Spurenelemente, unvollständig

Question 1

Welche Elemente sind Mengenelemente und wie werden sie definiert?

Answer 1

Mengenelemente sind für den Menschen in Mengen > 50 mg/Tag essentiell.

Na, Cl, K, Ca, P, Mg, S

Question 2

Welche Elemente sind Spurenelemente und wie werden sie definiert?

Answer 2

Spurenelemente sind für den Menschen in Mengen < 50 mg/Tag essentiell.

Eisen, Iod, Fluorid, Zink, Selen, Kupfer, Mangan, (Chrom), Molybdän, Cobalt, Nickel

Question 3

Welche Elemente sind Ultraspurenelemente und wie werden sie definiert?

Answer 3

Essentialität ist tierexperimentell geprüft ➢ Mangelerscheinungen ohne
Bislang aber keine speziellen physiologischen Funktionen beim Menschen bekannt.

U.a.: Aluminium, Bor, Brom, Cadmium, Lithium, Silicium, Wolfram, Zinn

Question 4

Nenne biologische, physiologische Funktionen von Mineralstoffen.

Answer 4

• Elektrolyte
• Bestandteil von Enzymen
• Baustein bestimmter Körpersubstanzen (zb Knochen, Zähne)
• im Lebensmittel: ernährungsphysiologischer Aspekt, Geschmack, Textur (zb Stabilität von Milch durch Ca-Phosphat-Brücken)

Question 5

Ordne die Mengenelemente im menschlichen Organismus der Menge nach.

Answer 5

Ca ( 10-20 g/kg)
P (6-12)
K (2-2,5)
Na (1-1,5)
Cl (1-1,2)
Mg (0,4-0,5)

Question 6

Durch welche Faktoren wird der Mineralstoffgehalt in Lebensmitteln bestimmt?

Answer 6

• genetische und klimatische Faktoren
• landwirtschaftliche Praktiken
• Zusammensetzung von Böden
• Reife des Ernteguts
• Lagerungsbedingungen
• Verarbeitung von Rohstoffen (thermische Prozesse, Trennprozesse)

Question 7

Wie hoch ist der Gesamtkörperbestand von Eisen und welche sind die Eisenspeicher?

Answer 7

Gesamtkörperbestand: 2,2-3,8 g Eisen

Leber (50-150 mg/kg Frischgewicht), Milz, Knochenmark, Darmschleimhaut

Question 8

Was sind die biologisch wichtigsten Formen von Eisen und wovon sind sie im Körper Bestandteil?

Answer 8

Eisen(II) und Eisen(III) (gebunden)

Bestandteil von Hämoglobin, Myoglobin, und wichtigen Enzymen (Peroxidase, Katalase)

Question 9

1) Welche wichtige Reaktion kann Eisen im Körper eingehen (+ womit, und welche Eisenform)?

2) Was passiert, wenn Nitrit und Eisen aufeinander treffen?

Answer 9

1) Fentonreaktion ➢ es entsteht oxidativer Stress

H2O2 + Fe(II) Fe(III) + OH- + °OH

2) Nitrit kann Eisen(II) zu MetFe reduzieren

Question 10

Wie groß (prozentual) sind die Anteile von Funktions-, Speicher- und Transporteisen im Körper und nenne Beispiele von Eisenspezies für die Kategorien?

Answer 10

Funktionseisen: 74%
- Hämoglobin (61%)
- Myoglobin
- Hämeisen-Enzyme
- Nicht-Hämeisenenzyme

Speichereisen: 26%
- Ferritin
- Hämosiderin

Transporteisen: 0,1%
- Transferrin

Question 11

Welche Rolle spielen Eisen-Proteine im Organismus? (drei Beispiele)

Answer 11

Energiegewinnung: Elektronentransport im Mitochondrium (Hämproteine/Cytochrome, Fe-Schwefelproteine)

Sauerstofftransport (Hämoglobin) und -speicherung (Myoglobin)

Metabolismus: Substratoxidation und -reduktion

Question 12

Beschreibe den Eisenumsatz im Körper (Aufnahme, Transport, Speicherung in Organen).

Answer 12

Zufuhr Darm und Verlust je 1-2 mg/24h Fe3+/Fe2+
Aufnahme Darmzotte nur Fe2+

Mucosazelle: M-Fe2+

Blut: Transferrin (Transportprotein für Eisen im Blut) (hat nur Affinität für Fe3+) ➢ 4 mg

Knochenmark: 20 mg/24h Häm-Eisen und Hämoglobin, Eisenspeicherung 1000 mg

Erythrozyten: 2500 mg Häm-Eisen, Hämoglobin

Körperzellen: 300 mg (Cytochrome, Nicht-Hämeisenproteine)

Abbau der Erythrozyten nach 120 Tagen in der Milz und Recycling des Eisens durch Rückladung auf Transferrin

Question 13

Wie wird die Eisenhomöostase reguliert?

Answer 13

Über Kontrolle der Eisenaufnahme im Dünndarm.

• Kompensation des Eisenverlusts
• Vermeidung einer Eisenüberladung (da keine aktive Ausscheidung des Eisens, muss Homöostase über die Aufnahme geregelt werden)

Question 14

Wie ist die Bioverfügbarkeit von Eisen im Dünndarm und wovon hängt sie ab?
Wie viel Eisen enthält gemischt Kost?

Answer 14

Resorptionsrate:
Hämeisen 15-35%
Nicht-Hämeisen ca. 10%, bei Eisenmangel 20-30%

Bioverfügbarkeit abhängig von Eisen-Bindungsform:
➢ Hämeisen bevorzugt
➢ Verfügbarkeit von Nicht-Hämeisen massiv durch andere Nahrungsbestandteile beeinflusst

Gemischte Kost: täglich ca. 5-15 mg Nicht-Hämeisen und 1-5 mg Hämeisen

Question 15

Was sind resorptionsfördernde und -hemmende Liganden für Nicht-Hämeisen?

Answer 15

fördernd: zB Ascorbat, Citrat ➢ wirken reduzierend (Antioxidant) ➢ reduzieren Fe3+ zu Fe2+

hemmend: Tanate, Phytate (Getreide), Oxalate (Spinat, Rhabarber), Phosphate, Lignine, Polyphenole (Wein)

Question 16

Beschreibe die intestinale Eisenresorption.

Answer 16

➢ Nicht-Hämeisen: apikale Membran: membranständige Ferrireduktase reduziert Fe3+ zu Fe2+
➢ Fe2+ wird über membranständigen Transporter DMT1 (Transporter für zweiwertige Metalle) in Zelle aufgenommen
➢ Hämeisen: Fe wird aus Porphyrinringen gelöst
➢ beides: in Mucosazelle: Bildung von Mobilferrin (Fe2+) und entweder Einspeicherung (Fe3+) als Ferritin (Peroxidase oxidiert Fe2+ zu Fe3+) oder Abgabe ans Blut über basolaterale Membran
➢ Abgabe: basolateraler Transporter = Ferroportin und Hephaestin: Oxidation zu Fe3+, Bindung an Transferrin (zwei Fe3+ pro Molekül)

Question 17

Was ist die Funktion von Mobilferrin und Ferritin?

Answer 17

Mobilferrin = Transportprotein für Fe2+ in Mucosazellen

Ferritin = intrazelluläres Speicherprotein aus 24 identischen UE; speichert bis zu 4500 mol Fe3+/mol Ferritin

Question 18

Was ist die Funktion von Transferrin und Transferrinrezeptor?

Answer 18

Transferrin = Transportprotein für Fe3+ im Blut (2 Fe3+/Transferrin)

Transferrinrezeptor = Rezeptorprotein für Transferrin auf der Zellmembran; wird für die Aufnahme von Transferrin-2Fe3+ benötigt

Question 19

Welches Protein ist für die Regulation des Eisenstoffwechsels relevant und wie funktioniert die Regulation?

Answer 19

Hepcidin

Transferrin-2Fe3+ wird endocytotisch mithilfe des Transferrinrezeptors in den Hepatocyten aufgenommen. Eisen geht in den Eisenstoffwechsel, Transferrinrezeptor-Vesikel-Komplex kann recyclet werden. Hohe Eisenkonzentration und viele Rezeptorvesikel induzieren Bildung und exozytotische Abgabe des Signalpeptids Hepcidin; Hypoxie hemmt es. Hepcidin bewirkt an der Mucosazelle durch Komplexbildung mit Ferroportin den lysosomalen Abbau dessen.

Question 20

Nenne eine lebenstechnische Verwendung von Eisen.

Answer 20

Eisengluconat färbt grüne Oliven schwarz.

Question 21

Wie hoch ist der tägliche Bedarf an Eisen und die damit verbundene Zufuhrempfehlung (unter Berücksichtigung einer Resorptionsrate von 10-15%)?

Answer 21

täglicher Bedarf: 1,5-2,2 mg/Tag

Zufuhrempfehlung: Männer 10 mg, menstruierende Frauen 15 mg/Tag

Question 22

Was gibt es für Störungen im Eisenstoffwechsel und was zeichnet sie aus?

Answer 22

EISENMANGEL
- betrifft ca. 30% der Weltbevölkerung
- Hinweise auf Eisenmangelanämie bei 3,5% der Bundesbürger, Frauen doppelt so oft betroffen wie Männer
- Ursachen: Eisenverlust: Blutspenden, Menstruation, Schwangerschaft, Darmblutungen, Mangel-/Fehlernährung
- Verlust von 1 mg Fe bei 2 mL Blutverlust

HÄMOCHROMATOSE
- autosomal rezessiv vererbte Eisenspeicherkrankheit (Mutation im HFE-Gen, Hepcidin gestört ➢ dauerhafte Fe-Aufnahme)
- gesteigerte Eisenresorption im oberen Dünndarm und Akkumulation des überschüssigen Eisens in den Parenchymzellen v.a. in der Leber
- fortgeschrittene Hämochromatose: Körperbestand 15-40 g Eisen (5-10fach erhöht), Eisengehalt der Leber 20-50fach erhöht
➢ Leberzirrhose

Question 23

Wie werden Eisenstoffwechselkrankheiten diagnostiziert?

Answer 23

Fortgeschritten:
Rotes Blutbild: Hämatokrit, Hämoglobinkonzentration, Erythrozytenzahl, Erythrozytenindizes
➢ Indikator für fortgeschrittene Störung der Eisenutilisation

Früher erkennbar: Eisenspeicher:
- Serumeisen (< 7 µmol/L Fe-Mangel; >36 µmol/L Fe-Überladung)
- Transferrinsättigung (Serumeisen/Transferrin*Faktor)
- Serumferritin (< 15 µg/L = Fe-Mangel) (➢ im Gleichgewicht mit den Ferritinspeichern in der Zelle, daher als Indikator geeignet)

Question 24

Warum kann eine zu hohe Eisenversorgung problematisch sein?

Answer 24

Eisen ist redoxaktiv und kann zb Fette oxidieren (Lipidoxidation) oder Fenton machen.

Question 25

Welche Eigenschaften unterscheidet Zink von Eisen?

Answer 25

• nicht redoxreaktiv
• in seinen Verbindungen immer zweiwertig
  (- ist nach Eisen das zweithäufigste Spurenelement)

Question 26

Wie wird die Zinkhomöostase geregelt?

Answer 26

Über die Resorption im Dünndarm.

Question 27

In welchen Lebensmittelgruppen sind viel bis wenig Zink enthalten?

Answer 27

sehr viel: Austern, Weizen- und Roggenkeime

viel: Muskelfleisch, Innereien, Hartkäse

mäßig: Eier, Milch, Käse, Fisch, Karotten, Kartoffeln, Vollkornbrot

wenig: Obst, Gemüse, Fette, Weißbrot

Question 28

Nenne wichtige biochemische Funktionen von Zink!

Answer 28

• Enzymfunktionen
  (zb Alkoholdehydrogenase; Co-Faktor bei alkalischer Phosphatase)
• Transkriptionsfaktoren
  (Zinkfingerstruktur (DNA) ➢ genomische Stabilität)
• Vitamin A Stoffwechsel
  (Zink ist für den Transport aus der Leber nötig (RBP), und für die Retinol-DH (Sehvorgang))
• antioxidative Funktionen
  (Aufrechterhaltung von Mt und GSH; Antagonisierung von Eisen und Kupfer (außerdem: starke Wechselwirkung, behindern gegenseitig die Aufnahme))
• neuronale Weiterleitung
  (2nd messenger)
• Haut und Hautanhangsgebilde
• immunmodulierende Effekte
  (Aktivität von T-Helferzellen, Killerzellen; T-Lymphozyten-Entwicklung)

Question 29

Wie ist die Aufnahmerate von Zink und wie wird es vom Körper wieder abgegeben?
Was sind die Hauptspeicher für Zink?

Answer 29

15-40%

Abgabe: gastrointestinale Sekretion, Hautzellenabschilferung, Nierenausscheidung

Hauptspeicher: 60% im Skelettmuskel, 30% im Knochen, 5% in Leber und Haut

Question 30

Wie ist die Zinkverteilung (%) in der Zelle, welche Transporter regulieren die Zink-Aufnahme und -Homöostase, und wie liegt Zink in der Zelle vor?

Answer 30

50% Cytoplasma, 30-40% Nukleus, 10% Membran

ZnT (Regulation Ausscheidung/Abgabe) und ZIP (Regulation Aufnahme) Transporter

sehr geringe freie Zink-Konzentration im Cytosol; hauptsächlich proteingebunden (Metalloproteine und MTs), oder in Vesikeln

Question 31

Wie ist Metallothionein (MT) aufgebaut?

Answer 31

Zn4 Cluster (alpha-Domäne): stabiler, 4 eingebaute Zinkatome, 4 Cysteinbrücken und 6 terminale Cysteinliganden

Zn3 Cluster (beta-Domäne): 3 eingebaute Zinkatome, 3 Cysteinbrücken, 6 terminale Cysteinliganden

Question 32

Wie ist die Bioverfügbarkeit von Zink und wie wird sie durch die Verbindungsform beeinflusst?

Answer 32

20-30%

Komplexbildner (Aminosäuren) erhöhen die Bioverfügbarkeit

Phytinsäure senkt sie

Question 33

In welchen LM ist besonders viel Zink enthalten?

Wie hoch ist der tägliche Bedarf?

Answer 33

Austern, Roggenkeime, Weizenkeime, Weizenvollkornmehl

5-10 mg/Tag

Question 34

Welches ist das zentrale Organ des Kupfermetabolismus?

Welche ist die biologisch wichtigste Form von Kupfer?

Answer 34

Leber

Cu2+ und Cu1+ (Kupfer neigt zur Komplexbildung)

Question 35

Wie ist die Verteilung des Körperbestands von Kupfer?

Answer 35

Muskulatur 40%
Skelett 20%
Leber 15%
Gehirn 10%
Vollblut 6%

Question 36

In welchen LM ist besonders viel Kupfer enthalten?

Answer 36

Kakao, Leber, Leguminosen, Nüsse, Getreide

Question 37

Wichtigste biologische Funktionen von Kupfer

Answer 37

Essentieller Bestandteil von zahlreichen Metalloenzymen:

Antioxidative Abwehr (Superoxiddismutase)

Atmungskette (Cytochrom-c-oxidase)

Neuronale Signaltransduktion (Dopamin-beta-Hydroxylase/Monooxigenase)

Bindegewebestoffwechsel (Lysyloxidase - Kollagen- und Elastinbiosynthese)

Fe-Stoffwechsel (Caeruloplasmin als Ferrioxidase I)

Question 38

Nenne wichtige Cu-haltige Metalloenzyme, ihre Lokalisation und und ihre Funktion

Answer 38

Caeruloplasmin - Plasma - Verteilung von Cu im Organismus; Oxidation von Fe2+ zu Fe3+ (für Bindung an Plasmatransferrin)

Aminoxidase - Mitochondrien - Oxidation primärer Amine zu Aldehyden

Cytochrom-c-Oxidase - Mitochondrien - oxidative Phosphorylierung

CuZn-Superoxiddismutase - Cytosol - Entgiftung freier Radikale

Dopamin-beta-Hydroxylase - NNM - beteiligt an Biosynthese von Adrenalin und Noradrenalin

Tyrosinase - Haut, Gewebe - Tyrosinhydroxylierung, Biosynthese von Melanin ➢ Fehlen führt zu Albinismus

Lysyloxidase - Knorpel, Knochen - (Quer-) Vernetzung von Elastin und Kollagen

Question 39

Wie wird die Kupferhomöostase reguliert?

Answer 39

über Ausscheidung via Galle und Resorption im Dünndarm

Question 40

Beschreibe die Kupferaufnahme

Answer 40

• beginnt im Magen, aber v.a. im Dünndarm
• Resorptionsrate im Mittel 57%, sinkt bei steigendem Angebot
• niedrige Cu-Konzentrationen werden über DMT1 (aktiver Transport) aufgenommen
• hohe Cu-Konzentrationen über passive Diffusion
• intrazellulär liegt Cu immer proteingebunden vor (Cu-Metallothionein), da sonst oxidativer Stress durch Redoxaktivität entsteht
• Abgabe an Blut über Menkes ATPase (ATP7A) ➢ bei Menkes-Syndrom nicht funktionabel
• Transport via Pfortader an Leber über Transportproteine
• Aufnahme in die Leberzelle durch hCtr1-Carrier
• im Hepatozyten Bindung an verschiedene Cu-Bindesproteine (Chaperone), die die jeweilige weitere Funktion/Verwertung von Cu bestimmen (Abgabe von Caeruloplasmin über Vesikel (Exocytose))

Question 41

Wie wird überschüssiges Kupfer abgegeben?

Answer 41

über Lysosomen (cu-Metallothionein, Cu-Caeruloplasmin) und die Wilson-ATPase (ATP7B) oder einen Glutathion-abhängigen Transporter in die Galle

Bei Cu-Überschuss wird der Transporter (ATPase/WND) vermehrt an die Gallenkanälchen transloziert

Question 42

Wie hoch ist der tägl. Bedarf von Kupfer und was sind die reichsten LM?

Answer 42

1-1,5 mg/Tag

Nüsse, Kakaopulver, Leber, Muscheln, Schokolade, Weizenkeime

Question 43

Welche Kupfer-assoziierten Krankheiten gibt es?

Answer 43

Menkes-Syndrom und Morbus Wilson

Question 44

Was ist das Menkes-Syndrom?

Answer 44

genetisch bedingte Form des Kupfermangels
Gendefekt der Kupfer-transportierenden ATPase (ATP7A), über welche Cu vom Enterocyten ins Blut gelangt
Cu kann nicht ausreichend über Darm aufgenommen werden ➢ niedrige Cu-Konzentrationen in Plasma, Leber, Gehirn
Letalität in den ersten Lebensjahren ➢ Entwicklung des ZNS benötigt Cu
Symptome: neurologische Störungen, kurze gewundene Kopfhaare, typische Gesichtserscheinung

Therapie-Ansatz: Gabe von Kupfer-Histidin ➢ um Bioverfügbarkeit zu erhöhen

Question 45

Was ist Morbus Wilson?

Answer 45

genetisch bedingte Form einer Kupfer-Überladung
Gendefekt der Cu-transportierenden ATPase ATP7B
Cu kann nicht über Galle ausgeschieden werden ➢ Akkumulation insbesondere in Leber und Gehirn, Kayser-Fleischer-Kornealring

verschiedene Formen:
Hepatitis, chronische Leberzirrhose und Leberversagen
neurologische Symptome (Bewegungs- und Sprechstörungen)
psychiatrische Symptome (Verhaltens- und emotionale Störungen)

Therapieansatz: Cu-arme Diät, Gabe von D-Penicillamin (Komplexbildner)

Question 46

Chronische Toxizität von Kupfer:
Wie wirkt Cu toxisch?
Welche Formen gibt es, was verursacht sie?

Answer 46

Hepatitis, Leberzirrhose
Aber chronische Vergiftungserscheinungen erst bei Überschreitung der Eliminationsfunktion der Leber

Säuglinge und Kleinkinder reagieren empfindlicher, da die vollständige Regulation der biliären Exkretion erst im Laufe der ersten Lebensjahre entwickelt ist

➢ Indian childhood cirrhosis: im Cu-Geschirr zubereitete Nahrung (Messing)
➢ German childhood cirrhosis: Milch mit Cu-belasteten Trinkwasser (pH 6,2 + Kupferleitung = Korrosion)

➢➢ Leberzirrhose und Tod

Question 47

Warum ist freies Kupfer problematisch?

Answer 47

freie Cu-Ionen können nach einer Fenton-ähnlichen Reaktion die Bildung von Hydroxyradikalen katalysieren ➢ Schädigung von Makromolekülen (zb DNA, Proteine) ➢ Verlust der zellulären Integrität

Cu1+ + H2O –> Cu2+ + OH- + °OH

Question 48

In welchen Oxidationsstufen kommt Selen vor und wo kommen diese hauptsächlich vor (für die Aufnahme relevant)?

Welches Organ ist der größte Selenspeicher?

Answer 48

-2 Selenomethionin, Selenocystein (org. Verbindungen) ➢ in pflanzlichen (in Europa untergeordnet, da selenarme Böden) und tierischen Eiweißen
+4 Selenite SeO32- ➢ Nahrungsergänzungsmittel
+6 Selenate SeO42- ➢ Nahrungsergänzungsmittel

Skelettmuskel (45,7%)

Question 49

Über welche Hilfsproteine findet der Transport von Selen vom Enterocyten zur Leber statt?
Über welches Molekül findet der Selentransport von der Leber zu den peripheren Organen statt?
Welche Symptome zeigen KO-Mäuse dieses Proteins?
Wie heißen zwei Transporter/Komplexe in den peripheren Organen, über die Se aufgenommen wird?

Answer 49

Transport zur Leber: Selenomethionin: GPx3. Selenat und Selenomethionin: unmodifizierter Transport. Selenit: Konjugation mit cysteinhaltigen Proteinen oder Glutathion, dann Albumin-assoziierter Transport.

Transport von Leber in Peripherie: SePP = Selenoprotein P, ein extrazelluläres Glykoprotein

KO-Mäuse: verzögertes Wachstum, Ataxien, Infertilität

Transporter:
Hirn: apoER2
Niere: Megalin

Question 50

Wie kann Selen ausgeschieden werden?

Answer 50

Als Selenozucker oder als flüchtige Verbindung, die ausgeatmet werden kann.

Question 51

Was sind Selenoproteine und welche biologische Funktion haben sie?

Answer 51

• Selenocystein im aktiven Zentrum der Enzyme
• biologische Effekte durch das Selen ➢ strikt Selen-abhängig
• Selenogruppe liegt bei physiologischem pH-Wert ionisiert vor ➢ “superaktives Cystein”

Question 52

Nenne Beispiele für wichtige Selenoproteine.
Wie viele humane Gene für Selenoproteine gibt es?

Answer 52

Glutathionperoxidase (GPx)
Thioredoxinreduktasen
Jodothyronin Dejodasen
Selenophosphat-Synthetase 2
Selenoprotein P
Selenoprotein W

Question 53

Welche Funktion haben Glutathionperoxidasen?

Answer 53

katalysieren die Reduktion von H2O2 und organischen Hydroperoxiden zu den entsprechenden Alkoholen
➢ Schutzfunktion für biologische Makromoleküle und Biomembranen

Also:
➢ Reduktion von Hydroperoxiden
➢ Antioxidans

Question 54

Welche Funktion haben Thioredoxinreduktasen (TrxR)?

Answer 54

• einige sind ubiquitär exprimiert
• Thioredoxin katalysiert Dithiol-Disulfid-Austauschreaktionen
• Übertragung von Reduktionsäquivalenten (zB bei DNA-Synthese)

Question 55

Was ist das Besondere bei der Synthese von Selenocystein und -methionin?

Answer 55

Selenocystein wird spezifisch eingebaut, Selenomethionin unspezifisch.

Für den Einbau von Selenocystein wird eine Haarnadelschleife am 3’-Ende (WW mit zu transkribierender Basenabfolge) gebraucht (SECIS), damit sich Transkriptionsfaktoren anheften können.

Question 56

Welche Auswirkungen hat ein Selenmangel auf die Selenproteinsynthese?

Answer 56

Kein verfügbares Selen:
➢ tRNA wird nicht mit Se-Cys beladen
➢ Abbruch der Selenoproteinsynthese

Unzureichende Selenversorgung:
➢ Hierarchie der Selenoproteine:
- Proteine, die hoch in der Hierarchie stehen, werden auch im Selenmangel synthetisiert (zB GPx2, GPx4, DI)
- Proteine, die niedrig in der Hierarchie stehen, werden unter Mangel nicht synthetisiert (GPx1)

➢ die Stellung in der Hierarchie beruht auf der Stabilität der mRNA

➢ gewebespezifische Hierarchie:
- hoch: Gehirn, Testes, Schilddrüse
- niedrig: Leber, Niere, Lunge

Question 57

Therapeutische Breite von Selen und Empfehlung

Answer 57

geringe therapeutische Breite ➢ bei variabler nutritiver Zufuhr nur relativ kleiner sicherer Bereich

Empfehlung Europa: 30-70 µg/d (USA: 200)

20 µg/Tag untere Grenze: Herzmuskelerkrankung möglich

Ab 800 µg/Tag Beginn chronischer Selenvergiftung, 70.000 = LD50, 200.000 als Einzeldosis letal

Question 58

Unter welchen Umständen kommen in Europa ausgeprägte Selenmangelerscheinungen vor?

Answer 58

• totale parenterale Ernährung ohne Selensupplementation (➢ Herzmuskelerkrankungen, Leberschädigung, Muskelschmerzen und Verhärtung)
• bei proteinfreien/-armen Spezialdiäten (Phenylketonurie)
• bei Erkrankungen mit Absorptionsstörungen (Kurzdarmsyndrom)
• strikter Veganismus

Question 59

Was ist die Keshan-Krankheit?

Answer 59

Selenmangel in Region Keshan in China (1960-70) wegen Selenmangel im Boden und Pflanzen (Umsiedelung in wenig bevölkertes Gebiet)

Selenmangel begünstigt Pathogenität des Coxsackie-B4-Virus (kleines RNA-Virus, induziert Myocarditis und Cardiomyopathie)

betrifft vor allem Kinder, Jugendliche, junge Frauen

Nekrose und Fibrose des Myokards

akute Form:
- Arrhythmie, Herzversagen, Blutdruckabfall, Lungenödeme

subakute und chronische Form:
- Herzvergrößerung, Herzschwäche, abnormales EKG, Gesichtsödeme

Question 60

Was ist die Kashin-Beck-Krankheit?

Answer 60

Osteoarthropathie aufgrund von Selenmangel, “big joint disease”
assoziiert mit Mykotoxinen
Kinder und Jugendliche
entzündlich degenerative Gelenkerkrankung (Gelenkschwellungen an Knie, Hände; Minderwuchs)

Question 61

Selensupplementation Faktensammlung

Answer 61

• Selen beeinflusst den Zinkstoffwechsel
• physiologische Konzentration: vermutlich antioxidative Wirkung und antimutagen
• keine eindeutigen mechanistischen Beweise für protektive und krebs-inhibierende Wirkung
• möglicherweise auch negative Effekte

Question 62

Iod: Lokalisation, Körperbestand, Vorkommen, Form der Aufnahme

Answer 62

70-80% in Schilddrüse, Rest größtenteils intrazellulär, kaum extrazellulär

10-20 mg Gesamtkörperbestand

nur Meerestiere iodreich, Grundnahrungsmittel sind iodarm

wird Iod als Iodid zugeführt, wird es nahezu zu 100% resorbiert

Question 63

Beschreibe kurz den Iodstoffwechsel.

Answer 63

Iodid wird im proximalen Intestinaltrakt resorbiert, gelangt über das Blut zur Schilddrüse.

Essentieller Bestandteil der Schillddrüsenhormone T3 (Triiodthyronin) und T4 (Thyroxin).

Überschüssiges Iodid wird vorwiegend über die Niere ausgeschieden (>90%).

Question 64

Biosynthese von T3 und T4

Answer 64

1. Aufnahme des Iodids
   Resorption im Intestinaltrakt ➢ intravasale, extrazelluläre Verteilung
2. Iodination
   Kotransport mit Na+ aus dem Blut in die Thyreozyten der Schilddrüse (Anreicherung um das 20-50fache). Natrium-Iodid-Symporter (NIS) ist sekundär aktiv.
3. Iodisation
   Oxidation des Iodids durch die thyreoidale Peroxidase (TPO) zu elementarem Iod
4. Organifizierung
   Einbau des Iods in Thyreoglobulin zu den Mono- und Diiod-Verbindungen
   ➢ Protein-gebundene iodierte Thyronine
   ➢ Exozytose und Speicherung im Follikelkolloid
   ➢ bei Bedarf Endozytose
   ➢ Freisetzung von T3 und T4 (1:20) ins Blut