Pathomechanismus der Eisenüberladung                                                                             

Hinweise auf eine eiseninduzierte Zell- und Organschädigung ergeben sich aus Studien in Patienten  mit 

genereller Eisenüberladung (primäre und sekundäre Hämosiderose), aus Versuchen mit experimenteller 

Eisenüberladung an Versuchstieren oder Zellkulturen oder nach Beobachtung von lokalen, intramuskulären 

Schäden nach der therapeutischen Injektion von Eisenverbindungen an Mensch und Versuchstier (1).  

Der genaue Mechanismus der toxischen Wirkung von Eisen in vivo auf verschiedene Gewebe ist im Detail 

nicht abschließend bekannt. In der Leber, die in fast allen Fällen einer Eisenüberladung frühzeitig betroffen ist, 

kann die eiseninduzierte Zellschädigung bekanntermaßen zu Leberfibrose, Leberzirrhose und in schweren 

Fällen auch zu primärem Leberzellkarzinom führen. Auf molekularer Ebene ist möglicherweise die Oxidation 

von mehrfach-ungesättigten Fettsäuren in Phospholipiden von Zell- oder Zellorganellmembranen der zentrale 

Schritt auf dem Weg zu einer chronischen Zellschädigung (Abb. 2). Durch diese Lipidperoxidation wird die 

Integrität von Zellen und von Zellorganellen (z.B. Lysosomen) gestört. Auch der Ausfall von 

membrangebundenen Enzymen, die Freisetzung von lysosomalen Enzymen oder die toxische Wirkung von 

Abbauprodukten der Lipide kann zu Zellschäden führen. Eisen spielt in vitro und wahrscheinlich auch in vivo 

eine katalytische Rolle (Fenton-Reaktion) bei der Generation von hochreaktiven Hydroxylradikalen (OH.), die 

benachbarte Moleküle (Lipide, Proteine, DNA) direkt „angreifen“ (2). 

Abb. 2. Mögliche Faktoren der eiseninduzierten Organschädigung (hier Leber) bei Eisenüberladungs- 

erkrankungen

Primäre, genetische Eisenüberladung, hereditäre Hämochromatose                                                  

Der Begriff Hämochromatose geht auf von Recklinghausen zurück, der fälschlicherweise Hämoglobin als 

Ursprung der Eisenablagerung in der Leber ansah. Unter diesem Begriff wurde anfangs eine Eisenüberladung

bei unterschiedlichen Grunderkrankungen verstanden (3,4). Die heute gängige Bezeichnung der hereditären 

(Synonym: idiopathische, primäre) Hämochromatose wurde dann einige Zeit allein für die HLA-assozierte, 

genetisch bedingte Form der Eisenüberladung verwendet (5). Heute kennen wir unter dem Begriff vier 

verschiedene genetische Formen der Hämochromatose (siehe Hämochromatose).

Sekundär bedingte Eisenüberladung

Unter dem Begriff der sekundären Eisenüberladung wird eine Reihe von genetisch bedingten oder erworbenen

Krankheiten zusammengefasst, die auch zu einer progressiven Organsiderose und zu erhöhten 

Eisenparametern im Blut führen können. Eine Übersicht ist in Tabelle 1 aufgeführt, wobei in der Literatur 

unterschiedliche Auflistungen existieren.

“Iron-loading anemias” mit und ohne Transfusionen  

•

      Thalassaemia major

•

       Kongenitale Dyserythropoetische Anämien     (CDA) 

•

       Sideroblastische Anämien

•

       Transfusionssiderosen

•

       Aplastische Anämien 

•

       Diamond-Blackfan-Anämie 

•

       Myelodysplastisches Syndrom 

•

       Sichelzellkrankheit 

andere Formen 

•

       Nutritive Eisenüberladung 

•

       Chronische Lebererkrankungen 

•

       Hepatitis C und B 

•

       Alkohol-induzierte Lebererkrankung 

•

       Dysmetabolisches Syndrom 

Tab. 1: Einteilung der sekundären Eisenüberladungen.

Posttransfusionssiderose

Am meisten Eisen wird Patienten durch Bluttransfusionen zugeführt, mit jeder Einheit transfundierten 

Erythrozytenkonzentrates etwa 200 mg Eisen zugeführt. Die durchschnittliche tägliche Eisenzufuhr eines 

regelmäßig transfundierten Thalassämiepatienten beträgt damit etwa 0,4-0,6 mg/kg. Da überschüssiges Eisen

aktiv nicht ausgeschieden werden kann, kommt es z.B. bei  einem 12-jährigen Patienten mit ß-Thalassämia 

major unter regelmäßiger Transfusionstherapie kommt es zur Akkumulation von mehr als 55 g Eisen in 

Geweben, die normalerweise insgesamt nur ca. 2 g Eisen enthalten (15). Unter den Bedingungen einer regulär

geführten Transfusionstherapie ist mit einer Organschädigung ab einer zugeführten Menge von 500 g 

Erythrozyten/kg – das entspricht etwa 500 mg Eisen/kg – zu rechnen (16). 

Nutritiv bedingte Eisenüberladung?

Der auch in aktuellen Publikationen häufig zitierte Begriff des „Mukosa-Block“ wurde ursprünglich vor 65 

Jahren formuliert, um die Herunterregulation der intestinalen Eisenabsorption als Reaktion auf eine 

vorangegangener Eisengabe bei Versuchstieren zu beschreiben (18). Ob es diesen Effekt beim Menschen 

überhaupt gibt, ist allerdings eher fraglich. So funktioniert eine orale Therapie mit täglichen Eisen-Dosis 

bekanntermaßen gut und der „Mukosa-Block“ schützt auch keineswegs  vor einer akuten Intoxikation durch 

sehr hohe Eisendosen.  So kann eine  Einnahme von 180–300 mg Fe/kg Körpergewicht tödlich sein. Eine 

Dosis von 10-20 mg Fe/kg gilt als nicht-akut-toxisch beim Menschen.  

Zutreffender ist es, von einer „Mukosa_Block-Intelligenz“ zu sprechen, die die Eisenabsorption nach dem 

Bedarf an Eisen im Körper reguliert. Mit der Regulation der Hepcidinsynthese kennen wir heute einen 

Mechanismus,  der für diese Intelligenz verantwortlich ist. In einer aktuellen Arbeit fanden z.B. Roe et al. 

retrospektiv in Serum-Proben aus einer Eisenabsorptionsstudie mit 54Fe und 57Fe markierten Testmahlzeiten, 

dass interindividuelle Schwankungen in der Eisenabsorption zumindest teilweise mit den Plasmahepcidin- 

Spiegeln erklärt werden können (19).   

In der Literatur wird heute diskutiert, wie effizient diese „Mukosa-Block-Intelligenz“ beim Menschen wirklich 

funktioniert, und ob eine hohe Eisenzufuhr auf Dauer nicht unweigerlich zu einer exzessiven Eisenspeicherung 

führen muss (20,21).  Als Beispiel wird oft die historisch interessante Bantu-Siderose angeführt, die durch das 

tägliche Trinken von großem Mengen traditionell in Eisentöpfen gebrauten Biers in Nordafrika hervorgerufen 

wurde. Man hat die zugeführten Mengen an Eisen auf 50-100 mg/Tag kalkuliert, was häufig  zu Leberzirrhose, 

Diabetes und Herzinfarkten führen kann. Durch Verwendung von Edelstahl- oder Kunststoffgefäße konnte 

dieses Problem leicht gelöst werden. Einschränkend muss angeführt werden, dass Alkohol einen direkten 

Einfluss auf Eisenabsorption haben kann. Neuere Studien legen auch eine genetische Ursache der 

Afrikanischen Siderose nahe, obwohl ein definierter Gendefekt bisher nicht gefunden werden konnte (22). Aus 

den Erfahrungen mit der Bantu-Siderose kann man mit einem Sicherheitsfaktor von 2 das obere Limit für eine 

Nahrungseisenzufuhr mit 25-50 mg/Tag festlegen.

Im Rahmen von z.B. Eisenfortifizierungsprogrammen zur Eisenmangelprophylaxe wird deshalb immer wieder 

vor adversen Effekten gewarnt (23). Besonders gefährdet erscheinen Genträger für die C282Y-Mutation zu 

sein (Häufigkeit in der Normalbevölkerung ca. 10 %), da diese etwas vermehrt Eisen aus einer normalen Diät 

aufnehmen können. In Studien mit markierten Testmahlzeiten hat man diesen Effekt allerdings bisher nicht 

eindeutig nachweisen können. Auch sprechen epidemiologische Erkenntnisse aus vielen Studien über 

Hämochromatosepatienten eher dagegen, denn Genträger entwickeln im Laufe des Lebens nur in ganz 

wenigen Ausnahmefällen deutlich erhöhte biochemische Parameter einer Eisenüberladung und zeigen so gut 

wie nie klinische Symptome einer Hämochromatose (24).

In diesem Zusammenhang muss auch die „Eisen-Hypothese“ erwähnt werden, die breiten Raum in der 

Literatur und in Diskussionen im Internet einnimmt und nach der erhöhte Eisenspeicher als Risikofaktor für 

verschiedene Krankheiten (koronare Herzkrankheit, Diabetes, neurodegenerative Erkrankungen) angesehen 

werden. In vielen Studien werden dabei erhöhte Serum-Ferritin-Werte als Surrogat-Marker für ein 

eiseniduziertes Risiko für Zell- und Organschäden am Patienten angeführt (20,21).   Das wichtigste Argument 

gegen diese „Ferritin-basierte Eisen-Hypothese“ ist, dass Serum-Ferritin als akut-phase-Protein bei vielen 

Krankheiten sekundär erhöht vorliegt und deshalb nicht zuverlässig erhöhte Eisenspeicher anzeigen kann. Ob 

diese Patienten wirklich leicht erhöhte Eisenspeicher haben und ob hier Eisen als Co-Faktor eine Rolle spielt, 

konnte bisher weder schlüssig nachgewiesen noch eindeutig ausgeschlossen werden. Unzählige Versuchen 

an Zellkulturen und in Tierversuchen unter Eisenüberladung weisen nach, wie Eisen in Zellen akkumulieren 

und zu vermehrten Schäden durch oxidativem Stress führen kann. Klar ist aber auch, dass wir antioxidative 

Abwehrstrategien haben, die durch Eisenüberladung sogar stimuliert werden können und vermehr zur 

Verfügung stehen können.

Zusammenfassend ist damit die eigentlich relevante Frage: Mit wie viel  Eisen können unsere antioxidativen 

Mechanismen auf Dauer umgehen?  Klinische Erfahrungen bei Patienten mit teilweise jahrzehntelang 

schwerer Eisenüberladung (Hämochromatose, ß-Thalassämie) zeigen keine statistische Häufung von z.B. 

Herzinfarkten oder Krebserkrankungen (6,9,10).  Bei einzelnen Patienten kann die es aber zu einer 

gefährlichen Dekompensation in bestimmten Organen kommen (unbeherrschbarer Diabetes, Herzversagen bei

ß-Thalassämie;   primäres hepatozelluläres Carcinom bei Patienten mit vorhandener Leberzirrhose). Bricht 

man diese Erfahrungen auf das Risiko in der Normalbevölkerung herunter, dann kann die Wirkung von leicht 

erhöhten Eisenspeicher eigentlich nur sehr gering sein. 

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