Mineralstoffe


Kapitel

Allgemeines

Funktionen

Calcium



Allgemeines

Mineralstoffe sind lebensnotwendige anorganische Nährstoffe, welche der Organismus nicht selbst herstellen kann. Sie müssen ihm mit der Nahrung zugeführt werden. Man unterscheidet zwischen Mengen- und Spurenelementen.

Mengenelemente (Makronährstoffe) kommen im Organismus in größerer Menge vor

  • Natrium
  • Chlorid
  • Kalium
  • Phosphat
  • Calcium
  • Magnesium

Spurenelemente (Mikronährstoffe) werden in wesentlich kleinerer Konzentration benötigt. Z.B.

  • Eisen
  • Kupfer
  • Molybdän
  • Zink
  • Selen
  • Iod
  • Chrom
  • Silicium
  • Cobalt
  • Nickel
  • Mangan
  • Zinn
  • und vielleicht viele andere (Ebermann und Elmadfa 2008)

Weil Mengenelemente im wässrigen Milieu meist ionisiert vorliegen, das heißt als positiv oder als negativ geladene Teilchen, werden sie aus diesem Grund als Elektrolyte bezeichnet.



Funktionen

Mineralstoffe erhalten die Elektroneutralität und den osmotischen Druck aufrecht. Sie sind Bestandteile von Puffersystemen, wichtig für den Signaltransfer und sie beeinflussen den Stoffwechsel durch Aktivierung oder Passivierung von Enzymsystemen. Außerdem sind sie Bausteine von Organbestandteilen wie Knochen und Zähnen. Nicht nur als rein mechanischen statischen Funktionen sondern auch als dynamische Mineralstoffreserve, aus der regulierend auf den Mineralstoffhaushalt eingegriffen werden kann. Dadurch kann die Ionenzusammensetzung der Körperflüssigkeiten in engen Grenzen konstant gehalten werden (Ebermann und Elmadfa 2008).


Tabelle 1: Funktion verschiedener Mengen- und Spurenelemente

Name Abkürzung Aufgabe/Wirkung
Calcium
Ca
  • Stabilisierung des Skelettsystems
  • Blutgerinnung
  • Erregungsleitung (Muskelkontraktion)
  • Aktivierung von Enzymen
Kalium
K
  • Aufrechterhaltung des Membranpotentials
  • Blutdruckregulation
  • Eiweiß- und Glykogenbildung
Natrium
Na
  • Konzentrationsgefälle bei Nervenzellen (zusammen mit Kalium)
  • Aufnahme und Transport von Nährstoffen
  • Regulation des Wasserhaushaltes und des Säure/Basengleichgewichtes
Magnesium
Mg
  • Bestandteil von Knochen, Zähnen zahlreichen Enzymen und energiereichen Phosphatverbindungen
Phosphor
P
  • Bestandteil von Knochen, ATP, Phospholipiden
Schwefel
S
  • Bestandteil der Aminosäuren Cystein und Methionin sowie der B-Vitamine Biotin und Thiamin
Chlor
Cl
  • gemeinsam mit Natrium von Bedeutung für Wasserhaushalt und Säure/Basengleichgewicht
  • Chlor ist Bestandteil der Magensalzsäure (HCl)
Chrom
Cr
  • Glucosestoffwechsel
  • Ungeklärt/umstritten
Cobalt
Co
  • Bestandteil von Cobalamin
Eisen
Fe
  • Bestandteil vieler Enzyme, z. B. Hämoglobin
Fluorid
F-
  • Härtung des Zahnschmelz, Osteoporosetherapie
  • Essenzielle Wirkung ungeklärt/umstritten
Iod
I
  • Bestandteil der Schilddrüsenhormone
Kupfer
Cu
  • Bestandteil zahlreicher Redoxenzyme
Mangan
Mn
  • Aktivator und Bestandteil zahlreicher Enzyme
  • Knorpel- und Knochensynthese
  • Gluconeogenese
Molybdän
Mo
  • Bestandteil des universellen Molybdän-Cofaktors
Selen
Se
  • Bestandteil von 30–50 Selenoproteinen wie der Glutathionperoxidase
Silicium
Si
  • Essentieller Bestandteil der Mucopolysaccharide in Epithelien und Bindegewebe
Vanadium
V
  • Verschiedene Wirkungen im Körper
  • Stimulierung der Glykolyse in der Leber
  • Hemmung der Gluconeogenese – Essenzialität ungeklärt
Zink
Zn
  • Zinkabhängige Enzyme sind an nahezu allen Lebensvorgängen beteiligt



Calcium (auch Kalzium)

Der Calciumspeicher des Körpers sind die Knochen. Hier befinden sich 99% des gesamten Calciums. Die restlichen 1 % verteilen sich auf die Zellen (0,9 %) und das Blut (0,1 %). Nicht in den Zellen gebundenes Calzium kann in zwei Formen vorliegen:

  1. Ungebundenes ionisiertes Calcium: Hierbei handelt es sich um die biologisch aktive Form des Calciums. Der Anteil liegt bei ca. 50%
  2. Gebundenes Calcium: Calcium kann an Anionen wie Citrat, Bikarbonat, Phosphat oder Laktat gebunden (ca. 5 % des Calciums) oder an Protein (ca. 45 % des Calciums) sein

Calcium wird über die Niere ausgeschieden. Hierbei wird nur das ionisierte und an Anionen gebundene Calcium filtriert.

Die Funktionen des Calciums sind vielfältig. Es spielt eine wichtige Rolle in der Stützfunktion des Skleletts, als Signalion, bei der Funktion des Muskeln und ist Bindeglied der Gerinnungskaskade (Schmitt 2018).

Der Körper ist stets bestrebt den Calciumspiegel im Blut konstant zu halten. 3 Organe (Darm, Niere, Knochen) und 3 Hormone (Parathormon,Vitamin D, Calcitonin) spielen bei der Regulation des Calciumhaushaltes eine wichtige Rolle (Schmitt 2018). Sinkt der Calciumspiegel kann der Körper Calcium aus dem Knochen mobilisieren.

  • Parathormon: Parathormon wird in der Nebenschilddrüse gebildet. Es fördert die renale Reabsorption von Calcium und die vermehrte Freisetzung von Calcium aus den Knochen, wodurch der Blutcalciumspiegel erhöht wird.
  • Vitamin D: Hierbei handelt es sich um ein Prohormon, also die Vorstufe eines Hormons. Calcitriol, die aktive Hormonform, stimuliert die intestinale Calcium- und Phosphorresorption. Zusätzlich fördert es die renal-tubuläre Reabsorption von Calcium und erhöht damit den Blutcalciumspiegel
  • Calcitonin aus der Schilddrüse ist der Gegenspieler und senkt den Blutcalciumspiegel



Literatur

Ebermann R., Elmadfa I.: Lehrbuch Lebensmittelchemie und Ernährung. Springer Verlag, 2008; S.530; ISBN 978-3-211-48649-8

Schmitt, C. (2018): Untersuchung zur Anpassung des Calciumstoffwechsels adulter Hunde an längerfristige marginale Calciumversorgung; München 2018