Eisen hat eine breite Palette von Rollen in der normalen zellulären Funktion und dient als Cofaktor für intrazelluläre Prozesse. Bei hohen Konzentrationen ist Eisen jedoch potenziell giftig. Der Körper hat keine Möglichkeit, überschüssiges Eisen aktiv auszuscheiden. Ein ausgeklügeltes System zur Eisen-Homöostase hält normalerweise ein optimales Gleichgewicht zwischen ausreichender Eisenaufnahme in der Nahrung und Eisenverlust aufrecht.,
Diätetisches Eisen, das aus dem Gastrointestinaltrakt (GI) absorbiert wird, wird an das Protein Transferrin gebunden und zwischen den Zellen transportiert. Das von der Leber abgeleitete Peptidhormon Hepcidin reguliert die systemische Eisenhomöostase, während die intrazelluläre Eisenhomöostase durch das eisenregulatorische Protein/eisenreaktive Elementsystem reguliert wird. Diese beiden Regulierungssysteme sind fein aufeinander abgestimmt. Die ausgeglichene Eisen-Homöostase kann jedoch leicht gestört werden., Eisenmangel kann das Ergebnis einer unzureichenden Eisenaufnahme aus der Nahrung oder einer abnormalen Eisenaufnahme, eines Verlusts, eines Stoffwechsels oder einer Körperverteilung aufgrund einer Krankheit sein. Eisenmangel kann absolut sein (Eisenspeicher sind leer) oder funktionell (Eisenspeicher haben Eisen sequestriert).
Eisenmangel ist in Entwicklungsländern aufgrund schlechter Ernährung und parasitärer Infektionen häufig. Andere Risikogruppen umfassen diejenigen, bei denen ein schnelles Wachstum oder eine expandierende Erythropoese stattfindet, wie kleine Kinder und Jugendliche sowie ältere Menschen, und der metabolische Bedarf ist im zweiten und dritten Schwangerschaftssemester hoch., Zahlreiche Krankheitszustände können auch Eisenmangel verursachen, einschließlich Krankheitszuständen, die durch chronische Entzündungszustände gekennzeichnet sind. Chronische Entzündungen können zu erhöhten Hepcidinspiegeln führen, die sowohl die Eisenaufnahme aus dem Darm als auch den Export von gespeichertem Eisen aus Makrophagen und Hepatozyten hemmen, was zu einer begrenzten Verfügbarkeit von Eisen für zelluläre Funktionen führt. Akuter oder chronischer Blutverlust kann auch die begrenzte Fähigkeit des Körpers, die Eisenaufnahme zu erhöhen, überwältigen, um dies auszugleichen.,
Erythropoese ist der größte Bedarf an Eisen: Etwa 70% Eisen im erwachsenen menschlichen Körper finden sich im Erythropoidkompartiment; innerhalb von Häm in Hämoglobin in roten Blutkörperchen. Eisenmangel ist die Hauptursache für Anämie. Anämie ist die am leichtesten erkannte Wirkung von Eisenmangel, aber es ist klar geworden, dass Eisenmangel in Abwesenheit von Anämie auch ungünstige Folgen hat. Dieser Artikel fasst die wichtigsten Auswirkungen von Eisenmangel über die Erythropoese hinaus zusammen.,
Mitochondrienfunktion
/ / Biosynthese/ / / Mitochondrien sind für die Biosynthese von Häm-und Eisen-Schwefel-Clustern verantwortlich. Dies sind wesentliche Bestandteile von Proteinen und werden für viele enzymatische Funktionen benötigt. Aufgrund der Bedeutung dieser Biosynthese geht der größte Teil des verfügbaren Eisens an Mitochondrien. Eine gestörte Produktion von Häm – oder Eisenschwefelclustern kann verschiedene nachgelagerte Folgen haben.
/ / Energiestoffwechsel/ / / Energiestoffwechsel und Biosynthese der essentiellen Verbindung hängen kritisch von Eisen ab., Eisen ist sowohl für hämhaltige als auch für eisenhaltige Nicht-Häm-Enzyme, einschließlich NADH-Dehydrogenase, essentiell. Eisen ist somit essentiell für die Erzeugung von Adenosintriphosphat (ATP) aus Adenosindiphosphat (ADP).
/ / Klinische Wirkungen / / / Reduzierte zelluläre Oxidationsfähigkeit und andere Auswirkungen auf die Mitochondrien können die bei nicht-anämischen Personen mit Eisenmangel beobachtete Müdigkeit erklären. In der Tat kann die Eisentherapie die Müdigkeit bei Personen mit niedrigen Ferritinspiegeln, aber normalen Hämoglobinkonzentrationen verbessern.,
Auswirkungen von Eisenmangel auf die Myokardfunktion
Das Myokard ist aufgrund seines hohen Energiebedarfs besonders anfällig für Auswirkungen von Eisenmangel. Bei Patienten mit stabiler chronischer Herzinsuffizienz (CHF) zeigten diejenigen mit Eisenmangel, aber ausreichenden Hämoglobinspiegeln eine geringere Belastbarkeit als eisenreiche Personen. Die Verabreichung von intravenösem (IV) Eisen wurde beschrieben, um den Schweregrad und die Symptome der Erkrankung bei Patienten mit Eisenmangel bei CHF mit oder ohne Anämie zu verbessern., Zu den beobachteten Verbesserungen gehören eine verbesserte Funktionsklasse, Bewegungsunverträglichkeit, Nierenfunktion, Müdigkeit und Lebensqualität.
Cytochrom P450 Enzyme (CYP)
Eisen ist als Häm in der CYP Superfamilie von Enzymen vorhanden und essentiell für die Oxidation von Substraten. Menschen haben etwa 50 verschiedene Zystenenzyme, von denen diejenigen in den Mitochondrien endogene Verbindungen synthetisieren und metabolisieren, während diejenigen im endoplasmatischen Retikulum meist exogene Verbindungen wie Medikamente metabolisieren., Eisen ist für die CYP450-Funktion unerlässlich, es fehlen jedoch klinische Daten zur Wirkung von Eisenmangel auf die CYP450-Aktivität.
DNA-Replikation, – reparatur und der Zellzyklus
Verschiedene Schlüsselproteine, die an der DNA-Replikation und-reparatur beteiligt sind, benötigen ebenfalls Eisen, zum Beispiel DNA-Polymerasen, Primasen, Helicasen und Ribonukleotidreduktasen (RNRs) verwenden Eisen-Schwefel-Cluster als Cofaktoren, um aktive Proteine zu bilden. Zusätzlich zu seiner Rolle bei der DNA-Replikation ist Eisen wichtig für das normale Fortschreiten und Wachstum des Zellzyklus., Die Synthese verschiedener Faktoren, die an der Zellzyklusregulation beteiligt sind, kann gehemmt werden, wenn die Eisenzufuhr niedrig ist, was zu einem Zellzyklusstillstand führen kann. Die Mechanismen, die der Rolle von Eisen bei der Zellzykluskontrolle zugrunde liegen, müssen noch geklärt werden.
Das Immunsystem
Eine wirksame Immunantwort erfordert auch Eisen. Immunzellen benötigen Eisen als Cofaktor bei der Produktion von Enzymen, die Faktoren absondern, die intrazelluläre Krankheitserreger ausrotten können., Transferrinrezeptoren (CD71), die die Eisenaufnahme vermitteln, werden auf den Oberflächen von T-Zellen, unreifen proliferierenden Thymozyten und B-Zellen exprimiert, was ihre Funktion beeinflusst. Die humorale oder antikörperproduzierende Reaktion scheint weniger von Eisenmangel betroffen zu sein, aber die T-Zell-Immunität ist besonders betroffen. Die Auswirkungen davon auf das Infektionsrisiko sind jedoch weniger klar, zum Teil, weil es schwierig ist, die immunologischen Wirkungen von Wirkungen gleichzeitiger Unterernährung und anderer Mikronährstoffmängel zu entwirren.,
Gehirnentwicklung und neuronale Funktion
Präklinische Daten legen nahe, dass Eisen eine Rolle bei der Neurotransmission und der Entwicklung und Reifung des Gehirns spielt. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass Eisenmangel die Myelinisierung bei Mäusen beeinflusst. Beim Menschen haben Studien die neurobehavioralen Wirkungen der Eisentherapie untersucht, von denen die meisten bei Patienten mit Eisenmangelanämie und nicht nur bei Eisenmangel durchgeführt wurden. Diese Studien haben über geringere motorische Fähigkeiten, langsamere Neuralleitung und beeinträchtigte Gehirn-und Verhaltensentwicklung berichtet., Die kognitiven Auswirkungen von Eisenmangel an sich sind weniger klar; Eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse ergab keinen signifikanten Einfluss von Eisenmangel bei nicht-anämischen Personen auf den Bildungsstand bei Kindern oder auf die geistige und psychomotorische Entwicklung bei Säuglingen, und eine andere Metaanalyse ergab keine Verbesserung der kognitiven Ergebnisse bei jüngeren Kindern, die eine Eisentherapie erhielten., Andere Studien berichteten jedoch von erhöhter Aufmerksamkeit und Konzentration, unabhängig vom Ausgangseisenstatus, bei Patienten, die eine orale Eisentherapie erhielten, oder von einem bescheidenen Effekt auf Kognition, IQ und psychomotorische Fähigkeiten bei Eisenmangelanämie.
Eine gut dokumentierte Wirkung von Eisenmangel auf die neuronale Funktion ist sein Beitrag zum Restless-Leg-Syndrom (RLS). Der Schweregrad der Symptome bei RLS hängt umgekehrt mit den Serumferritinspiegeln zusammen, und die Eisenrepletionstherapie löst den Zustand häufig auf.,
Schilddrüsenperoxidase
Schilddrüsenperoxidase enthält Häm und ist ein Enzym, das für die Synthese und Sekretion von Schilddrüsenhormonen essentiell ist. In Entwicklungsländern verbesserte die Zugabe von Eisen zu Jodpräparaten die Schilddrüsenfunktion und das Volumen im Vergleich zu Jod allein. In westlichen Ländern wurde dies nicht getestet, daher ist unklar, ob diese Beobachtungen für gut genährte Personen oder für Personen mit ausreichenden Jodwerten gelten.,
Andere mögliche Auswirkungen von Eisenmangel
Es wurden einige weniger fortgeschrittene Hypothesen zu den Auswirkungen von Eisenmangel entwickelt, einschließlich der Rolle von Eisen bei der Funktion des eisenbindenden Glykoproteins Lactoferrin bei der Hautwundheilung. Chronischer Eisenmangel kann zur Entwicklung von Knochenkomplikationen beitragen, möglicherweise über die Vitamin – D-aktivierende Rolle von Eisen. Sowohl die pathologische Eisenansammlung als auch der Eisenmangel können den oxidativen Stress erhöhen, obwohl die meisten Beweise im Zusammenhang mit Anämie gesammelt wurden.,
Klinische Implikationen
// Diagnose/ | / Um absoluten Eisenmangel festzustellen, gilt Serumferritin als der empfindlichste und spezifischste Test. Ein Grenzwert von 30 ng / ml scheint für die Allgemeinbevölkerung angemessen zu sein, aber für Menschen mit Eisenmangel ohne Anämie gibt es keinen allgemein akzeptierten Grenzwert. Wenn die Eisenverfügbarkeit unzureichend sein kann, kann ein funktioneller Eisenmangel durch Messung der Transferrinsättigung (TSAT) und Ferritin festgestellt werden., Eine niedrigere Schwelle von 100 µg/l für Serumferritin und / oder eine Schwelle für TSAT von 20% werden bei chronisch entzündlichen Erkrankungen als angemessen angesehen, die Grenzwerte variieren jedoch zwischen den Richtlinien.
/ / Behandlung/ / / Eisenmangel in Abwesenheit von Anämie verdient Intervention, auch wenn es lösbare direkte Ursachen gibt. Bis zur Eisenreletion sollte mit einer geeigneten Behandlung begonnen werden. Orales Eisen wird oft gegeben, obwohl die intestinale Absorption von Eisen gering ist. Die Resorption kann durch die Verwendung niedrigerer Dosen und die Vermeidung von zweimal täglicher Dosierung verbessert werden., Bei funktionellem Eisenmangel ist die Resorption besonders gehemmt; Somit hat orales Eisen eine geringe Wirksamkeit. Keine Nebenwirkungen und ein metallischer Geschmack beeinträchtigen die Haftung.
IV Eisen kann insbesondere bei entzündlichen Erkrankungen eine effizientere und schnellere Eisenreletion bewirken. Die GI-Aufnahme wird umgangen und GI-Nebenwirkungen werden vermieden. Unerwünschte Ereignisse mit IV Eisen sind in der Regel gering, selten und kurz anhaltend. Das Risiko für Überempfindlichkeitsreaktionen bildet das Hauptanliegen, das schwerwiegend oder potenziell tödlich sein kann., Darüber hinaus wurde in letzter Zeit Bedenken hinsichtlich des Risikos einer vorübergehenden Hypophosphatämie geäußert, die zu dauerhafteren Auswirkungen führen könnte, die zu Knochenkomplikationen führen.
Somit kann Eisenmangel eine breite Palette von zellulären Prozessen beeinflussen. Es sollte als eigenständiger Zustand betrachtet werden und nicht als Marker für Anämie, da es mit zahlreichen Symptomen verbunden ist, die nicht mit Anämie zusammenhängen. Die Behandlung von Eisenmangel kann das Fortschreiten einer Eisenmangelanämie verhindern., Die Standardversorgung von Patienten mit einem Eisenmangelrisiko sollte den Nachweis und die angemessene Behandlung von Eisenmangel umfassen.
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