Eisen ist das häufigste Spurenelement im Körper und steht in engem Zusammenhang mit unserem Energiehaushalt und damit auch unserer Leistungsfähigkeit. Obwohl die meisten Sportler gesund leben und sich viel bewegen, ist das Thema Eisenmangel vor allem bei Sportlerinnen kein seltenes Problem. Doch woran erkennt man als Sportler den Mangel und wie kann man den richtigen Ausgleich schaffen?
Wofür brauchen wir Eisen?
Eisen zählt zu den Spurenelementen im menschlichen Körper. Im roten Blutfarbstoff Hämoglobin dient es als sauerstoff-bindendes Element dazu, den in den roten Blutkörperchen aufgenommenen Sauerstoff über die Atemluft im gesamten Organismus zu verteilen. Weiterhin fungiert es als Cofaktor für viele Reaktionen sowie zur Energiegewinnung in Mitochondrien. Letztlich ist der gesamte Energiestoffwechsel von einem angemessenen Angebot an Eisen abhängig. Eine Verschiebung im Eisenhaushalt führt daher auch zu verringerter Energiebereitstellung [1], was sich wiederum auf die Leistungsfähigkeit auswirkt.
Der Eisenstoffwechsel, der die Aufnahme, Regulation und den Transport des Spurenelements beschreibt, stellt im Gegensatz zu Mineralien wie z.B. Kalzium und Natrium, in unserem Körper eine Besonderheit dar. Denn Eisen kann nicht aktiv ausgeschieden werden und wird damit im Wesentlichen über die Aufnahme und deren Regulation gesteuert [2].
Wie hoch ist unser Eisenbedarf?
Im menschlichen Körper befinden sich etwa 4-5g Eisen. Die Verluste, die über den Tag bei gesunden Menschen von ca. 0,5-1,5 mg/Tag entstehen, können trotz der geringen Aufnahmequote von 6% (Männer) bis 12% (Frauen) [3] im Normalfall über die Ernährung abgedeckt werden.
Um eine konkrete Aussage über den Eisenhaushalt zu treffen, ist eine Untersuchung des Bluts notwendig. Hier wird der sogenannte Ferritin-Wert bestimmt. Dieser Eisenspeicher-Wert gibt Auskunft über den aktuellen Status des Eisenhaushaltes im Körper und ist in einer Skala angelegt:
| Frauen | 16. - 50. Lebensjahr | 22 - 122 µg/l |
| 65. - 90. Lebensjahr | 13 - 651 µg/l | |
| Männer | 16. - 50. Lebensjahr | 34 - 310 µg/l |
| 65. - 87. Lebensjahr | 4 - 665 µg/l |
Die Bedeutung von Eisen im Sport
Die Angaben zu optimalen Eisenspeicher-Werten weichen häufig voneinander ab, sodass eine allgemeine Empfehlung teilweise unterschiedlich benannt wird. Orientiert an Minimalwerten des Eisenspeichers im Sport, liegen diese für Sportlerinnen und Sportler bei mindestens 50 mg/l [4] (Mikrogramm/Liter). Doch auch hier können sich bereits Mangel-Symptome zeigen [5].
Es scheint eine Verbindung zwischen sportlicher Belastungszeit und dem Eisenspeicherwert zu existieren: Je länger die Belastungsdauer von Training und Wettkampf pro Woche, desto geringer ist der Eisenspeicherwert. Dies zeigt sich insbesondere bei Sportlerinnen [6], was vermutlich auf den vermehrten Verbrauch, Verlust und die verringerte Aufnahme von Eisen zurückzuführen ist.
Je länger die Belastungsdauer von Training und Wettkampf pro Woche, desto geringer ist der Eisenspeicherwert.
Allerdings reicht ein Serum-Ferritin Wert nicht als alleiniger Parameter aus, um eine klare Aussage über den Eisenhaushalt im Organismus zu treffen. Insbesondere bei chronischen Lebererkrankungen und akuten Infekten ist dieser Wert deutlich erhöht, wodurch ein Eisenmangel eventuell sogar übersehen werden kann [7]. Bei der komplexeren differenzierten Labordiagnostik werden verschiedene Laborparameter herangezogen. Wichtig sind hierbei:
- Hämoglobin – der rote Blutfarbstoff bzw. das sogenannte Bluteisen,
- das Transporteisen, die Transferrine und deren Sättigung,
- das Volumen der roten Blutkörperchen und Gehalt an Hämoglobin.
Nur in der Gesamtheit lässt sich eine Aussage über den Eisenhaushalt und mögliche Mangelerscheinungen treffen.
Wie kommt es zum Eisenmangel?
Die weltweit am weitesten verbreitet und häufigste Ursache für Eisenmangel ist eine nahrungsbedingte Unterversorgung [8]. Interessanterweise sind davon nicht nur „nicht industrialisierte Länder“, sondern auch westliche Industrienationen durch alle Altersschichten hindurch betroffen. Circa ein Viertel der Weltbevölkerung leidet an einer Eisenmangel-Anämie, also einer Form der Blutarmut (Anämie), die durch Eisenmangel bedingt ist. Dabei sind am meisten Kinder im Vorschulalter mit etwas mehr als 47% betroffen – erwachsene Männer hingegen, mit knapp 13%, am seltensten [9].
Die häufigste Ursache für Eisenmangel ist eine nahrungsbedingte Unterversorgung.
Risikogruppen
Neben Kindern haben vor allem Frauen ein erhöhtes Risiko. Zum Beispiel durch den vermehrten Eisenverlust während der Menstruation sowie dem erhöhten Eisenverbrauch während der Schwangerschaft und Stillzeit. Aber auch bei Sportlerinnen und Sportlern, älteren Menschen oder Personen mit einer eisen- und Vitamin C-armen Ernährung können Mangelerscheinungen auftreten. Weithin erschweren auch bestimmte Magen-Darm-Erkrankungen die Eisenaufnahmefähigkeit.
Unzureichende Eisenaufnahmefähigkeit
Ist die Ursache des Eisenmangels nicht nahrungsbedingt, kann auch eine unzureichende Eisenaufnahmefähigkeit zugrunde liegen. Die Resorptionsquote wird vom Organismus selbst reguliert und kann unter bestimmten Umständen gehemmt werden:
Bei einer Entzündungssituation werden von Immunzellen vermehrt entzündungsfördernde Botenstoffe (Zytokine) ausgeschüttet. Durch die Blutzirkulation gelangen die Zytokine zur Leber, wo sie anregen Hepcidin zu produzieren und auszuschütten. Hepcidin ist ein Peptid (eine Art Eiweis), das die Aufgabe hat, die Aufnahme von Eisen zu regulieren bzw. zu hemmen. Das macht es indem es sich an den sogenannten Ferroportin-Kanal bindet. Dieser ist dafür zuständig, Eisen aus Darmepithelzellen und Immunzellen in den Blutkreislauf zu exportieren. Durch die Bindung von Hepcidin an Ferroportin verweilt das Eisen in den Zellen, ohne dass es für weitere Stoffwechselprozesse verwendet werden kann [10].
Aus Forschungszweigen wie der Psychoneuroimmunologie und der Stress-Forschung ist bekannt, dass unterschiedliche Einflüsse das Immunsystem aktivieren können [11]. Dazu zählen:
Lifestyle-Faktoren
- Pro-entzündliche Ernährung (z.B. hohe Mengen an Zucker und Kohlenhydraten aus Getreide)
- Bewegungsmangel
- Zu viel Training
- Schlafmangel
- Umweltgifte etc.
- Stress, akut und chronisch
Diese Aktivierungen werden auch als niedriggradige Entzündungssituationen bezeichnet, die sich nicht in einem akuten Infekt äußern, sondern eher eine chronische Aktivität des Immunsystems nach sich ziehen. Niedriggradige Entzündungen werden mit zahlreichen nicht-ansteckenden, chronischen und degenerativen Krankheitsbildern der Zivilisation assoziiert [12]. Weiterhin zieht eine dauerhafte niedrige Aktivierung des Immunsystems auch eine chronische Verteilungsstörung von Eisen nach sich, die ebenfalls zu entzündungsbedingten Eisenmangelerscheinungen führen kann [13].
Wodurch entsteht Eisenverlust im Sport?
- Hohe muskuläre Beanspruchung (Mikrotraumata) und Schwitzen
- Anhaltende Belastung und fehlende Regeneration bedeuten Dauerstress für unseren Organismus und verschlechtern die Eisenaufnahme über den Darm
- Bestimmte Ernährungsweisen, unter anderem der Verzicht auf Fleisch, können Eisenmangel begünstigen
Auswirkungen von Eisenmangel im Sport
Die zum Teil recht hohe körperliche Belastung im Sport verändert auch den Bedarf des Körpers an Mikronährstoffen. Da Eisen sehr eng mit dem Energiestoffwechsel in den Mitochondrien verbunden ist, hat ein Eisenmangel deutliche Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und zeigt sich in Symptomen, wie:
- Abgeschlagenheit und geringer Ausdauerleistung, „Leistungsknick“
- Blasse Schleimhäute und/oder blasse Haut
- Generelle Müdigkeit bzw. rasche Ermüdung beim Training
- Konzentrationsschwäche
- Infektanfälligkeit
- Weiße Rillen auf den Fingernägeln oder brüchige Nägel
- Vermehrter Haarausfall
- Eingerissene Mundwinkel
- Kopfschmerzen
- Schwindel
Was kann man tun? Maßnahmen gegen Eisenmangel
Um einem Eisenmangel vorzubeugen oder entgegenzuwirken steht eine ausgewogene Ernährung an erster Stelle. Jedes Lebensmittel enthält Eisen in unterschiedlichen Mengen. Durch die verschiedenen Speicherformen in den Lebensmitteln, zeigt sich aber auch eine unterschiedliche Bioverfügbarkeit: Freies Eisen kann im Vergleich zu Hämeisen (aus Fleisch und Wurst) oder in Muttermilch enthaltenen Proteinen, wie Lactoferrin, schlechter aufgenommen werden.
Eine ausgewogene Ernährung steht an erster Stelle, um einem Eisenmangel vorzubeugen oder entgegenzuwirken.
Aber auch die Zusammensetzung und Bestandteile der Lebensmittel können deutliche Auswirkungen auf die Eisenresorption nehmen: Demnach können sich verschiedene Pflanzenstoffe wie Phytate oder Polyphenole, gerade in Schwarzem Tee und Kaffee, negativ auf die Eisenaufnahme auswirken. Gleiches gilt für Kalzium, z.B. aus Milch. Die Kombination von pflanzlichem Eisen mit Ascorbinsäure (Vitamin C) wiederum verbessert die Aufnahme [14].
Unterstützung durch eine eisenreiche Ernährung
Den täglichen Eisenbedarf können wir gezielt durch eine gesunde Ernährung unterstützen. Hier kommt unsere artgerechte Empfehlung für besonders eisenhaltigen Lebensmittel:
- Bestimmte Gewürze, wie z. B. Kardamon, Grüne Minze oder Petersilie
- Fleisch, vor allem rotes Fleisch und Leber (insbesondere Enten- und Kalbsleber)
- Fisch und Meeresfrüchte, wie Austern, Krabben, Hummer oder Barsch
- Eier
- Gemüse, wie Spinat, Broccoli, Rosenkohl, Champignons oder Steinpilze
- Früchte, z. B. Johannisbeeren, Mango oder Avocado
- Mandeln und Kokosrapseln
- Getrocknete Aprikosen, Feigen und Äpfel
- Rosinen und Datteln
Unterstützung durch Supplementierung
Kann der Eisenbedarf nicht über die Ernährung gedeckt werden, ist eine Supplementierung medizinisch sinnvoll. Jedoch haben viele Eisen-Präparate unangenehme Nebenwirkungen. Häufig sind Magen-Darm-Beschwerden, mit unterschiedlichen Symptomen, wie Verstopfung, Übelkeit, Durchfall, Bauchschmerzen Erbrechen, Sodbrennen oder dunkler Stuhl [15]. Insofern ist es auch hier wichtige zu prüfen, welches Präparat sinnvoll und verträglich ist.
Verbesserte Eisenaufnahme mithilfe von Lactoferrin
In wissenschaftlichen Untersuchungen werden mittlerweile neue Möglichkeiten zur Behandlung des Eisenmangels angedacht. Sie basieren auf der Betrachtung physiologischer Stoffwechselvorgänge des Eisenhaushaltes und systemischer Vorgänge im Organismus. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Lactoferrin, einem eisenbindenden Protein, das von Immunzellen und Drüsenzellen unseres Körpers gebildet werden kann. Es gehört zur Gruppe der Transferrine, was bedeutet, dass es Eisen sehr gut binden und umverteilen und somit Einfluss auf den Eisenhaushalt haben kann [16]. Als Immunprotein begünstigt Lactoferrin aber auch die Abwehr von Infekten, mit antibakteriellen, antiviralen und antimykotischen (gegen Pilze) Eigenschaften [17].
Lactoferrin ist ein eisenbindendes Protein, welches Einfluss auf den Eisenhaushalt haben kann und als Immunprotein auch die Abwehr von Infekten begünstigt.
Lactoferrin kommt in größeren Mengen in menschlicher Muttermilch vor. Aber auch alle anderen Säugetiere produzieren es in ihrer Muttermilch. Strukturell ist Lactoferrin aus Kuhmilch nahezu identisch zu menschlichem Lactoferrin [18]. Die Extraktion aus Kuhmilch stellt dabei heutzutage eine gängige Methode dar, um es uns Menschen für therapeutische Zwecke in größeren Mengen zur Verfügung zu stellen. Wegen der vielfältigen Eigenschaften von Lactoferrin und der hohen Reaktionsbereitschaft des Moleküls, ist die Aufreinigung von maßgeblicher Bedeutung. Dadurch kann die Funktionsweise, Bioverfügbarkeit und Wirkungsweise im menschlichen Körper optimiert werden [19].
Quellenverzeichnis
| [1] | Oexle H. et al.: Iron-dependent changes in cellular energy metabolism: influence on citric acid cycle and oxidativephosphorylation. Biochimica et Biophysica Acta 1413 (1999) 99^107 |
| [2] | Vaulont, S. et al.: Of mice and men: The iron age. J Clin Invest. 2005;115(8):2079-2082 |
| [3] | Kaltwasser, J. P. & Braner, A.: Eisenmangel und andere hypoproliferative Anämien. Harrisons Innere Medizin. Berlin 2003. S. 733 |
| [4] | Clénin G. et al.: (2015). Iron deficiency in sports – definition, influence on performance and therapy. Swiss Medical Weekly |
| [5] | Schaub et al: Eisenmangel ohne Anämie. Österreichische Ärztezeitung 2008 |
| [6] | Ostojic et. Al.: Weekly training volume and hematological status in female top-level athletes. The Journal of Sports Meidcine and Physical Fitness. 2008. |
| [7] | Koperdanova, M., O Cullis, J.: Interpreting raised serum ferritin levels. BMJ 2015;351 |
| [8] | WHO (2001): Iron Deficiency Anaemia Assessment, Prevention, and Control - A guide for programme managers |
| [9] | Durrani, A. M.: Prevalence of Anemia in Adolescents: A Challenge to the Global Health. Acta Scientific Nutritional Health 2.4 (2018): 24-27. |
| [10] | Cherayil, B.J.: Iron and Immunity: Immunological Consequences of Iron Deficiency and Overload. Arch. Immunol. Ther. Exp. (2010) 58:407–415 |
| [11] | Rohleder, N.: Stimulation of Systemic Low-Grade Inflammation by Psychosocial Stress. Psychosomatic Medicine 76:181Y189 (2014) |
| [12] | Liu, Y.Z. et al.: Inflammation: The Common Pathway of Stress-Related Diseases. Frontiers in Human Neuroscience. June 2017 | Volume 11 | Article 316 |
| [13] | Ganz, T. & Nemeth, E.: Iron imports. IV. Hepcidin and regulation of body iron metabolism. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 290: G199 –G203, 2006 |
| [14] | Zijp, I.M. et al.: Effect of Tea and Other Dietary Factors on Iron Absorption. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 40(5):371–398 (2000) |
| [15] | Tolkien, Z. et al.: Ferrous Sulfate Supplementation Causes Significant Gastrointestinal Side-Effects in Adults: A Systematic Review and Meta- Analysis. POLS One 2015. |
| [16] | Pauline P. Ward & Oria M. Conneely: Lactoferrin: Role in iron homeostasis and host defense against microbial infection. BioMetals 17: 203–208, 2004. |
| [17] | Chen, P W, Y W Ku, and F Y Chu. 2014. “Influence of Bovine Lactoferrin on the Growth of Selected Probiotic Bacteria under Aerobic Conditions.” Biometals : an international journal on the role of metal ions in biology, biochemistry, and medicine 27(5): 905–14. |
| [18] | Valenti P, Antonini G. Lactoferrin: an important host defence against microbial and viral attack. Cell Mol Life Sci (2005) 62:2576–87. |
| [19] | Moradian, F.: Lactoferrin, Isolation,Purification and antimicrobial effects. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences · August 2011 |
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