Mechanismen der Eisenaufnahme, die Rolle von Hepcidin und warum eine abwechselnde Dosierung ratsam ist

Eisen ist ein wesentliches Element, das an vielen biochemischen Prozessen in unserem Körper beteiligt ist, insbesondere am Sauerstofftransport zu den Geweben und an der Bildung roter Blutkörperchen. Es ist der Nummer eins Nährstoffmangel sowohl in entwickelten als auch in Entwicklungsländern.

Um die Bedeutung von Eisen in unserem Körper vollständig zu verstehen, ist es wichtig, einige grundlegende Informationen über den Eisenstoffwechsel zu vermitteln.

Mechanismen der Eisenaufnahme

Das mit der Nahrung zugeführte Eisen passiert den Magen und erreicht den Zwölffingerdarm, wo der Absorptionsmechanismus beginnt.

Der Dünndarm ist mit Darmzellen, den sogenannten Enterozyten, ausgekleidet. Diese Zellen sind das Zuhause wichtiger Proteine und transmembraner Enzyme im Eisenstoffwechsel.

• DYCTB: Duodenal-Cytochrom B- ist ein Ferrireduktase-Enzym , das das nicht resorbierbare trivalente Eisen zu resorbierbarem bivalenten Eisen umwandelt (Fe³⁺ to Fe²⁺).
• Sobald Fe²⁺ geformt wird^, kommtDMT1: Divalent Metal Transporter 1 ins Spiel. Es handelt sich um ein Protein, das den Transport von eisenhaltigem Fe²⁺ in die Enterozyten ermöglicht. Freies Fe²⁺ in den Zellen ist jedoch giftig und muss daher in einer ungiftigen Form (als komplexes Protein namens Ferritin) gespeichert oder aus der Zelle in den Blutkreislauf exportiert werden. Dieser Export wird durch ein anderes Transmembranprotein namens FERROPORTIN vermittelt .
• Im Blutkreislauf angekommen, ist dieses bivalente Eisen (Fe²⁺) nicht mehr transportfähig und muss daher wieder in trivalentes Eisen (Fe³⁺) umgewandelt werden, was durch ein anderes Protein namens HEPHAESTIN vermittelt wird .
• Das Fe³⁺-Eisen bildet dann einen Komplex mit Apotransferrin, um TRANSFERRIN zu bilden , ein weiteres Protein, das den Transport von Eisen durch das Blut vermittelt und Eisen an die Zelle liefert, während es gleichzeitig die Bildung von toxischen Radikalen, die auf Eisen zurückzuführen sind, begrenzt.
• In diesem Komplex kann Eisen in das Knochenmark zur Bildung roter Blutkörperchen oder in den Speicher in der Leber transportiert werden. Es ist erwähnenswert, dass der Eisenspeicher eine entscheidende Komponente der zellulären Eisenhomöostase bzw. des Eisengleichgewichts ist. Sie ermöglicht es dem Eisen, in einer nicht toxischen Form im Körper zu verbleiben, stellt aber auch ein Reservoir dar, aus dem Eisen für zukünftige Stoffwechselbedürfnisse verwendet werden kann.

Fe2+ = eisenhaltiges Eisen ➡ absorbierte Form

Fe3+ = Eisen(III)-Eisen ➡ kann nicht absorbiert werden

Der Eisenspiegel wird im Körper mit Hilfe ausgeklügelter Rückkopplungsmechanismen sehr genau reguliert, so dass bei einem Eisenmangel in den Zellen die Eisenversorgung maximiert werden kann. Das bedeutet, dass das gespeicherte Eisen mobilisiert wird und die Aufnahme im Darm erhöht wird.

Es gibt aber auch einen Mechanismus, bei dem die Eisenversorgung im Falle einer Eisenüberladung eingeschränkt wird.

Die Ära des Hepcidins

Anfang der 2000er Jahre entdeckten Wissenschaftler ein Hauptmolekül, das für die Aufrechterhaltung des Eisengleichgewichts verantwortlich ist. Dieses Peptidhormon heißt HEPCIDIN. Es wird hauptsächlich von der Leber produziert, und sein Gehalt in unserem Körper ändert sich als Reaktion auf Eisenüberladung oder -mangel.

Wir haben bereits das Transmembran-FERROPORTIN gesehen, das für den Export von Fe2+ in den Blutkreislauf verantwortlich ist. Bei Eisenüberladung nimmt die Hepcidin-Expression zu, sodass sie die Ferroportin-Aktivität blockiert und den Export von Fe2+ verhindert. Bei Eisenmangel ist das Gegenteil der Fall: Die Hepcidin-Expression ist niedrig und die Ferroportin-Aktivität hoch, sodass Eisen in den Blutkreislauf exportiert werden kann.

Angesichts der Toxizität von Eisen ist es logisch, dass die Aufnahme über die Nahrung gering ist, trotz der sehr eleganten Regulationsmechanismen, die das Eisengleichgewicht in unserem Körper sicherstellen. Derzeitige Lösungen, um die geringe natürliche Eisenaufnahme aus der Nahrung oder aus Nahrungsergänzungsmitteln auszugleichen, besteht in der Einnahme sehr hoher Eisendosen in Form von Eisensalzen. Es stimmt zwar, dass die Eisenzufuhr bei einem Mangel erhöht werden muss, aber Wissenschaftler haben gezeigt, dass hohe Eisendosen akut das Serumhepcidin erhöhen, das 24 Stunden lang anhält, die Eisenabsorption hemmt und das nicht absorbierte Eisen im Darm erhöht, was zu den Darmreizungen führt, für die Eisenergänzungen bekannt sind. (Lesen Sie diesen Artikel über Eisen und Ihren Darm). Dies macht die Einnahme höherer Dosen sinnlos.

Abwechselnde Dosierung - eine klügere Art der Eisenergänzung

Die abwechselnde Dosierung revolutioniert die Einnahme von Eisenpräparaten. Wissenschaftler haben gezeigt, dass es sinnvoller ist, unserem Körper zwischen zwei hochdosierten Eisengaben (100 mg und 200 mg) eine 24-stündige Pause zu gönnen. Indem man 24 Stunden zwischen den Dosierungen frei lässt, kann die anhaltende Hepcidin-Produktion verhindert und so die Eisenaufnahme maximiert werden (bis zu 40 %!), während gleichzeitig die negativen Auswirkungen einer hohen Eisendosis auf das Mikrobiom und die Darmreizung vermieden werden.

Sophie Cochez

Sophie Cochez hat einen Master-Abschluss in medizinischer Biologie, mit besonderem Schwerpunkt in Mikrobiologie und Biotechnologien. Da sie sich für Gesundheitswissenschaften begeistert, sammelte sie ihre ersten Berufserfahrungen in einem klinischen Forschungszentrum, einer CNRS-Einheit (Centre national de la recherche scientifique), um ihre Masterarbeit zum Thema "Die Verwendung von Antikörper-Arrays zur Analyse menschlicher Krebsproteome - und ihre Anwendungsperspektive für die Brustkrebsdiagnose" zu entwickeln. CNRS FRE 2230

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