-Reserven nehmen weniger Nicht-Hämeisen über die Nahrung auf als Menschen mit unzureichenden Reserven 18. Die Hämoglobin-Konzentrationen und die Gefahr einer Eisenmangelanämie sind für Veganer verglichen mit Allesessern und anderen Vegetarier-Gruppen ähnlich 19. Bei Menschen mit einem niedrigen Eisen-Status wird Nicht-Hämeisen annähernd so gut wie Hämeisen absorbiert 20.

Welchen Einfluss verschiedenste  Nahrungsbestandteile auf die Nicht-Hämeisen-Absorption haben, zeigte eine Studie aus dem Jahr 1991 21. Dazu wurden drei Gruppen gebildet - normale Ernährung, eine Ernährung mit Absorptionsverstärkern und eine Ernährung mit Eisen-Hemmern. Bei der ersten Gruppe wurden durchschnittlich 6,1%, bei der zweiten mit 13,5% und in der dritten Gruppe nur 2,3% des Eisens absorbiert.

Eisenaufnahme aus der Nahrung verbessern

Für wesentlich bessere Absorption von pflanzlichem Nicht-Hämeisen kann mit dem gleichzeitigen Verzehr von Vitamin-C-haltigen Lebensmitteln und Getränken gesorgt werden 22 23. Vitamin C ist in der Lage sich an Nicht-Hämeisen zu binden, dreiwertiges Eisen (Fe3+) wird zu zweiwertigem Eisen (Fe2+) reduziert, wodurch das Nahrungseisen besser über den Dünndarm aufgenommen werden kann (Bioverfügbarkeit steigt) 24. Ascorbinsäure überwindet quasi die negativen Wirkungen von Phytaten (vorkommend in Getreide, Nüssen, Samen und Hülsenfrüchten), die die Absorption hemmen 25 26 27. Gleichzeitig wird die Speicherung im Eisenspeicherprotein Ferritin angeregt. So tragen beispielweise Orangensaft und Apfelsaft zu einer verbesserten Absorption bei 28. Einige eisenhaltige Lebensmittel wie Brokkoli und Tomaten enthalten bereits Vitamin C, sodass hier der Darm das Eisen optimal absorbieren kann. Ähnlich wirksam wie Ascorbinsäure ist auch Zitronensäure, die hauptsächlich in Zitrusfrüchten vorkommt 29 30.

Die beiden Aminosäuren Methionin (Methionin Lebensmittel) und Cystein (Cystin Lebensmittel) verbessern ebenfalls die Absorption von pflanzlichem Eisen 31 32. Sie verbessern die Reduktion von dreiwertigem Eisen in zweiwertiges, wodurch es besser absorbierbar ist.

Auch Zucker verbessert die Bioverfügbarkeit von Nicht-Hämeisen 33. Fruktose erhöhte die eiseninduzierte Ferritin-Bildung in den Zellen.

Zu einer verbesserten Absorption durch Vitamin A gibt es hingegen unterschiedliche Studienergebnisse. Studienergebnisse von 1998 und 2000 weisen eine verbesserte Eisen-Absorption durch Vitamin A aus 34 35. Zu den Lebensmitteln mit Vitamin A geht es hier. Vitamin A bindet sich wohl an Eisen, das während der Verdauung freigesetzt wird und wirkt wie ein Komplexbildner, wodurch der absorptionshemmende Einfluss von Polyphenolen und Phytaten auf die Nicht-Hämeisen-Aufnahme vermindert wird 36. Eine neuere Studie aus dem Jahr 2014 zeigte jedoch, dass Vitamin A keine Verbesserung der Eisen-Absorption bewirkte 37. Stattdessen wurde gezeigt, dass Carotinoide die Eisen-Absorption verbesserten (Lebensmittel mit Carotinoiden).

Möglicherweise können auch präbiotische Ballaststoffe wie Inulin die Eisen-Absorption positiv beeinflussen 38.

Was beeinträchtigt die Eisen-Absorption?

Lebensmittelbestandteile können aber auch eine verminderte Absorption von Eisen bewirken.

So vermindern hauptsächlich Phytate (Phytinsäure), die zu den sekundären Pflanzenstoffen zählen und vorwiegend in nicht raffiniertem Getreide, Nüssen, Ölsaaten und Hülsenfrüchten vorkommen, die Absorption. Sie binden sich eng an das Eisen und machen die Aufnahme im Verdauungstrakt unmöglich 39. So sind Lebensmittel mit viel Eisen wie Spinat und Rhabarber mit einem gleichzeitig hohen Phytinsäure-Anteil nicht die besten Eisenquellen. Die Bioverfügbarkeit von Eisen kann jedoch durch Kochen, Rösten, Fermentierung und das Keimen lassen von Samen verbessert werden. Dadurch wird die Phytinsäure aufgespalten und eine bessere Absorption von Eisen ermöglicht 40. Beachtet werden sollte hier jedoch, dass sich durch das Erhitzen und die Verarbeitung der Lebensmittel Ascorbinsäure abbaut, wodurch sich wiederum die steigernde Wirkung von Vitamin C bei der Eisenaufnahme vermindert 41.

Auch Oxalsäure bindet sich an Eisen. Pflanzen mit Eisen wie Mangold und rote Beete sind daher auch keine besonders guten Eisenquellen, da sie hohe Mengen an Oxalsäure aufweisen. Studienergebnisse von 2008 deuten darauf hin, dass die Auswirkungen von Oxalsäure nicht so signifikant sind wie bisher gedacht 42.

Kaffee, Kakao (beide enthalten Chlorogensäure) vor allem aber auch grüner und schwarzer Tee (enthält Tannine) können auf Grund der enthaltenen Phenolsäuren (gehören zur Gruppe der Polyphenole) die Absorption von Eisen aus der Nahrung beeinträchtigen 43 44. Tannine (Gerbsäure) binden sich an Nicht-Hämeisen, wodurch letztendlich weniger Eisen absorbiert werden kann 45 46. So kann das Teetrinken bei einer Mahlzeit die Eisenaufnahme um bis zu 50 % vermindern 47. Wer also bereits an einem Eisenmangel leidet, sollte nach dem Essen ein bis zwei Stunden mit dem Teetrinken warten. Polyphenole haben auch positive Eigenschaften wie Vorbeugung bestimmter Krebsarten und der Verbesserung der Knochendichte 48. Daher sollten sie nicht gänzlich gemieden werden.

Zink und Mangan konkurrieren auf Grund ihrer ähnlichen chemischen Eigenschaften mit Eisen um die Absorption, wodurch die Aufnahme beeinträchtigt werden kann 49 50. Es wird jedoch von den Wissenschaftlern ausgeführt, dass die möglichen negativen Effekte durch Zink erst bei einer Zink-Nahrungsergänzung berücksichtigt werden sollten.

Ein Vitamin-B2-Mangel hat ebenfalls einen negativen Einfluss auf den Eisenhaushalt 51. Aus Vitamin B2 (Riboflavin) gebildete Flavoproteine sind als Cofaktoren an der Aufnahme und Verwertung von Eisen beteiligt 52. Zu den Lebensmitteln mit Vitamin B2 geht es hier.

Bestimmt Protein-Verbindungen können die Eisenaufnahme negativ beeinflussen. So zeigt hemmen Sojaproteine die Aufnahmen 53. Darüber hinaus hemmen auch Proteine tierischen Ursprungs wie Eiprotein, Casein und Whey die Eisen-Absorption 54 55.

Zudem vermindert auch Calcium laut Studien die Absorption von Häm- und Nicht-Hämeisen 56 57. Die Wirkung von Calcium auf die Eisen-Absorption (vor allem bei der Einnahme von Calcium-Nahrungsergänzungen) könnte von kurzer Dauer sein und mit der Zeit eine Anpassung des Körpers auftreten 58.

Was haben Allesesser zu beachten?

Studienergebnisse deuten darauf hin, dass Häm-Eisen aus der Nahrung bei Frauen nach der Menopause das Risiko von Darmkrebs erhöht (vor allem bei Frauen, die Alkohol trinken) 59.

Haben Veganer etwas zu beachten?

Laut Studien weisen Veganer höhere Zufuhrmengen an Eisen auf als die allgemeine Bevölkerung 60 61 62 63. Bedingt ist dies bei Veganern vor allem durch den hohen Verzehr an Vitamin-C-haltigen Lebensmitteln, mit denen die Eisenaufnahme wesentlich verbessert wird. Der Eisen-Tagesbedarf lässt sich so problemlos mit einer veganen Ernährung decken. Frauen sollten ihren höheren Eisenbedarf, bedingt durch die Regelblutungen, beachten.