Die Bedeutung von Mineralstoffen und Spurenelementen für Leistung und Wohlbefinden

Einführung

Die Entstehung des Lebens auf der Erde begann im mineralstoffreichen Meerwasser. Im Verlauf der Evolution wurden die vielfältigen physico-chemischen Eigenschaften der in der wäßrigen Lösung vorhandenen Mineralstoffe und Spurenelemente benutzt, um die sich entwickelnden organischen Strukturen zu stabilisieren und an ihre unterschiedlichen Funktionen anzupassen. Aus diesem Grund ist auf der Erde ein Leben ohne die Anwesenheit von Mineralstoffen und Spurenelementen unmöglich. Nach dem Verlassen des Meerwassers waren alle Lebewesen weiterhin auf die kontinuierliche Aufnahme von Mineralien aus der Umwelt angewiesen. Offensichtlich wurden aber nicht sämtliche im Meerwasser gelösten Mineralstoffe für spezifische Funktionen im Organismus benutzt. Dieses zeigt sich daran, daß nur ein Teil der Mineralstoffe und Spurenelemente zu den sogenannten “essentiellen” gehört.

Essentialität von Mengen- und Spurenelementen

Per Definition werden die Mineralstoffe in Mengenelemente , das sind alle Substanzen, die mit mehr als 10 g in einem erwachsenen Menschen enthalten sind, und Spurenelemente (Gehalt geringer als 10 g/Mensch) eingeteilt. Zu den mineralischen Mengenelementen gehören die Kationen Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium sowie die in Anionen enthaltenen Elemente Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Chlor, die alle unabdingbare Voraussetzung für ein funktionsfähiges Leben sind.

Spurenelemente werden in essentielle und nicht-essentielle aufgeteilt.

Für den Menschen sind die Kationen Eisen, Zink, Mangan, Kupfer, Chrom, Kobalt, Molybdän, Nickel und die Anionen Selen, Jod und Fluor essentiell. Eine Reihe von Mineralstoffen konnten bis jetzt nur im Tierexperiment als essentiell nachgewiesen werden, der Beweis der Essentialität für den Menschen steht noch aus, hierzu gehören Zinn, Rubidium, Blei, Vanadium, Lithium, Beryllium und Silizium.

Während die Bedeutung der Mineralstoffe schon seit langem in der Naturwissenschaft und Medizin bekannt war, konnten die genauen Wirkmechanismen erst in den letzten Jahrzehnten bzw. wenigen Jahren - vor allem durch die verfeinerten Meßmethoden - aufgeklärt werden. Allerdings sind auch heute noch nicht alle Funktionen in unserem Körper bekannt.

Vorkommen

Die mineralischen Mengenelemente sind als freie Ionen einerseits wesentliche Bestandteile der intra- und extrazellulären Flüssigkeiten, andererseits stabilisieren sie in gebundener Form organische Substanzen wie zum Beispiel Enzyme oder unsere Erbsubstanz, die DNA. Außerdem bilden sie zusammen mit organischem Material wesentliche Stützstrukturen aus. Spurenelemente liegen in unserem Organismus praktisch ausschließlich in gebundener Form vor und entfalten ihre Wirkung als Kofaktoren von Proteinen.

Zur Aufrechterhaltung unserer Leistungsfähigkeit sind wir auf die regelmäßige Zufuhr von Mineralstoffen und Spurenelementen angewiesen. Der Bedarf ergibt sich aus der notwendigen Deckung der eingetretenen Verluste sowie dem Einbau von Mineralstoffen und Spurenelementen in den Organismus beispielsweise während Phasen des Wachstums bzw. in der Schwangerschaft.

Regulationsmechanismen

Der Bestand der Mengenelemente Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium wird überwiegend über die Niere reguliert. Aus dem Plasmafiltrat müssen in der Niere die gelösten Mineralstoffe zurückresorbiert werden. Dieses kann jedoch nicht quantitativ gelingen, so daß sich durch den täglich renalen Verlust ein entsprechender Bedarf ergibt, der über die Zufuhr gedeckt werden muß. Neben der Ausscheidung über die Niere kommt es durch Sekretion in den Verdauungstrakt sowie durch Schweiß und abgeschilferte Zellen zu weiteren Verlusten.

Spurenelemente werden, da sie im Blut immer an hochmolekulare Proteine gebunden sind, in der Regel nicht über die Niere ausgeschieden, sondern der tägliche Bedarf ergibt sich vielmehr ausschließlich durch die verlorengegangene Zellsubstanz, vor allem des Verdauungstraktes (das Verdauungsepithel erneuert sich alle 1-2 Tage) und durch Blutverluste.

Unter normalen Bedingungen wird in unserem Körper ein Gleichgewicht zwischen Aufnahme und Ausscheidung von Mineralstoffen aufrechterhalten. Exzessive Zufuhr kann durch eine erhöhte Ausscheidung teilweise kompensiert werden. Bei mangelhafter Aufnahme kann über einen bestimmten Zeitraum durch Aktivierung von Speichern (v.a. des Knochens) ein Absinken der Serumkonzentrationen vermieden werden. Bei langfristig unzureichender Versorgung kommt es jedoch zur Entstehung von Mangelsymptomen.

Zufuhrempfehlungen

Bei den Empfehlungen für die Aufnahme von Mineralstoffen orientierten sich die jeweiligen Kommissionen (z.B. der Deutschen Gesellschaft für Ernährung oder des Food and Nutrition Boards im National Research Council der USA) daran, welche Zufuhr notwendig ist, um Mangelsymptome zu verhüten. Das Ziel dieser Empfehlungen ist die Erhaltung der Gesundheit der Bevölkerung.

Auf den Empfehlungen der National Academy of Sciences, USA basieren andere Zufuhrempfehlungen. Darin wird eine Aufnahme angeraten, die eine maximale Reduzierung des Risikos für alle Krankheiten, die eine Ernährungskomponente haben, gewährleistet wie zum Beispiel chronisch-degenerative und neoplastische Erkrankungen, Stoffwechselstörungen sowie Infektionen. Ziel ist eine Verbesserung des allgemeinen Gesundheitszustandes.

Nach den Empfehlungen der WHO/FAO/IAEA Expert Consultation (1997) sollten sich Zufuhrempfehlungen an der Menge orientieren, die zur Optimierung physiologisch wichtiger Funktionen benötigt wird. Eine Beeinträchtigung dieser Funktionen führt zwar noch nicht zur Krankheit, Krankheitsrisiken werden jedoch erhöht.

Inwieweit diese Überlegungen zur Einschätzung des Bedarfs Eingang in die Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung finden wird ist zur Zeit ungewiß.




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