07 Mineralstoffe Flashcards

1
Q

Mineralstoffe

A

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

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2
Q

Eigenschaften und Funktionen von Mineralstoffen

A

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

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3
Q

Mengenelement: Kalzium

Vorkommen

A
Parmesan
Mineralwasser (quellabhängig)
Fenchel
Nüsse (Mandel)
Grüne Gemüse (Grünkohl. Brokkoli, Lauch)
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4
Q

Mengenelement: Kalzium

Bioverfügbarkeit

A

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
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5
Q

Mengenelement: Kalzium

Stoffwechsel

A

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?)

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6
Q

Mengenelement: Kalzium

Versorgungslage in Deutschland

A

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.

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7
Q

Mengenelement: Kalzium

Konsequenzen einer langfristigen Ca-Unterversorgung

A

Osteopenie: Knochendichte

Osteoporose: Knochendichte

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8
Q

Mengenelement: Kalzium

Osteoporose: Risikogruppen, Pathophysiologie

A

= 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
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9
Q

Mengenelement: Kalzium

Einnahme von Ca-Supplemente und mögliche negative Effekte einer langfristigen Ca-Supplementeinnahme

A

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

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10
Q

Spurenelement: Eisen

Vorkommen in LM

A

Leber
Haferflocken
Spinat
Rindfleisch

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11
Q

Spurenelement: Eisen

Bioverfügbarkeit

A

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

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12
Q

Spurenelement: Eisen

Aufnahme

A

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

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15
Q

Spurenelement: Eisen

Regulation des Fe-Stoffwechsels

A

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
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16
Q

Spurenelement: Eisen

Versorgungslage in Deutschland und weltweit

A

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

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17
Q

Spurenelement: Eisen

Diagnose und Symptome eines Eisenmangels

A

– 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

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18
Q

Spurenelement: Zink

Vorkommen in LM

A

Proteingebunden.

Austern (12fach)
Weizenkeime
Muskelfleisch
Innereien
Hülsenfrüchte
19
Q

Spurenelement: Zink

Bioverfügbarkeit

A

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

20
Q

Spurenelement: Zink

Aufnahme

A

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)
21
Q

Spurenelement: Zink

Versorgungslage in Deutschland und weltweit

A

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.

22
Q

Spurenelement: Zink

Ursachen und Konsequenzen eines Zn-Mangels

A
  • 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.

23
Q

Spurenelement: Zink

Wissenswertes über die Einnahme von Supplementen zur Steigerung der Immunabwehr

A

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
24
Q

Spurenelement: Eisen

Wissenswertes zu Fe-Supplementen

A

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.

25
Q

Spurenelement: Eisen

Ursachen und Konsequenzen einer Eisenüberladung

A

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)
26
Q

Spurenelement: Jod

Vorkommen in Lebensmitteln

A
Jodsalz
Algen
Fisch (große Schwankungen = Salzwasser mehr)
Eier (abh. vom Futtermittel)
Käse
Feldsalat
27
Spurenelement: Jod Versorgungssituation in D und weltweit
Schwangere + Stillende erhöht (In der Schweiz später, da die Präventation viel früher stattfand) DE war ein Mangelgebiet bis 1959. Jodmonitorin, Marker als potentielle Unterfunktion. Heute: nicht optimal - 1/3 unter des geschätzten Mittelbedarfs Gesetzliche Regelungen für Jodierung. Ohne Jodsalz: nicht ausreichend Mit Jodsalz: Deckung bei Männern, nicht ausreichend bei Frauen Milder Jodmangel weltweit.
28
Spurenelement: Jod Schilddrüsenhormonproduktion und deren Regulation/Entgleisung
Synthese von Schilddrüsenhormonen: Aufnahme vin Jod mit Natrium über den NIS (Na-Jodid-Symport) in den Thyreozyten (Schilddrüse). = sekundär aktiver Transport (Na/Kalium-Pumpe) = Na zieht mit da niedrige Konzentration in der Zelle, auch wenn die Konzentration von Jod in der Zelle hoch ist Steigerung durch TSH = cAMP-Konzentration wird erhöht (Auf- u. Abbau) !!! TPO (Thyreoperoxidase) in Membran; durch TSH gesteigernt = Viele Katalysen; Aktivierung von Jodid; Jodierung von Tyrosin-Resten; Bildung T3 ThOx (Thyrooxidase) bietet H2O2 Lysosomaler Abbau von Tg zu T3 und T4 --- Natürliche Goitrogene (Substanzen in Lebensmitteln, die die Bildung von Schilddrüsenhormonen vermindern) - Senföle - Blausäure - Flavonoide --- Regulation der Schilddrüsenhormon- Freisetzung erfolgt auf 3 Ebenen: 1. Hypothalamus, Hypophyse (neuroendokrine Achse) 2. Ebene Jodidkonzentration im Blut 3. Zielzellen mit Dejodasen TRH: Thyreotropin Releasing Hormon TSH: Thyreoidea stimulierendes Hormon --- * Absorption von Jodid zu 95-100% im Dünndarm * Aktive Aufnahme in die Schilddrüse und dort erfolgt Synthese von Thyreoglobulin und dessen Speicherung im Follikel * Lysosomaler Abbau von Thyreoglobulin und Freisetzung von T3 und T4 • Proteingebundener Transport von T3 (aktive) und T4 im Blut (an Thyroxinbindendes Protein, Albumin und Transthyretin gebunden) * Dejodierung von T4 zu T3 in peripheren Geweben und Bindung von T3 an Kernrezeptoren → Modulierung der Genregulation * Überschüssiges Jodid wird über den Urin ausgeschieden.
29
Spurenelement: Jod Diagnose und Konsequenzen
Jodmangel-Strumen • Hypothyreose – Bradykardie (< 60 Herzschläge pro Minute) – Kälteempfindlichkeit – Grundumsatzsinkt→Gewichtszunahme – Müdigkeit – Myxödem (Wassereinlagerung im subkutanen Fettgewebe) • Mangel während Schwangerschaft/Kindheit führt zu irreversiblen Hirnleistungs- und Wachstumsstörungen (Jodmangel-Kretinismus) Gefahren einer extrem hohen alimentären Jodzufuhr z.B. durch Algen: • Es kann sich langfristig eine jodinduzierte Hypothyreose und Struma entwickeln. • Bei Menschen mit einer funktionellen Autonomie der Schilddrüse kann es zu einer jodinduzierten Hyperthyreose und damit unter Umständen zu einer lebensbedrohlichen Entgleisung des Stoffwechsels kommen. • Bei Patienten mit einer Veranlagung zu eine Autoimmunerkrankung der Schilddrüse (sowohl M. Basedow als auch M. Hashimoto) kann eine solche ausgelöst werden.
30
Spurenelement: Selen Vorkommen in Lebensmitteln unter Berücksichtigung der Herkunft
``` Tierisch: Fisch (Meer) Eier Fleisch Paranuss (akkumuliert) Pflanzen (abhängig vom Boden) ```
31
Spurenelement: Selen Resorption und Stoffwechsel unterschiedlicher Selenverbindungen
• Aufnahme: – alsSe-Met,Se-Cys,SeleniteundSelenate – Resorption: 50-90% des aufgenommenen Selens v.a. im oberen Dünndarm = aktive Resorption von Se-Met und Se-Cys im Duodenum über AS-Transporter = Resorption von Selenat durch Na-Sulfat-Cotransporter = Resorption von Selenit erfolgt passiv • Ausscheidung: – Hauptsächlich renal (60%) – Atemluft, Haut, Schweiß – Muttermilch --- Stoffwechsel von Selenverbindungen: Selenocystein Abbau = H2Se = Selenophosphat = Selenocystein = Selenoproteine UGA-Codon + SECIS (selenocysteine insertion sequence) = Einbau von Selenocystein statt Termination Se-Cys-Einbau in Proteine via tRNA, die das UGA-Codon erkennt. Einbau von Selenomethionin erfolgt dagegen unspezifisch und hat keine physiologische Bedeutung.
32
!Spurenelement: Selen Synthese und Funktion von Selenoenzymen
Der Einbau von Selenocystein führt zu Selenopoteinen. (hierarchisch) Hierarchie: Aktivitätsminderung bei Selenmangel nimmt von oben nach unten zu. Über 35 Selenocystein-haltigen Proteine (=Selonoproteine) konnten bisher identifiziert und zum Teil auch näher charakterisiert werden. • Schilddrüsenhormonstoffwechsel - Glutathionperoxidase: Synthese von Thyronin? Besteht aus 4 Untereinheiten mit jeweils einem Se-Cystein. Abbau von Wasserstoffperoxid und anderen Peroxiden. Membranen sind besser als das Cytosol geschützt. - Dejodasen: Aktivierung/Inaktivierung von T3 Umwandlung von T4 in T3
33
Spurenelement: Selen Selenmangel und Vergiftung
Keine gute Versorgung in DE. Mangelsymptome: * Kardiomyopathie („Keshan Disease“ in China) * deformierende Arthritis („Kashin-Beck Disease“ in China) * Hypothyreose (Schilddrüsenschädigung) * Leberschäden * Muskelschwäche * Immundefekte Vergiftung: Selenosis Mangel und Überdosierung liegen bei Selen eng beieinander → geringe therapeutische Breite: bereits ab der 10-fach empfohlenen Tagesdosis treten langfristig toxische Wirkungen auf → erste Vergiftungsanzeichen sind unspezifisch knoblauchartiger Geruch der Ausatemluft (→ Dimethylselenid) ist ein Zeichen Erhöhtes Risiko zu Diabetes Typ 2
34
!Spurenelement: Selen Selenhaltige Nahrungsergänzungsmittel
Natriumselenit: Selen steht sofort für die Synthese von Selenocysteinen zur Verfügung Selenomethionin: Selen steht nicht sofort für die Synthese von Selenocysteinen zur Verfügung Selenhefen: enthalten Selen zu 20-50% in Form von Selenomethionin, Rest anderen Selenverbindungen wie z.B. Selentrisulfide
35
Spurenelement: Fluor Vorkommen in Lebensmitteln
Fisch Schwarztee Fluoridiertes Speisesalz Männer höherer Bedarf.
36
Spurenelement: Fluor Referenzwert und tatsächliche Zufuhr
Referenzwerte werden bei Kindern nicht erreicht.
37
!Spurenelement: Fluor Kariesprophylaxe durch Fluoridsupplemente und fluoridierte Zahnpasta
Fluoride fördern die Remineralisierung des Zahnschmelzes und machen ihn damit widerstandsfähiger gegen Säureangriffe. Keine Konsens über die Kariesprophylaxe mittels Fluoridsupplementen bei Kleinkindern zwischen den Fachgesellschaften. (Zahnpasta kann verschluckt werden = Überdosierung) Fluorid wird häufig in Kombination mit Viatmin D supplementiert.
38
Spurenelement: Fluor Unzureichende Fluorversorgung
Erhöhtes Kariesrisiko: | besonders wichtig ist eine ausreichende Fluorversorgung während der Zahnentwicklung (1.-16. Lebensjahr)
39
!Spurenelement: Fluor Fluorüberversorgung/-toxizität
Fluoridbelastung des Trinkwassers stellt in manchen Gebieten der Welt ein Problem dar. Überversorgung kann bei der doppelten empfohlenen Menge beginnen. * Kalzifizierung von Weichteilen * Osteoporose * Skelettschäden = Skelettfluorose * Schilddrüsenstörungen * Dentalfuorose Besonders bei Kindern besteht die Gefahr der Überdosierung durch die Kombination unterschiedlicher Prophylaxe-Maßnahmen: BfR rät, nur eine Form der Fluoridprophylaxe anzuwenden. Sobald mit dem Zähneputzen mit fluoridierter Zahnpasta begonnen wird, sollten keine Fluoridpräparate mehr eingenommen werden.