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Eisenstoffwechsel: Unterschied zwischen den Versionen

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==Resorption==
 
==Resorption==
Die [[Resorption]]squote von Eisen im [[Darm]] ist abhängig vom Eisenbedarf und kann geschlechtsspezifisch zwischen 6% (Mann) bzw. 12% (Frau) schwanken. Bei einem erhöhten Eisenbedarf (z.B. durch [[Blutverlust]]) können bis zu 30% des mit der [[Nahrung]] aufgenommenen Eisens resorbiert werden.
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Die [[Eisenresorption]] im [[Darm]] ist abhängig vom Eisenbedarf und kann geschlechtsspezifisch zwischen 6% (Mann) bzw. 12% (Frau) schwanken. Bei einem erhöhten Eisenbedarf (z.B. durch [[Blutverlust]]) können bis zu 30% des mit der [[Nahrung]] aufgenommenen Eisens resorbiert werden.
  
Wie andere Mineralstoffe wird Eisen vor allem im [[Duodenum]] resorbiert. Hier wird es von den Enterozyten der [[Duodenalschleimhaut]] entweder im [[Symport]] mit [[Proton]]en als Fe<sup>2+</sup> über den [[DMT1]]-Transporter oder als [[Häm]]-Eisen über den [[HCP1]]-Transporter aufgenommen.<ref>Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage, Seite 324</ref> Darüber hinaus ist die Resorption von Fe<sup>3+</sup> über den [[Mobilferrin-Integrin-Pfad]] (MIP) möglich.<ref>Umbriet JN et al.: Iron absorption and cellular transport: the mobilferrin/paraferritin paradigm Semin Hematol. 1998 Jan;35(1):13-26.</ref>
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Wie andere Mineralstoffe wird Eisen vor allem im [[Duodenum]] resorbiert. Hier wird es von den Enterozyten der [[Duodenalschleimhaut]] entweder im [[Symport]] mit [[Proton]]en als Fe<sup>2+</sup> über den [[DMT1]]-Transporter oder als [[Häm]]-Eisen über den [[HCP1]]-Transporter aufgenommen.<ref>Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage, Seite 324</ref> Darüber hinaus soll eine Resorption von Fe<sup>3+</sup> über den [[Mobilferrin-Integrin-Pfad]] (MIP) möglich sein.<ref>Umbriet JN et al.: Iron absorption and cellular transport: the mobilferrin/paraferritin paradigm Semin Hematol. 1998 Jan;35(1):13-26.</ref>
  
 
[[Basolateral]] wird Fe<sup>2+</sup> über [[Ferroportin]] von der [[Mukosazelle]] an das Blut abgegeben. Dort wird durch [[Hephaestin]] zu Fe<sup>3+</sup> oxidiert und anschließend an [[Apotransferrin]] gebunden. Fe<sup>3+</sup> und Apotransferrin bilden zusammen das [[Transferrin]].
 
[[Basolateral]] wird Fe<sup>2+</sup> über [[Ferroportin]] von der [[Mukosazelle]] an das Blut abgegeben. Dort wird durch [[Hephaestin]] zu Fe<sup>3+</sup> oxidiert und anschließend an [[Apotransferrin]] gebunden. Fe<sup>3+</sup> und Apotransferrin bilden zusammen das [[Transferrin]].
  
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Erhöhte Eisenkonzentrationen führen in der [[Leber]] dazu, dass das [[Peptidhormon]] [[Hepcidin]] gebildet wird. Dieses hemmt die [[enteral]]e Eisenaufnahme, indem es an Ferroportin bindet. Der Ferroportin-Hepcidin-Komplex wird von den Enterozyten aufgenommen und abgebaut.
 
Erhöhte Eisenkonzentrationen führen in der [[Leber]] dazu, dass das [[Peptidhormon]] [[Hepcidin]] gebildet wird. Dieses hemmt die [[enteral]]e Eisenaufnahme, indem es an Ferroportin bindet. Der Ferroportin-Hepcidin-Komplex wird von den Enterozyten aufgenommen und abgebaut.
  
 
Außerdem wird die Eisenresorption auch direkt in den Mukosazellen reguliert. Bei einer Sättigung der Transportfähigkeit des [[Plasma]]s kommt es zu einer Akkumulation des [[Ferritin]]-Eisens in den Darmzellen. Dadurch wird weniger Eisen resorbiert.
 
Außerdem wird die Eisenresorption auch direkt in den Mukosazellen reguliert. Bei einer Sättigung der Transportfähigkeit des [[Plasma]]s kommt es zu einer Akkumulation des [[Ferritin]]-Eisens in den Darmzellen. Dadurch wird weniger Eisen resorbiert.
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==Zellulärer Uptake==
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Zellen, die Eisen benötigen, exprimieren [[Transferrinrezeptor]]en (TfR-1, TfR-2) an ihrer Membranoberfläche. Sie binden das Transferrin. Anschließend wird der Transferrin/TfR-Komplex von der Zelle durch [[Endozytose]] aufgenommen und [[lysosom]]al abgebaut. Das so aufgenomme Eisen kann dann in seine Zielproteine integriert werden.
  
 
==Eisenverlust==
 
==Eisenverlust==
Täglich werden in der [[Milz]] [[Erythrozyt]]en abgebaut. Das dabei freigesetzte Eisen (täglich etwa mindestens 20 mg) wird jedoch wiederverwertet. Über eine aktive Ausscheidungsmöglichkeit für Eisen verfügt der menschliche [[Organismus]] nicht. Vielmehr entsteht jedoch ein passiver täglicher Eisenverlust.  
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Täglich werden in der [[Milz]] [[Erythrozyt]]en abgebaut. Das dabei freigesetzte Eisen (täglich mindestens 20 mg) wird fast vollständig wiederverwertet. Über eine aktive Ausscheidungsmöglichkeit für Eisen verfügt der menschliche [[Organismus]] nicht.  
  
Der Eisenverlust durch die [[Desquamation]] von [[Epithel]]ien sowie über [[Haar]]e, Nägel, [[Galle]], [[Urin]] und [[Schweiß]] beträgt ca. 1 mg pro Tag und hält sich im Normalfall mit der Aufnahme die Waage. Größere Mengen verlassen den Körper nur bei [[Blutung]]en. 100 ml Blut enthalten ca. 50 mg Eisen. Bei einer [[Blutspende]] gehen ca. 250 mg Eisen verloren. Der Eisenverlust bei normaler [[Menstruation]] beträgt ca. 15 - 35 mg und noch größere Mengen verliert der Körper bei dem Blutverlust während der [[Geburt]]. In der [[Stillzeit]] erhöht sich der Verlust von Eisen nochmals um 50%. Dies wird aber durch das Ausbleiben der monatlichen Menstruation kompensiert.  
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Der Eisenverlust durch die [[Desquamation]] von [[Epithel]]ien sowie über [[Haar]]e, Nägel, [[Galle]], [[Urin]] und [[Schweiß]] beträgt ca. 1-2 mg pro Tag und hält sich im Normalfall mit der Aufnahme die Waage. Größere Mengen verlassen den Körper nur bei [[Blutung]]en. 100 ml Blut enthalten ca. 50 mg Eisen. Bei einer [[Blutspende]] gehen ca. 250 mg Eisen verloren. Der Eisenverlust bei normaler [[Menstruation]] beträgt ca. 15-35 mg. Größere Mengen verliert der Körper beim Blutverlust während der [[Geburt]] (150-200 mg). In der [[Stillzeit]] kommt es durch die Milchbildung ebenfalls zu einem Verlust von Eisen. Er wird aber durch das Ausbleiben der monatlichen Menstruation weitgehend kompensiert.
  
 
==Klinik==
 
==Klinik==
[[Eisenmangel]] ist der häufigste Mangelzustand in Industrieländern, die daraus entstehende [[Eisenmangelanämie]] die wichtigste [[Anämie]]form. Gleichzeitig ist die [[Hereditäre Hämochromatose]] eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselstörungen.
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[[Eisenmangel]] ist der häufigste Mangelzustand in Industrieländern, die daraus entstehende [[Eisenmangelanämie]] die wichtigste [[Anämie]]form. Gleichzeitig ist die [[Hereditäre Hämochromatose]] eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselstörungen. Ein weiterer, nicht seltener Grund für eine Eisenüberladung sind regelmäßige [[Erythrozytentransfusion]]en, z.B. bei Patienten mit [[Sichelzellanämie]] oder [[Aplastische Anämie|aplastischer Anämie]].
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Es gibt eine Reihe weiterer angeborener Störungen des Eisenstoffwechsels, die jedoch überwiegend selten sind. Hierzu gehört etwa das [[Hereditäres eisenrefraktäres Eisenmangelsyndrom|hereditäre eisenrefraktäre Eisenmangelsyndrom]].
  
 
==Eisenmangeldiagnostik==
 
==Eisenmangeldiagnostik==

Aktuelle Version vom 14. Juli 2021, 19:08 Uhr

Synonym: Eisenhaushalt, Ferrokinetik
Englisch: iron metabolism

1 Definition

Unter dem Eisenstoffwechsel versteht man die Resorption, Verteilung und Elimination von Eisen. Er dient der Homöostase des Eisens im Organismus.

2 Hintergrund

Eisen gehört zu den essentiellen Spurenelementen. Als Bestandteil der Proteine Hämoglobin und Myoglobin spielt es eine zentrale Rolle beim Sauerstofftransport und als Bestandteil von Eisen-Schwefel-Clustern beim mitochondrialen Elektronentransport. Damit ist der Energiestoffwechsel des menschlichen Körpers maßgeblich von einem ausreichenden Eisenangebot abhängig.

Als freies Ion ist Eisen toxisch. Darüber hinaus kann eine Eisenüberladung oder Hämochromatose zu lebensbedrohlichen Organschäden führen. Daher ist sowohl die Aufnahme als auch der Transport und die Speicherung von Eisen reglementiert und an spezialisierte Transport- und Speicherproteine gekoppelt. Hier sind vor allem Ferritin, Transferrin, der Transferrin-Rezeptor und Ferroportin zu nennen.

3 Eisenbestand

Der Körper-Eisenbestand beträgt ca. 3,5 -5 g (bei Frauen weniger als bei Männern). Davon entfallen ca. 70% auf Hämoglobin, 10% auf „Funktionseisen“ (Myoglobin und eisenhaltige Enzyme) und 20% auf Speichereisen (Ferritin). Speichereisen befindet sich vor allem in der Leber. Nur 0,2% des Körper-Eisens zirkulieren an Transferrin gebunden im Blut. Dieses an Transferrin gebundene Eisen wird bei der Bestimmung des Serum-Eisenspiegels gemessen.

4 Resorption

Die Eisenresorption im Darm ist abhängig vom Eisenbedarf und kann geschlechtsspezifisch zwischen 6% (Mann) bzw. 12% (Frau) schwanken. Bei einem erhöhten Eisenbedarf (z.B. durch Blutverlust) können bis zu 30% des mit der Nahrung aufgenommenen Eisens resorbiert werden.

Wie andere Mineralstoffe wird Eisen vor allem im Duodenum resorbiert. Hier wird es von den Enterozyten der Duodenalschleimhaut entweder im Symport mit Protonen als Fe2+ über den DMT1-Transporter oder als Häm-Eisen über den HCP1-Transporter aufgenommen.[1] Darüber hinaus soll eine Resorption von Fe3+ über den Mobilferrin-Integrin-Pfad (MIP) möglich sein.[2]

Basolateral wird Fe2+ über Ferroportin von der Mukosazelle an das Blut abgegeben. Dort wird durch Hephaestin zu Fe3+ oxidiert und anschließend an Apotransferrin gebunden. Fe3+ und Apotransferrin bilden zusammen das Transferrin.

5 Regulation

Erhöhte Eisenkonzentrationen führen in der Leber dazu, dass das Peptidhormon Hepcidin gebildet wird. Dieses hemmt die enterale Eisenaufnahme, indem es an Ferroportin bindet. Der Ferroportin-Hepcidin-Komplex wird von den Enterozyten aufgenommen und abgebaut.

Außerdem wird die Eisenresorption auch direkt in den Mukosazellen reguliert. Bei einer Sättigung der Transportfähigkeit des Plasmas kommt es zu einer Akkumulation des Ferritin-Eisens in den Darmzellen. Dadurch wird weniger Eisen resorbiert.

6 Zellulärer Uptake

Zellen, die Eisen benötigen, exprimieren Transferrinrezeptoren (TfR-1, TfR-2) an ihrer Membranoberfläche. Sie binden das Transferrin. Anschließend wird der Transferrin/TfR-Komplex von der Zelle durch Endozytose aufgenommen und lysosomal abgebaut. Das so aufgenomme Eisen kann dann in seine Zielproteine integriert werden.

7 Eisenverlust

Täglich werden in der Milz Erythrozyten abgebaut. Das dabei freigesetzte Eisen (täglich mindestens 20 mg) wird fast vollständig wiederverwertet. Über eine aktive Ausscheidungsmöglichkeit für Eisen verfügt der menschliche Organismus nicht.

Der Eisenverlust durch die Desquamation von Epithelien sowie über Haare, Nägel, Galle, Urin und Schweiß beträgt ca. 1-2 mg pro Tag und hält sich im Normalfall mit der Aufnahme die Waage. Größere Mengen verlassen den Körper nur bei Blutungen. 100 ml Blut enthalten ca. 50 mg Eisen. Bei einer Blutspende gehen ca. 250 mg Eisen verloren. Der Eisenverlust bei normaler Menstruation beträgt ca. 15-35 mg. Größere Mengen verliert der Körper beim Blutverlust während der Geburt (150-200 mg). In der Stillzeit kommt es durch die Milchbildung ebenfalls zu einem Verlust von Eisen. Er wird aber durch das Ausbleiben der monatlichen Menstruation weitgehend kompensiert.

8 Klinik

Eisenmangel ist der häufigste Mangelzustand in Industrieländern, die daraus entstehende Eisenmangelanämie die wichtigste Anämieform. Gleichzeitig ist die Hereditäre Hämochromatose eine der häufigsten angeborenen Stoffwechselstörungen. Ein weiterer, nicht seltener Grund für eine Eisenüberladung sind regelmäßige Erythrozytentransfusionen, z.B. bei Patienten mit Sichelzellanämie oder aplastischer Anämie.

Es gibt eine Reihe weiterer angeborener Störungen des Eisenstoffwechsels, die jedoch überwiegend selten sind. Hierzu gehört etwa das hereditäre eisenrefraktäre Eisenmangelsyndrom.

9 Eisenmangeldiagnostik

Klientel Ferritinbestimmung Notwendige Untersuchungen
   

ausreichend

 
  • terminale Niereninsuffizienz
reagiert nicht schnell genug bei Erythropoetingabe
Ferritin als Akute-Phase-Protein erhöht → Eisenmangel kann maskiert werden

10 Quellen

Laborlexikon.de; abgerufen am 17.02.2021

  1. Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage, Seite 324
  2. Umbriet JN et al.: Iron absorption and cellular transport: the mobilferrin/paraferritin paradigm Semin Hematol. 1998 Jan;35(1):13-26.

Diese Seite wurde zuletzt am 14. Juli 2021 um 19:08 Uhr bearbeitet.

Dr. Frank Antwerpes Zu dem Thema gibt es nur eine Handvoll Publikationen. Mehr als zitieren können wir nicht. Wenn dein Dozent nicht selbst in dem Gebiet forscht, würde ich seine Meinung aber nicht überbewerten. Studenten irren, Dozenten irren, das Flexikon irrt - alle können irren.
#2 am 14.07.2021 von Dr. Frank Antwerpes (Arzt | Ärztin)
Gast
Gibt es noch weitere Belege für den Mobilferrin-Weg von Eisen? Ein Dozent meinte, dass dies definitiv nicht stimmen würde
#1 am 14.07.2021 von Gast (Student/in der Humanmedizin)

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