• Document: Eisen, ein Januskopf-Element 1
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Übersicht Eisen, ein Januskopf-Element1 Teil 1: Eisenbedarf, -mangel und -stoffwechsel Gisela Jacobasch und Morana Bauer-Marinović, Deutsches Institut für Ernährungsforschung, Nuthetal In den letzten Jahren ist durch neue Befunde eine hormonelle Regu- Die Resorption von Eisen aus der lation der Eisenhomöostase, die eng mit der Kontrolle der Eisenre- aufgenommenen Nahrung erfolgt im sorption gekoppelt ist, bewiesen worden. Jetzt lässt sich gut nach- proximalen Dünndarmabschnitt, dem vollziehen, wie überzeugend die Natur Kontrollmechanismen ent- Duodenum und oberen Jejunum. Die Regulation der intestinalen Eisenre- wickelt hat, durch die es möglich ist, die Vorteile von Eigenschaften sorption ist in die Mechanismen, die des Eisens für Lebensprozesse zu nutzen, ohne eine oxidative Schä- die Eisenbalance kontrollieren, ein- digung zu erleiden. Das Ziel dieser Übersichtsarbeit ist es, darüber gebunden. Dieses Wechselspiel wird zu informieren. Ohne entsprechendes Wissen können Menschen bestimmt durch den Eisenstatus des nicht davon überzeugt werden, dass zuviel Eisen schädlich ist und Organismus, der repräsentiert wird jeder Einzelne das verhindern kann. durch die Eisenspeicher in der Leber, im retikuloendothelialen System und in den roten Blutzellen. Aus diesen Pa- Eisenbedarf des Menschen den kann. Aus dem Abbau gealterter rametern leitet sich ab, wie groß die roter Blutzellen und dem Abbau ande- intestinale Eisenresorption sein muss. Eisen ist in geringen Mengen für nahe- rer Proteine ergibt sich im Organismus Sie beträgt unter normalen Bedingun- zu alle Lebensprozesse essentiell. Es ein täglicher Umsatz von 24 mg Eisen, gen für einen erwachsenen Mann ist erforderlich für den Sauerstoff- nur wenig geht verloren. Lediglich ein etwa 1 mg/Tag, etwas mehr für ge- transport, die aerobe Energiegewin- Defizit von ca. 1 mg Eisen resultiert schlechtsreife Frauen und das Dop- nung über die Atmungskette, die Zell- aus abgeschilferten Zellen der Darm- pelte für Schwangere. Die Resorpti- teilung und damit für Wachstum, zahl- schleimhaut, Verlusten mit Schweiß, onsmenge variiert bei verschiedenen reiche Abwehr- und Entgiftungsreak- abgeschnittenen Haaren, Finger- und Erkrankungen, bei Sauerstoffmangel tionen des Organismus und die Kata- Fußnägeln. Es besteht somit eine und bei Leistungssportlern ebenso lyse vieler Enzyme. hohe Ökonomie des endogenen Ei- wie bei Umgehung der Resorption, Auf Grund der Fähigkeit von Eisen- senumsatzes, die durch Regulations- z. B. durch Bluttransfusionen. Kurzzei- ionen, mit koordinierenden Liganden mechanismen so fein ausbalanciert tig können derartige Abweichungen Komplexe zu bilden, sind sie im wäss- wird, dass die intrazellulären Eisen- durch einen unterschiedlichen Fül- rigen Milieu zur Elektronenübertra- spiegel gering gehalten werden. lungszustand der Eisenspeicher aus- gung befähigt. Daraus leitet sich die große biologische Bedeutung des Ei- Tab. 1: Am Eisenumsatz beteiligte Proteine sens ab, zugleich aber auch die Gefahr Protein Funktion der Bildung reaktiver Sauerstoffspe- zies, die stark toxisch sind. Zu ihnen Transferrin Eisentransporter, bindet 1–2 Atome Fe3+/Mol zählt das Hydroxylradikal, das oxidati- Transferrinrezeptoren (TfR) Bindung von Diferri- und Monoferritransferrin ve Schäden an Proteinen, Lipiden und (Homodimer) Nukleinsäuren hervorrufen kann. Um Ferritin (Heteropolymer) Eisenspeicherprotein, Aufbau aus 24 Untereinheiten, bindet bis zu die Elektronen übertragende Eigen- 4 500 Atome Fe3+/Mol schaft des Eisens biologisch effektiv H-Ferritin Untereinheit mit Ferroxidaseaktivität nutzen zu können, mussten in der Evolution Schutzsysteme entwickelt L-Ferritin Untereinheit, katalysiert die

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