Eisenaufnahme bei Veganern

Studien heben immer wieder hervor, dass sich Veganer in der Regel gesünder ernähren und länger leben. Sie erkranken seltener an Zivilisationserkrankungen wie Diabetes, Krebs oder Herz-Kreislaufproblemen. Was man den Studien häufig nur schwer entnehmen kann ist allerdings, dass sich viele Veganer auch intensiver mit Ernährung und einem gesunden Lebensstil befassen. Das allein wirkt sich schon enorm positiv auf die Lebensqualität aus. 

Trotz der zahlreichen Möglichkeiten, durch welche sich Veganer über Ernährung und Gesundheit informieren können, weist dennoch ein großer Teil von ihnen Mangelerscheinungen auf. Insbesondere Eisen ist hier ein großes Problem. Denn die Eisenaufnahme wird durch eine Vielzahl an Faktoren beeinflusst. In meinem Artikel erfährst du genau, worauf du achten musst, wenn du als Veganer, Vegetarier (oder auch Mischköstler) deine Eisenzufuhr erhöhen möchtest. 

Wenn du dir das Lesen ersparen möchtest, schau dir das passende Video zu dem Thema einfach auf meinem Youtube Kanal an. 

Grundlegendes

Kurz etwas zum Eisen selbst. Eisen ist ein wichtiges Spurenelement, welches vom Körper nicht hergestellt werden kann. Wir müssen Eisen in geringen Mengen über die Nahrung aufnehmen. Es ist verantwortlich für die Blutbildung, sowie für die Sauerstoffversorgung.

 

Eisen finden wir in unserem Körper vor allem eingebaut in Hämoglobin. Das ist der Stoff, der zum einen dem Blut seine Farbe gibt und zum anderen für den Sauerstofftransport zuständig ist. Im Körper werden ca. 20 % des Eisens mit Hilfe von Ferritin gespeichert. Dieses verhindert weiterhin eine unkontrollierte Eisenabgabe ans Blut, wenn die Eisenspeicher sehr hoch sind. Eine weitere wichtige Aufgabe im Eisenstoffwechsel nimmt das Glykoprotein Transferrin ein. Es bindet freies Eisen im Serum und dient dem Transport in die Zellen. [1,2] 


Weiterhin kann Eisen in zwei unterschiedlichen Formen vorliegen. Zum einen gibt es zweiwertiges Eisen (Fe2+), zum anderen gibt es dreiwertiges Eisen (Fe3+). Das zweiwertige Eisen wird auch Häm-Eisen genannt. Es ist die Eisenform, welche in tierischen Organismen im Hämoglobin im Blut bzw. im Myoglobin im Muskel vorzufinden ist.  Dreiwertiges Eisen oder nicht-Hämeisen aus der Nahrung (vor allem aus pflanzlichen Lebensmitteln) liegt hauptsächlich in der Form Fe3+ vor. Es ist nur im sauren pH Bereich löslich. Um Fe3+ zu Fe2+ umzuwandeln, helfen reduzierende Substanzen wie Ascorbinsäure (Vitamin C) oder schwefelhaltige Aminosäuren. 

Eisenmangel

Ein Eisenmangel kann jeden treffen, da die Absorption von Eisen von vielen Faktoren abhängen kann. [3] Gemessen wird der Eisenmangel durch die Serumferritin-Konzentration. Bei einem Wert von unter 15 µg/l spricht man von einem Mangel.Auch die benötigte tägliche Eisenmenge variiert je nach Geschlecht und Entwicklungszustand.

 

  • Männer               10 mg
  • Frauen                 15 mg
  • Schwangere      27-45 mg (DgE 30 mg) 

 

 

 

Frauen benötigen mehr Eisen, da sie über die Blutverluste während der Menstruation auch eine erheblich höhere Menge an Eisen verlieren können. Schwangere benötigen ungleich mehr Eisen, da diese während der Schwangerschaft auch noch einen Eisenspeicher für das Ungeborene Kind gewährleisten müssen. 

Man kann im Bild deutlich erkennen, dass vor allem im 3. Trimester eine enorm hohe Eisenabsorption benötigt wird (von 1,5 mg/d auf 7 mg/d). Der Fetus benötigt seinen eigenen Eisenspeicher, sowie genügend Eisen für die eigene Blutversorgung. 

Eisenaufnahme

Die intestinale Absorption von Eisen umfasst 3 Stufen:

  1. Die Aufnahme von Eisen aus dem Darmlumen in das Darmepithel.
  2. Den proteinvermittelten intrazellulären Transport.
  3. Die Abgabe an das Blut.

 

 

 

Dreiwertiges Eisen wird in Schritt 1 durch die membranständige Cytochrom-B-Reduktase (Ferrireduktase) reduziert. Das resultierende zweiwertige Eisen wird über Transporter in das Darmepithel aufgenommen. In der Zelle wird das zweiwertige Eisen kurzfristig an Ferritin gebunden. Durch das Enzym Hephaestin wird das zweiwertige Eisen an der basolateralen Seite der Zelle wieder zu dreiwertigem Eisen oxidiert. Das Protein Ferroportin befördert Fe3+ ins Blut, wo es letztendlich an Transferrin gebunden wird. 

Die Aufnahme von Hämeisen findet ein wenig anders statt. Zu aller erst wird ein spezifischer Globinrest abgespalten, woraufhin das Eisen als Ganzes durch das Transportprotein HCP-1 absorbiert wird. In der Mukosazelle angekommen wird das Eisen nun durch die Hämoxygenase vom Porphyrinring getrennt, in dem es eingebettet ist (Häm). Die Abgabe ans Blut erfolgt auf demselben Weg. 

Einfluss auf die Absorptionsrate

Der momentane Eisenspeicher ist für die Absorptionsrate von enormer Bedeutung. Je höher der Speicher, desto geringer die Absorption. Im abgebildeten Schaubild, sieht man die inverse Korrelation zwischen der Gesamteisenabsorption und des Serum-Ferritin Levels. Je höher die Konzentration des Serum-Ferritins (also des Speicherproteins für Eisen), desto weniger Eisen wird aus der Nahrung aufgenommen. 

Die Eisenabsorption aus Fleisch ist mit ca. 20 % deutlich höher als die aus Pflanzen mit durchschnittlich 3-8 % bei gefüllten Eisenspeichern. Bei leeren Speichern erhöhen sich die Absorptionswerte auf ca. 35 % bei Fleischverzehr und 20 % bei Pflanzen. Die durchschnittliche Absorptionsrate bei Mischkost liegt im Durchschnitt bei 10-15 %. Aber nicht nur der Eisenspeicher, sondern auch das Alter, das Geschlecht und auch anderer Nährstoffe wirken sich auf die Absorption aus.  

Fördernd oder hemmend?

Die Absorption von nicht-Hämeisen (85-90 % des Nahrungseisens) wird maßgeblich vom Zusammenspiel absorptionsfördernder und -hemmender Faktoren bestimmt.

 

Fördernde Faktoren

  • Ascorbinsäure
  • organische Säuren (Wein/Zitronensäure)
  • schwefelhaltige Aminosäuren
  • Fruktose [4]

 

 

 

Hemmende Faktoren

  • Phytate
  • Weizenkleie
  • Polyphenole (Tee/Kaffee) [5]
  • Soja
  • Milchproteine (Casein und Whey)
  • Eialbumin
  • Calciumsalze
  • Phosphate
  • Oxalate
  • Salizylate

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eine intelligente Kombination aus Lebensmitteln kann die Eisenaufnahme für Mischköstler signifikant erhöhen. Bei Vegetariern muss besonders klug kombiniert werden, da diese lediglich schlecht absorbierbares nicht-Hämeisen zu sich nehmen und zusätzlich mehr Absorptionshemmende Faktoren in der Nahrung haben. 

Studien

Als tägliche Aufnahmeempfehlung werden für erwachsene Männer je nach Quelle 8-10 mg Eisen empfohlen. Für Frauen liegt der Wert bei um die 18 mg aufgrund des durchschnittlichen Eisenverlusts während der Menstruation. Die folgende Tabelle soll als Übersicht dazu dienen, wie viel mehr Eisen man mit einer rein pflanzlichen Ernährungsweise aufnehmen muss. [6]

In der folgenden Studie, wurde die Eisenabsorption von nicht-Hämeisen in 20 verschiedenen Mahlzeiten bei 187 Personen untersucht. Die prozentuale Absorption war am höchsten im Menü mit Sauerkraut und Wurst (45,8 %). Dies zeigt deutlich, dass sowohl der hohe Säuregehalt, als auch der Einfluss der schwefelhaltigen Aminosäuren im Fleisch die Absorption begünstigen. Die Reduktion von Fleisch in einem Burgermenü um 25 % reduzierte gleichzeitig die Eisenaufnahme um gesamte 50 %. Auch hier wird ersichtlich, welchen hohen Einfluss tierisches Protein auf die Eisenabsorption hat.

 

Eine Zugabe von Salat mit 45 mg Ascorbinsäure erhöhte die Absorption von 0,36 mg auf 0,66 mg. Die Bedeutung von Vitamin C konnte auch durch den Einsatz von Blumenkohl bestätigt werden. Die Menge an Blumenkohl, welcher sehr reich an Vitamin C ist, erhöhte die Absorptionsrate eines vegetarischen Produktes so sehr, dass die höchste absolute Absorptionsrate erreicht wurde.

 

 

Die Menge an Ascorbinsäure, der generelle Säuregehalt der Mahlzeit, sowie die Menge an Fleisch erhöhte also in allen Mahlzeiten die Absorptionsmenge. [7] 

In Fig 1. Ist nochmal eine kleine Übersicht verschiedener Mahlzeiten zu sehen. Angeordnet sind diese nach der Menge des aufgenommenen dreiwertigen Eisens (pflanzliches Eisen). Um keine Verwirrung zu stiften möchte ich hier nochmal erläutern, dass Fleisch natürlich häufig mehr Eisen besitzt als Pflanzen. In der Studie ging es jedoch nur um die Eisenabsorption pflanzlichen Eisens. Auch wenn die Mahlzeit mit Sauerkraut die höchste Eisenabsorption (von pflanzlichem Eisen) aufweist, heißt das nicht, dass man durch ein Burgermenü (welches hauptsächlich tierisches, zweiwertiges Eisen besitzt) weniger Eisen aufnimmt. 

Fig. 2 veranschaulicht nochmals den Effekt von Vitamin C auf die Eisenabsorption, durch den Einsatz von Blumenkohl. 

Absorptionsmindernde Stoffe

Phytate

 

Wenn es um die Absorption von Mineralstoffen geht, hört man insbesondere von Phytaten. Phytate sind bioaktive Substanzen die in Pflanzen dem Speicher von Phosphat und Kationen dienen. Im Menschen können sie somit Mineralstoffe im Darm binden und die Aufnahme verhindern. Sie sind vor allem enthalten in Mais, Soja und Weizen-, Gersten- und Roggenkleie. Auch Erdnüsse enthalten viele Phytate. [8,9,10]

Eine weitere Studie untersuchte, ob es im Darm zu Veränderungen kommt – beispielsweise Veränderungen des Mikrobioms - wenn man längerer Zeit hohen Konzentrationen an Phytaten ausgesetzt ist. Es kam in der Studie zu keiner Anpassung und somit auch nicht zu einer Reduktion der inhibierenden Effekte auf die Eisenaufnahme. [11]

 

Um den Phytatanteil zu reduzieren, hilft die Fermentation oder langes Wässern. Dies kann das Enzym „Phytase“ in beispielsweise Getreide aktivieren, wodurch Phytate zersetzt werden und die Eisenaufnahme verbessert wird. In Sojabohnen konnte man feststellen, dass lediglich das Einweichen der Bohnen mit Backpulver den Phytatgehalt um 21 % reduzierte. Die Verdaubarkeit selbst wurde um über 60 % gesteigert. [12]

Polyphenole

 

Neben den Phytaten gehören auch die Polyphenole zu den häufigsten genannten absorptionsmindernden Substanzen aus Pflanzen. Polyphenole sind z.B. Farbstoffe, Geschmacksstoffe oder auch Tannine. Sie gehören zu den sekundären Pflanzenstoffen und weisen antioxidative Wirkungen auf. In Studien konnten vor allem die Polyphenole aus Schwarztee die Eisenaufnahme stärker mindern als die Polyphenole aus Grüntee und Wein. Auch Kaffee enthält eine große Menge an Polyphenolen (Chlorogensäure), weshalb darauf geachtet werden sollte, den Kaffee nicht regelmäßig zu großen Mahlzeiten zu konsumieren. [13]

 

Aufgrund der großen Vielfalt an Polyphenolen und deren Konzentration, sowie Wechselwirkung mit anderen Substanzen, müssen alle Angaben individuell verglichen werden. Beispielsweise verhindert die Zugabe von Chili die Eisenabsorption mehr als die Zugabe von Kurkuma, wobei Kurkuma deutlich höhere Polyphenolwerte aufweist. Gerade in Hülsenfrüchten kann die Kombinierte Wirkung von Phytaten und Polyphenolen zusammenspielen, um die Eisenabsorption zu vermindern. Hier ist es ratsam, die den Phytatanteil der Hülsenfrüchte durch langes Kochen oder nächtliches aufbewahren im Wasser zu reduzieren. [14, 15]

Calcium

 

Neben diesen pflanzlichen Inhaltsstoffen konnte ebenfalls gezeigt werden, dass Calcium einen negativen Einfluss auf die Eisenabsorption haben kann. Die verringerte Eisenaufnahme bei gleichzeitiger Calciumzufuhr lässt sich auf Transportprobleme in den Darmzellen zurückführen. Auch hier muss jedoch gesagt werden, dass der negative Effekt von Calcium abgeschwächt werden kann, wenn die Lebensmittel gut kombiniert werden. [16, 17]

Protein

 

Die Untersuchungen der Eisenaufnahme bei verschiedenen Mahlzeiten konnte zeigen, dass Tierprotein in Form von Fleisch die Eisenaufnahme deutlich erhöhen konnte. Es gibt jedoch tierische Proteine, welche die Aufnahme hemmen. Die Milchproteine „Whey“ und „Casein“, sowie das Albumin aus Hühnereiern wirkten sich negativ auf die Eisenaufnahme aus. Ebenso zeigten einige Proteine aus Sojabohnen negative Effekte bei der Absorption.

 

Eine sehr interessante Tatsache kommt bei dem Thema Vollkorn auf. Häufig wird behauptet verarbeitete Produkte seien tatsächlich sinnvoller als Vollkorn, da sie weniger absorptionsmindernde Substanzen enthalten. Obwohl die prozentual absorbierte Eisenmenge in Vollkorn tatsächlich nur halb so hoch ist wie in Weißmehlprodukten, ist der absolute Wert aufgrund der höheren Eisenkonzentration in Vollkorn dennoch gleich. [18]

Absorptionsfördernde Stoffe

Fleisch/Schwefelhaltige Aminosäuren

 

Wie erwähnt kann die Zugabe von Rindfleisch, Geflügel oder Fisch die Eisenaufnahme erhöhen. Die momentane Annahme, dass viele Cystein-haltige/ schwefelhaltige Peptide in der Proteinfraktion die Eisenabsorption fördern, gilt als gesichert. Diese wirken reduzierend auf Fe3+ und können es einfach binden, da die großen Proteinstränge vollständig in der Magensäure zersetzt werden. 

Vitamin C

 

Vitamin C, oder auch Ascorbinsäure genannt, stellt den bekanntesten Verstärker dar. Der Effekt geht ebenfalls mit der Reduktion von Fe3+ zu Fe2+ einher. Ein hoher Vitamin C Gehalt kann insbesondere die negativen Einflüsse der anderen Nährstoffe kompensieren. Vor allem für Vegetarier und Veganer stellt Ascorbinsäure den Hauptverstärker dar. Vitamin C haltige Nahrungsmittel, bzw. die Zugabe solcher, sollte intelligent in den Ernährungsplan eingearbeitet werden. Zu beachten bleibt, dass Vitamin C zwar in den meisten Gemüsesorten in großen Mengen vorliegt, es jedoch durch Erhitzen oder längeres Lagern sehr stark vermindert wird (bis zu 90 %). Neben Ascorbinsäure selbst, können andere Säuren wie Milchsäure und Zitronensäure ebenfalls dabei helfen, die Eisenaufnahme zu erhöhen. 

Eisenstatus in Deutschland

Auch wenn Bevölkerungsgruppen verringerte Eisenspeicher haben, heißt das nicht, dass sie häufiger Anämien, also Blutarmut entwickeln. Ascorbinsäure und möglicherweise auch Carotinoide erhöhen die Bioverfügbarkeit. Trotzdem ist es schwer den Bedarf zu decken. Insbesondere für Frauen welche Kinder kriegen wollen ist der Eisenbedarf um einiges höher (~ 33 mg/d). Zur Hilfe gibt es eine separate Ernährungspyramide, welche Vegetariern helfen soll, die richtigen Lebensmittel zu konsumieren. [19] Kombination und Timing von Nährstoffen ist also für die Absorptionsrate von Eisen enorm wichtig. [20] (2003) 

Ein Forscherteam untersuchte 2004 den Eisenstatus von deutschen, vegan lebenden Frauen. Die Eisenaufnahme war höher als empfohlen, dennoch hatten 42 % der Frauen unter 50 eine tägliche Eisenabsorption von unter 18 mg/d. Quellen waren Gemüse, Früchte, Getreide und Getreideprodukte. In 40 % der jungen Frauen und 12 % der älteren Frauen wurde ein Eisenmangel aufgrund des Serumferritin-Levels von unter 12 mg/l festgestellt. Allerdings hatten nur 3 Frauen eine tatsächliche Anämie durch den Eisenmangel. [21] Weitere Studien, welche sowohl Kinder als auch Erwachsene mit vegetarischer Ernährungsweise mit der omnivoren Ernährungsweise verglichen, konnten keine bis geringe Unterschiede im Eisenlevel feststellen. [22]

Eine Studie über die Bioverfügbarkeit von Eisen macht deutlich, dass Eisen im Gegensatz zu anderen Metallen, keine geregelte Exkretion aufweist. 90 % des Eisens entsteht aus dem Abbau von roten Blutzellen. Verluste von Eisen können weiterhin über die Haut, Darm, Urin und die Luftwege, sowie Blutungen auftreten. Der durchschnittliche Verlust beläuft sich auf 0,9-1 mg/d (14 µg/kg). Phytate reduzieren die Aufnahme des Mineralstoffs schon in geringsten Mengen (2-10 mg/Mahlzeit). Das Verhältnis von Phytaten zu Eisen sollte unter 0,4-1: 1 liegen oder unter 6:1 in gemischten Mahlzeiten mit Vitamin C und Fleisch als verstärkende Substanz. [23]

Fazit

Um als Veganer oder Vegetarier seinen Eisenbedarf zu decken, bedarf es häufig eines gehobenen Wissens über die verwendeten Lebensmittel. Insbesondere das Timing verschiedener Nährstoffe muss hier stimmen. Tee und Kaffee sollten nicht gleichzeitig mit größeren Mahlzeiten verzehrt werden, um die Eisenabsorption nicht übermäßig zu hemmen. Gleichzeitig können Säfte die reich an Vitamin C und Fruktose sind helfen, die Absorption noch zu erhöhen. Dasselbe gilt für den Zusatz organischer Säuren wie Essig oder Vitamin C selbst.

 

Eisenreiche Lebensmittel sollten auf jeden Fall täglich in die Nahrung integriert werden. Ganz oben stehen hier Hülsenfrüchte, welche gleichzeitig eine optimale Grundlage für die Proteinversorgung darstellen. Durch nächtliches Einweichen und kochen in heißem Wasser, reduziert man effektiv den Phytat- und Polyphenolgehalt.

 

 

Für weitere Fragen zu dem Thema, wende dich doch einfach über die Kommentarfunktion an mich und ich werde mich schnellstmöglich darum kümmern, dir Klarheit zu verschaffen. 

Literaturverzeichnis

[1] Grant, R. A., et al. "The crystal structure of Dps, a ferritin homolog that binds and protects DNA." Nature Structural and Molecular Biology 5.4 (1998): 294

[2] Wally, Jeremy, et al. "The crystal structure of iron-free human serum transferrin provides insight into inter-lobe communication and receptor binding." Journal of Biological Chemistry (2006).

[3] DeMaeyer E, Adiels-Tegman M. The prevalence of anemia in the world. World Health Stat Q 1985;38:302—16

[4] POLLACK, SIMEON, RICHARD M. KAUFMAN, and WILLIAM H. CROSBY. "Iron absorption: effects of sugars and reducing agents." Blood 24.5 (1964): 577-581

[5] Disler PB, Lynch SR, Charlton RW, Torrance JD, Bothwell TH, Walker RB, et al. The effect of tea on iron absorption. Gut 1975;16:193—200

[6] Schümann, Klaus, et al. "Risiken und Nutzen der Eisensupplementation: Empfehlungen zur Eisenaufnahme kritisch betrachtet." Perspectives in Medicine 2.1-4 (2014): 19-39.

[7] Hallberg, L., and L. Rossander. "Absorption of iron from Western-type lunch and dinner meals." The American journal of clinical nutrition 35.3 (1982): 502-509.

[8] Strobel, E., et al. "Gehalt an inhaltsstoffen von weizen, roggen und hafer bei anbau unter konventionellen und den bedingungen des ökologischen landbaus." Bodenkultur 53 (2001): 221-231.

[9] Cook JD, Reddy MB, Burri J, Juillerat MA, Hurrell RF. The influence of different cereal grains on iron absorption from infant cereal foods. Am J Clin Nutr 1997;65:964—9.

[10] Hurrell RF, Juillerat MA, Reddy MB, Lynch SR, Dassenko SA, Cook JD. Soy protein, phytate and iron absorption in humans. Am J Clin Nutr 1992;56:573—8.

[11] Brune, M., Lena Rossander, and Leif Hallberg. "Iron absorption: no intestinal adaptation to a high-phytate diet." The American journal of clinical nutrition 49.3 (1989): 542-545.

[12] el-Adawy TA, et al. Effect of soaking process on nutritional quality and protein solubility of some legume seeds . Nahrung. (2000

[13] Dewey KG, Romero-Abal ME, Quan de Serrano J, Bulux J, Peerson JM, Engle P, et al. Effects of discontinuing coffee intake on iron status of iron-deficient Guatemalan toddlers: a randomized intervention study. Am J Clin Nutr 1997;66:168—76

[14] Gillooly M, Bothwell TH, Torrance JD, MacPhail AP, Derman DP, Bezwoda WR, et al. The effects of organic acids, phytates and polyphenols on the absorption of iron from vegetables. Br J Nutr 1983;49:331—42

[15] Disler PB, Lynch SR, Charlton RW, Torrance JD, Bothwell TH, Walker RB, et al. The effect of tea on iron absorption. Gut 1975;16:193—200

[15] Hallberg L, Brune M, Erlandsson M, Sandberg AS, RossanderHulthen L. Calcium: effect of different amounts of nonhemeand heme-iron absorption in humans. Am J Clin Nutr 1991;53:112—9

[16] Hallberg L, Rossander-Hulthen L, Brune M, Gleerup A. Inhibition of heam-iron absorption in man by calcium. Br J Nutr 1993;69:533—40

[17] Craig, Winston J. "Iron status of vegetarians." The American journal of clinical nutrition 59.5 (1994): 1233S-1237S.

[18] Venti, Colleen A., and Carol S. Johnston. "Modified food guide guide pyramid for lactovegetarians and vegans." The Journal of nutrition 132.5 (2002): 1050.

[19] Hunt, Janet R. "Bioavailability of iron, zinc, and other trace minerals from vegetarian diets." The American journal of clinical nutrition 78.3 (2003): 633S-639S.

[20] Waldmann, Annika, et al. "Dietary iron intake and iron status of German female vegans: results of the German vegan study." Annals of nutrition and metabolism 48.2 (2004): 103-108.

[21] Craig, Winston J. "Iron status of vegetarians." The American journal of clinical nutrition 59.5 (1994): 1233S-1237S

[22] Hurrell, Richard, and Ines Egli. "Iron bioavailability and dietary reference values–." The American journal of clinical nutrition91.5 (2010): 1461S-1467S.

 

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