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Die Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin behandelt die klinische Praxis und deren angrenzende Felder im Sinne translationaler Forschung, die den Einfluss von körperlicher Aktivität, Bewegung, Training und Sport sowie Bewegungsmangel von gesunden Personen und Patienten aller Altersgruppen erforscht. Dies umfasst die Auswirkungen von Prävention, Diagnose, Therapie, Rehabilitation und körperlichem Training sowie das gesamte Feld der Sportmedizin und sportwissenschaftliche, physiologische und biomechanische Forschung.

Die Zeitschrift ist die führende und meistgelesene deutsche Zeitschrift für die gesamte Sportmedizin. Sie richtet sich an alle Ärzte, Physiologen und sportmedizinisch/sportwissenschaftlich interessierte Wissenschaftler aller Disziplinen sowie an Physiotherapeuten, Trainer, Praktiker und Sportler. Die Zeitschrift ermöglicht allen Wissenschaftlern online Open Access zu allen wissenschaftlichen Inhalten und viele Kommunikationsmöglichkeiten.

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Sportmedizin
EDITORIAL

Erhöhte Hepdicinexpression nach Marathonlauf - Eine neue Hypothese zur Entstehung eines Eisenmangels

Increased Hepcidin Expression After Marathon Running – A New Hypothesis to the Development of Iron Deficiency

Die  Regulationszentren  für  die  Eisenhomöostase  liegen  im menschlichen Organismus weit voneinander entfernt. Deshalb wurden schon lange lösliche Komponenten im Plasma vermutet, die das kommunizierende Signal zwischen den verschiedenen Regulationszentren liefern. Durch die Entdeckung von Hepcidin (ein Petidhormon, das in der Leber gebildet wird) ist dieses Bindeglied in den letzten Jahren gefunden worden und damit unser Verständnis  für  die  molekulare  Kontrolle  des  Eisenmetabolismus  enorm gewachsen.
Hepcidin  gilt  heute  als  der  Hauptregulator  des  Eisenstoffwechsels.
Zwei  Forschergruppen  haben  zunächst  unabhängig  voneinander Hepcidin als ein zirkulierendes antimikrobielles Peptid aus menschlichem  Urin  und  Blut  isoliert.  Daher  stammt  der  Name Hepcidin (hepatic bactericidal Protein). Später wurde der Zusammenhang zwischen Hepcidin und Eisenstoffwechsel entdeckt (1). Hepcidin reguliert die intestinale Eisenaufnahme über den Dünndarm und die Eisenfreisetzung aus dem Retikuloendothialen System. Steigt der Bluteisenspiegel im Verhältnis zum Eisenverbrauch, wird  von  der  Leber  Hepcidin  freigesetzt,  um  damit  im  Darm  die Eisenaufnahme  herabzusetzen.  Liegt  der  Eisenspiegel  tief,  ist  die Hepcidinsynthese in der Leber gehemmt und im Darm steigt die Eisenaufnahme.
Hepcidin reguliert den einzigen, bisher identifizierten Eisenexporter Ferroportin in den duodenalen Enterozyten und Makrophagen durch „down-Regulierung“ in diesen Zellen (2, 3), d. h. Ferroportin ist das molekulare Ziel von Hepcidin.Außerdem spielt Hepcidin bei der Dysregulation der Eisenhomöostase bei chronischen Entzündungen eine wichtige Rolle.
Patienten  mit  chronischen  Infektionen  oder  schweren  entzündlichen Erkrankungen zeigten eine 100fache Hepcidinerhöhung im Urin (4). Die Folge dieser up-Regulation von Hepcidin kann eine Anämie sein (3). Die erhöhte Hepcidinproduktion bei Infektionen oder Entzündungen wird durch die Freisetzung von Zytokinen, insbesondere Interleukin 6 (IL-6), ausgelöst.
Im Jahre 2005 (4) wurde erstmals der Einfluss eines Marathonlaufes auf die Hepcidinantwort im Urin untersucht. Der maximale Anstieg wurde einen Tag nach dem Lauf ermittelt. Bei acht Frauen („responder“) fand sich ein starker Anstieg (4-27fach) im Vergleich zum Ausgangswert. Diese Veränderungen gleichen der Antwort auf chronische Infektionen bzw. Entzündungen. Diese Studie zeigte einen  Einfluss  von  körperlichen  Ausdauerleistungen  auf  Hepcidin und damit auf den Eisenstatus eines Athleten.
In  der  Zwischenzeit  wurden diese Ergebnisse bestätigt (6). Nach einem intensiven Intervalltraining zeigte sich eine Hepcidinerhöhung im Urin drei Stunden nach der Leistung.
Kürzliche  Forschungsergebnisse  haben  gezeigt,  dass Gewebshypoxie  zur  Bildung von  zellulären  reaktiven  O2-Radikalen führt, die wiederum zur Freisetzung von IL-6 führt (7).  Drei  Stunden  nach  der durch Sport induzierten Hämolyse und dem Anstieg von IL-6 zeigte  sich  Hepcidin  erhöht. IL-6 ist von allen Zytokinen am stärksten  beteiligt,  mit  einem bis zu 100fachen Anstieg (8). Dabei wurde auch gezeigt, dass IL-6 aus der arbeitenden Muskulatur freigesetzt wurde in Abhängigkeit von der Intensität der Leistung.
Mit dem Anstieg von Hepcidin wird die Absorption von Eisen nach  einer  extremen  körperlichen  Leistung  für  längere  Zeit  limitiert, durch den hemmenden Effekt auf duodenale Enterozyten. D. h., die Eisenversorgung für die Erythropoese wird über längere Zeit unterdrückt. So könnte sich durch die erhöhte Hepcidinkonzentration, ähnlich wie bei chronischen Entzündungen, bei chronischen Ausdauerbelastungen ein Eisenmangel bzw. eine Eisenmangelanämie entwickeln.
Dies  veranlasste  uns  zu  der  Hypothese,  dass  bei  extremen Ausdauerleistungen die vermehrte Hepcidinbildung zu einem Eisenmangel führen kann.
Nach  submaximalen  Leistungen  zeigte  sich  keine  Hepcidinvermehrung.
Weitere Studien sind nötig, um diese neue Hypothese zu verifizieren oder zu falzifizieren.

LITERATUR

  1. Ganz T: Hepcidin, a key regulator of iron metabolisten and mediator of anemia of inflmmation. Blood 102 (2003) 783-788.
  2. Delaby C, Pilard N, Concalves AS, Beaumont C, Canonne-Hergaux F: Presence of the iron exporter ferroportin at the plasma membran of makrophages is enhanced by iron loading and down – regulated by hepcicn. Blood 106 (2005) 3979-3984.
  3. Hugman A: Hepcidin: an imortant new regulator of iron homeostasis. Clin Lab Haem 28 (2006) 75-83.
  4. Nemeth E, Valore EV, Territo M, Schiller G, Lichtenstein A, Ganz T: Hepcidin, a putative mediator of anemia of inflmmation, is a type II acute-phase protein. Blood 101 (2003) 2461-2463.
  5. Roecker L, Meier-Buttermilch R, Brechtel L, Nemeth E, Ganz T: Iron regulatory protein hepcidin is increased in female athletes after a marathon. Europ. J Appl Physiol 95 (2005) 569-571.
  6. Peeling P, Dawson B, Goodman C, Landers G, Trinder D: Athletic induced iron defiiency: new insights into the role of inflmmation, cytokines and hormones. Europ. J Appl Physiol 103 (2008) 381-391.
  7. Ali MH, Schlidt SA, Chandel NS, Hynes KL, Schumacker PT, Gewertz BL: Endothelial permeability and IL-6 production during hypoxia: role of ROS in signal transduction. Am J Physiol 277 (1999) 1057-1065.
  8. Helge JW, Stallknecht B, Pedersen BK et al.: The effect of graded exercise on IL-6 release and glucose uptake in human skeletal muscle. J Physiol 546 (2003) 299-305.
 
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