Mineralstoffe
Mineralstoffe - Med2 HS18 UniFr
Mineralstoffe - Med2 HS18 UniFr
-
- 1 / 48
-
Cartes-fiches
Was sind die Hauptfunktionen von Eisen?
- O2-Transport (Hämoglobin)
- O2-Bindung und Speicherung (Myoglobin)
- Elektronentransport (Cytochrome der Atmungskette)
- Cofaktor von Redox-Reaktionen (z.B. Peroxidase, Katalase)
Welche Mangelerscheinungen zeigen sich bei Eisenmangel?
- Mikrozytäre, hypochrome Anämie ("Eisenmangelanämie")
- Mundwinkelrhagaden
- Nagel- und Haarveränderungen
Was sind die Funktionen von Kupfer?
Als starkes Oxidationsmittel ist Cu2+ Cofaktor zahlreicher Oxidasen , z.B.:
- Cytochrom-c-Oxidase
- Katalase (Entgiftet Wasserstoffperoxid)
- Superoxid-Dismutase (Entgiftet O2-)
Was sind die Mangelerscheinungen bei einem Kupfermangel?
Hypochrome, mikrozytäre Anämie
Funktionen von Zink?
- Bestandteil und Cofaktor von Enzymen , z.B.:
- Carboanhydrase
- Dehydrogenasen (z.B. Alkohol-, Glutamat-, Malat- und Laktat-Dehydrogenase)
- Alkalische Phosphatase
- Superoxid-Dismutase
- Matrix-Metalloproteinasen
- Bestandteil von regulatorischen DNA-Bindeproteinen (sog. "Zinkfinger")
- Komplexbildung mit Insulin
- Beteiligung an der Androgensynthese (v.a. Testosteron)
Mangelerscheinungen bei Zinkmangel?
- Wundheilungsstörungen
Funktion von Iod? Mangelerscheinung?
- Bestandteil der Schilddrüsenhormone Triiodthyronin und Tetraiodthyronin (Thyroxin)
Mangelerscheinung: Iodmangelstruma
Funktionen von Selen? Mangelerscheinungen?
In Form der Aminosäure Selenocystein Bestandteil von Enzymen
- Glutathion-Peroxidase
- Thyroxin-5'-Deiodase
Mangelerscheinungen:
- Anämie
- Schuppige Haut
- Nagelveränderungen
Was ist speziell an der Superoxid-Dismutase?
Sie ist sowohl Kupfer- als auch Zink-haltig
Bedarf, Menge und Verteilung im Organismus, Verteilung in der Nahrung des Eisens darlegen?
- Bedarf: Ca. 10 mg pro Tag
- Menge und Verteilung im Organismus
- Menge: 5–7 g
- Verteilung: Hämoglobin (ca. 70%), Myoglobin (ca. 10%), Ferritin/Hämosiderin (ca. 15%), Rest: Enzyme, Transferrin, Cytochrome
- Eisen in der Nahrung
- Quellen: Pflanzliche und tierische Nahrungsmittel, besonders Leber, Weizenkleie, Kürbiskerne, Sesam, Quinoa, Amaranth
- Vorliegen: Gebunden an Nahrungsproteine (Hämoglobin, Myoglobin)
Was erleichtert die Eisenresorption und was behindert sie?
Reduzierende und antioxidative Substanzen (wie z.B. Ascorbinsäure) erleichtern die Resorption des Eisens, Komplexbildner (wie z.B. Gerbstoffe in Tee und Kaffee) behindern sie.
Wie funktioniert die Eisenresorption? Was geschieht im Magen?
Die Enterozyten nehmen bevorzugt Fe2+ auf, können aber auch Fe3+ aufnehmen
Was geschieht im Darm betreffend Eisenresorption?
Aufnahme im Darm: Im Darm gibt es drei verschiedene Resorptionswege für Eisen, so kann Eisen zum einen als freies Ion, als auch Häm-gebunden (hierdurch effizienteste Resorption möglich) aufgenommen werden.
- DMT1-(Divalent Metal Transporter 1)Weg: Resorption von Fe2+ mittels eines H+-gekoppelten Transports
- HCP-1-(Häm-Carrier-Protein-1‑)Weg (auch kurz: Häm-Weg): Resorption von Häm-gebundenem Eisen über den Häm-Transporter HCP-1
- MIP-(Mobilferrin-Integrin-Pathway‑)Weg: Resorption von Fe3+
Woran wird Eisen im Enterozyten gebunden?
An Mobilferrin
Wie wird Eisen im Blut transportiert?
Eisentransport im Blut: Eisen wird im Blut als Transferrin transportiert
- Bildung des Transferrins
- Abgabe von Fe2+ mittels Ferroportin aus den Enterozyten ans Blut
- Oxidation zu Fe3+ durch Hephästin
- Bindung von Fe3+ an das Transportprotein Apotransferrin Apotransferrin + Fe3+ → Transferrin
- Normalerweise sind ca. 20–50% des Transferrins mit Eisen beladen
Wie kann Eisen in die Zielzellen aufgenommen werden?
Wenn eine Zelle Eisen benötigt, exprimiert sie vermehrt Transferrinrezeptoren (TfR) an ihrer Oberfläche
Wohin gelangt ein Grossteil des Plasmaeisens? Was geschieht damit?
Der Großteil des Plasmaeisens (etwa 80%) gelangt ins Knochenmark und wird dort direkt ins Häm eingebaut!
Was sind die Hauptspeicherorte und -formen von Eisen?
- Hauptspeicherorte: Hepatozyten sowie die retikuloendothelialen Zellen von Knochenmark und Milz
- Speicherformen
- Ferritin: Fe3+ + Apoferritin
- Hämosiderin: Proteinkomplex, der Eisenhydroxid (Fe(OH)3) enthält
- Freisetzung: Das in Hämosiderin gespeicherte Eisen ist viel schlechter mobilisierbar als das Eisen aus dem Ferritin
- Siderosomen: Intrazelluläre Granula, die aus Hämosiderin bestehen und sich in der Berliner-Blau-Färbung mikroskopisch darstellen lassen
- Freisetzung: Das in Hämosiderin gespeicherte Eisen ist viel schlechter mobilisierbar als das Eisen aus dem Ferritin
Wie wird Eisen ausgeschieden?
Eisen entsteht im Körper hauptsächlich beim Abbau des Hämoglobins, der Großteil wird wiederverwertet
- Ausscheidung über den Darm (abgestoßene Epithelzellen), Niere und Schweiß (insg. ca. 1–2 mg pro Tag)
Was ist der Unterschied zwischen Männern und Frauen betreffend Eisenhaushalt?
Frauen sind deutlich häufiger von Eisenmangel betroffen als Männer: Bei der Menstruation gehen etwa 10-15mg Eisen zusätzlich verloren, dies kann jedoch im Normalfall problemlos durch eine erhöhte Eisenresorption ausgeglichen werden. In der Schwangerschaft bleibt die Menstruationsblutung zwar aus, der Eisenbedarf steigt aber aufgrund der vermehrten Blutbildung auf etwa das Doppelte an.
Was ist speziell an Hämosiderin?
Hämosiderin wird zwar zu den Eisenspeicherformen gezählt, tatsächlich scheint es sich aber eher um ein Abbauprodukt von z.B. Hämoglobin zu handeln. Das erklärt auch, warum sich das Hämosiderin-Eisen so schlecht mobilisieren lässt!
Was kann als guter Laborindikator für Eisenreserven eines Organimus gelten?
Ein Teil des Ferritins wird nicht in den Zellen gespeichert, sondern an das Plasma abgegeben. Dieser Teil ist proportional zum Gesamt-Ferritingehalt. Das Plasmaferritin stellt damit einen Indikator für die Eisenreserven des Organismus dar
Was sind die Funktionen von Eisen?
- Häm-haltige Enzyme/Proteine
- Myoglobin (O2-Bindung und Speicherung)
- Hämoglobin (O2-Transport)
- Cytochrome der Atmungskette (Elektronentransport)
- Nicht-Häm-Eisen-Enzyme
- Peroxidase (Entgiftung von Wasserstoffperoxid)
- Katalase (Entgiftung von Wasserstoffperoxid)
- Ribonucleotidreduktase (Reduktion von Ribonucleotiden zu Desoxyribonucleotiden)
Wie wird die Eisenresorption reguliert?
Regulation der Resorption: Abhängig vom Eisengehalt der Enterozyten (abhängig vom Gesamteisen des Körpers) werden etwa 5-40% des Nahrungseisens im Duodenum resorbiert.
- Mucosablock
- Hepcidin
Was ist der Mukosablock?
Bei Ausschöpfung der Eisenbindungskapazität des Plasmas wird Ferritin-Eisen in den Enterozyten abgelagert → Hemmung der Resorption
Was macht Hepcidin?
Der Eisenexport aus dem Enterozyten ins Blut kann durch das Peptidhormon Hepcidin gehemmt werden, indem es an Ferroportin bindet, woraufhin der Ferroportin/Hepcidin-Komplex in die Zelle aufgenommen und abgebaut wird
- Die Synthese von Hepcidin in der Leber wird daher durch eine erhöhte Eisenkonzentration induziert
- Hepcidin hemmt zusätzlich auch die Ferroportin-abhängige Mobilisierung von Eisen aus den Eisenspeichern der Makrophagen
Wie wird der Eisenstoffwechsel reguliert?
- mRNAs von Apoferritin und TfR besitzen in der inaktiven Form eine stabile Stem-loop-Struktur, das sogenannte "iron response element" (IRE)
- Die Translation beider wird durch Bindung des sog. "Iron-response-element-binding-protein" (IRE-BP) reguliert
- Bei ausreichender Eisenkonzentration: IRE-BP bindet Eisen und ist in diesem Zustand als zytosolische Aconitase aktiv
- Bei niedriger Eisenkonzentration bindet das IRE-BP an das IRE. Folgen:
- Hemmung der Translation von Apoferritin
- Aktivierung der Translation des TfR
Bedarf, Verteilung und Menge im Organismus und Quellen von Kupfer?
- Bedarf: 1,0–1,5 mg pro Tag
- Menge und Verteilung im Organismus
- Menge: 100–150 mg
- Verteilung: Größtenteils in der Leber
- Kupfer in der Nahrung
- Quellen: Vollkornprodukte, Hülsenfrüchte, Sonnenblumenkerne
Resorption, Transport und Speicherung von Kupfer beschreiben?
- Aufnahme im Dünndarm: Erfolgt energieabhängig (genauer Mechanismus noch nicht geklärt)
- Transport im Blut zur Leber: Gebunden an Albumin und Transcuprein
- Aufnahme in die Hepatozyten: Über den spezifischen Kupfertransporter CTR1 (Cu2+-ATPase)
- Im Hepatozyten: Reduktion von Cu2+ zu Cu+
- Transport über Wilson-Transporter (ATP7B) in den Golgi-Apparat
- Speicherung: In Form von Coeruloplasmin in den Leberzellen (Apo-Coeruloplasmin + Cu+ → Coeruloplasmin)
- Bei Bedarf: Abgabe ins Blut
Was ist die Funktion von Kupfer?
Als starkes Oxidationsmittel ist Cu2+ Cofaktor zahlreicher Oxidasen , z.B.:
- Cytochrom-c-Oxidase
- Lysyl-Oxidase
- Superoxid-Dismutase
Wie stehen Eisen- und Kupferstoffwechsel zueinander?
Kupfer- und Eisenstoffwechsel stehen in engem Zusammenhang - Kupfer wird sowohl für die Eisenresorption als auch für die physiologische Verwertung des Eisens (z.B. Einbau in das Häm) benötigt.
Bedarf, Menge und Verteilung und Quellen von Zink?
- Bedarf: ca. 10–15 mg pro Tag
- Menge und Verteilung im Organismus
- Menge: ca. 2–3 g
- Verteilung: 99% intrazellulär
- Zink in der Nahrung
- Quellen: Innereien, Fisch, Meeresfrüchte, rotes Fleisch, Weizen
Wie viel % des Zinks werden aus der Nahrung resorbiert?
Ca. 10 - 40%
Wie wird Zink ausgeschieden?
Über Galle und Pankreassekret mit den Fäzes
Funktionen von Zink?
- Cofaktor von Enzymen z.B.
- Dehydrogenasen (z.B. Alkohol-, Glutamat-, Malat- und Lactat-Dehydrogenase)
- Alkalische Phosphatase
- Carboanhydrase
- Superoxid-Dismutase
- Bestandteil von regulatorischen DNA-Bindeproteinen (Zinkfinger )
- Komplexbildung mit Insulin
- Beteiligung bei der Androgensynthese (v.a. Testosteron)
Kann Zink im Körper gespeichert werden?
Nein
Bedarf, Menge und Verteilung und Quellen von Iod?
- Bedarf: Ca. 100–200 μg pro Tag
- Menge und Verteilung im Organismus
- Menge: Ca. 10–20 mg
- Verteilung: Ca. 75% befinden sich in der Schilddrüse
- Iod in der Nahrung
- Quellen: Fisch, Fleisch, Milchprodukte
Resorption, Transport und Ausscheidung von Iod
- Aufnahme im Darm: Parazellulär
- Transport im Blut: Gebunden an Plasmaproteine
- Aufnahme in die Zielzellen: Über eine Iodidpumpe (Na+/I--Symport)
- Ausscheidung
- Anorganisches Iodid: Über die Nieren
- Iodhaltige Schilddrüsenhormone: Nach Glucuronidierung über die Galle