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Murraya koenigii ist eine natürliche pflanzliche Eisenquelle.
© Ulrike Wieser
Dr. Christina Schmidbauer Anthropologin mit Schwerpunkt Molekular- und Zellbiologie
© Biogena

Pflanzliches Eisen gelangt über einen anderen, bisher nicht beschriebenen Eisentransporter in die Darmzelle.

 
Komplementärmedizin 14. März 2013

Pflanzliches Eisen geht seine eigenen Wege

Ein dritter Aufnahmemechanismus für pflanzliches Eisen wurde kürzlich entdeckt.

Unbeachtet von der Öffentlichkeit macht die Eisen-Grundlagenforschung derzeit in wissenschaftlichen Kreisen Schlagzeilen. Mit der Entdeckung eines dritten Absorptionsmechanismus, der für die intestinale Resorption von pflanzlichem Ferritin in die Mucosazellen verantwortlich ist, können nun Beobachtungen erklärt werden, die bisher im Widerspruch zur gängigen Lehrbuchmeinung standen.

In den 1970er und 80er Jahren erlebte das Spurenelement Eisen seine wissenschaftlichen Glanzzeiten. Während dieser Zeit wurde eine Vielzahl an Forschungsergebnissen publiziert. In der Bevölkerung herrschte gute Aufklärung über die Bedeutung von Eisen für die Gesundheit. Im Laufe der Zeit trat das Spurenelement jedoch als essentieller Nährstoff in den Hintergrund. Und das, obwohl Eisenmangel in Europa noch immer bei fünf bis zehn Prozent der Gesamtbevölkerung und bei ca. 20 Prozent der Frauen im gebärfähigen Alter nachzuweisen ist. Nur wenige Ärzte denken heute automatisch an Eisenmangel, wenn ihnen allgemeine Symptome wie Müdigkeit, Erschöpfung, blasse trockene Haut, Haarausfall oder Immunstörungen geschildert werden.

Die Unsicherheit über die vielfach publizierten Folgen einer Eisenüberversorgung ist ein weiteres Hindernis. Doch die moderne Labordiagnostik erlaubt exakte Statusbestimmungen und entsprechende Verlaufskontrollen. Darüber hinaus reguliert das 2001 identifizierte Peptid „Hepcidin“ die Eisenhomöostase, indem es bei hohem Eisenbestand den enteralen Eisenexporter Ferroportin blockiert und damit eine Anreicherung im Körper verhindert.

Bioverfügbarkeit von pflanzlichem Eisen

Das Thema Eisen aus Pflanzen hat seit der „Spinat-Affäre“ kein großes Interesse mehr erfahren. Eisen pflanzlichen Ursprungs wird generell noch immer als „schlecht bioverfügbar“ angesehen. Dies gilt aber nur für Pflanzen, bei denen in hohem Maße absorptionshemmende Substanzen wie Oxalate oder Phytine vorkommen. Eisen aus speziellen Extraktzubereitungen werden dagegen vermutlich sogar besser aufgenommen als Eisensalze. Eine aktuelle Veröffentlichung von Theil et al. untersucht und beschreibt die Aufnahme von pflanzlichem Eisen in die Enterozyten.

Eisenformen in Pflanzen

Pflanzen benötigen Eisen für verschiedene Prozesse. Das pflanzliche Eisen liegt deshalb auch in verschiedenen biologischen Formen in den Pflanzenzellen vor.

• Pflanzliches Ferritin

Die Eisenspeicherform der Pflanzen besteht aus tausenden von Eisenatomen, die von einer Proteinhülle umgeben sind, den sogenannten „Nanocages“. Über spezielle Öffnungen wird das gespeicherte Eisen aus diesen Proteinkäfigen entlassen sobald es von der Pflanze für andere Strukturen benötigt wird. Die Nanocages sind hitzestabil, werden durch Magensäure nicht denaturiert und gelangen als intaktes Ferritin in das Duodenum.

• Cytochrome

Diese Proteine enthalten „Häme“ als prosthetische Gruppe und sind tierischem Eisen ähnlich. Häm ist ein Porphyrinmolekül mit einem Eisenion als Zentralatom. Als Elek-tronenüberträger bei Redoxreaktionen werden diese eisenhaltigen Proteine u.a. bei der Zellatmung und der Photosynthese benötigt.

• Eisen-Schwefel-Cluster

Diese Sulfid-Eisen-Komplexe sind Bestandteile von Enzymen (z.B. Hydrogenasen, Reduktasen). Sie werden u.a. für den mitochondrialen Elektronentransport und die Genexpression benötigt.

Bisher bekannte Eisenabsorptionsmechanismen

Die intestinale Eisenaufnahme ist der Hauptregulationsmechanismus für die Eisen-Homöostase im Körper. Bisher gut beschrieben sind die Aufnahmewege des anorganischen Eisens (Eisensalze) über den DMT-1 Transporter (divalent metal transport 1). Hierbei werden 2-wertige Eisenionen in die Enterozyten der Darmwand aufgenommen und dort weiter verarbeitet.

Gut erforscht ist auch der Aufnahmemechanismus von Hämeisen. Hier wird das Porphyrinmolekül mittels des HCP-1 (Haem carrier protein 1) vom Lumen in die Darmepithelzelle geschleust und dort weiter abgebaut.

Pflanzliches Ferritin nutzt andere Resorptionswege

Mehrere Experimente eines internationalen Forscherteams um Dr. Elizabeth Theil zeigen, dass pflanzliches Ferritin bisher nicht beschriebene Aufnahmewege geht. Untersucht wurde radioaktiv markiertes pflanzliches Ferritineisen an Frauen und im Tierexperiment. Es zeigte sich, dass durch die gleichzeitige Gabe hoher Dosierungen von Eisensalzen oder Hämeisen keine Beeinflussung der Absorptionsraten des pflanzlichen Eisens stattfand.

Dies wäre der Fall, wenn das pflanzliche Eisen die Transportsyteme DMT-1 oder HCP-1 nutzen würde. Pflanzliches Ferritin wird mit hoher Wahrscheinlichkeit über einen unabhängigen, bisher noch nicht beschriebenen Transporter aufgenommen. Nachgewiesen wurde auch, dass das Ferritin aus pflanzlicher Quelle bei seiner Aufnahme in die Darmzelle in seiner Proteinstruktur (Nanocage) intakt bleibt und erst - ähnlich dem Hämprotein - in den Enterozyten aufgespalten wird. Diese Aufnahme erfolgt langsamer als über die bekannten Mechanismen, wodurch die nachgelagerten Kontrollmechanismen zur Eisenaufnahme besser greifen können.

Implikationen für die Praxis

Für die Forscher leiten sich hieraus Vorteile ab, die pflanzliches Eisen gegenüber Eisensalzen hat:

1. Durch Aufnahme als komplettes Ferritinmolekül werden oxidative Schäden durch Eisenionen an der Darmzelle vermieden.

2. Die langsamere Aufnahme des pflanzlichen Eisens ist sicherer und kontrollierter.

3. Da pflanzliches Eisen durch separate Mechanismen aufgenommen wird und nicht über die Aufnahmewege der anorganischen Eisensalze und des Hämeisens, könnte dies eine Möglichkeit zur Behandlung von „Non-Respondern“ sein, bei denen die herkömmlichen oralen Eisenpräparate versagen.

Quellen:

Theil E.C. et al: Absorption of Iron from Ferritin is Independent of Heme Iron and Ferrous Salts in Women and Rat Intestinal Segments. Journal of Nutrition. Online Jan 18, 2012; doi:10.3945/jn.111.145854

Lönnerdal B. et al: Iron Absorption from Soybean Ferritin in Nonanemic Women. AmJ Clin Nutr 006;83:103-7.

Dr. Christina Schmidbauer, komplementärmedizin 1/2013

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