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Mit dem Eisenhaushalt assoziierte Erkrankungen

ernährungsphysiologische und therapeutische Aspekte

Bettina Krupitz

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Betreuer*in

Hans Goldenberg

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DOI

10.25365/thesis.22726

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-30292.98398.807970-6

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Überblick über den Zusammenhang und die Bedeutung von Eisen bei der Entstehung einiger Erkrankungen zuverfassen. Eisen ist ein essenzielles Element des Körpers und erfüllt auch im Gehirn wesentliche Funktionen. Der ganze Körper des Menschen und besonders die Nervenzellen sind auf ein ausreichendes Eisenangebot angewiesen. Bei der Bildung von Myelinschichten der Nervenzellen, die für die Weiterleitung von Nervenimpulsen wichtig sind, übernimmt Eisen essenzielle Funktionen. Außerdem wird Eisen für die Synthese des Nervenbotenstoffes Dopamin und unterschiedlicher Enzyme benötigt. Aus zahlreichen Studien geht deutlich hervor, dass Eisen bei der Pathogenese vieler Erkrankungen eine wesentliche Rolle spielt. Häufig sind Eisenakkumulationen bei der Entstehung von Erkrankungen, wie der Alzheimerkrankheit, des Morbus Parkinson, der Huntington-Erkrankung, der Amyotrophen Lateralsklerose und der Hereditären Hämochromatose, beteiligt. Erhöhte Eisenkonzentrationen im Gehirn führen über die Fentonreaktion zu einer Reaktion von Eisen mit Sauerstoff und Wasserstoffperoxid und zur Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies. Diese reaktiven Sauerstoffspezies können zu einer Schädigung der Eisenschwefelcluster (Amytrophe Lateralsklerose, Friedreich Ataxie), neuronaler Strukturen (Huntington), zur verstärkten Bildung von neurotoxischen Plaques (Alzheimer), und zur Schädigung von Komplexen der Atmungskette (Morbus Parkinson) führen. Außerdem konnten in Zusammenhang mit einigen Erkrankungen Mutationen in Genen des Eisenstoffwechsels wie z.B. Hemojuvelin, Hepcidin, Transferrinrezeptor, HFE, Frataxin oder eine veränderte Expression von Divalent metal transporter 1, Transferrinrezepor 1, Ferroportin und Caeruloplasmin nachgewiesen werden, welche die Bedeutung von Eisen in der Entstehung von Erkrankungen weiter bestätigt. Beim Restless Legs Syndrom und beim Aufmerksamkeitsdefizit- Hyperaktivitätssyndrom dürften, nicht wie bei den oben genannten Erkrankungen erhöhte, sondern im Gegenteil erniedrigte Eisenkonzentrationen eine wesentliche Rolle in der Pathogenese spielen. Studien belegen, dass die Ferritinkonzentrationen und die Transferrinrezeptorexpression bei diesen Patienten erniedrigt waren. Vor allem dopaminproduzierende Zellen sind vom Eisenmangel betroffen und führen so zu geringen Dopaminkonzentrationen. Die geringen Eisenkonzentrationen und geringen Dopaminkonzentrationen bei Restless Legs Syndrom stehen im Gegensatz zu den bei Morbus Parkinson auftretenden Eisenakkumulationen und ebenfalls geringen Dopaminkonzentrationen. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass zur Aufrechterhaltung der Eisenhomoöstase im Körper eine strenge Regulation notwendig ist. Zu geringe, aber auch zu hohe Konzentrationen von Eisen können an der Pathogenese zahlreicher Erkrankungen beteiligt sein.

Abstract

(Englisch)

The aim of this diploma thesis is to write an overview about the influence of iron in certain diseases. Iron is involved in a broad spectrum of essential biochemical functions in the body such as oxygen transport and is a component of iron containing proteins like iron sulphur clusters and iron containing enzymes. Iron is involved in the synthesis of the neurotransmitter dopamine and for the synthesis of the myelin sheath around the axons of neurons. The importance of iron in the pathogenesis of diseases such as Alzheimer, Morbus Parkinson, Huntington, Amyotrophic Lateral sclerosis and hereditary hemochromatosis has been shown in many published studies. Increased iron levels in the brain promote the generation of reactive oxygen species through Fenton chemistry. Reactive oxygen species and are linked to the aggregation of plaques formation in the brain (Alzheimer), decreased activity of iron sulphur cluster enzymes (Amyotrophic lateral sclerosis, Friedreich ataxia), selective neuronal cell loss and decreased activity of Fe-dependent enzymes including parts of the respiratory chain complexes (Morbus Parkinson). Mutations in various genes of iron metabolism were shown with Transferrin receptor 2, Hemojuvelin, Hepcidin, HFE, Frataxin and also changes in the expression pattern of proteins such as Divalent metal transporter, Transferrin receptor 1 and Ferroportin. On the other hand it was shown that iron deficiency can be found in patients with Restless Legs Syndrome and Attention deficit hyperactivity disorder (decreased Ferritin and Transferrin receptor expressions). In particular it was shown that iron deficiency in the brain affects the dopamineproducing cells. This is in contrast to the finding of iron accumulation and decreased dopamine levels in Morbus Parkinson. In summary the regulation of the iron homeostasis in the human body has to be very strict because iron deficiency as well as iron accumulation is involved in the pathogenesis of a number of diseases.

Autor*innen

Bettina Krupitz

Haupttitel (Deutsch)

Mit dem Eisenhaushalt assoziierte Erkrankungen

Hauptuntertitel (Deutsch)

ernährungsphysiologische und therapeutische Aspekte

Paralleltitel (Englisch)

Iron associated diseases ; nutritional and therapeutic strategies

Publikationsjahr

2012

Umfangsangabe

VIII, 113 S. : Ill., graf. Darst.

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Hans Goldenberg

Klassifikation

35 Chemie > 35.70 Biochemie: Allgemeines

AC Nummer

AC09615553

Utheses ID

20303

Studienkennzahl

UA | 474 | | |

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