Ernährungslehre-Klausur 13.12.2005 Eisen

Ernährungslehre-Klausur 13.12.2005
Eisen-
Definition/Funktion:
Eisen ist ein Mineralstoff und gehört zu den Spurenelementen. Der Gesamtbestand an Eisen
im Organismus beträgt etwa 4-5g. Eisen kommt in unterschiedlichen Wertigkeitsstufen vor,
Fe-II-Ionen und Fe-III-Ionen.
Die Hauptmenge des Eisens (ca. 3g) liegt im Hämoglobin vor, dem roten Blutfarbstoff.
Hämoglobin besteht aus dem eisenhaltigen Farbstoff „Häm“ und dem Eiweißstoff „Globin“.
Ohne Eisen kann Hämoglobin nicht aufgebaut werden. Hämoglobin aber übernimmt eine
wichtige Aufgabe in unserem Körper: In der Lunge bindet Hämoglobin Sauerstoff und
transportiert ihn zu den Körperzellen. Die Körperzellen brauchen Sauerstoff, um aus
Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißstoffen Energie zu gewinnen. Daher ist Eisen ein
lebensnotwendiger (essentieller) Nährstoff.
Eine geringe Eisenmenge kommt auch im Myoglobin vor, dem roten Muskelfarbstoff. Die
ältere Bezeichnung „Myohämoglobin“ drückt aus, dass Myoglobin dem Hämoglobin sehr
ähnlich ist. Auch Myoglobin transportiert Sauerstoff. Seine wesentliche Aufgabe besteht
jedoch in der Speicherung von Sauerstoff im Muskel. Der Muskel benötigt einen
Sauerstoffvorrat zur Energiegewinnung.
Bedarf:
Personengruppen mit erhöhtem Eisenbedarf:
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Neugeborene verfügen über einen Eisenvorrat von 200 bis 400mg. Da die Muttermilch
eisenarm ist, ist der Säugling zunächst auf diese Eisenvorräte angewiesen. Es ist
rechtzeitig auf eine eisenreiche Beikost zu achten: grünes Gemüse und Obstsäfte.
Kinder und Jugendliche haben einen erhöhten Bedarf. Ursachen hierfür sind das
Wachstum und die Tatsache, dass der Eisengehalt der Lebensmittel nur begrenzt
ausgenutzt werden kann. Dabei ist jedoch zu beachten, dass selbst bei Erwachsenen
nur durchschnittlich 10% des Eisengehalts der Lebensmittel resorbiert werden können.
Schwangere benötigen für den Fetus, die Plazenta und das vermehrte Blutvolumen
zusätzlich Eisen.
Stillende geben mit der Muttermilch täglich nur etwa 0,4mg Eisen ab. Daher ergibt
sich für das Stillen als solches keinen erhöhten Eisenbedarf. Die Empfehlungen für die
Bedarfsdeckung enthalten jedoch eine Zulage, durch die die Verluste während der
Schwangerschaft ausgeglichen werden sollen.
Frauen haben bis zur Menopause einen höheren Eisenbedarf als Männer. Durch die
Menstruationsblutungen kommt es monatlich zu Verlusten von ca. 15mg Eisen, die
durch die Nahrung ersetzt werden müssen. Eisenbedarf pro Tag: Frauen 15mg,
Männer 10mg.
Ältere Menschen können den Eisengehalt der Nahrung häufig nicht mehr voll
ausnutzen.
Veganer müssen darauf
Lebensmittel verzehren.
achten,
dass
sie
regelmäßig
eisenreiche,
Vitamin-C-reiche
Speicherung im Körper:
Unser Körper trifft Vorsorge, um auch bei ungenügender Eisenversorgung Hämoglobin und
Myoglobin aufbauen zu können. Etwa 0,7g Eisen sind beim gesunden Erwachsenen in Leber,
Milz und Knochenmark gespeichert.
Resorption:
Zweiwertiges Eisen wird im oberen Dünndarm aus dem Nahrungsbrei in die Darmschleimhaut
aufgenommen. Die tägliche Eisenresorption beträgt 1 bis 2mg. Hier wird Eisen in Ferritin
gebunden gespeichert bzw. mit Tranferrin zu Leber, Knochenmark und Milz transportiert und
dort als Ferritin bzw. Hämosiderin gespeichert. Im Knochenmark wird Eisen zur Bildung des
Hämoglobins/Erythrozyten benötigt.
Stoffwechsel:
Die in den Lebensmittel enthaltenden Eisenverbindungen werden durch die Magensalzsäure
als dreiwertiges Eisen freigesetzt. Dreiwertiges Eisen wird zu zweiwertigem Eisen reduziert,
z.B. durch Vitamin C. Auch Cystein, Methionin und Citrat begünstigen die Eisenausnutzung.
Phytin, Phosphat, Phospholipide und Gerbsäure (schwarzer Tee und Kaffee) bilden mit Eisen
Komplexe und verhindern so die Resorption. [ Fe³+ + e- -> Fe ].
Zweiwertiges Eisen wird im oberen Dünndarm aus dem Nahrungsbrei in die Darmschleimhaut
aufgenommen. Die tägliche Eisenresorption beträgt 1 bis 2mg. Hier wird Eisen in Ferritin
gebunden gespeichert bzw. mit Tranferrin zu Leber, Knochenmark und Milz transportiert und
dort als Ferritin bzw. Hämosiderin gespeichert. Im Knochenmark wird Eisen zur Bildung des
Hämoglobins/Erythrozyten benötigt.
Gleichgewicht:
Unter normalen Bedingungen gehen dem Körper etwa 1mg Eisen/Tag verloren, z.B. durch
abgestorbene Hautzellen, Haare, Nägel.
Diese täglichen Verluste müssen durch Nahrungszufuhr ersetzt werden. Beim gesunden
Menschen entsprechen Eisenaufnahme und Eisenverluste einander. Es wird eine
ausgeglichene Bilanz erreicht.
Körpereigene Synthese:
Nicht Vorhanden.
Lebensmittel:
Vollkornprodukte, Fleisch, Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte enthalten ausreichend Eisen.
Hämgebundenes Eisen aus tierischen Lebensmitteln wird besser ausgenutzt als das Eisen aus
pflanzlichen.
Leber ist besonders eisenreich, jedoch auch schadstoffreich. Leber sollte heute nur noch
selten gegessen werden. Auch eisenreicher Spinat wird heute aufgrund des Oxalsäure- bzw.
Nitratgehaltes kaum noch zur Eisenbedarfsdeckung empfohlen.
Einflussfaktoren:
Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Nahrungseisen haben bestimmte Hemmstoffe, die in
vielen pflanzlichen Nahrungsmitteln vorhanden sind, wie z.B. pflanzliche Polyphenole in Tee
(Tannine) oder Hülsenfrüchten; Phytate in Getreiden, Nüssen, Hülsenfrüchten; pflanzliche
„nicht-Stärke-Polysaccgaride“ = Ballaststoffe in Getreiden, sowie Calcium und Phosphat. Die
Wirkung dieser Inhibitoren beruht auf einer Komplexierung bzw. teilweise Ausfällung von
ionischem Eisen im Gastrointestinaltrakt (Magendarmtrakt), sodass die Konzentration von
absorbierbarem, löslichen Eisen im Darmlumen deutlich abnimmt. Eine Tasse schwarzer Tee
zu einer Mahlzeit kann den größten Teil des pflanzlichen Eisens binden.
Wichtig ist, das „Häm-Eisen“ durch diese Hemmstoffe nicht erreicht werden kann, weil das
Häm-System das Eisen vor einer solchen Komplexierung schützt. Die Fleisch-Eisenaufnahme
ist z.B. durch Tee nicht hemmbar. Vitamin C in der Nahrung schützt ionisches Eisen im Darm
vor dem Ausfällen und hat somit einen positiven Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von
Nahrungseisen. Dies gilt auch für Abbauprodukte von tierischem Eiweiß, die offenbar auch die
Nahrungseisenabsorption stimulieren können („Fleischeffekt“).
Bei der Betrachtung von Eisengehalten in Lebensmitteln muss immer die Verfügbarkeit
einbezogen werden. Prinzipiell gilt: Häm-Fe aus tierischen Produkten ist besser verfügbar und
die Resorption ist weitgehend unabhängig von anderen Nahrungsinhaltsstoffen. Die
Resorptionsquote wird mit 10-25% angegeben.
Nicht-Häm-Fe wird weitaus schlechter resorbiert (3-8%), wobei die Verfügbarkeit
entscheidend von anderen Nahrungsinhaltsstoffen abhängt: So können z.B. 75mg
Ascorbinsäure (Vitamin C) die Resorptionsquote um das 4-fache steigern. Alle Komplexbildner
sowie große Mengen Ca-Salze oder Ballaststoffe verschlechtern die Verfügbarkeit.
Mangelerscheinungen:
Eisenmangel ist das am häufigsten auftretende Defizit bei den Mineralstoffen und die
Eisenmangelanämie ist weltweit die häufigste Eisenmangelkrankheit. Besonders Frauen sind
betroffen. Er kann beispielsweise bei stark einseitiger Ernährung (Diät, kein Fleisch) auftreten
sowie durch die vornehmliche Zufuhr schlecht verwertbarer Eisenverbindungen. Eisen kann
auch durch stärkere Blutungen verloren gehen. Erkrankungen im Magen-Darm-Kanal können
die Eisenaufnahme beeinträchtigen, etwa durch unzureichende Umwandlungsprozesse. Ein
Eisenmangel kommt auch im Rahmen bestimmter Krankheiten vor oder kann durch
Arzneimittel entstehen. Ein Mangel an Vitamin B6 kann zum Eisenmangel beitragen.
Symptome für Eisenmangel sind fehlende körperliche und psychische Leistungsfähigkeit,
Müdigkeit, Schwäche, Kopfschmerzen, Kopfschmerzen, Wetterfühligkeit, Nervosität und
Reizbarkeit. Es kann zu Blässe, spröder Haut, rauer Haut und zu brüchigem Haar kommen,
Rillen in den Fingernägeln und Risse in den Mundwinkeln können sich bilden. Weiter können
Herzklopfen, Atemnot, Zungenbrennen und Verstopfung entstehen. Ein Eisenmangel
verhindert auch die Aktivität wichtiger Enzyme, die wiederum an wichtigen Körperprozessen,
beteiligt und damit beeinträchtigt sind. Weiter wird die Thermoregulation (Wärmehaushalt des
Körpers) gestört, es können Abwehrschwächen auftreten und die Anfälligkeit für Infektionen
kann steigen. Gewarnt wird vor der Gefahr einer Frühgeburt bei Schwangerschaften. Diese ist
bei Frauen, die an Eisenmangel leiden, deutlich höher. Auch das Risiko einer Totgeburt steigt.
Überdosierung:
Als Nebenwirkung einer erhöhten Eisenaufnahme kann eine Dunkelfärbung des Stuhls
auftreten, die medizinisch keine Bedeutung besitzt. Eine Überdosierung tritt selten auf, zu viel
Eisen wird beim Gesunden ausgeschieden. Dennoch kann es durch die versehentliche
Einname größerer Mengen an eisenhaltigen Arzneimitteln oder Präparaten zu einer
Eisenvergiftung kommen. Dies ist bei Erwachsenen selten, bei Kindern sind diese
Unglücksfälle, die einen tödlichen Ausgang haben können, jedoch häufiger. Die tödliche Dosis
beträgt ca. 35-630 mg/kg Körpergewicht (handeslübliche Eisentabletten enthalten jeweils
etwa 40 bis 100mg Eisen). So können bei Kleinkindern mit einem Körpergewicht von 10kg
unter Umständen bereits 5 Eisentabletten tödlich wirken. Die Symptome einer akuten
Eisenergiftung treten etwa nach 30-120min. nach der Einnahme auf und bestehen in heftigem
Erbrechen, starken Magenschmerzen und Durchfall. Durch die hohen Flüssigkeitsverluste kann
eine Schocksituation eintreten, die zum Tod führen kann. Wenn sich die Patienten von den
ersten Symptomen erholt haben, kann es etwa einen Tag später zu einem starken
Blutdruckabfall, zu Krämpfen und zu einer schweren Leberentzündung kommen.
Bei einer Überdosierung von Eisen wird das Trinken von Milch empfohlen, wodurch die Bildung
von Eisenproteinkomplexen, also die Bindung des Eisens an in der Milch enthaltenen Proteine,
erfolgen kann.