Aufgabe von Mineralstoffen

Die Aufgabe von Mineralstoffen im menschlichen Körper

Mineralstoffe haben im Körper verschiedene Aufgaben. Man kann die Mineralstoffe in zwei Gruppen aufteilen: zum einen die Mineralstoffe, die beim Ausbau des Körpers benötigt werden, und die Mineralstoffe, die in kleinen Mengen spezifischen Aufgaben im Körper wahrnehmen. Daher kann man grob zwei Gruppen eingeteilten: Mengenelemente und Spurenelemente. Mengenelemente sind beim Aufbau des Körpers beteiligt, Spurenelemente erfüllen spezifische Funktionen. Die Aufnahmemenge ist daher auch sehr unterschiedlich. Von dem Mengenelement mit dem geringsten Bedarf (Magnesium) benötigt man 350 mg am Tag. Von dem Spurenelement mit dem höchsten Bedarf (Eisen) jedoch nur 12–18 mg am Tag. Einige Spurenelemente benötigt man sogar in nur geringsten Dosen wie z. B. wie Iod: lediglich 150 µg/Tag. Dies ist 20000 Mal weniger als der Bedarf an Natrium.

Von vielen Elementen weiß man nicht, ob der Körper sie benötigt, andere Elemente sind für den Körper giftig wie Quecksilber, Blei, Cadmium. Aber auch von vielen Spurenelementen kennt man den Bedarf und die spezifische Funktion nicht genau. In diesem Aufsatz sollen daher nicht alle Elemente, die der Körper benötigt, besprochen werden, sondern nur die wichtigsten Mengenelemente Calcium, Phosphat, Magnesium, Chlorid, Natrium, Kalium. Und als Beispiel für Spurenelemente die drei Elemente Eisen, Iod, Selen.

Mengenelemente

Natrium und Kalium

Natrium und Kalium erfüllen im Körper eine wichtige Aufgabe. Sie sind beteiligt am Flüssigkeitshaushalt des Körpers. Jede Zelle enthält gelöste Salze, die bewirken, dass Wasser in eine Zelle hinein fließt oder hinaus fliest. Dadurch entsteht ein Gleichgewicht, dass dadurch erreicht wird, dass Natrium in den Flüssigkeiten vorherrscht, die im Körper beweglich sind (Blut, Lymphe, Gewebsflüssigkeiten) während Kalium den Zellen ihre Stabilität verleiht.

Gemeinsam sind Natrium und Kalium an der Nervenleitung und Muskelkontraktion beteiligt. Dies liegt daran, dass in den Zellen Kalium und außerhalb der Zellen Natrium vorherseht. Bei der Bildung eines elektrischen Impulses strömen aus den Zellen Kalium heraus und Natrium hinein. Dadurch werden Nervensignale übertragen und Muskelzellen zur Kontraktion gereizt. Beide Ionen sollten im Körper in gleichem Maße vorhanden sein und daher in gleichem Maße zugeführt werden. Natrium ist natürlicherweise vorwiegend in tierischen Lebensmittel enthalten, Kalium in pflanzlichen. Bei einer Mischkost werden daher beide Mineralstoffe zu gleichen Teilen zugeführt. Leider ist aber Natrium auch Hauptbestandteil des Salzes. Durch das Salzen von Speisen oder gesalzenen Lebensmitteln wird in der Praxis erheblich mehr Natrium zugeführt, als benötigt wird. Beim normalen Menschen ist dies ohne Bedeutung. Da Natrium aber Wasser in die Körperflüssigkeiten zieht, steigt der Blutdruck. Personen mit erblicher Neigung zu Bluthochdruck sollten daher salzarm leben.

Der Natriumbedarf beim Menschen beträgt 2 bis 3 g pro Tag. Selbst bei Vermeidung von Speisesalz enthalten die Lebensmittel noch etwa 4–5 g Natrium. Der Natriumbedarf ist daher gedeckt.

Kalium wird in demselben Maße benötigt. Der Tagesbedarf beträgt 2–3 g pro Tag. Kaliumreich sind alle pflanzlichen Nahrungsmitteln wie Obst, Gemüse, Nüsse, Hülsenfrüchte. (Quelle: Aponet)

Chlorid

Es ist im Salz das Gegenion zu Natrium. Der Körper benötigt Chlorid zur Bildung der Salzsäure, die im Magen bei der Verdauung der Speisen wichtig ist. Gemeinsam mit Natrium hält Chlorid zudem das Gleichgewicht der Ionen aufrecht. Der Tagesbedarf von Chlorid beträgt 3–5 g pro Tag. Da Chlorid immer gemeinsam mit Natrium und aufgenommen wird, wird mehr als benötigt aufgenommen. Die normale Zufuhr beträgt 7 g pro Tag.

Calcium

Das Calcium wird im Körper zusammen mit dem Phosphat zur Bildung der Knochen gebraucht. Bei Calciummangel kommt es zum Entkalken der Knochen, die Knochen werden biegsam und es kommt zu Verkrüppelungen. Der Tagesbedarf beträgt 0,8 g pro Tag. Für die Bildung der Knochensubstanz ist zudem das Vitamin D notwendig. Weitere Aufgaben des Calciums liegen in der Erregung von Muskeln und Nerven und in der Unterstützung der Blutgerinnung. Der bedeutendste Calciumlieferant ist in der Nahrung die Milch und Produkte, die aus Milch hergestellt werden. Ein Liter Milch deckt den Tagesbedarf an Calcium. Auch Mineralwasser enthalten teilweise hohe Calciummengen. Weiterhin ist Calcium im Eidotter, Fischen und grünem Gemüse enthalten. Die Calciumaufnahme kann durch Eiweiß, Milchzucker und organischen Säuren gefördert werden. Umgekehrt kann die in Spinat und Rhabarber enthaltene Oxalsäure die Calciumaufnahme behindern.

Wasser kann je nach Herkunft sehr viel Calcium enthalten. So gibt es Mineralwässer mit mehr als 0,5 g Calcium/l. Der Gehalt ist aber sehr unterschiedlich, je nach geografischer Herkunft. Die meisten Markenwässer, die überregional verkauft werden, stammen jedoch aus Gegenden, die nur einen geringen Mineralstoffgehalt aufweisen.

Ernährungstipps

• Achten Sie beim Kauf von Mineralwasser auf den Calcium und Magnesium Gehalt. Hier gibt es große Unterschiede zwischen den einzelnen Marken, die wiederum von der Geologie des Bodens abhängen, aus dem das Mineralwasser gewonnen wird.

• Wer Milch nicht mag: der Calciumgehalt in der Milch an ist an bestimmte Proteine gebunden. In den meisten Milchprodukten ist daher das Calcium im gleichen Maße enthalten, wie diese Produkte Milchproteine enthalten. So enthalten Käse und Joghurts ebenfalls viel Calcium. Eine Ausnahme bilden Milchprodukte, die durch Säurefällung gewonnenen werden. Dies sind Quark, sowie Sauermilchkäse wie Münster oder Harzer.

Magnesium

Magnesium wirkt antagonistisch zum Calcium bei der Erregungsleitung. Calcium und Magnesium verhalten sich hier wie Kalium und Natrium. Überdies ist Magnesium ein wichtiger Bestandteil von Enzymen des Energiestoffwechsels. Magnesium verhindert zudem die Ablagerung von Calcium in Blutgefäßen. Magnesium benötigt der Körper weniger als Calciums. Der Tagesbedarf liegt bei 0,25-0,3 g pro Tag. Magnesium ist in vielen Nahrungsmitteln, besonders pflanzlichen Nahrungsmitteln enthalten. Reich an Magnesium sind grüne Gemüse (Magnesium ist Bestandteil des grünen Blattfarbstoffes) und Vollkornprodukte.  Manche Mineralwässer enthalten auch nennenswerte Magnesiummengen, es kommt dort aber eher in geringen Mengen vor. Magnesiumreich ist z. B. Ensinger Wasser oder Appolinaris.

Phosphat

Phosphat ist neben Calcium der zweite Bestandteil der Knochen. Überdies ist Phosphat ein wichtiger Bestandteil der DNS und zahlreicher Enzyme. In der normalen Ernährung ist der Phosphatbedarf genauso hoch wie der des Calciums: 0,7-0,8 g pro Tag. Durch den Zusatz von Phosphaten in Lebensmitteln wird in der Praxis aber erheblich mehr aufgenommen. Besonders phosphatreich sind Wurstwaren und Fleisch. Natürlicherweise kommt Phosphat häufig in Milch und Hülsenfrüchten vor. Durch den hohen Phosphat Gehalt von Wurst durch den Zusatz von Phosphaten zur Wasserbindung wird in der normalen Ernährung erheblich mehr Phosphat als Calcium aufgenommen. Die Wirkung dieses Ungleichgewichts ist noch umstritten. Während einige Experten meinen, es wäre ohne Folgen, befürchten andere eine verringerte Aufnahme von Calcium.

Spurenelemente

Eisen

Das Eisen ist ein typisches Spurenelement. Die Mengenelemente dienen vornehmlich dem Aufbau des Körpers, und die Spurenelemente sind für spezifische Funktionen im Körper verantwortlich. Das Eisen ist der zentrale Bestandteil des Blutfarbstoffes Hämoglobin. An das Eisen bindet der Sauerstoff, so wird der Sauerstoff im Körper transportiert. Eisenmangel äußert sich daher Anämie, d. h. Blutarmut. Ebenso ist das Eisen ein Bestandteil von Enzymen, die aus der Nahrung Energie gewinnen. Beim Eisen ist dies nur eine Funktion, bei vielen anderen Spurenelementen wie Zink, Kupfer ist dies die Hauptfunktion.

Der Eisenbedarf variiert stark vom Geschlecht. Durch die Monatsblutung verlieren Frauen Blut, und damit auch Eisen. Der Tagesbedarf beträgt daher bei Frauen 18 mg, bei Männern zwölf Milligramm. Eisen ist in vielen Nahrungsmitteln enthalten, sowie im Eidotter, Fleisch und dem berüchtigten Spinat. Die Aufnahme von Eisen hängt stark von den Lebensmitteln ab. Aus tierischen Nahrungsmitteln ist Eisen westlich besser aufnehmbar als aus pflanzlichen. In der Bundesrepublik nehmen viele Personen nicht genügend Eisen zu sich.

Jod

Jod ist im Körper nur für eine, dafür sehr spezifische Funktion notwendig. Iod ist Bestandteil von 2 Schilddrüsen-Hormonen, die den Grundumsatz des Körpers steuern. Jodmangel bewirkt daher zuerst, dass die Schilddrüse sich stark vergrößert, um möglichst alles Iod aus dem Blut zu filtern. Später bewirkt der Jodmangel ein Absinken des Grundumsatzes, das heißt, die aufgenommene Nahrung wird nur zum Teil verbrannt und als Fett abgelagert. Jod ist in der Nahrung nur in wenigen Lebensmittel in größerer Menge enthalten. Dies sind vorwiegend Seefische. Lange Zeit war daher ein Jodmangel im Süden der Bundesrepublik zu beobachten. Inzwischen ist Iod in vielen Lebensmitteln zugesetzt worden. Dies geschieht über den Zusatz von Iod zu Speisesalz. Man hat diesen Weg gewählt, da Salz nahezu jede Person aufnehmen muss, und eine Überdosierung schwer möglich ist. Ein ähnliches Ziel verfolgt man auch mit dem Zusatz von Fluor zu Speisesalz.

Selen

Selen ist erst in jüngster Zeit als essenzielles Spurenelement erkannt worden. Selen kann anstatt Schwefel Baustein von Aminosäuren sein. In größerem Maße wird daher Selen im Körper anstatt Schwefel verwendet. Die Menge ist so gering, dass man lange Zeit vermutete, dass Selen nicht lebensnotwendig ist. Durch die Untersuchung von chinesischen Bauern, die ihr Getreide auf selenarmen Böden anbauen, erkannte man, dass Selen jedoch in einer geringen Menge essenziell ist. Selen ist darüber hinaus auch Bestandteil eines wichtigen Enzyms, das im Körper Fettsäuren vor der Oxidation durch Radikale schützt. Dieses Enzym ist notwendig für den Körper. Der Selen Gehalt des Bodens variiert sehr stark von Region zu Region. Dadurch schwankt auch die Menge des Selens, das in Getreide und in Fleisch enthalten ist. Gute Selen Lieferanten sind Fleisch, Nüsse sowie Getreide (abhängig vom Boden). Der Selen Bedarf ist noch nicht genau bestimmt. Man geht von einem Gehalt der Nahrung aus. Diese sollte pro Kilogramm ca. 0, 04-0, 1 Milligramm Selen enthalten.

Fluorid

Fluorid ist ein Mineral, von dem nicht sicher ist, ob es wirklich essenziell ist. Der Körper des Erwachsenen benötigt nicht viel Fluorid. Kinder dagegen schon. Allerdings sind kleine Fluoriddosen wachstumsfördernd, Fluorid aktiviert bestimmte Enzyme der Kohlenhydratstoffwechsels und Fluorid hemmt ein Schlüsselenzym der Mikroorganismen in der Mundhöhle, sodass diese weniger kariogen sind. Fluorid erhöht auch die Härte des Zahnschmelzes, indem es im Calciumapatit eine -OH Gruppe durch eine Fluoridgruppe austauscht. Diese antibiotische Wirkung wurde Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts ausgenutzt, um Lebensmittel durch Fluoridgaben zu konservieren. Aus denselben Gründen ist Natroiumfluorid auch in Zahnpasta enthalten. Leider ist Fluorid in nur wenig höheren Dosen (ab  2 mg/tag)  toxisch für den Menschen. Es kommt bei 2 mg zur Dentalfluorose, einer Braunverfärbung der Zähne. Dies ist primär ein kosmetisches Problem. Der Schmelz lagert Farbstoffe ein, ist aber genauso hart wie der normale. Ab 10–25 mg täglicher Aufnahme über längere Zeit kommt es zur Entkalkung der Knochen (Skelettfluorose) und bei Neugeborenen zu einem gehäuften Auftreten des Downsyndroms. Von allen Mineralstoffen liegt bei Fluorid die optimale Menge, die über die Nahrung aufgenommen werden sollte, und die Menge, bei denen Veränderungen auftreten, nahe beieinander: Als optimal werden 1 mg/Tag angesehen. Erste Veränderungen der Zähne (Fleckenbildung) gibt es schon bei 2 mg/Tag. Dies bezieht sich auf die aufgenommene Menge. Die Resorption beträgt nur 25 %. 1 mg aufgenommenes Fluorid entsprechen rund 4 mg Fluorid in der Nahrung oder dem Trinkwasser. Fluoride sind leicht wasserlöslich, weswegen Wasser immer etwas Fluorid enthält.

Das Trinkwasser darf nach der Trinkwasserverordnung maximal 1,5 mg/l Fluorid enthalten. Der Gehalt ist aber regional stark schwankend. In anderen Ländern wird es fluoriert. In Deutschland hat man sich gegen diese Maßnahme entschlossen und empfiehlt den Zusatz von Natriumfluorid zu Speisesalz. Der Fluorzusatz zum Salz wird als ein Weg angesehen, die Fluoraufnahme zu begrenzen, da Salz schwer überdosiert werden kann. Fluorspeisesalz enthält rund 0,25 mg Fluor pro Gramm Salz. Die DGE schlägt eine Zufuhr über die feste Nahrung von 0,5 mg/Tag für Frauen und 1,0 mg/Tag für Männer vor. Die Gesamtzufuhr, inklusive Fluorid im Trinkwasser und Speisesalz, sollte bei nicht mehr als 3,1 mg/Tag bei Frauen und 3,8 mg/Tag bei Männern liegen. Wer in einer Gegend mit fluoridreichem Wasser lebt, sollte und Verfärbungen der Zähne (Dentalfluorose) hat, sollte aber dann auf fluoridiertes Speisesalz verzichten.

Aufgrund der Tatsache, dass die toxische Dosis des Fluorids so nahe am Optimum liegt, ist Fluorid in der Diskussion. Das Element ist nicht essenziell, es wird, soweit man bisher weiß, nur für die Härte der Zähne benötigt. Ohne Fluor kann man leben., mit etwas höherem Risiko für Zahnerkrankungen. Beim Putzen mit fluoridhaltiger Zahnpasta gibt es 40 % weniger Kariesfälle, so das Resümee der Untersuchung zahlreicher Studien. Auf der anderen Seite war Trinkwasser bis in die Sechzigerjahre die einzige Fluoridquelle. Inzwischen ist Zahnpasta fluoridiert (etwa 0,12 – 0,15 mg pro erbengroßer Portion) und es gibt erheblich mehr Teetrinker (Tee ist eines der wenigen Lebensmittel, das nennenswerte Mengen an Fluorid enthält). Die gezielte Fluoridierung von Trinkwasser ist daher inzwischen eingestellt worden. Sie wurde z. B. in der Schweiz noch vor wenigen Jahrzehnten durchgeführt. Bei extrem fluoridhaltigem Trinkwasser (mehr als 1 mg/l) wird das Wasser meist als Heilwasser eingestuft, weil es nun schon in normalen Mengen gesundheitliche Wirkungen hat. Die Wässer werden in anderen Flaschen verkauft und bekommen einen Warnhinweis, der über die maximale Menge (meist eine 0,75 l Flasche pro Tag) informiert.

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Die Diskussion betrifft nicht nur Erwachsene, auch Ärzte sind sich nicht darüber einig, wie lange und in welcher Menge Babys Fluoridtabletten erhalten sollten. Vor allem sind sich die einzelnen Fachgebiete nicht einig, weil jeder eine andere Sicht hat. Zahnärzte raten wegen der positiven Wirkung auf die Zähne größtenteils zu längerer Einnahme als Allgemeinärzte.

Aufnahme von Mineralstoffen

Die meisten Mineralstoffe sind bei der Verdauung schnell aus ihrer biologischen Matrix herausgelöst. Die chemische Bindung zwischen den Metallen (darum handelt es sich bei den meisten Mineralstoffen) und organischen Stoffen wird schon durch die Magensäure zerstört. Es gibt aus chemischer Sicht daher keinen Grund bei Mineralstoffen zwischen einem Lebensmittel als Quelle oder einer anorganischen Form wie in Tabletten oder als Zusatz zu einem Lebensmittel zu unterscheiden. Wichtig ist jedoch, was man bei dem Konsum zu sich nimmt. Die meisten Mineralstoffe werden für sich allein nur unvollständig aufgenommen. Die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln können die Aufnahme steigern oder senken. So wirken organische Säuren, wie sie in Obst, aber auch Gemüse und Säften vorkommen, steigernd auf die Aufnahme, da sie einen Käfig um die Mineralstoffe bilden, der als ganzes aufgenommen wird. Ähnliche, etwas schwächere Wirkung hat Eiweiß.

Umgekehrt können Lebensmittel auch die Aufnahme mindern. Bei Calcium sind dies Substanzen, die in Vollkornprodukten enthalten sind oder Oxalsäure, die z. B. in Spinat oder Rhabarber vorkommt. Solche Substanzen bilden schwer lösliche Salze, die der Körper nicht aufnehmen kann. Vor allem, wer Mineralstofftabletten zu sich nimmt, kann also die Resorption steigern, indem er sie z. B. in einem Obstsaft auflöst.

Die manchmal vorgetragene Ansicht, dass anorganisch vorliegende Mineralstoffe nicht aufgenommen werden, ist wissenschaftlich nicht haltbar. Zum einen gibt es Mineralstoffe, die nur anorganisch vorliegen (Kalium, Natrium, Chlorid) und zum anderen hat man auch bei organisch gebundenen Stoffen ungenügende Resorptionsraten beobachtet. Zumindest bei Eisen weiß man, dass anorganisch gebundenes Eisen besser resorbiert wird als das in Myoglobin oder Hämoglobin vorkommende Eisen in Fleisch. Mineralstofftabletten werden daher auch bei Defiziten bei einzelnen Mineralstoffen (Eisen, Iod) mit Erfolg eingesetzt. Trotzdem kann dies natürlich nur eine Ergänzung sein und nicht eine falsche Ernährung kompensieren.