Neue Isotopenmethode eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis des Eisen-Stoffwechsels

Eigentlich wollten Geochemiker der Entstehung des Sauerstoffes in unserer Atmosphäre und der Arbeit von Bakterien in der Urerde nachspüren. Als jedoch Thomas Walczyk, Ernährungs-wissenschaftler an der ETH Zürich, und der Geochemiker Prof. Dr. Friedhelm von Blanckenburg von der Universität Hannover, vorher Universität Bern, gemeinsam über menschliche Blut- und Gewebeproben forschten, ergaben sich mit denselben Techniken ganz neue Erkenntnisse über Eisen-Isotope im menschlichen Körper.

Geochemiker entwickelten hochpräzise Methoden, mit der sie die unterschiedlich schweren Atomsorten, genannt Isotope, des Elementes Eisen bestimmen können. Die leichten dieser Isoto-pe werden von Lebewesen bevorzugt aufgenommen, so die Theorie. Bis vor kurzem galt es aber als unmöglich, für Eisen diese minimalen Verschiebungen in den Isotopen-Mischungsverhältnissen zu messen.

In der Schweiz gelangen diese hochpräzisen Messungen erst-mals an der Universität Bern. Das dafür notwendige hochemp-findliche ICP-Massenspektrometer wird auch an der Universität Hannover bald zur Verfügung stehen. Eisen-Isotopenverhältnisse konnten mit einer Genauigkeit von einem hundertstel Prozent bestimmt werden. Übertragen bedeutet dies, dass der Umfang eines Fußballfeldes auf die Länge eines Streichholzes genau gemessen werden kann, selbst wenn nur wenige millionstel Gramm des jeweiligen Elementes zur Verfügung stehen.

Doch während sich bei der Erforschung der Erde bald heraus-stellte, dass die Arbeit von Bakterien mit der Eisenmethode nicht so leicht sichtbar zu machen ist, ergab die Idee des Er-nährungswissenschaftlers ein überraschendes Resultat: Der Mensch enthält das leichteste bisher gemessene Eisen! Alles deutet auf eine bevorzugte Absorption der leichten Isotope im Dünndarm hin. Zusätzlich sortiert der menschliche Körper die Eisen-Isotope nach ihrem Gewicht und lagert sie unterschied-lich im Körper ab. Am leichtesten ist dabei das Eisen in den Haaren.

Die Vorliebe für leichte Eisen-Isotope ist aber bei Männern stär-ker ausgeprägt als bei Frauen. Männer absorbieren aus der Nahrung auch weniger Eisen als Frauen. Männer und Frauen unterscheiden sich nämlich in ihrem Eisenbedarf. Frauen verlie-ren zusätzlich Eisen über die Blutverluste während der Menstruation. In vielen Fällen führt dies zu Eisenmangel, worauf der weibliche Körper mit einer Steigerung der Eisen-Absorption aus der Nahrung reagiert. Wenn die Isotopenzusammensetzung des Eisens im Blut und die Eisen-Absorption gekoppelt sind, müsste sich das Blut von Männern und Frauen unterscheiden. Genau dieses wurde beobachtet.

Die Bedeutung der Studie geht über den Befund des „leichten“ Menschenblutes hinaus. Denn die Methode könnte Forschern erlauben, schlechte von guten Absorbierern zu unterscheiden. Die Erkenntnis ist besonders für die Medizin und die Ernäh-rungswissenschaft interessant, weil weltweit 600-700 Millionen Menschen von der Blutarmut durch Eisenmangel betroffen sind und diese Mangelerscheinung grundsätzlich auch durch ein gestörtes Absorptionsverhalten bedingt sein kann.

Der Suche des Geochemikers von Blanckenburg nach der Ar-beitsweise von Bakterien in Gesteinen ist der Forscher bisher kaum näher gekommen. Aber die interdisziplinäre Zusammen-arbeit auf einem fremden Forschungsgebiet hat für die Ernäh-rungswissenschaft und die Humanmedizin entscheidende Fort-schritte erzielt. Die Studie wird in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazin „Science“ vorgestellt.