07 Mineralstoffe Flashcards
Mineralstoffe
Mengenelement:
tägl. Aufnahme mehrerer 100mg bis g
Körperbestand >50 mg/kg KG
Ca; Mg; P; Na; K; Cl; S
Spurenelement:
tägl. Aufnahme μg bis mehrere mg
Körperbestand: < 50 mg/kg KG
Co; Cr; Cu; Fe; F; J; Mn; Mo; Ni; Se; Zn
Ultraspurenelemente: Biochemische Funktion ungekannt, Mangelerscheinungen nur unter extremen
Bedingungen bekannt: As,B, Pb, Rb, Si, V
Eigenschaften und Funktionen von Mineralstoffen
Mineralstoffe sind essentiell.
Mineralstoffe sind anorganische Substanzen.
Mineralstoffe haben unterschiedliche Aufgaben in unserem Körper:
• Cofaktor von enzymatischen Reaktionen
• Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks
• Ermöglichung von Transportprozessen gegen einen Konzentrations- gradienten (Co- und Antiport)
• Bausubstanz
• Bestandteil des Schilddrüsenhormons
• Sauerstofftransport und Speicherung
Mengenelement: Kalzium
Vorkommen
Parmesan Mineralwasser (quellabhängig) Fenchel Nüsse (Mandel) Grüne Gemüse (Grünkohl. Brokkoli, Lauch)
Mengenelement: Kalzium
Bioverfügbarkeit
Kalzium Resorption
Säuglinge: 60%
Erwachsene: 20-40%
Im Dünndarm ist ein Kalzium-Transporter = aktiver transzellulärer Prozess
Bioverfügbaerkeit: MW: 84% Milch: 80% Banane: 38% Erbsen: 17% Schinken: 15% Brot: 8% (wegen Phytat =bei Sauerteigbrot besser)
Kalziumgehalt von Milchprodukten ist abhängig von
- Wassergehalt: je härter, desto mehr Ca ist enthalten
- Fettgehalt: je höher, desto weniger Ca ist enthalten
- Herstellung: Milchprodukte, die durch Säurefällung hergestellt werden, enthalten wenig Ca, da das Ca in die Molke übergeht
Mengenelement: Kalzium
Stoffwechsel
Regulation der Kalzium-Homöostase
Sinkt der Kalzium-Spiegel: Parathormon-Sekretion PTH(aus Nebenschilddrüse)
= Effekt auf Niere und Skelett
Steigt der Kalzium-Spiegel:
Langsam: Calcitonin-Sekretion (aus C-Zellen der Schilddrüse)
= Anabole Wirkung auf den Knochen
= Ca-Ausscheidung der Niere
= geringere Ca-Resoption im Darm
Schnell: PTH-Bremse (Hemmung der 1-alpha-Hydroxylase?)
Mengenelement: Kalzium
Versorgungslage in Deutschland
Etwa 80% werden bei Frauen/Männer gedeckt
(Ausnahme bei höhren Bedarf der Late-Teens und Senioren)
Bedarf:
13-19 Jahre höchster Bedarf
Schwangere (und Stillende) haben keinen erhöhten Bedarf = höhere Kalzium-Resorption/Freisetzung
Milchprodukte 40% als Hauptquellen.
Mengenelement: Kalzium
Konsequenzen einer langfristigen Ca-Unterversorgung
Osteopenie: Knochendichte
Osteoporose: Knochendichte
Mengenelement: Kalzium
Osteoporose: Risikogruppen, Pathophysiologie
= niedrige Knochenmasse und eine Verschlechterung der Mikroarchitektur des Knochengewebes charakterisiert ist, mit Folge vermehrter Knochenbrüchigkeit
Östrogen ist ein Faktor.
Multifaktorielle Erkrankung.
Nicht modifizierbare Faktoren: • Alter • genetische Prädisposition • weibliches Geschlecht • Rasse • späte Menarche, frühe Menopause
Modifizierbare Faktoren: • geringes KG • geringe körperliche Aktivität • Ca-Unterversorgung • Vitamin D-Zufuhr/-Synthese • Rauchen • Alkoholabusus
Krankheitsassoziierte Faktoren:
- Malabsorption
- Chronisch entzündliche Erkrankungen
- Nierenerkrankungen
- Diabetes (fehlen eines anabolen Hormons)
- bestimmte Medikamente
Mengenelement: Kalzium
Einnahme von Ca-Supplemente und mögliche negative Effekte einer langfristigen Ca-Supplementeinnahme
Mit Vitamin D-Gabe.
Ausreichend Flüssigkeit.
Verteilte Tagesmenge = Unterdrückung der PTH-Sekretion bevorzugt
Mit Essen = Magensäure wird benötigt (Carbonate)
Interaktion mit Medikamenten.
Herzinfarktrisiko
Schlaganfallrisiko
Nierensteinrisiko
Spurenelement: Eisen
Vorkommen in LM
Leber
Haferflocken
Spinat
Rindfleisch
Spurenelement: Eisen
Bioverfügbarkeit
Resorptionsquote:
Häm-Eisen: 15-45%
= die Resorption ist relativ unabhängig von weiteren Nahrungsbestandteilen
Nicht-Häm-Eisen: 1-15%
= die Resorption ist abhängig von weiteren Nahrungsbestandteilen
Phytate und Oxalate verringern die Bioverfügbarkeit.
Phytinsäure inhibiert die Resorption.
Der Phytinsäuregehalt lässt sich durch Keimen, Fermentieren und
Einweichen reduzieren, NICHT durch Erhitzen. = Phytasen
Spurenelement: Eisen
Aufnahme
2 Wege:
= Häm-Eisen: Carrier-Protein
(Nur Fe2+ und Heme kann aufgenommen werden.)
= Fe3+: Ferrireduktase + Divalent metal transporter-1
Freies Eisen ist hoch toxisch durch die Generierung von Hydoxyl-Radikalen.
Heme-Oxygenase: Fe2+ zu Fe3+ = Ferritin als Bindungsprotein, Speicher und Oxidoreduktase
Spurenelement: Eisen
Regulation des Fe-Stoffwechsels
Ferroportin reguliert.
Regulation der Eisenresorption
=Expression von Hepcidin bei hohen Eisenspiegeln
(Peptid aus der Leber)
Regulation der Eisenhomöostase
=posttranskriptionelle Kontrolle bei erniedrigten intrazellulären Eisenspiegeln
pH-abhängig mit Transferrin
Transferrin, was Fe2+ binden kann, ist nie gesättigt.
Ferrotransferrin
Leber und Knochenmark sind Eisenspeicher, jedoch gering.
Erythrozyten-Produktion (Bildung in Haptoglobin)
Der Körper besitzt nur sehr begrenzte Möglichkeiten der Eisenaus- scheidung!
Eisenverteilung im Körper
- Hämoglobin-Synthese
- Ferritin
- …
Spurenelement: Eisen
Versorgungslage in Deutschland und weltweit
Gebährfähige Frauen bzw. Schwangere/Stillende haben einen erhöhten Bedarf.
(Männer ca. 10mg/Tag; Frauen ca. 15mg/Tag)
Zufuhrempfehlung ist abhängig von der Bioverfügbarkeit.
Männer: gut
Frauen: Gebärfähige Frauen schlecht
Spurenelement: Eisen
Diagnose und Symptome eines Eisenmangels
– Müdigkeit
– Hautblässe
– verringerte Leistungsfähigkeit
= Anämie (Labordiagnostik) = hypochrome, mikrozytäre Anämie
Laborchemische Parameter des Eisenstoffwechsels: Bluttest mit Stadien
Parameter:
- Hämoglobin (g/dl) (nicht sensitiv)
- Ferritin (μg/l)**
**akut Phase Protein: trotz Eisenmangels kann es zu normalen Ferritinspiegeln bei einer Entzündung kommen
CRP-Marker notwendig
weniger charakteristische Symptome:
– Infektanfälligkeit
– Im Kleinkindalter kann ein mäßig ausgeprägte Anämie zu einer Störung der Intelligenzentwicklung führen
Spurenelement: Zink
Vorkommen in LM
Proteingebunden.
Austern (12fach) Weizenkeime Muskelfleisch Innereien Hülsenfrüchte
Spurenelement: Zink
Bioverfügbarkeit
Zink aus tierischen Lebensmittel ist besser verfügbar als aus pflanzlichen Grund: Tierische Lebensmittel sind reich an Histidin, Glutamin und Cystein
= Zink-AS-Komplex, der resorbiert werden kann
Vitamin C wirkt fördernd auf die Zn-Resorption
Hemmend auf die Resorption wirken Phytate, Tannine, manche Ballaststoffe = bilden Chelate mit Zink
Hohe Dosen von Eisen, Calcium, Phosphat und Schwermetallen hemmen kompetitiv die Zinkaufnahme (DMT-1)
Zn-Resorption aus Muttermilch deutlich besser als aus Kuhmilch
Grund: Zink-bindende Proteine in der Muttermilch besser verdaulich als Casein
Spurenelement: Zink
Aufnahme
Resorption (Duodenum + Jejunum) 15-40%
Über ZIP4 (effektiv) oder DMT-1 Transportproteine
Intrazellulär gebunden an CRIP oder Thionein.
Durch ZnT Transporter ans Blut weitergegeben.
Passiv: über den gesamten Darm
CRIP: cysteinreiches intestinales Protein
ZIP: Zinktransporter extrazellulär -> intrazellulär
ZnT: Zinktransporter intrazellulär -> extrazellulär
--- Zn-Metalloenzyme: Alkohol-Dehydrogenase (Vitamin-A Stoffwechsel = Retinol in Retinal) DNA/RNA-Polymerase Carboanhydrase (Puffer im Blut)
Spurenelement: Zink
Versorgungslage in Deutschland und weltweit
Zinkunterversorgung in Abhängigkeit der Zufuhr tierischer LM.
Männer mehr als Frauen.
Niedrige vs. hohe Phytatzufuhr
Gute Versorgung in Deutschland. (Jedoch ohne Berücksichtigung der Phytatzufuhr)
Ca. 20% der Weltbevölkerung leiden unter Zinkmangel.
Spurenelement: Zink
Ursachen und Konsequenzen eines Zn-Mangels
- verzögerteWundheilung
- Dermatitis(Hautentzündungen) • erhöhteInfektneigung
- Wachstumsretardierung
- Appetitlosigkeit
- Geschmacksveränderungen
- Dunkeladaptationsstörungen
- Haarausfall
Diagnostik eines Zinkmangels:
Bestimmung des Zinkgehaltes im Serum bzw. Plasmas
Aber: Zinkspiegel unterliegt circadianen Rhythmus und wird durch Entzündungen beeinflusst.
Spurenelement: Zink
Wissenswertes über die Einnahme von Supplementen zur Steigerung der Immunabwehr
Studie Lutschtabletten:
Zinkdosen 75 – 100 mg/d sinnvoll
= Verkürzung der Erkältungsdauer um ~30% bei Einnahme innerhalb
der ersten 24 h, vermutlich keinen Effekt auf den Schweregrad
• Organische Zn-Verbindungen sind besser Bioverfügbar als anorganische. Aminosäurekomplexe haben die höchste Bioverfügbarkeit und wenige Nebenwirkungen:
Zinkoxid < Zinksulfat < Zinkgluconat < Zink-Histidin-Komplex
- Die Bioverfügbarkeit dieser Zinkpräparate variiert, liegt jedoch erheblich höher als etwa bei Eisenpräparaten
- Nebenwirkungen: metallischer Geschmack, Emesis, Diarrhöe
Spurenelement: Eisen
Wissenswertes zu Fe-Supplementen
Erfolgreiche Eisentherapie benötigt Zeit:
- bei einer Tagesdosis von 100 mg Eisen/Tag dauert der Ausgleich einer Anämie ca. 3 Monate
- die Auffüllung der physiologischen Eisenspeicher in Leber und Muskulatur dauert danach nochmals 3 Monate
Häufige Nebenwirkungen: Bauchschmerzen, Übelkeit und Obstipation
Empfehlung für Supplementeinnahme:
- Kombinationspräparat mit Vitamin C
- Einnahme nüchtern (zwecks besserer Bioverfügbarkeit)
- bei gastrointestinalen Nebenwirkungen Einnahme zu einer Mahlzeit
Shift von positiven Lactobacillus und Bifidusbakterien zu pathogenen Enterobakterien.
Entzündung des Darms.
Malabsorption wird begünstig.
Erhöhte Anzahl von Infektionen: Malaria, Darmpara- siten, Durchfall, Bronchiale Infekte.
Spurenelement: Eisen
Ursachen und Konsequenzen einer Eisenüberladung
Serum-Ferretin
Transferrin-Sättigung
Ursachen:
- Ausfall der Fe-Absorptionskontrolle (Hämochromatose)
=Genetische Ursachen: Folge ist eine mangelnde/fehlende Hepcidin-vermittelte Erniedrigung der Ferroportinkonzentration.
=Eisenspeicherkrankheit (Hämochromatose)
Lebervergrößerung, Herzschwäche,Diabetes mellitus, Impotenz… - häufige Bluttransfusionen
- orale Zufuhr hoher Eisenmengen über einen langen Zeitraum
- gesteigerte Absorptionsrate (Alkoholismus)
- erhöhte Freisetzung von Eisen im Organismus
(Thalassämie, Beendigung der aktiven Laufbahn von männl. Hochleistungssportlern)
Spurenelement: Jod
Vorkommen in Lebensmitteln
Jodsalz Algen Fisch (große Schwankungen = Salzwasser mehr) Eier (abh. vom Futtermittel) Käse Feldsalat