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Eisenresorption

Synonym: Eisenaufnahme
Englisch: iron resorption

1 Definition

Als Eisenresorption bezeichnet man die Aufnahme von Eisen durch die Mukosa des oberen Dünndarms, vor allem im Duodenum.

2 Grundlagen

Der menschliche Organismus kann Eisen sowohl in zweiwertiger (Fe2+) als auch in dreiwertiger Form (Fe3+) verwerten, jedoch nur zweiwertiges Eisen resorbieren. Da Eisenionen meist fest an Nahrungsproteine gebunden sind, müssen sie zunächst durch den Magensaft (HCl, Pepsin) denaturiert werden. Eine zusätzliche Hitzedenaturierung der Proteine vor der Nahrungsaufnahme durch Kochen oder Braten beschleunigt diesen Prozess, da die molekulare Struktur der Proteine aufgebrochen wird, so dass die Verdauungsenzyme leichter angreifen können.

Bei normaler Mischernährung bildet das aus dem Myoglobin des verzehrten Tierfleischs freigesetzte zweiwertige Hämeisen die größte Eisenquelle. Aufgrund seiner festen Bindung an das Porphyringerüst geht es im Nahrungsbrei keine Komplexe mit anderen Chelatoren ein, sondern gelangt weitgehend unverändert in das Duodenum und den Dünndarm.

Das übrige Nahrungseisen liegt nach der Magenpassage hauptsächlich in Form von Fe3+-Komplexen vor. Es bindet an Nahrungsmoleküle, die eine Säuregruppe und zusätzliche OH-, NH2- oder SH-Gruppen enthalten. Die Säuregruppe komplexiert mit Fe2+- oder Fe3+-Ionen, die zusätzlichen Gruppen stellen die Löslichkeit des Komplexes sicher. Beispiele sind Ascorbinsäure und Aminosäuren wie Glycin und Cystein.

Ingesamt wird nur zirka 5-15% des oral aufgenommenen Eisens im Darm resorbiert. Das genaue Ausmaß der Resorption wird vom Organismus in Abhängigkeit vom Eisenbedarf und vom vorhandenen Speichereisen gesteuert. Bei Eisenmangel kann der Körper die Resorption auf bis zu 20%, nach einigen Quellen sogar 35% steigern. Der genaue Ablauf dieser Regulation ist noch nicht vollständig geklärt.

3 Resorptionsmechanismen

Im Duodenum liegt Eisen in absteigender Menge in lockeren Fe3+-Verbindungen, als zweiwertiges Hämeisen und in lockeren Fe2+-Verbindungen vor. Eisenionen und Hämeisen haben verschiedene Resorptionsmechanismen.

3.1 Transport von Eisenionen

Dreiwertiges Eisen (Fe3+) wird zunächst im Bürstensaum des Darmepithels an der apikalen Membran der Enterozyten von der membranständigen Ferrireduktase zu Fe2+ reduziert. Liegt das Eisen bereits als Fe2+ vor, ist diese Reduktion nicht notwendig. Anschließend erfolgt der aktive Transport in das Zellinnere durch das Transportprotein DMT1 ("divalent metal ion transporter-1"), dessen Expression an den Eisenstatus des Körpers gekoppelt ist. Der Transport ist ein Co-Transport von Fe2+ und H+ und wird auch als DCT1 ("divalent cation transport-1") bezeichnet. Er ist nicht spezifisch für Eisen, da auch andere zweiwertige Metallionen so in die Zelle aufgenommen werden.

In der Mukosazelle angekommen, werden die Eisenionen sofort mit Apoferritin zu ihrer "Lagerform" Ferritin komplexiert. Der Weitertransport der Eisenionen erfolgt am basalen Zellpol. Dort werden sie vom Membranprotein Ferroportin (FP) in den Extrazellulärraum sezerniert, wo sie von Hephaestin und Coeruloplasmin wieder zu dreiwertigem Eisen oxidiert werden. Schließlich erfolgt die Bindung der Eisenionen an Transferrin und der Abtransport auf dem Blutweg.

3.2 Transport von Hämeisen

Bei diesem von Crichton (2002) postulierten Transportweg wird das Hämeisen durch den Häm-Carrier (HCP-1) auf der apikalen Membran der Mukosazelle gebunden und in das Zytosol aufgenommen. Häm wird im endoplasmatischen Retikulum (ER) durch die Hämoxygenase-1 zu Biliverdin und CO degradiert und das zweiwertige Eisen freigesetzt. Der Rest des Transports vollzieht sich wie bei 3.1 geschildert.

4 Klinik

Früher wurde angenommen, dass der o.a. Transportmechanismus den Körper vor einem Eisenüberschuss schützen kann. Dies ist jedoch bei einer akuten oralen Eisenvergiftung nicht der Fall. Bei älteren Menschen ist die Kapazität der Regulationsmechanismen, die einen Eisenüberschuss verhindern, bereits ab einer Eisenaufnahme von mehr als 30 mg/Tag ausgeschöpft.

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Fachgebiete: Physiologie

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