Die Bedeutung der Spurenelemente im menschlichen Körper und ihr Nachweis in Pflanzen

INHALT

Einleitung

TEIL I Nachweise von Spurenelementen in Pflanzen - hier: Kastanienblätter -
1. Nachweis von Schwefel
2. Nachweis von Phosphor
3. Nachweis von Eisen
4. Nachweis von Chlor
5. Nachweis von Natrium und Kalium

TEIL II Die Bedeutung von Spurenelementen im menschlichen Körper
1. Die Grundstoffe im Körper
1.1. Calcium
1.2. Chlor und Natrium
1.3. Chrom
1.4. Eisen
1.5. Fluor
1.6. Jod
1.7. Kalium
1.8. Kobalt
1.9. Kupfer
1.10. Magnesium
1.11. Mangan
1.12. Nickel
1.13. Phosphor
1.14. Schwefel
1.15. Selen
1.16. Zink
2. Die Mangelerscheinungen von Spurenelementen im Körper

Resumée

Literaturverzeichnis

Einleitung

Im menschlichen Körper gibt es viele verschiedene Stoffe, die alle unter dem Sammelbegriff "Spurenelemente" zusammengefaßt werden. Aber nicht nur im menschlichen Körper lassen sich diese feststellen. Auch in Pflanzen, die selbstverständlich auch lebende Organismen sind, lassen sich diese erkennen.

In dieser Facharbeit habe ich fünf Nachweise von Spurenelementen in grünen, frischen Kastanienblättern durchgeführt, die zeigen, daß es auch in Pflanzen Spurenelemente gibt. Schließlich habe ich auch noch die Bedeutung von diesen und anderen Spurenelementen angeführt und deutlich gemacht, welche Folgen ein Mangel an diesen Spurenelementen im menschlichen Körper hat.

I Nachweis von Spurenelementen in Pflanzen - hier: Kastanienblätter -

1. Nachweis von Schwefel

Materialien und Geräte:

Kastanienblätter, Bunsenbrenner, Filter, dest. Wasser, Salzsäure, Bariumchloridlösung, Reagenzglas.

Schwefel wird als neblig-weißer Niederschlag von Bariumsulfat (BaSO4) nachgewiesen

Durchführung:

Die Kastanienblätter werden mittels Bunsenbrenner 1-2 Minuten verbrannt. Die entstandene Pflanzenasche wird mit Wasser versetzt und filtriert. Anschließend wird 1ml Salzsäure in die Ascheaufschwemmung gegeben und diese kräftig geschüttelt, um die Carbonate zu zersetzen. Der so behandelten Aufschwemmung wird schließlich noch etwas Bariumchloridlösung (ca. 1ml) hinzugefügt

Beobachtung:

Es bildet sich im Reagenzglas ein nebelartiger, weißer Niederschlag, der sich langsam mit der Aufschwemmung vermischt. Das Gesamtgemisch wird undurchsichtig.

Ergebnis:

Es befindet sich Schwefel in den Kastanienblättern, weil sich BaSO4 in dem Gemisch niedergeschlagen hat.

2. Nachweis von Phosphor

Materialien und Geräte:

Kastanienblätter, Bunsenbrenner, Filter, dest. Wasser, Salpetersäure, Ammoniummolybdat, Reagenzglas.

Phosphor wird als gelber Niederschlag von Ammoniummolybdat ((NH₄)₃[P(Mo₁₂O₄₀nachgewiesen.

Durchführung:

Die Kastanienblätter werden mittels Bunsenbrenner 1-2 Minuten verbrannt. Die entstandene Pflanzenasche wird mit Wasser versetzt und filtriert. Diese Ascheaufschwemmung wird nun nach Zugabe von 1 ml Salpetersäure (zur Auflösung der Carbonate) und 2 ml Ammoniummolybdatlösung langsam erwärmt.

Beobachtung:

Nach einigen Sekunden setzt sich am unteren Rand des Reagenzglases ein sehr schwach erkennbarer gelblicher Belag ab.

Ergebnis:

In den gesammelten Kastanienblättern befindet sich Phosphor in geringen Mengen, weil sich in dem Reagenzglas eine Ablagerung von Ammoniummolybdat gebildet hat.

3. Nachweis von Eisen

Materialien und Geräte: Kastanienblätter, Bunsenbrenner, Filter, dest. Wasser, Salzsäure, Kaliumrhodanidlösung, Reagenz, Reagenzglas.

Dreiwertiges Eisen wird anhand der Rotfärbung durch Eisenrhodanid nachgewiesen.

Durchführung:

Die Kastanienblätter werden mittels Bunsenbrenner 1-2 Minuten verbrannt. Die entstandene Pflanzenasche wird mit Wasser versetzt und filtriert. Die Ascheaufschwemmung wird nun mit einigen ml Salzsäure zur Zersetzung der Carbonate geschüttelt. Anschließend wird die

Reagenz hinzugefügt, und die entstandene Mischung erneut gut geschüttelt. Darauf wird etwas Kaliumchlorid in das Reagenzglas gegeben, bis eine Färbung eintritt.

Beobachtung:

Die Mischung im Reagenzglas färbt sich leicht rot.

Ergebnis:

Es ist Eisen in den Kastanienblättern vorhanden, weil Eisenrhodanid eine rotfärbung ergeben hat.

4. Nachweis von Chlor

Materialien und Geräte:

Kastanienblätter, Bunsenbrenner, Filter, dest. Wasser, Salpetersäure, Silbernitratlösung, Reagenzglas.

Chlor wird als weißer, nebelartiger Niederschlag von Silberchlorid (AgCl) nachgewiesen.

Durchführung:

Die Kastanienblätter werden mittels Bunsenbrenner 1-2 Minuten verbrannt. Die entstandene Pflanzenasche wird mit Wasser versetzt und filtriert. In die Aufschwemmung werden nun einige Tropfen Salpetersäure gegeben, um die Carbonate aufzulösen. Anschließend werden einige ml Silbernitratlösung hinzugegeben.

Beobachtung:

Die Mischung im Reagenzglas wird sofort undurchsichtig und färbt sich weißlich.

Ergebnis:

In den Kastanienblättern befindet sich Chlor, weil sich AgCl niedergeschlagen hat.

5. Nachweis von Natrium und Kalium

Materialien und Geräte:

Kastanienblätter, Bunsenbrenner, Filtererpapier, destilliertes Wasser, Magnesiumstäbchen, Kobaltglas.

Natrium wird durch orangerote Flammenfärbung nachgewiesen, während Kalium durch fahlblaue Flammenfärbung nachweisbar ist.

Durchführung:

Die Kastanienblätter werden mittels Bunsenbrenner 1-2 Minuten verbrannt. In die entstandene Pflanzenasche wird ein (vorher ausgeglühtes) Magnesiumstäbchen gehalten, um ein wenig Asche an das Stäbchen zu heften. Das Stäbchen wird nun in die Flamme des Bunsenbrenners gehalten.

Beobachtung:

Es entsteht eine orangerote Flammenfärbung, die mit bloßem Auge zu erkennen ist. Hält man sich ein Kobaltglas vor die Augen, ist die orangerote Flamme zwar nicht mehr zu erkennen, statt dessen aber eine fahlblaue.

Ergebnis:

Kalium und Natrium sind wegen entsprechender Flammenfärbung in der Pflanze enthalten.

II Die Bedeutung von Grundstoffen im menschlichen Körper

1. Die Grundstoffe im Körper

Die Grundstoffe im Körper sind einzelne chemische Substanzen, die als Spurenelemente und Mineralsalze im Körper vorzufinden sind. Sie erfüllen wichtige biochemische Aufgaben, die hier im Einzelnen angeführt werden:

1.1. Calcium (Ca)

Calcium erfüllt im Körper viele wichtige Aufgaben, vor allem aber beim Stoffwechsel. Es hilft beim Aufbau von Knochen und Zähnen. Außerdem ist es an der Übertragung von Nervenimpulsen beteiligt. Notwendig ist es aber auch für die Aufrechterhaltung der Muskelspannung, und dementsprechend auch für einen gleichmäßigen Herzschlag. Gemeinsam mit Vitamin-C beschleunigt es die Blutgerinnung. Also sollte es zusammen mit Vitamin-C eingenommen werden, da es sonst zu Mangelerscheinungen kommt (siehe 2.).

1.2. Chlor (Cl) und Natrium (Na) (zusammen Kochsalz)

Beide Mineralien sind besonders wichtig für den Blutstoffwechsel. Dort halten sie den Druck der Flüssigkeiten außerhalb der entsprechenden Zellen gleich. Daneben aktiviert Natrium das Enzym "Amylase" im Magen.

1.3. Chrom (Cr)

Chrom ist sehr wichtig für das Wachstum bei Kindern. Zudem ist Chrom bei der Herstellung von Glukose-Toranz-Faktor (GTF). Ohne GTF hat Insulin keine Wirkung, weil es das Insulin durch die Zellmembran transportiert.

1.4. Eisen (Fe)

Eisen trägt zur Hemoglobinherstellung bei, was die Sauerstoffversorgung im Körper aufrechterhält. Es ist ein wichtiger Aufbaustoff von Enzymen.

1.5. Fluor (F)

Fluor dient dazu, Knochen und Zähne zu härten. Es wird auch vermutet, daß Fluor die säurebildenden Bakterien bekämpft. Da man den genauen Tagesbedarf an Fluor nicht kennt, besteht eine hohe Gefahr einer Fluorvergiftung (siehe 2.).

1.6. Jod (J)

Jod spielt eine äußerst wichtige Rolle in der Schilddrüse, indem sie die Schilddrüse dazu anregt Thyroxin zu liefern. Während des Wachstums ist der Bedarf an Jod stark gesteigert. Jodmangel kann zu vielen schweren Krankheiten führen.

1.7. Kalium (K)

Kalium ist verantwortlich für einen guten pH-Wert und die richtige Herstellung und Lieferung aller Körpersäfte. Zudem hilft es bei der Übertragung von Nervenimpulsen. Natrium sorgt auch für regelmäßigen Herzschlag.

1.8. Kobalt (Co)

Da Kobalt Hauptbestandteil des Vitamins-B12 ist, ist es also an der Bildung von roten Blutkörperchen beteiligt. Außerdem begünstigt es die Aufnahme von Eisen aus dem Dünndarm.

1.9. Kupfer (Cu)

Kupfer ist Bestandteil der Atmungsfermente und unterstützt die Zellatmung. Es ist nötig für die Resorption des Eisens aus dem Dünndarm. Dank dem Kupfer kann der Körper das gespeicherte Eisen verwerten.

1.10. Magnesium (Mg)

Magnesium ist eines der am häufigsten gebrauchten Mineralien im Körper. Es aktiviert nahezu alle Enzyme im Körper, verhindert die Oxidation von Fettsäuren und beeinflußt den Cholesterinspiegel günstig. Es dient als Schleppersubstanz von Aminosäuren, die nur an Magnesium gebunden in Zellmembranen passieren können. Dies wiederum ermöglicht die Enzymbildung in der Bauchspeicheldrüse. Ebenso wie Calcium ist es an der Übertragung von Nervenimpulsen beteiligt. Es schützt die Nerven und damit den ganzen Körper vor Überreizung. Durch die Übertragung von Nervenimpulsen ermöglicht es dem Körper, die Muskeln zu bewegen. Es unterstützt die Herztätigkeit und schützt so vor Herzinfarkt. Es sorgt sogar für einen Anti-Streß-Zustand, denn es entspannt die Muskulatur in allen Bereichen des Körpers, was zu erhöhter Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit führt. Genügend Magnesium reguliert auch die psychischen Abläufe im Gehirn. Magnesium läßt sich hervorragend zur Beruhigung verwenden.

1.11. Mangan (Mn)

Mangan hilft unter anderem bei der Bildung vieler Enzyme. Ein manganhaltiges Enzym hilft bei der Cholesterin-Synthese. Es fördert auch das Knochenwachstum und die Knorpelbildung. Es unterstützt ebenfalls die Abwehrkräfte und die Entgiftungsfunktionen.

1.12. Nickel (Ni)

Es ist nur sehr wenig über die Funktionen von Nickel bekannt, denn es wurde erst vor kurzem¹ als Spurenelement identifiziert. Bisher galt es als bedeutungslos. Man vermutet, das die Leber Nickel benutzt, um Glykogen einzulagern. Möglicherweise ist es auch an der Verwertung von Kohlehydraten beteiligt.

1.13. Phosphor (P)

Gemeinsam mit Calcium sorgt es für den Aufbau von Knochen. Es ist zudem Baustein von Nukleinsäuren, wobei Phosphor als Träger von genetischen Informationen dient.

1.14. Schwefel (S)

Schwefel ist wichtiger Bestandteil bei der Bildung von Hormonen, z.B. Insulin, etc. Es ist unbedingt notwendig zur Bildung von Keratin, das zu gesunden Haaren und festen Nägeln führt.

1.15. Selen (Se)

Selen ist eines der Elemente, die den Körper vor Vergiftung schützen. In geringen Mengen wirkt es gegen die Umweltgifte Quecksilber, Kadmium, Arsen, Silber, Kupfer und verhindert deren Einlagerung im Gewebe. Selen unterstützt also die Entgiftungsfunktionen und stärkt so die Körperabwehr.

1.16. Zink (Zn)

Zink fördert unter anderem die Verhornung der Haut und das Wachstum von Haaren und Nägeln. Außerdem steuert es das Wachstum von Kindern. Zudem verbessert es die Beschaffenheit der Netzhaut und das Dämmerungssehen. Es unterstützt die Hormonbildung, vor allem von Insulin.

2. Die Mangelerscheinungen

Calcium

Allgemeine Schwäche, Knochenabbau, Spontane Brüche, Schlechte Zahnbeinqualität, brüchige Zähne, schlechte Laune, Reizbarkeit, Schlaflosigkeit, Herzrasen, Sonnenallergie, Juckreize, schlechte Wundheilung (bei gleichzeitigem Vitaminmangel), Krämpfe, Bewegungsdrang Zu viele Süßigkeiten unterbinden die Calcium-Aufnahme. Zuviel Calcium führt zu staken Schmerzen durch vermehrte Ablagerung von Calcium an Skelett und anderen Geweben. Der tägliche Bedarf liegt ungefähr bei 1,2g.

Kochsalz

starkes Schwitzen, Mattheit, Erschöpfung, Hitzschlag, unzureichender Magensaft Zuviel Kochsalz führt zu Kopfschmerzen und Fieber sowie Entzündungen und rheumatische Schmerzen.

Chrom

Unverträglichkeit von zuckerhaltigen Speisen, Typ II-Diabetes, Trübung der Hornhaut und Linse im Auge, Wachstumsstörungen

Eisen

Bleichsucht, Atemnot, Schluckbeschwerden, brüchige Nägel, glatte Lippen, Haarausfall Zuviel Eisen führt zu Müdigkeit und Depressionen. Der Bedarf liegt zwischen 10 und 45mg.

Fluor

Karies, Arterienverkalkung Zuviel Fluor führt zu braunen Zähnen (Flecke verschwinden nicht mehr!) sowie Wachstumsverzögerungen.

Jod

Müdigkeit, Lustlosigkeit, Kältegefühl, Herzschlagverlamsamung

Kalium

Müdigkeit, Erschöpfung, Blutzuckerabfall, Schlaflosigkeit, Muskelschwäche, kleinere Lähmungen, Appetitverlust, Herzrhythmusstörungen, Herzkrämpfe, Herzstillstand Zuviel Kalium führt zu Muskelkrämpfen, die eine Herzblockade verursachen können.

Nach Operationen kann plötzlicher Kalium-Mangel auftreten.

Kobalt

Teilnahmslosigkeit, Unlust Zuviel Kobalt führt zu Erweiterung der Schilddrüse.

Kupfer

Blutarmut, Wachstumsstörungen, Arteriosklerose Zuviel Kupfer führt zu Schwangerschaftspsychose und hohem Blutdruck. Der Bedarf beträgt 2 bis 2,5g

Magnesium

plötzliche Ermüdung, Reizbarkeit, Gespanntheit, Überempfindlichkeit für Lärm, Furchtsamkeit, Streitsucht, Zittern, Schlaflosigkeit, unkontrollierbares Zucken von einzelnen Muskeln mehrmals hintereinander und fast ständig den Muskel wechselnd, schmerzhafte Krämpfe, Unregelmäßiger Puls, Herzstechen, Wahnvorstellungen, Depressionen, Kribbeln in Armen und Beinen, Verwirrung, Orientierungslosigkeit Zuviel Magnesium bewirkt Muskelschwäche, schlechte Reflexe, Lustlosigkeit und Schläfrigkeit, Sprachstörungen sowie Erbrechen und Übelkeit. Schwerer Blutverlust oder Durchfall, sowie Abführmittel und Alkohol rauben dem Körper Magnesium.

Der Tagesbedarf liegt zwischen 200 und 400mg.

Mangan

Wachstumsstörungen, Veränderungen am Skelett, Diabetes Der tägliche Bedarf beträgt 3 bis 9mg.

Nickel

keine bekannt Vermutlicher Tagesbedarf 0,2 bis 0,5mg.

Phosphor

keine bekannt Der Tagesbedarf liegt bei 1,5 - 2g.

Schwefel

schlecht wachsende Haare und Nägel, Hautentzündung

Selen

chronische Müdigkeit, Calcium-Einlagerungen in Muskeln, erhöhter Blutdruck, Herzinfarkt Der Bedarf wird auf 200m_ geschätzt.

Zink

schlechter Appetit, Depressionen, langsame Wundheilung, Haarausfall, Schlechte Nachtsicht u.a. Nachtblindheit, Diabetes, Fötusentwicklungsstop Zuviel Zink führt zu früherem Ergrauen der Haare.

Der Tagesbedarf liegt bei 15 - 25 mg.

Resumée

Die wichtigen Aufgaben, die unser Körper täglich durchführen muß, sind unvorstellbar viele. Fast alle werden sie von Spurenelementen vorgenommen oder unterstützt. Daran kann man erkennen, daß diese Spurenelemente eine sehr wichtige Bedeutung in unserem Körper haben, denn sie erhalten ihn am Leben.

Literaturverzeichnis

Bé Mäder; Vitamine, Mineralstoffe, Enzyme & Co; Augsburg 1994²

Das neue große farbige Lexikon; Niedernhausen /Ts. 1988/1991

Dr. med. Robert E. Rothenberg und Prof. Dr. med. H. S. Füeßl, Medizin für jedermann; Stuttgart 1995⁵

elemente Chemie; Stuttgart 1986; Lehrbuch für NRW 9/10

1 Diese Information stammt von 1994.