25.01.2010
Topthema
PTAheute 3-2010
Kleine Mengen – große Wirkung
Thema des Monats Februar
von Uwe Gröber, Essen
Müde, nervös, unkonzentriert und leicht reizbar? Diese leichten Symptome eines Mineralstoffmangels können über viele Jahre die Entwicklung von handfesten chronischen Erkrankungen (z.B. Bluthochdruck, Osteoporose) fördern. Welche wichtigen Funktionen Mineralstoffe und Spurenelemente im Körper übernehmen und bei welchen Krankheiten eine Supplementierung sinnvoll ist, lesen Sie hier.
Hinweis: Magnesium ist Cofaktor (Enzymaktivator) von über 300 Enzymen und damit an zahlreichen Stoffwechselprozessen beteiligt, insbesondere an Reaktionen der Energiebereitstellung (lesen Sie auch unser Magnesium-Portrait ab Seite 26).
Einteilung und Funktionen
Mineralstoffe sind essenzielle anorganische Substanzen, die als Bestandteile von Enzymen (Biokatalysatoren), Hormonen und Proteinen die Entwicklung, die Fortpflanzung und das Wachstum gewährleisten (siehe Abbildung Seite 20). Je nach Konzentration im Körper unterteilt man die Mineralstoffe in Mengen- und Spurenelemente.
Als Mengenelemente werden Mineralstoffe bezeichnet, die im Körper in einer Konzentration von > 50 mg/kg Körpergewicht vorliegen. Zu den Mengenelementen gehören Magnesium, Calcium, Kalium, Natrium, Chlorid und Phosphor. Sie regulieren u. a. den Wasser- und Elektrolythaushalt (v. a. Natrium, Kalium), den Gefäßtonus (v. a. Magnesium, Kalium), den Säure-Basen-Haushalt (v.a. Magnesium, Kalium), die Nervenfunktion und die Muskelkontraktion (v.a. Calcium, Magnesium). Sie sind an der Mineralisation der Knochen und Zähne (v.a. Calcium, Magnesium), der Blutgerinnung (v.a. Calcium) und als Cofaktoren an der Aktivierung von zahlreichen Enzymen beteiligt.
Mineralstoffe, die in einer Konzentration < 50 mg/kg Körpergewicht vorhanden sind, werden als Spurenelemente bezeichnet. Die wichtigsten Vertreter der Spurenelemente sind Selen, Zink, Jod, Eisen, Kupfer, Mangan und Chrom. Spurenelemente erfüllen ihre physiologischen Aufgaben vor allem als Cofaktoren von Enyzmen. Beispiele sind Selen als Cofaktor der Glutathion-Peroxidase und Jod als Bestandteil von Schilddrüsenhormonen, z.B. L-Thyroxin (T4). Darüber hinaus spielen Spurenelemente eine wichtige Rolle in antioxidativen Zellschutzsystemen (z.B. Superoxid-Dismutase (SOD): Zink, Kupfer, Mangan), bei der Blutbildung (Eisen, Kupfer) und für die Schlagkraft des Immunsystems (Zink, Selen).
Das moderne Leben als Mineralstoffräuber
Die industrielle Lebensmittelverarbeitung und zunehmende Umweltbelastung (z.B. saurer Regen, Schwermetalle) beeinträchtigen die Verfügbarkeit von Mineralstoffen aus unserer Nahrung. Bei der Herstellung von Auszugsmehl gehen bis zu 80 % der ursprünglichen Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine verloren. Auch einseitige Ernährungsgewohnheiten (z.B. Fast Food) und Stress tragen dazu bei, dass bei Mineralien wie Calcium, Magnesium, Kalium, Eisen, Jod, Selen und Zink relativ häufig ein ernährungsbedingter Mangel in der Bevölkerung auftritt (siehe auch Tabelle unten).
Zu den weniger bekannten Spurenelementen, die auch lebenswichtige Aufgaben in unserem Körper erfüllen, zählen Chrom, Kupfer, Mangan, Bor und Vanadium. Ihre Bedeutung wird im Folgenden kurz dargestellt.
Chrom für den Zucker- und Insulinstoffwechsel
Chrom verbessert die Insulinwirkung, denn das Spurenelement ist funktioneller Bestandteil des Chromodulins, eines Proteins, das die Insulinwirkung auf zellulärer Ebene steuert. Chromodulin reguliert das Ansprechen der Körperzellen auf Insulin und die Glucoseverwertung in den Zellen (Glucosetoleranz). Das Hormon Insulin schleust Glucose (Traubenzucker) aus dem Blut in die Zellen, die den Zucker zu Energie (ATP) verbrennen. Chrommangel kann zu einem Anstieg der zirkulierenden Insulinmenge und einer Insulinresistenz führen, die Stoffwechselstörungen wie Übergewicht, zu hohe Blutfette und Diabetes mellitus nach sich ziehen können.
In einer Studie mit 180 Typ-2-Diabetikern, die 4 Monate lang 200 oder 1000 µg Chrom pro Tag erhielten, verbesserte sich bei beiden Dosierungen die Glucosetoleranz, der HbA1c-Wert, der Nüchtern-Blutzucker und die Insulinresistenz. Chrom hat zudem günstige Eigenschaften auf den Fettstoffwechsel, weil es das Gesamtcholesterin senkt und das Verhältnis zwischen gutem HDL-Cholesterin und schlechten LDL-Cholesterin verbessert. Neben dem Zucker- und Fettstoffwechsel unterstützt Chrom den Aminosäurehaushalt.
Die empfohlene tägliche Zufuhr (laut D-A-CH) für Jugendliche und Erwachsene beträgt 30 bis 100 µg Chrom pro Tag.
Nahrungsmittel, die Chrom enthalten: Zu den chromreichen Lebensmitteln gehören Vollkornprodukte, Bierhefe, Leber, Nieren und Pilze. Obst, Gemüse und einfache Zucker enthalten extrem wenig Chrom.
Anwendungsgebiete: Diabetes mellitus Typ-2, Hypoglykämie, Gewichtsreduktion, Kraftsport
Kupfer – mehr als nur ein Armreif
Kupfer ist maßgeblich an der Kollagensynthese beteiligt, einem wichtigen Protein für gesunde Knochen, Haut und ein festes Bindegewebe. Eine große Rolle spielt das Spurenelement bei der Bildung der roten Blutkörperchen und der richtigen Eisenverwertung in unserem Körper. Kupfer wird nämlich benötigt, um Eisen aus der Nahrung in den Sauerstoff-transportierenden roten Blutfarbstoff (Hämoglobin) einzubauen. Kupfermangel kann deshalb eine Anämie (Blutarmut) hervorrufen.
Kupfer ist auch für Pigmentierung der Haut und Haare essentiell, da es die Synthese des Pigmentstoffs Melanin reguliert. Außerdem stärkt Kupfer das Immunsystem und erhält die Fruchtbarkeit. Kupfer ist Bestandteil zahlreicher Enzyme. Die Zink- und Kupfer-abhängige Superoxiddismutase (SOD) ist eines der wirksamsten Radikalfänger in unserem Körper überhaupt.
Die empfohlene tägliche Zufuhr (laut D-A-CH) für Jugendliche und Erwachsene beträgt 1 bis 1,5 mg Kupfer pro Tag.
Kupfermangel ist selten. Gewöhnlich tritt er nur bei Patienten mit Resorptionsstörungen (z.B. Mukoviszidose, Zöliakie) oder bei Erbkrankheiten mit gestörter Kupferresorption auf. Auch Zink und Medikamente wie Magensäurepuffer und Rheumamittel können die Kupferaufnahme beeinträchtigen. Kupfermangel äußert sich durch Knochenbrüchigkeit, Blutarmut, Pigmentstörungen der Haut und Haare, Anstieg des schlechten LDL-Cholesterins, Gefäßbrüchigkeit, Unfruchtbarkeit und Anfälligkeit für Infekte.
Tipp: Wenn Sie länger als einen Monat ein Zinkpräparat (? 30 mg Zink/Tag) einnehmen, sollten Sie auch Kupfer ergänzen (1 bis 3 mg/Tag).
Nahrungsmittel, die Kupfer enthalten: Zu den kupferreichen Nahrungsmitteln zählen u. a. Innereien (Leber), Nüsse, Hülsenfrüchte, Kakao, Schokolade und Fisch.
Anwendungsgebiete: Anämie, Diabetes mellitus, Sport, Rheuma, Arthrose, Osteoporose.
Mangan – Cofaktor der Superoxiddismutase (SOD)
Der menschliche Körper enthält etwa 10 bis 40 mg Mangan. Die Knochen weisen eine relativ hohe Mangankonzentration auf. Mangan aktiviert als Bestandteil (Cofaktor) von mehr als 60 Enzymen zahlreiche Stoffwechselreaktionen. Durch diese Enzyme ist Mangan an der Knochen- und Knorpelbildung, der Entwicklung des zentralen Nervensystems, der Blutgerinnung, und der Entwicklung der Spermien beteiligt.
Die Mangan-abhängige Superoxiddismutase (SOD) ist wichtig für den Schutz vor Freien Radikalen. Manganhaltige Enzyme unterstützen zudem den Abbau von Histamin, die Aktivität von Neurotransmittern sowie die Verwertung von Kohlenhydraten und Fetten.
Die empfohlene tägliche Zufuhr (laut D-A-CH) für Jugendliche und Erwachsene liegt bei etwa 2 bis 5 mg Mangan, die in der Regel durch die Ernährung ausreichend gedeckt wird. Manganmangelerscheinungen sind selten. Sie äußern sich durch Störungen des Wachstums, des Knochenaufbaus, Spermienbildung und der Blutgerinnung.
Nahrungsmittel, die Mangan enthalten, sind Haferflocken, Weizenkeime, Roggenvollkornbrot und Tee.
Anwendungsgebiete von Mangan: Diabetes mellitus, Epilepsie und andere.
Bor und Knochenstoffwechsel
Bor greift in den Stoffwechsel von Calcium, Magnesium, Östrogenen und Vitamin D ein.
Die tägliche Zufuhr von 3 mg Bor führte in einigen Untersuchungen bei postmenopausalen Frauen zu einem Anstieg des 17β-Estradiols und deutlichen Reduktion der Calciumausscheidung über den Urin.
Möglicherweise können Frauen mit Osteoporose neben Calcium, Magnesium, und Vitamin D von einer Supplementierung von Bor profitieren.
Vanadium und Insulinstoffwechsel
Für einige Tierarten und Algen ist Vanadium als lebenswichtig belegt, für den Menschen wurde das bisher nicht nachgewiesen. Vanadium kommt in fast allen Körperzellen vor. Es imitiert die Stoffwechselwirkung des blutzuckersenkenden Hormons Insulin.