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Die Resorption alimentären Eisens erfolgt an der apikalen Membran reifer Enterozyten. Hämgebundenes Eisen wird vom Häm-Rezeptor aufgenommen, während nicht hämgebundenes Eisen durch das sog. divalent metal transporter (DMT-1)-Protein aufgenommen wird [4]. Nach seiner enzymatischen Reduktion von Fe3+ zu Fe2+ wird es entweder in Form von Ferritin in der Zelle gespeichert oder mit Hilfe des sog. Iron-regulated-Transporter 1 (IRGE1 oder Ferroportin) durch die basolaterale Membran ins Blut abgegeben [4]. Dort bindet sich Ferroportin an Plasma transferrin und steht für die Verteilung über das Blut zur Verfügung. Hephaestin, das an die Membran gebunden wird, unterstützt Ferroportin vermutlich durch Oxidation von Eisen zur Ladung auf Transferrin im Plasma, wodurch die Eisenabgabe aus den Enterozyten erleichtert wird [5]. Hepcidin, ein von der Leber gebildetes Peptid aus 20-25 Aminosäuren, reguliert ebenfalls die intestinale Eisenresorption, indem es die Abgabe von Eisen aus dem Duodenum ins Plasma hemmt. Hepcidin bindet sich an Ferroportinmoleküle auf der Oberfläche von duodenalen Enterozyten und fördert so seinen Abbau; so wird die Freisetzung von Eisen aus den Enterozyten gehemmt. Hepcidin reguliert auch die Freisetzung von Eisen aus den Leberspeichern und Makrophagen, die am Recycling des Eisens für Hämoglobin beteiligt sind. Bei der normalen Eisenhomöostase bewirkt ein Anstieg des Plasmaeisens (z.B. nach Einnahme einer Mahlzeit oder eines Eisenpräparats) eine Zunahme der Hepcidinfreisetzung aus der Leber. Diese erhöhten Hepcidinwerte hemmen die Freisetzung von Eisen aus dem Duodenum, den Makrophagen und Hepatozyten ins Plasma. Im Zuge des Verbrauchs von Plasmaeisen für die Hämoglobinsynthese werden die Hepcidinkonzentrationen ebenfalls reduziert, was den Homöostasezyklus abschließt [6].
 Abbildung freundlicherweise von Dr. Hanspeter Nick, Basel, Schweiz, zur Verfügung gestellt
Bei der hereditären Hämochromatose führt eine gesteigerte Eisenresorption zur allmählichen Akkumulation von Eisen. Das Iron-regulatory-Protein HFE ist an diesem Prozess beteiligt [5]. In vielen Fällen ist die Hämochromatose durch einen Hepcidin-Mangel bedingt. Bei Mäusen und Menschen mit homozygoter Zerstörung des HFE-Gens liegt eine besonders niedrige Expression von Hepcidin-mRNA in der Leber vor, was HFE als möglichen Hepcidinregulator nahelegt [7].
Unter Bedingungen normaler Eisenhomöostase gelangt Transferrin-gebundenes Eisen durch Bindung an Transferrinrezeptoren in der Zellmembran, die durch Endozytose aufgenommen werden, in die Zelle. In den Endosomen kommt es zur Umwandlung von Eisen in Hämosiderin, das nach Ansäuerung ins Cytosol freigesetzt werden kann. Die Transferrinrezeptoren gelangen zusammen mit dem Apotransferrin (Transferrin ohne Eisen) zurück zur Zelloberfläche, wo es, getriggert durch den neutralen pH-Wert des Blutes, zur Lösung von Apotransferrin aus dem Rezeptorkomplex kommt. Der Rezeptor steht nun für die Bindung eines weiteren Transferrinmoleküls zur Verfügung.
Im Eisenüberschusszustand wird NTBI im Übermaß von Zellen über einen unkontrollierten Aufnahmemechanismus aufgenommen (im Myokard sind daran vermutlich Kalziumkanäle beteiligt), was zu Eisenüberschuss-bedingten pathologischen Veränderungen in der Leber, im Herzen und den endokrinen Drüsen führt. Labiles Plasmaeisen wird anfänglich durch endozytische Prozesse aufgenommen, die das zelluläre labile Eisenpool erhöhen. Bei anhaltender Eisenbelastung wird das Metall auch als Ferritin abgesetzt, was schließlich auch in Hämosiderin umgewandelt werden kann. Wenn die labilen Eisenpoolspiegel zu hoch für eine zelluläre Antioxidation sind, rufen sie die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies hervor, die Zellschäden durch Auswirkung auf Lipide, Proteine und Nukleinsäuren verursachen können.
Infolge der erhöhten intrazellulären Eisenspiegel synthetisiert die Leber Hepcidin und setzt es frei. Hepcidin ist in zweifacher Hinsicht von Bedeutung. Einerseits stimuliert es die Eisenspeicherung durch retikuloendotheliale Makrophagen, andererseits vermindert es den Eisenexport aus den Enterozyten [8]. Auf Grund der großen Zahl an Transferrinrezeptoren auf der Zelloberfläche ist die hepatozelluläre Eisenaufnahme besonders hoch. Wenn die Eisenspeicherung in der Leber kritische Werte erreicht, kann das intrazelluläre labile Eisen durch Bildung freier Radikale (oxidativer Stress) eine Schädigung der Zellorganellen wie beispielsweise der Mitochondrien hervorrufen und eine Funktionsstörung der Zelle bis hin zum Zelltod verursachen. Unter Eisenbelastungsbedingungen wird die Hepcidinproduktion durch gesteigerte Erythropoese unterdrückt, wobei der Mechanismus bis jetzt noch unbekannt ist. Aufgrund der niedrigen Hepcidinspiegel führt die andauernde Eisenresorption zu erhöhten Plasmaspiegeln, Transferrinsättigung und erhöhten NTBI-Spiegeln. Hepcidin hat auch eine Ferroportin-vermittelte Herunterregulierungswirkung auf die Freisetzung von Eisen aus Zellen. Daher liegt bei einer Hepcidinabnahme mehr „freies Eisen“ im Plasma vor [7, 9].
 Eine der wichtigsten Aufgaben der retikuloendothelialen Makrophagen ist das „Recycling“ des Eisens aus den Erythrozyten. Dabei entfernen diese retikuloendothelialen Makrophagen das Eisen hauptsächlich durch Phagozytose alter Erythrozyten aus dem Blut. Sie setzen es über das Eisenexportprotein Ferroportin ins Plasma frei. Das freigesetzte Eisen wird von Coeruloplasmin zu Fe3+ oxidiert, was eine Bindung des Eisens an Transferrin ermöglicht.
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