Woher kommen Pflanzenfresser an Eisen?

[nocquae]

Gerade gefunden:

[gwarpy]

[Lamarck]

Hi,

weil das Thema offenbar doch auf einiges Interesse zu stoßen scheint und mich übergreifende Fragestellungen interessieren, hierzu nun noch einige ergänzende Anmerkungen:

Bei ausgewogener Ernährung gibt es beim gesunden Menschen keine Eisenmangelanämie. Ausschlaggebend für die Eisenversorgung ist nicht nur die zugeführte Menge dieses Stoffes, sondern seine Verwertbarkeit. Und diese ist bei tierischen Lebensmitteln grundsätzlich größer als bei pflanzlichen. Während die Verwertung von Eisen aus Pflanzen nur zu 1 – 4 % ausnutzbar ist, liegt die Rate bei tierischem Eisen bei 5 – 12 %. Interessanterweise begünstigt die Anwesenheit von Vitamin C und anderen organischen Säuren die Eisenausnutzung aus Pflanzen und auch die Kombination von tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln führt zu einer Verdopplung der Verwertungsmöglichkeiten bezüglich letzterem (vgl. Elmadfa, I. & Leitzmann, C. (1990): Ernährung des Menschen. - 2. Aufl., Stuttgart, S. 198).

Kontraproduktiv für die Bioverfügbarkeit von Eisen sind Phytin, Phosphate, Calcium, Salizylate und Sojaprotein (vgl. Heseker, H. (1997): Eisen. Ernährungs-Umschau 44 Heft 12, S. 455). Gleiches gilt aufgrund komplexbildender Ursachen für Tee und Kaffee.

Früher war "weißes" Kalbfleisch beliebt und verbreitet; dieses Fleisch war aber das Ergebnis einer sehr eisenarmen Fütterung und dessen Produktion ist heute aus Gründen des Tierschutzes auch nicht mehr erlaubt (der Mindestgehalt an Hämoglobin wurde hier festgelegt). Zwecks Mineralstoffversorgung der Rinder zeigte sich übrigens die Verfütterung von Tiermehl als vorteilhaft (aber nachteilig, was BSE betrifft).


Herbivore Säuger könnten beispielsweise folgende Strategien umsetzen:

Skalierungsstrategie: Bei zunehmender Größe ist zwar mehr Nahrung und demzufolge eine entsprechend fruchtbares Biotop nötig, allerdings steigt die Effizienz aufgrund gewisser Effekte nicht linear: Bei doppelter Masse muss sich auch das Blutvolumen nicht verdoppeln. Hauptsache viel Nahrung, die Qualität ist nicht so von Bedeutung.

Morphologische Strategie: Wg. des schwierigeren Aufschlusses ist die Darmlänge bei Herbivoren generell größer als bei Carnivoren. Dies wird wohl auch für die Mineralstoffaufnahme unterstützend wirken.

Ökologische Strategie: Symbiosen mit entsprechenden Mikroorganismen; Spezialisierung auf bestimmte Pflanzen.

Biochemische Strategie: Einsatz von entsprechend wirksamen Formen von Enzymen wie Transferrine.

Pharmazeutisch sind übrigens Präparate erhältlich, die Lactoferrin in Verbindung mit Eisen enthalten, welche sehr gut verträglich sein sollen.


In Pflanzen kommt eine reichhaltige Ausstattung mit eisenhaltigen Enzymen zum Einsatz; wobei das Eisen als Fe-S-Cluster (Aconitase, Aminocyclopropancarboxylat-Oxidase, Ferredoxin, Ribonucleotid-Reduktase ...) bzw. als Häm (Cytochrom C, Fe^3+-Chelat-Reduktase, Katalase, Nitratreduktase ...) gebunden ist; Phytoferritin dient dagegen direkt zur Eisenspeicherung in Form von Fe^3+. Aufgrund dieser Vielfalt ist ein unterschiedlicher Eisengehalt in unterschiedlichen Nutzpflanzen bzw. deren Bestandteile und Entwicklungsstadien sicher nicht überraschend.

Interessant sind insbesondere die Anreicherungsstrategien bei der Eisenassimilation der Poaceae (Süßgräser), die hierzu bei Fe-Mangel an den Wurzeln die Sekretion von entsprechenden Komplexbildnern vornehmen (vgl. Walter A., Pich A., Scholz G., Marschner H. & Römheld V. (1995): "Diurnal variations and release of phytosiderophores and nicotianamine in roots and shoots of barley." J. Plant Physiol. 147, 191-196.) Andere Strategien setzen den pH-Wert der Rhizosphäre herab bzw. haben morphologische Auswirkungen auf die Wurzelausgestaltung.

Jedenfalls muss das als Fe^2+ aufgenommene Eisen noch in den Wurzelzellen wieder zu Fe^3+ oxidiert und durch den Xylemstrom weitertransportiert werden, wobei es dabei durch organische Säuren wie Citrat oder Malat gebunden wird (vgl. Marschner H. (1986): Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press: London.


Cheers,

Lamarck
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„Nothing in Biology makes sense, except in the light of evolution.” (Theodosius Dobzhansky)

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