Mineralstoffe, Spurenelemente, Mengenelemente in der Therapie und Prophylaxe


Ausarbeitung, 2011
33 Seiten

Leseprobe

Die Rolle der Mineralstoffe in der menschlichen Ernährung

von Sven-David Müller, M.Sc.

Mineralstoffe als anorganische Nahrungsbestandteile werden aufgrund ihrer Konzentration im Körper als auch aufgrund des Mengenverhältnisses im täglichen Bedarf in Mengen-, Spurenund Ultraspurenelemente unterteilt. Durch die Unterteilung wird deutlich gemacht, dass anorganische Nahrungsbestandteile ab einer Konzentration von mehr als 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht als Mengen- und unterhalb dieser Grenze als Spurenelemente bezeichnet werden. Die einzige Ausnahme ist Eisen. Obwohl seine Konzentration bei über 60 mg pro Kilogramm Körpergewicht liegt, zählt es zu den Spurenelementen.

Mengenelemente

Zu den Mengenelementen zählen die Metalle Natrium, Kalium, Magnesium und Kalzium sowie die Nicht-Metalle Chlor, Phosphor und Schwefel. Mengenelemente liegen im wässrigen Milieu meist ionisiert als Kationen (Na+, K+,Ca2 +, Mg2 +) und als Anionen (Cl-, HPO42-, SO42-) vor und werden deshalb auch als Elektrolyte bezeichnet.1 Kurz zusammengefasst regulieren Mengenelemente den Wasser- und Elektrolythaushalt, den Gefäßtonus, die Nervenfunktionen und die Muskelkontraktionen. Sie sind Cofaktoren von Enzymen, am Aufbau der Knochen und Zähne sowie an der Blutgerinnung beteiligt.

Natrium, Kalium und Chlorid

Die Mengenelemente Natrium, Kalium und Chlorid regeln im menschlichen Organismus den Wasserhaushalt, in dem sie die Gewebespannung (osmotischer Druck der Körperflüssigkeiten) aufrechterhalten. Natrium und Chlorid binden bei diesem Vorgang das Wasser im Gewebe, während Kalium ein Ausschwemmen von Wasser aus den Zellen fördert.

Natrium (Na)

Das Mengenelement Natrium wurde erstmals im Jahre 1807 durch den englischen Chemiker Sir Humphrey Davy (1778-1829), entdeckt. Der Name stammt von dem ägyptischen Wort „neter“ = Soda. Speise- bzw. Kochsalz (Natriumchlorid), das zu rund 40 Prozent Natrium enthält, war in der Geschichte ein wertvoller Rohstoff und wurde zeitweise als Tauschmittel oder gar als Währung eingesetzt. Soda (Natrium carbonicum) und Pottasche (Kalium carbonicum crudum) waren bekannte Laugensalze. Kochsalz aus Salzstöcken und aus dem Meerwasser wurde in der Ernährung nicht nur zum Würzen eingesetzt. Es war lange Zeit das wichtigste Mittel, Lebensmittel für längere Zeit haltbar zu machen.

Zufuhrempfehlung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die tatsächliche durchschnittliche Natriumzufuhr liegt in Deutschland bei etwa 12 Gramm täglich. Während der Schwangerschaft und der Stillzeit steigt der Natriumbedarf. Der durchschnittliche Mehrbedarf liegt in der Schwangerschaft bei etwa 70 mg pro Tag und während der Stillzeit bei 180 mg pro Tag.2

Körpereigene Reserven

Ein geringer Teil des körpereigenen Natriums befindet sich in der intrazelluläre Flüssigkeit und ist dort für das Membranpotential der Zellwände und für Enzymaktivitäten von Bedeutung. Der Gesamtbestand des Körpers an Natrium beträgt beim Mann 100 Gramm (4348 mmol) und bei der Frau 77 Gramm (3348 mmol). Davon fallen 98 Prozent auf den Extrazellulärraum. Der Natriumbestand in der extrazellulären Flüssigkeit wird in erster Linie über das Aldosteron-Angiotensin-Renin-System gesteuert und über die Niere geregelt. Vor allem in venösen Gefäßen findet eine kontinuierliche Messung der Wandspannung statt, die direkt mit dem osmotischen Druck und damit der Na+-Konzentration verbunden ist. Ein Abfall der Na+-Konzentration führt zur Bildung von Angiotensin, das in der Nebenniere die Freisetzung von Aldosteron bedingt. Es kommt zu einer verstärkten Na-Rückresorption. Die Natriumausscheidung kann nahezu auf null sinken. Bei einer Zunahme der Wandspannung in den Vorhöfen des Herzens kommt es umgekehrt zur Bildung des atrialen natriuretischen Faktors (ANF), der in der Niere für eine verstärkte Natriumausscheidung sorgt.3 Mit dem Stuhl werden nur geringe Natriummengen ausgeschieden.4

Wichtige physiologische Funktion

- Entscheidende Bedeutung bei der Regulation der Osmolarität Zusammen mit Chlorid und Kalium Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks im Extrazellulärraum
- Regulation des Säure-Basen-Haushaltes
- Kontrolle des Membranpotentials
- Erregungsleitung in Nerven- und Muskelzellen
- Resorption von Glukose, Aminosäuren und wasserlöslichen Vitaminen

Hyponatriämie

Ein Hyponatriämie entsteht aufgrund eines Mangels an Natrium oder ist bedingt durch beispielsweise starke Durchfälle, anhaltendes Erbrechen, starkes Schwitzen, bei Resorptionsstörungen der Niere, vermehrte Harnausscheidung und vermehrtes Harnvolumen.5 Es kommt zu einer Hypoosmolarität im Extrazellulärraum mit einer Flüssigkeitsverlagerung in den intrazellulären Raum, was zu Wasserverschiebungen ins Gewebe, insbesondere ins Gehirn führt. Als klinische Zeichen eines Natriummangelsyndroms sind erniedrigter Blutdruck, Kopfschmerzen, Erbrechen, Bewusstseinsstörungen und Muskelkrämpfe zu beobachten. Bei Erkrankungen mit exzessiven Durchfällen, vor allem Na-Verlust, oder Erbrechen, vor allem Cl-Verlust, kann die auftretende Dehydratation bis zum Tode führen.

Hypernatriämie

Von größerer Bedeutung ist heute die überhöhte Natriumzufuhr insbesondere in Bezug auf die Entstehung und Behandlung von Bluthochdruck (Hypertonie). Dass Kochssalz bei entsprechender genetischer Disposition neben vielen anderen Ernährungsfaktoren für die Entstehung von Bluthochdruck mitverantwortlich ist, konnten zahlreiche Studien belegen. Eine hohe Kochsalzaufnahme führt praktisch immer zum Bluthochdruck. Das Ausmaß der Drucksteigerung ist jedoch individuell verschieden. Eine solche Kochsalzsensitivität darf jedoch nicht dahin führen, dass eine Therapie mit kochsalzreduzierter Kost nur bei „salzempfindlichen“ Menschen durchgeführt wird.6 Eine kochsalz- oder natriumarme Ernährungsweise spielt somit bei jeder Bluthochdruckbehandlung eine große Rolle und senkt den systolischen und diastolischen Blutdruck. Neben der absoluten Höhe der Natriumchloridzufuhr scheint auch das Verhältnis der Natrium- zur Kaliumzufuhr für die Höhe des Blutdrucks von Bedeutung sein.

Natürliche Quellen

Natrium wird in Verbindung mit Chlorid als Kochsalz bezeichnet und in dieser Form am häufigsten verzehrt Ein erheblicher Teil der täglichen Kochsalzaufnahme erfolgt „verborgen“ in Form von industriell hergestellten Lebensmitteln.7 Von Natur aus natriumarmen Lebensmitteln wird bei der Weiterverarbeitung in Form von Konservierung Kochsalz oft in Form von großer Mengen hinzu geführt. Aus dem primär natriumarmen Nahrungsmittel ist dann durch die industrielle Bearbeitung ein natriumreiches Lebensmittel entstanden. Auch Fertigprodukten sind in der Regel reich an Kochsalz. Gemüsesäfte können beispielsweise bis zu 10 Gramm Kochsalz pro Liter zugeführt sein. In Deutschland werden durch Brot- und Backwaren etwa 30 Prozent, mit Fleisch und Wurstwaren über 30 Prozent der täglichen Natriumchloridaufnahme gedeckt. Natürliche Quellen, die einen hohen Gehalt an Natrium enthalten sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Kochsalzarm sind beispielsweise Sauermilchprodukte wie Speisequark, Kefir, und Joghurt, Fleisch und Fisch.

Chlorid (Cl)

Chlor wurde 1774 von dem Schweden Carl Wilhelm Scheele entdeckt. Der Apotheker synthetisierte es zufällig durch eine Reaktion von Salzsäure und Braunstein. Er hielt es damals irrtümlicher Weise für ein Oxid. Erst Sir Humphrey Davy Professor für Chemie in London erkannte 1810 den Elementcharakter und nannte es Chloricgas bzw. Chlorine. Der Name kommt von dem griechischen Wort chloros - gelbgrün.

Zufuhrempfehlungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Körpereigene Reserven

Neben Natrium ist Chlorid mit 88 Prozent das wichtigste Anion der extrazellulären Flüssigkeit. Es ist zusammen mit Natrium für die Regulation des Gesamtvolumens und des osmotischen Drucks zuständig. Chlorid befindet sich in hohen Konzentrationen in der GehirnRückenmarks-Flüssigkeit sowie in den Verdauungssekreten, insbesondere in Form von Salzsäure im Magen. Im Intrazellulärraum liegt nur eine geringe Chloridkonzentration von 12 Prozent vor. Der Gesamtchloridbestand des Körpers betrögt im Durchschnitt 33 mmol (1,2 Gramm) pro Kilogramm Körpergewicht.

Wichtige physiologische Funktionen

- Gemeinsam mit Natrium beeinflusst Chlorid als Hauptanion des Extrazellulärraumes den osmotischen Druck und die Flüssigkeitsverteilung im Organismus
- Chlorid spielt wichtige Rolle in der Aufrechterhaltung der Elektroneutralität in den Körperflüssigkeiten und im Säure-Basen-Haushalt
- Transport von anderen Ionen über die Zellmembran erfordert in den meisten Fällen Na+- und Cl- -abhängige Cotransporter oder Antiporter
- Chlorid ist in den Peptidasen Angiotensin ll und Kathepsin enthalten
- Im Magen bildet Chlorid zusammen mit Wasserstoff die Magensäure (Salzsäure). Sie ist entscheidend an der Zerlegung von Nahrungseiweiß beteiligt.

Chloridmangel/Hypochlorämie

Ein Chloridmangel kommt selten vor. Er äußert sich identisch mit einem Natriummangel und ist aus den Funktionen im Extrazellulärraum ableitbar. Durch anhaltendes Erbrechen oder starken Durchfall kann es zu Verlusten von Magensäure kommen, vor allem wenn eine chloridarme Nahrung hinzukommt. Auch starkes Schwitzen kann zu einem Mangel an Chlorid führen. Chloridmangel führt zu Störungen im Säuren-Basen-Haushalt des Körpers (Alkalose), die mit flacher Atmung, Muskelkrämpfen und Herzfunktionsstörungen verbunden sein können.

Chlorakne

Unter einer Chlorakne versteht man eine Hauterkrankung, besonders im Gesicht und an verschiedenen Körperregionen, die von Chlor bzw. Chlorverbindungen verursacht wird. Chlorakne kann auf Grund beruflicher Tätigkeiten in der chemischen Industrie oder der Elektroindustrie mit Chlorphenol (TCDD; Dioxin), Perchlornaphthalin, polychlorierten Biphenylen und anderen chlorhaltigen Chemikalien auftreten. Auch Chemieunfälle kommen als Auslöser für eine Chlorakne in Frage. Die Hautveränderungen zeigen sich u.a. in Form von Verdickungen der Hornschicht in den Haarbalgen, in Mitessern oder auch in Knoten, Abszessen oder Zysten.8

Überdosierung/Hyperchloridämie

Die Chloridaufnahme liegt in vielen westlichen Industrieländern über dem Bedarf, da viele industriell hergestellte Lebensmittel mit Natriumchlorid gewürzt und verfeinert sind. Überschüssiges Chlorid wird im Allgemeinen durch den Urin und durch Schwitzen wieder ausgeschieden. Ein hoher Salzkonsum (Natriumchlorid) kann bei manchen Menschen allerdings zu Bluthochdruck führen oder ihn verstärken.

Durchschnittliche Versorgung der Bevölkerung

Der Bedarf mit Chlorid wird wie beim Natrium mehr als genug gedeckt.

Kalium (K)

Auch das Mengenelement Kalium wurde im Jahre 1808 von dem englischen Chemiker Sir Humphrey Davy entdeckt. Für den Menschen ist Kalium ein wichtiger Mineralstoff. Nach Kalzium, Phosphor und Schwefel ist es das vierthäufigste Element im Körper.

Zufuhrempfehlungen

Ein exakter Bedarf lässt sich für Kalium nicht ermitteln. Für Erwachsene werden 2 Gramm täglich als ausreichend gesehen. Diese Menge ist unter den üblichen Lebensbedingungen ausreichend. Um die normalen Kalium-Körperbestände und Plasmakonzentrationen aufrechtzuerhalten, ist eine minimale Zufuhr von 1,6 Gramm täglich notwendig. Die tatsächliche Kaliumzufuhr liegt mit 2,5 Gramm täglich über dem Minimum und lässt keine Mangelsymptome erwarten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Körpereigene Reserven

Der Kaliumbestand hängt vom Anteil der stoffwechselaktiven Körpermasse (lean body mass) ab. Er beträgt bei Frauen aufgrund der höheren Fettmasse etwa 100 Gramm und bei Männern etwa 150 Gramm. Kalium befindet sich mit 140 mmol pro Liter zu 98 Prozent in der intrazellulären Flüssigkeit und ist dort das häufigste Kation. Das Skelettmuskelgewebe weist die höchste Kaliumkonzentration auf. Etwa 2 Prozent des Kaliumbestandes befindet sich im Extrazellulärraum. Obwohl das extrazelluläre Kalium nur sehr wenig vom Gesamtkaliumbestand ausmacht, reagiert der menschliche Körper auf Schwankungen der extrazellulären Kaliumkonzentration sehr empfindlich. Diese Schwankungen können sowohl bei einer Kaliumerhöhung als auch bei einer Erniedrigung zu schweren muskulären und neuromuskulären Störungen führen.9

Wichtige physiologische Funktionen

Kalium ist der Gegenspieler von Natrium und erfüllt mit mit diesem Mineralstoff gemeinsam folgende Aufgaben

- Regulation des osmotischen Drucks und des Wasserhaushalts, Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts
- Kalium reguliert die Weiterleitung von Nervenimpulsen und die Kontrolle der Muskelkontraktur
- Eiweißsynthese
- Kalium ist für die Aufrechterhaltung eines normalen Blutdrucks von Bedeutung
- Aktiviert Enzymsysteme wie die Pyruvatkinase in der Glykolyse
- Spielt eine Rolle im Kohlenhydrat-, Fett-, Eiweiß- und Hormonstoffwechsel
- Gewährleistung der Potenzialdifferenz von Membranen: hierdurch werden aktive Transportprozesse ermöglicht.10

Hypokaliämie

Eine Hypokaliämie tritt dann auf, wenn die Kaliumkonzentration im Serum unter 3,6 mmol pro Liter liegt. Unter normalen Umständen kommt es kaum zu einem alimentär bedingten Kaliummangel. Hauptursache eines Kaliummangels sind große Verluste an Kalium über den Darm und die Nieren insbesondere durch schwere Durchfälle, heftiges Erbrechen, Missbrauch von Laxantien und Diuretika, wobei die Kaliumausscheidung mit dem Stuhl steigt. Auch Essstörungen wie Anorexia nervosa oder Bulimia nervosa können mit einer Hypokaliämie einhergehen. Eine chronische Niereninsuffizienz und metabolische Störungen wie beispielsweise eine diabetische Azidose können ebenfalls Ursache eines Kaliummangels sein.

Die zentrale Stellung von Kalium im Stoffwechsel der Muskel- und Nervenzellen hat zur Folge, dass sich Kaliummangel durch neuromuskuläre Symptome äußert. Durch das Absinken der intrazellulären Kaliumkonzentration kommt es zu einem Natriumeinstrom mit Natriumanreicherung in der Zelle. Infolge der niedrigen Osmolarität des Extrazellulärraumes entsteht eine hypotone Dehydratation. Das hat eine verminderte Erregbarkeit der Muskulatur zufolge, so dass sich eine Schwäche der Skelettmuskulatur entwickelt, die in schweren Fällen mit einer Lähmung einhergehen kann. Seitens des Herzens können sich Herzrhythmusstörungen und Herzerweiterungen einstellen. Ein langanhaltender Kaliummangel kann zu schweren Störungen im Säure-Basen-Haushalt, zu hypokaliämischer Nephropathie und eventuell zum Koma führen.111213

Hyperkaliämie

Eine Hyperkaliämie ist in der Regel Folge einer chronischen Niereninsuffizienz mir Störungen der Kaliumausscheidung. Die Serumkaliumkonzentration liegt bei über 5 mmol pro Liter. Begünstigend wirken Faktoren wie bestimmte Medikamente beispielsweise kaliumsparende Diuretika, ACE-Hemmer oder verschiedene Antirheumatika. Obwohl eine Hyperkaliämie seltener auftritt als ein Kaliummangel, ist sie als gefährlicher einzuschätzen, da es bis zu Störungen der Herzfunktion und Herzlähmungen kommen kann. Neben diesen Funktionseinschränkungen können schwere Muskel- und Nervenstörungen auftreten. Die Hyperkaliämie äußert sich des weiteren noch in Ohrensausen, Taubheit, Verwirrtheit, Halluzinationen, Muskelzittern und Kribbeln.

Natürliche Quellen

Kalium ist vorwiegend in pflanzlichen Lebensmittel wie beispielsweise Bananen, Kartoffeln, Trockenobst, Spinat, Champignons in ausreichender Menge enthalten. Bei der Zubereitung von Lebensmitteln nimmt der Kaliumgehalt ab, da Kalium während des Kochens in das Kochwasser abgeben wird.14

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Durchschnittliche Versorgung in der Bevölkerung

Die Aufnahme von Kalium liegt in Deutschland mit etwa 62 Prozent über den Kaliumempfehlungen.15

Kalzium (Ka)

Das Element Kalzium wurde im Jahre 1808 von Sir Humphrey Davy in London entdeckt. Der von Davy gegebene Name leitete sich vom lateinischen Wort „calx“ ab, was soviel wie Kalkstein bedeutet.

Zufuhrempfehlungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Kalziumbedarf ist bei Schwangeren und Stillenden erhöht. Er liegt bei 1200 mg täglich.16 Säuglinge, Kinder, Jugendliche und älter Menschen müssen ebenfalls auf eine ausreichende Versorgung achten.

Körpereigne Reserven

Kalzium ist der mengenmäßig wichtigste Mineralstoff. Mehr als 99 Prozent des Kalziumbestandes sind im Skelett und in den Zähnen Kalziumionen liegen zusammen mit Phosphationen als Hydroxylapatit vor. Das Knochengewebe ist für den menschlichen Organismus gleichzeitig wichtigster Kalziumspeicher. Bei Neugeborenen sind etwa 25 bis 30 Gramm und bei erwachsenen Männern 900 bis 1300 Gramm und bei erwachsenen Rauen 750 bis 1100 Gramm Kalzium in Knochen und Zähnen eingelagert.17

Stoffwechsel

Kalzium wird mit Hilfe eines Carrier-Eiweißes, dessen Bildung durch Vitamin D induziert wird, zu 20 bis 40 Prozent resorbiert. Beeinflusst wird die Resorption durch die Art und Menge der Ca-Salze, dem pH-Wert, der Anwesenheit von Vitamin D. Vitamin D fördert die Resorption und die Einlagerung von Kalzium in die organische Matrix des Knochens, das Osteoid. Zwischen dem in den Knochen eingelagertem und gelöstem Kalzium findet ein ständiger Austausch statt. Steigt der Blutkalziumspiegel, so wird das Schilddrüsenhormon Calcitonin ausgeschüttet, das eine verstärkte Kalziumeinlagerung in die Knochen und damit eine Senkung des Blutkaliumspiegels. Sinkt der Blutkalziumspiegel wird Parathormon aus der Nebenschilddrüse ausgeschüttet.

[...]


1 Elmadfa 1998, S.200

2 D_A_CH Referenzwerte, 2000, S.151

3 Biesalski Grimm 2001, S. 216

4 D_A_CH-Referenzwerte 2000, S. 152

5 Elmadfa 1998, S. 213

6 Kasper 2004, S. 366

7 Kasper 2004, S. 366

8 http://www.m-ww.de/gesund_leben/ernaehrung/mineral_spuren/chlor.html?page=2#mangelerscheinungen

9 D-A-CH Referenzwerte 2000, s. 154

10 Schmidt, 2004, S. 235

11 Kasper 2004, S. 56

12 Schauder 2003, S. 114

13 Elmadfa 1998, S. 216

14 D-A-CH Referenzwerte 2000, S. 156

15 Ernährungsbericht 2000, S. 48

16 D-A-CH Referenzwerte 2000

17 Schlieper 2000, S. 170

Ende der Leseprobe aus 33 Seiten

Details

Titel
Mineralstoffe, Spurenelemente, Mengenelemente in der Therapie und Prophylaxe
Autor
Jahr
2011
Seiten
33
Katalognummer
V181049
ISBN (eBook)
9783656045649
ISBN (Buch)
9783656044994
Dateigröße
587 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Vitamine, Mineralstoffe, Ultraspurenelemente, Spurenelemente, Sven-David Müller, Diätassistent, Ernährungstherapie, Diät, Ernährung, Mikronährstoffe, Vitalstoffe, Vitale Stoffe
Arbeit zitieren
M.Sc. Sven-David Müller (Autor), 2011, Mineralstoffe, Spurenelemente, Mengenelemente in der Therapie und Prophylaxe, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/181049

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