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Eisen ist ein zentrales Spurenelement für Sauerstofftransport, Zellatmung und zahlreiche enzymatische Prozesse. Die intestinale Eisenresorption erfolgt im oberen Dünndarm über spezifische Transporter, wird aber primär systemisch durch das Leberhormon Hepcidin gesteuert. Die Regulation der Hepcidinproduktion hängt unter anderem vom HFE-Gen ab, das bei bestimmten Genvarianten in seiner Funktion eingeschränkt ist. Dies kann zu einer unkontrollierten Eisenaufnahme und zur Entwicklung einer Hämochromatose führen – einer klinisch relevanten Eisenüberladung mit Organbeteiligung. Der folgende Beitrag beschreibt die physiologischen Grundlagen der Eisenaufnahme, die Rolle des HFE-Gens in der Systemregulation sowie praktische Implikationen für Screening und Risikobewertung in der ärztlichen Betreuung.
Eisen ist essenziell für Sauerstofftransport, Zellatmung, DNA-Synthese und Immunabwehr. Es wird ausschließlich über die Nahrung aufgenommen, wobei tierisches Hämeisen besser resorbiert wird als pflanzliches Nicht-Hämeisen. Die Resorption erfolgt im Duodenum über spezialisierte Transporter (DMT1, HCP1) und wird über das Hormon Hepcidin fein reguliert.
Das HFE-Gen steuert die Hepcidinproduktion und damit die Eisenaufnahme. Genetische Varianten, insbesondere rs1800562 (C282Y), können diesen Regulationsmechanismus stören. Folge kann eine unkontrollierte Eisenresorption sein, die zur Eisenüberladung (Hämochromatose) führen kann – mit Risiken für Leber, Herz, Pankreas und andere Organe.
Betroffene Personen lagern überschüssiges Eisen ein, was oxidativen Stress und entzündliche Gewebeschäden fördern kann. Die Symptome reichen von Erschöpfung über Leberfunktionsstörungen bis zu Diabetes und Herzrhythmusstörungen – oft erst spät erkannt.
Für die medizinische Praxis ist wichtig, dass bei Risikopatient:innen mit genetischer Prädisposition (v. a. C282Y-Homozygote) Eisenstatus und Ferritinwerte regelmäßig kontrolliert und ggf. die Eisenzufuhr begrenzt werden. Frühzeitige Diagnostik durch HFE-Gentestung ermöglicht eine effektive Prävention schwerwiegender Folgeerkrankungen.
Eisen ist ein lebensnotwendiges Spurenelement, das in nahezu allen biologischen Systemen eine zentrale Rolle spielt. Es handelt sich um ein sogenanntes Übergangsmetall, das in der Lage ist, Elektronen zu übertragen, wodurch es prädestiniert ist für zahlreiche redoxaktive Prozesse im menschlichen Organismus. Diese Eigenschaft macht Eisen unersetzlich für fundamentale Funktionen wie den Sauerstofftransport, die Zellatmung, die DNA-Synthese sowie für immunologische, neurologische und hormonelle Prozesse. Trotz seiner geringen absoluten Menge im Körper, durchschnittlich etwa drei bis fünf Gramm bei einem Erwachsenen, ist Eisen für das Überleben und die Funktionalität jeder einzelnen Zelle essenziell. Aufgrund seines Potenzials, oxidative Schäden zu verursachen, ist der Körper darauf angewiesen, Eisen streng zu kontrollieren, es überwiegend protein-gebunden zu transportieren, und zu speichern, und den Eisenstoffwechsel feinfühlig zu regulieren.
Ein erheblicher Teil des Gesamteisens ist funktionell eingebunden: Rund 60–70 % befinden sich im Hämoglobin der Erythrozyten, wo Eisen in Form von zweiwertigem Eisen (Fe²⁺) zentral in der Häm-Gruppe eingebettet ist und eine reversible Sauerstoffbindung ermöglicht. Weitere 10 % des Eisens sind im Myoglobin gespeichert, einem sauerstoffbindenden Protein der Muskelzellen, insbesondere in Herz- und Skelettmuskulatur. Etwa 15–20 % des Eisens liegen in Speicherformen vor, primär als Ferritin und bei Überladung auch als Hemosiderin, hauptsächlich in der Leber, der Milz und dem Knochenmark. Ein kleiner, aber biologisch hochrelevanter Anteil des Eisens ist an Enzyme gebunden, die zentrale Funktionen in der mitochondrialen Atmungskette (z. B. Cytochrome, Eisen-Schwefel-Komplexe), der Entgiftung (z. B. Cytochrom P450), der DNA-Replikation (z. B. Ribonukleotid-Reduktase) oder der Neurotransmittersynthese (z. B. Tyrosin-Hydroxylase) übernehmen. Der freie, „nicht gebundene“ Eisenpool im Plasma ist sehr gering, da ungebundenes Eisen hochreaktiv ist und die Bildung freier Radikale über Fenton-Reaktionen katalysieren kann, was potenziell zelltoxisch wirkt (Kruszewski M., 2003).
Die Aufnahme von Eisen in den Körper erfolgt ausschließlich über die Nahrung und ist abhängig von Form, Matrix und Begleitstoffen der jeweiligen Lebensmittel. Grundsätzlich wird zwischen zwei Formen unterschieden: Hämeisen, das überwiegend in tierischen Produkten (z. B. Fleisch, Innereien) vorkommt und als Bestandteil der Häm-Gruppe direkt und effizient über spezifische Transportmechanismen aufgenommen wird, sowie Nicht-Hämeisen, das in pflanzlichen Quellen enthalten ist und in seiner dreiwertigen Form (Fe³⁺) zunächst durch Reduktasen im Darm in die zweiwertige, absorbierbare Form (Fe²⁺) umgewandelt werden muss. Die Aufnahme von Hämeisen liegt typischerweise bei etwa 15–35 %, während Nicht-Hämeisen mit einer Aufnahmequote von 2–20 % deutlich variabler ist und stark durch andere Nahrungsbestandteile beeinflusst wird (Piskin et al., 2022). Positiv wirken sich unter anderem Vitamin C, organische Säuren (z. B. Zitronensäure, Milchsäure) und bestimmte Aminosäuren aus, während Phytate, Oxalate, Polyphenole und hohe Mengen an Calcium die Absorption hemmen können.
Der primäre Ort der Eisenaufnahme ist der obere Dünndarm, insbesondere das Duodenum. Hier erfolgt die Resorption über spezialisierte Transporter: Nicht-Hämeisen wird über den Divalent Metal Transporter 1 (DMT1) aufgenommen, während Hämeisen über das Häm-Carrier-Protein 1 (HCP1) in die Enterozyten gelangt. Innerhalb der Darmzellen kann Eisen entweder temporär in Ferritin gespeichert oder über den einzigen bekannten zellulären Eisenausfuhrtransporter Ferroportin in das Blut abgegeben werden. Der Export von Eisen aus den Enterozyten und anderen eisenverarbeitenden Zellen wird systemisch durch das Leberhormon Hepcidin reguliert. Dieses zentrale Regulatormolekül bindet an Ferroportin, führt zu dessen Internalisierung und Abbau und senkt dadurch die Eisenfreisetzung in den Blutkreislauf. Bei hohem Eisenstatus oder inflammatorischen Reizen steigt die Hepcidinproduktion an, was zu einer verminderten Eisenverfügbarkeit führt. Umgekehrt wird bei Eisenmangel oder erhöhtem Erythropoese-Bedarf die Hepcidinsynthese gehemmt, wodurch vermehrt Eisen aus der Nahrung aufgenommen und aus den Speichern mobilisiert wird. Im Plasma wird freies Eisen nahezu vollständig an das Transportprotein Transferrin gebunden. Transferrin kann zweiwertiges Eisen in oxidierter Form (Fe³⁺) binden und transportiert es über den Blutstrom zu eisenabhängigen Geweben, insbesondere dem Knochenmark, wo es für die Hämoglobin-Synthese in der Erythropoese benötigt wird. Zellen nehmen Eisen durch Transferrinrezeptoren auf, die durch Endozytose ganze Transferrin-Eisen-Komplexe internalisieren. Nach Freisetzung und intrazellulärer Nutzung wird Transferrin wieder ins Blut zurückgeführt.
Die präzise Regulation des Eisenstoffwechsels ist entscheidend, da sowohl Eisenmangel als auch Eisenüberladung schwerwiegende Folgen haben können. Eisenmangel beeinträchtigt die Hämoglobinsynthese und führt langfristig zu Anämie, verminderter kognitiver Leistungsfähigkeit, geschwächter Immunabwehr und erhöhter Infektanfälligkeit. Eine Eisenüberladung hingegen kann durch verstärkte Bildung freier Radikale zu chronischen Organschäden, insbesondere in Leber, Herz und endokrinen Organen, führen (Jáuregui-Lobera, 2014)(Mancardi et al., 2021). Der menschliche Organismus verfügt über keine aktive Ausscheidungsfunktion für überschüssiges Eisen, weshalb die Resorptionssteuerung über den Darm die zentrale Stellgröße im Eisenhaushalt darstellt.
Das HFE-Gen ist für die Synthese des gleichnamigen HFE-Proteins verantwortlich, das an der Regulation der Eisenaufnahme im Körper beteiligt ist. Das HFE-Gen befindet sich auf Chromosom 6 an der Position 6p22.2 (kurzer Arm des Chromosoms) und erstreckt sich über knapp 12.000 Basenpaare. Das HFE-Protein spielt eine bedeutende Rolle bei der Regulation der Hepcidin-Expression, indem es der Leber hilft, den Eisenstatus des Körpers zu erfassen und bei ausreichender Eisenversorgung den Hepcidin-Spiegel zu erhöhen.
Hepcidin ist ein Hormon, das von der Leber produziert wird und den Eisenstoffwechsel reguliert, indem es das Protein Ferroportin hemmt. Ferroportin ermöglicht die Abgabe von Eisen aus den Enterozyten in die Blutbahn sowie aus Eisenspeichern (z. B. Makrophagen und Hepatozyten). Wird ausreichend Hepcidin hergestellt und ist genügend Eisen im Körper vorhanden, wird die Eisenfreisetzung in die Blutbahn reduziert und die Aufnahme im Darm begrenzt. Wenn das HFE-Protein nicht richtig hergestellt werden kann oder in seiner Funktion gestört ist, wird dieser Regulationsmechanismus beeinträchtigt und es kann zu wenig Hepcidin gebildet werden. Der niedrige Hepcidin-Spiegel führt dazu, dass zu viel Eisen aus dem Darm ins Blut gelangt, was zu einer Eisenüberladung im Körper führen kann (Nemeth & Ganz, 2023). Das HFE-Protein reguliert die Eisenaufnahme vor allem über die Leber–Hepcidin–Ferroportin-Achse. Der Dünndarm ist dabei der Ort der Eisenaufnahme, während die Leber über Hepcidin wesentlich steuert, wie viel Eisen aus den Darmzellen und aus Eisenspeichern in die Blutbahn freigesetzt wird.
Damit Eisen aus unserer Nahrung im Darm aufgenommen werden kann, muss es in eine lösliche Form gebracht werden. Dabei wird Nicht-Häm-Eisen, das überwiegend als Fe³⁺ (dreiwertiges Eisen) vorliegt, im sauren Milieu des Magens und mithilfe von Vitamin C teilweise zu Fe²⁺ (zweiwertiges Eisen) reduziert, bevor es resorbierbar wird. Im Darm angelangt, kann das Eisen über bestimmte Transporter, wie etwa den divalenten Metalltransporter 1 (DMT1), der in den Enterozyten des Dünndarms liegt, aufgenommen werden. In den Zellen wird ein gewisser Teil des Eisens in Form von Ferritin gespeichert. Ferritin ist ein Proteinkomplex, der als Speicher für Eisen im menschlichen Körper dient. Der restliche Teil wird durch das Protein Ferroportin von den Enterozyten ins Blut abgegeben. Ist das Eisen einmal durch den Dünndarm in die Blutbahn gelangt, wird es dort an ein Molekül namens Transferrin gebunden, das das Eisen zu den Organen und Geweben bringt, die es benötigen. Normalerweise ist nur ein Teil der Transferrin-Bindungsstellen mit Eisen besetzt; bei Menschen mit einer relevanten Störung des HFE-Gens kann die Transferrinsättigung deutlich erhöht sein, wodurch zu viel Eisen im Umlauf sein kann (Alexander & Kowdley, 2009). Ein Großteil des Eisens wird durch Transferrin an das Knochenmark geliefert, wo es in Hämoglobinmoleküle neu gebildeter Erythrozyten (rote Blutkörperchen) eingebaut wird. Der Rest des Eisens wird an andere Gewebe, unter anderem auch an die Leber, abgegeben.
In der Leber spielt HFE eine weitere bedeutende Rolle bei der Regulation des Eisenstoffwechsels. HFE interagiert unter anderem mit Transferrinrezeptoren und trägt dazu bei, dass die Leber erkennt, wie stark Transferrin mit Eisen beladen ist. Dadurch kann die Hepcidin-Produktion entsprechend angepasst werden. Fehlt das HFE-Protein oder ist seine Funktion gestört, kann die Leber den Eisenstatus nicht ausreichend korrekt erfassen. Dadurch bleibt die Hepcidin-Produktion unangemessen niedrig, Ferroportin bleibt vermehrt aktiv und es gelangt zu viel Eisen in den Blutkreislauf. Das Eisen, das von den Leberzellen nicht sofort verwendet wird, wird in Ferritin gespeichert. Wenn die Speicherkapazität überschritten wird, kann überschüssiges Eisen seine Toxizität entfalten, indem es oxidativen Stress begünstigt (Kawabata, 2022).
Wird aufgrund eines nicht intakten HFE-Gens zu viel Eisen aufgenommen, kann es zu einer Eisenüberladung kommen. Dieser Zustand wird bei genetischer Ursache als hereditäre Hämochromatose bezeichnet. Das überschüssige Eisen kann sich in Organen wie Herz, Leber und Bauchspeicheldrüse ablagern und dort durch oxidativen Stress die Zellen schädigen. Im Herzen kann eine Eisenüberladung die Herzmuskulatur schädigen, was zu Herzrhythmusstörungen führen kann. In der Leber kann eine übermäßige Eisenansammlung zu Leberfibrose, Leberzirrhose, Leberversagen bis hin zu Hepatozellulärem Karzinom (Leberkrebs) führen. Diabetes kann eine Folge von Eisenablagerungen in der Bauchspeicheldrüse sein, da die Insulinproduktion gestört werden kann. Wenn die Bindungs- und Speicherkapazität von Transferrin und Ferritin überschritten wird, kann vermehrt schlecht gebundenes beziehungsweise nicht-transferringebundenes Eisen im Körper auftreten. Dieses Eisen kann die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) fördern. ROS sind hochreaktive Moleküle, die nicht nur zu oxidativem Stress führen, sondern auch Membranen, Proteine und sogar die DNA beschädigen können.
Innerhalb der Genanalysen bei NovoMedic werden 3 verschieden Genloci untersucht, die für die Eisenaufnahme von Bedeutung sind. Die klinisch bedeutendste Variante des HFE-Gens ist rs1800562. Sie befindet sich im HFE-Gen auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 (6p22.2) und entspricht der Nukleotidänderung c.845G>A. Dabei wird die Base Guanin durch Adenin ausgetauscht. In weiterer Folge wird dadurch das Codon verändert, sodass anstelle eines Cysteins ein Tyrosin in die Polypeptidkette eingebaut wird. Dieser Polymorphismus bewirkt, dass das Protein nicht korrekt an die Zelloberfläche gelangt und vermehrt intrazellulär verbleibt, sodass es nicht ausreichend mit den Transferrinrezeptoren (TfR1/TfR2) interagieren kann. Die Komplexbildung mit β2-Mikroglobulin wird gestört beziehungsweise verhindert. Dadurch wird die Regulation der Hepcidin-Expression beeinträchtigt. HFE interagiert dabei nicht direkt mit Hepcidin, sondern beeinflusst dessen Produktion indirekt über HFE-abhängige Signalwege, unter anderem im Zusammenhang mit Transferrinrezeptoren. Die Folge ist eine verminderte Hepcidin-Antwort, wodurch Ferroportin vermehrt aktiv bleibt, die Eisenfreisetzung in die Blutbahn steigt und langfristig eine Eisenüberladung entstehen kann (Piperno et al., 2020).
Beim nächsten Polymorphismus rs1799945 wird die Base Cytosin durch Guanin ersetzt. Dieser Polymorphismus befindet sich an Position 187 von Chromosom 6 und führt dazu, dass die Aminosäure Histidin gegen Asparaginsäure ausgetauscht wird. Dies führt dazu, dass Eisen in der Leber vermehrt aufgenommen wird und akkumuliert. Der seltenste Polymorphismus rs1800730 liegt auf Position 193 von Chromosom 6 und hier wird die Base Adenin durch Thymin ersetzt. Auch dies führt dann zu einer Veränderung in der Aminosäuresequenz, indem Serin durch Cystein ersetzt wird. Dieser Polymorphismus stellt die harmloseste Variante der Hämochromatose dar und Menschen mit dieser Genvariation haben oft nur selten Beschwerden. All diese Polymorphismen werden autosomal-rezessiven vererbt. Das bedeutet, dass die Symptome einer Hämochromatose nur dann auftreten, wenn beide Allele eines Gens die mutierte Genvariante haben.
Eisen ist ein essenzielles Spurenelement für die Erhaltung der Blutgesundheit. Es ist ein Bestandteil des Hämoglobins und Myoglobins – Proteine, die für die Sauerstoffversorgung in unserem Körper zuständig sind. Ein Mangel an Eisen kann nicht nur zu Müdigkeit und Erschöpfung führen, häufige Mangelsymptome sind auch: Haarausfall, brüchige Nägel, Konzentrationsstörungen, Lernschwäche, Schwindel etc. Doch nicht nur ein Eisenmangel kann unseren Körper negativ beeinträchtigen, auch ein Überschuss an Eisen kann gefährlich werden. Wenn das HFE-Gen ein funktionierendes HFE-Protein erzeugen kann, wird die Eisenaufnahme innerhalb unseres Körpers strengstens reguliert. Durchschnittlich absorbiert man etwa 10% des Eisens, das durch unsere Ernährung aufgenommen wird (1-2mg). Bei Hämochromatose steigt dieser Wert auf 3-4 mg (Milman N.T., 2021). Dadurch vermehrt sich das Gesamtkörpereisen von 4-5g auf bis zu 80g. Bereits ab 20g sind erste klinische Symptome zu beobachten. Wird die Hämochromatose nicht rechtzeitig entdeckt und behandelt, führt diese Erkrankung unweigerlich zum Tod. Kann jedoch anhand von genetischen Parametern eruiert werden, dass ein Patient ein erhöhtes Risiko hat, kann man früh genug anfangen auf seinen Eisenkonsum zu achten und somit Leberzirrhosen oder Diabetes vermeiden.
Alexander J, Kowdley KV. HFE-associated hereditary hemochromatosis. Genetics in Medicine. 2009;11(5):307-313. doi:10.1097/gim.0b013e31819d30f2
Barton JC, Parker CJ. HFE-Related hemochromatosis. GeneReviews® – NCBI Bookshelf. Published 11. April 2024. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1440/
Edwards C, Barton JG. HFE gene: structure, function, mutations, and associated iron abnormalities. Genes. 2013;112(3):123‑134. doi:10.1016/j.gene.2013.09.079. PMID: 24113144.
Hämochromatose Typ 1 (HFE-Mutationen H63D, S65C, C282Y) – Medizinische Laboratorien Düsseldorf. Medizinische Laboratorien Düsseldorf. https://www.labor-duesseldorf.de/examination/view/haemochromatose-typ-1-hfe-mutationen-h63d-s65c-c282y
Hämochromatose erbliche Krankheiten die Leber. https://lebertransplantation.eu/die-leber/erbliche-krankheiten/haemochromatose#:~:text=Die%20H%C3%A4mochromatose%20ist%20eine%20genetisch,H%C3%A4mochromatose%20zu%20den%20h%C3%A4ufigsten%20Erbkrankheiten
Kawabata T. Iron‑induced oxidative stress in human diseases. Cells. 2022;11(14):2152. doi:10.3390/cells11142152. PMID: 35883594; PMCID: PMC9324531.
Jáuregui‑Lobera I. Iron deficiency and cognitive functions. Neuropsychiatr Dis Treat. 2014;10:2087‑2095. doi:10.2147/NDT.S72491. PMID: 25419131; PMCID: PMC4235202.
Katsarou MS, Papasavva M, Latsi R, Drakoulis N. Hemochromatosis: hereditary hemochromatosis and HFE gene. In: Simmons P, ed. Advances in Clinical Chemistry. Vol 110. Amsterdam: Elsevier; 2019:201‑222. doi:10.1016/bs.vh.2019.01.010. PMID: 30798813.
Katsarou MS, Latsi R, Papasavva M, u. a. Population-based analysis of the frequency of HFE gene polymorphisms: Correlation with the susceptibility to develop hereditary hemochromatosis. Molecular Medicine Reports. 2016;14(1):630-636. doi:10.3892/mmr.2016.5317
Labor Düsseldorf. Hämochromatose Typ 1 (HFE‑Mutationen H63D, S65C, C282Y).
https://www.labor-duesseldorf.de/examination/view/haemochromatose-typ-1-hfe-mutationen-h63d-s65c-c282y. Accessed July 16, 2026. Updated March 6, 2023.
Lebertransplantation.eu. Die Leber: erbliche Krankheiten – Hämochromatose.
https://lebertransplantation.eu/die-leber/erbliche-krankheiten/haemochromatose. Accessed July 16, 2026.
Mancardi D, et al. Iron overload, oxidative stress, and ferroptosis in the failing heart and liver. Antioxidants (Basel). 2021;10(12):1864. doi:10.3390/antiox10121864. Published November 24, 2021.
Milman NT. Managing genetic hemochromatosis: an overview of dietary measures, which may reduce intestinal iron absorption in persons with iron overload. Gastroenterology Res. 2021;14(2):66‑80. doi:10.14740/gr1366. Epub April 21, 2021. PMID: 34007348; PMCID: PMC8110241.
Nemeth E, Ganz T. Hepcidin and iron in health and disease. Annu Rev Med. 2023;74:261‑277. doi:10.1146/annurev‑med‑043021‑032816. Epub July 29, 2022. PMID: 35905974; PMCID: PMC9943683.
National Library of Medicine (GeneReviews). Hereditary Hemochromatosis.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1440/. Accessed July 16, 2026.
Pantopoulos K. Cellular iron metabolism and regulation. Adv Exp Med Biol. 2019;1173:21‑32. doi:10.1007/978‑981‑13‑9589‑5_2. PMID: 31456203.
Piperno A, Pelucchi S, Mariani R. Inherited iron overload disorders. Translational Gastroenterology And Hepatology. 2020;5:25. doi:10.21037/tgh.2019.11.15
Piskin E, Cianciosi D, Gulec S, Tomas M, Capanoglu E. Iron absorption: factors, limitations, and improvement methods. ACS Omega. 2022;7(24):20441‑20456. doi:10.1021/acsomega.2c01833. PMID: 35755397; PMCID: PMC9219084.
Przybyszewska J, Żekanowska E. The role of hepcidin, ferroportin, HCP1, and DMT1 protein in iron absorption in the human digestive tract. Gastroenterology Review. 2014;4(4):208-213. doi:10.5114/pg.2014.45102
Rolić T, Yazdani M, Mandić S, Distante S. Iron Metabolism, Calcium, Magnesium and Trace Elements: A Review. Biological Trace Element Research. 2024;203(4):2216-2225. doi:10.1007/s12011-024-04289-z
Slyskova J, et al. Iron absorption: molecular and pathophysiological aspects. Metabolites. 2024;14(4):228. doi:10.3390/metabo14040228. Published April 16, 2024. PMID: ?; PMCID: PMC11052485.
Theil EC. Iron homeostasis and nutritional iron deficiency. J Nutr. 2011;141(4):724S-728S. doi:10.3945/jn.110.127639
West AR, Oates PS. Mechanisms of heme iron absorption: current questions and controversies. World J Gastroenterol. 2008;14(26):4101-4110. doi:10.3748/wjg.14.4101
Ku T, et al. DMT1 and iron transport. Free Radic Biol Med. 2019;133:55‑63. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2018.07.020. Epub July 25, 2018. PMID: 30055235.
