Enzyklopädie zu Eisen(II)-Lactat – Wissenschaftlicher Hintergrund

Was ist Eisen(II)-Laktat?

Eisen(II)-lactat (CAS 5905-52-2), auch bekannt als Eisen(II)-lactat oder Eisen(II)-2-hydroxypropanoat, ist das Eisen(II)-Salz der Milchsäure. Es ist chemisch durch die Summenformel C₆H₁₀FeO₆ und eine molare Masse von 233,99 g/mol (wasserfrei) bzw. 288,03 g/mol (Trihydrat) charakterisiert. Die Verbindung liegt als grünlich-weißes Pulver oder kristalline Masse mit einem schwachen, charakteristischen Geruch und einem leicht süßlichen Eisengeschmack vor. Sie ist leicht löslich in heißem Wasser und praktisch unlöslich in Ethanol. Eisen(II)-lactat oxidiert leicht unter Lichteinwirkung, Hitze und an der Luft. Es enthält ca. 19 Gew.-% elementares Eisen und gehört damit zu den organischen Eisen(II)-Salzen mit dem höchsten Eisengehalt.

Regulierungsstatus und Arzneibuchstandards

Eisen(II)-lactat genießt sowohl als Arzneimittel als auch als Lebensmittelzutat eine etablierte regulatorische Stellung:

FDA GRAS-StatusEisen(II)-lactat ist von der FDA gemäß 21 CFR 184.1311 als allgemein unbedenklich (GRAS) für die Verwendung als Nährstoffzusatz und als Farbfixierer für reife Oliven eingestuft, mit keinen anderen Einschränkungen als den geltenden Richtlinien für gute Herstellungspraxis. Es darf auch gemäß Abschnitt 412(g) des US-amerikanischen Lebensmittel-, Arzneimittel- und Kosmetikgesetzes (Federal Food, Drug, and Cosmetic Act) in Säuglingsnahrung verwendet werden.

FAO/WHO JECFA-MonographieEisen(II)-lactat ist von der Gemeinsamen FAO/WHO-Sachverständigenkommission für Lebensmittelzusatzstoffe (JECFA) unter der INS-Nummer 585 monographiert. Der Gehalt beträgt mindestens 96 % bezogen auf die Trockenmasse. Auf der 35. JECFA-Tagung (1989) wurde eine vorläufige maximal tolerierbare Tagesdosis (PMTDI) von 0,8 mg/kg Körpergewicht für Eisen festgelegt.

Lebensmittelzusatzstoff— Eisen(II)-lactat dient als Farbstoff und Nährstoff und hat die E-Nummer E585. Es ist in Lebensmitteln in der Europäischen Union, den Vereinigten Staaten und anderen Regionen zugelassen.

Globale StandardsEisen(II)-lactat entspricht den Spezifikationen des Food Chemicals Codex (FCC), der FAO/WHO und des chinesischen nationalen Standards GB. Das Produkt erfüllt die Standards von FCC, FAO/WHO und GB mit einem Gehalt von ≥ 96,0 %, einem Trocknungsverlust von ≤ 20 %, einem Chloridgehalt von ≤ 0,1 %, einem Eisen(III)-Gehalt von ≤ 0,5 %, einem Sulfatgehalt von ≤ 0,1 %, einem pH-Wert von 5,0–6,0, einem Bleigehalt von ≤ 1 mg/kg, einem Arsengehalt von ≤ 3 mg/kg und einer stereochemischen Reinheit (L/(L+D) × 100) von ≥ 97,0 %.

Physiologische Funktionen von Eisen

Eisen ist ein essentielles Spurenelement, das für zahlreiche physiologische Prozesse benötigt wird:

• Hämoglobinsynthese— Eisen ist das zentrale Atom in der Hämgruppe des Hämoglobins und ermöglicht so den Sauerstofftransport von der Lunge zu den Geweben.

• Sauerstofftransport— Das eisenhaltige Myoglobin erleichtert die Sauerstoffspeicherung und den Sauerstofftransport im Muskelgewebe

• Elektronentransfer— Eisen-Schwefel-Cluster und Hämgruppen nehmen an den mitochondrialen Elektronentransportkettenreaktionen teil

• Enzymatische Reaktionen— Eisen ist ein Cofaktor für zahlreiche Enzyme, die an der DNA-Synthese, der Neurotransmitterproduktion und der Immunfunktion beteiligt sind.

• Energiestoffwechsel— Eisenhaltige Cytochrome sind für die ATP-Produktion unerlässlich.

Wirkungsmechanismen und Absorption

Konventioneller Eisenabsorptionsweg

Die Eisenaufnahme aus Eisen(II)-Laktat erfolgt nach dem normalen physiologischen Stoffwechselweg für Nicht-Häm-Eisen. Eisen(II)-Ionen (Fe²⁺) werden primär im Duodenum und proximalen Jejunum über den zweiwertigen Metalltransporter 1 (DMT1) aufgenommen. Im Enterozyten angekommen, wird das Eisen entweder als Ferritin gespeichert oder durch Ferroportin über die basolaterale Membran in den Blutkreislauf transportiert, wo es an Transferrin bindet und zu den Geweben transportiert wird. Das Laktatanion stabilisiert das Eisen, indem es dessen Zersetzung im Darm verhindert und somit deutlich weniger Magenreizungen verursacht als andere häufig verwendete anorganische Eisensalze wie Eisen(II)-sulfat.

Liposomaler Absorptionsweg

Die liposomale Verkapselung bietet einen grundlegend anderen Absorptionsmechanismus. Die liposomale Phospholipid-Doppelschicht ähnelt den Zellmembranen im menschlichen Körper, wodurch sie zunehmend biokompatibel wird. Liposomen schützen Eisen vor vorzeitiger Wechselwirkung mit Mageninhalt und Nahrungsinhibitoren und ermöglichen eine effiziente zelluläre Aufnahme über lipidvermittelte Wege. Das liposomale Transportsystem umgeht den regulierten DMT1-Absorptionsweg und bietet einen alternativen Zugang zur Zelle. Liposomales Eisen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Eisenpräparaten eine verbesserte gastrointestinale Absorption und Bioverfügbarkeit, da das freie Eisen nicht chemisch mit der Darmschleimhaut interagiert. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass liposomales Eisen trotz geringerer Eisendosen eine mit der von Eisensulfat vergleichbare oder sogar höhere Bioverfügbarkeit erreicht und viermal besser absorbiert wird als herkömmliches Eisen.

Die Herausforderung der Bioverfügbarkeit

Trotz der essenziellen physiologischen Funktionen von Eisen stößt die herkömmliche orale Eisengabe an Absorptionsgrenzen. Die Eisenaufnahme ist abhängig von streng regulierten intestinalen Transportsystemen, und eine Erhöhung der verabreichten Dosis führt nicht zu einer proportionalen Steigerung der Absorptionseffizienz. Zudem kann Eisen an Nahrungsbestandteile wie Phytate und Polyphenole binden, was die Absorption weiter verringert.

Eine klinische Studie an thailändischen Frauen, die mit Eisen angereicherte Fischsauce konsumierten, zeigte, dass die fraktionelle Eisenabsorption bei Eisen(II)-lactat 8,7 % betrug, im Vergleich zu 13,0 % bei Eisen(II)-sulfat (P = 0,003). Dies deutet darauf hin, dass die Eisenabsorption in dieser Lebensmittelmatrix bei Eisen(II)-sulfat um 50–100 % höher war als bei Eisen(II)-lactat.Die liposomale Verkapselung überwindet diese Einschränkungen jedoch durch eine Phospholipid-Doppelschicht, die das Eisen vor dem Abbau im Magen und vor Nahrungsinhibitoren schützt und die intestinale Absorption über lipidvermittelte Wege verbessert. Liposomales Eisen bietet im Vergleich zu herkömmlichen Eisenpräparaten eine verbesserte gastrointestinale Absorption und Bioverfügbarkeit.

Liposomales Eisen(II)-Laktat

Die liposomale Verkapselung von Eisen(II)-lactat bietet einen grundlegend anderen Verabreichungsmechanismus als herkömmliche Darreichungsformen. Die Phospholipid-Doppelschicht umschließt den Eisen(II)-lactat-Komplex und bildet eine Schutzhülle, die die Absorption verbessert und gastrointestinale Reizungen reduziert. Dieses Verabreichungssystem:

• Schützt Eisen(II)-Ionen vor Oxidation durch Licht, Hitze und Luft

• Verbessert die intestinale Absorption über lipidvermittelte Wege

• Ermöglicht die gezielte Abgabe an eisenbedürftige Gewebe.

• Reduziert gastrointestinale Nebenwirkungen durch Minimierung des direkten Schleimhautkontakts

• Umgeht den regulierten DMT1-Absorptionsweg

Ein US-Patent (US5534268) beschreibt Liposomen, die eine Eisen(II)-Quelle enthalten, ausgewählt aus Eisen(II)-sulfat, Eisen(II)-lactat und Eisen(II)-citrat. Die Eisenquelle wird in wässrigen Lösungen von Reduktionsmitteln wie Ascorbinsäure und löslichen Ascorbaten stabilisiert, welche die Oxidation von Eisen(II) zu Eisen(III) hemmen, und anschließend mikroverkapselt. Die Liposomen ermöglichen es, den Gehalt an bioverfügbarem Eisen in Nahrungsmitteln zu erhöhen.

Klinische Evidenz

Eisenaufnahme aus angereicherter Fischsauce

In einer randomisierten Cross-over-Studie mit 10 erwachsenen Frauen wurde die Eisenabsorption aus thailändischer Fischsauce mit intrinsisch markiertem Eisen(II)-sulfat, Eisen(III)-ammoniumcitrat oder Eisen(II)-lactat gemessen. Die fraktionelle Eisenabsorption (geometrisches Mittel; −1 SD, +1 SD) betrug 8,7 (3,6; 21,4)% für Eisen(II)-lactat im Vergleich zu 13,0 (5,4; 31,4)% für Eisen(II)-sulfat (p = 0,003). Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Eisenabsorption aus mit Eisen(II)-sulfat angereicherter Fischsauce 50–100 % höher war als aus mit Eisen(III)-ammoniumcitrat oder Eisen(II)-lactat angereicherter Fischsauce.

Liposomales Eisen – Bioverfügbarkeit

Mehrere Studien haben gezeigt, dass liposomales Eisen trotz geringerer Eisendosen eine vergleichbare oder sogar höhere Bioverfügbarkeit als Eisensulfat aufweist. Die liposomale Formulierung zeichnet sich durch einen besseren Geschmack und eine höhere Bioverfügbarkeit bei gleichzeitig reduzierten gastrointestinalen Nebenwirkungen aus. Die Abbruchrate lag bei ca. 21,6 % (437 von 558 abgeschlossenen Studien), was im Vergleich zu den üblichen Abbruchraten von 30–50 % bei Eisensulfat günstig ist.Liposomales Eisen wird viermal besser aufgenommen als herkömmliches Eisen, da das freie Eisen keine chemische Wechselwirkung mit der Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts eingeht.

Liposomales Eisen in klinischen Studien

Eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse randomisierter kontrollierter Studien untersuchte die Sicherheit und Wirksamkeit von liposomalem Eisen bei Kindern mit Eisenmangelanämie im Vergleich zu herkömmlichen Eisenpräparaten. Die Übersichtsarbeit umfasste unter anderem eine randomisierte kontrollierte Studie, in der liposomales Eisen mit Eisensulfat-Tropfen bei Säuglingen mit Eisenmangelanämie verglichen wurde. Die Studie zeigte, dass beide Präparate wirksam waren, wobei liposomales Eisen eine bessere gastrointestinale Verträglichkeit aufwies.

Sicherheit und Regulierung

Eisen(II)-lactat ist im Allgemeinen gut verträglich und verursacht weniger gastrointestinale Nebenwirkungen als einige andere Eisenpräparate. Zu den häufigsten Nebenwirkungen zählen Übelkeit, Bauchschmerzen, Durchfall und Verstopfung. Die liposomale Verkapselung trägt durch verbesserte Absorption und reduzierten Kontakt mit der Magen-Darm-Schleimhaut zur Verringerung dieser Nebenwirkungen bei.

Der Eisenstatus sollte anhand von Hämoglobin, Ferritin und Transferrinsättigung überwacht werden, um die Dosierung zu steuern. Selbst gut verträgliche Eisenpräparate sollten aufgrund des Risikos einer Eisenüberladung nicht ohne bestätigten Mangel ergänzt werden. Die tolerierbare Höchstmenge (UL) für Eisen beträgt 45 mg pro Tag für Erwachsene.

Eisen(II)-lactat wird als Bestandteil von Nahrungsergänzungsmitteln, Arzneimitteln und Lebensmittelzusatzstoffen weit verbreitet vermarktet. Es ist von der FDA gemäß 21 CFR 184.1311 als allgemein unbedenklich (GRAS) eingestuft und in den Monographien des FAO/WHO JECFA (INS Nr. 585) und des Food Chemicals Codex (FCC) aufgeführt. Die Prüfprotokolle müssen internationalen Standards wie USP, Europäischem Arzneibuch, FAO/WHO JECFA und FAO/WHO Codex Alimentarius entsprechen. Hersteller sollten die lokalen regulatorischen Anforderungen vor der Markteinführung prüfen.

Dieses Produkt ist für Forschungszwecke sowie für Anwendungen im Bereich Nahrungsergänzungsmittel und funktionelle Lebensmittel bestimmt. Es ist nicht zur Diagnose, Behandlung, Heilung oder Vorbeugung von Krankheiten geeignet.

69 $/kg