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B978-3-437-58052-9.00011-6

10.1016/B978-3-437-58052-9.00011-6

978-3-437-58052-9

Abb. 11.1

[L253]

Eisenbestand

Abb. 11.2

[L253]

Zentral im Häm gebundenes Eisen (Fe2+)

Abb. 11.3

[L106]

Eisenabsorption

Abb. 11.4

[L123]

Eisenresorption und Transport im Blut durch Transferrin

Abb. 11.5

[L253]

Funktion des Coeruloplasmins bei der Eisenresorption; Ebk = Eisenbindungskapazität

Abb. 11.6

[E273]

Hunter-GlossitisHunter-Glossitis

Abb. 11.7

[E273]

Koilonychie bei Eisenmangel

Abb. 11.8

[R168]

Fingerknoten

Abb. 11.9

[L106]

Verlauf des Morbus Wilson

Abb. 11.10

[E273]

Kayser-Fleischer-Ring

Daten wichtiger SpurenelementeSpurenelementeTagesdosisSpurenelementeGehalt im KörperEisenKörpergehalt/TagesbedarfSelenKörpergehalt/TagesbedarfKupferKörpergehalt/TagesbedarfZinkKörpergehalt/Tagesbedarf

Tab. 11.1
Spurenelement Gehalt im Organismus Tagesdosis Wichtige Funktionen
Eisen 3–5 g 1 mg (♂) bzw. 1,5–2 mg (♀), entspricht einer Zufuhr von 10 bzw. 15 mg
  • Sauerstoffbindung im Hämoglobin der Erythrozyten und im Myoglobin

  • Elektronenbindung im Cytochrom der Atmungskette

  • Bestandteil von Enzymen

Kupfer 60–100 mg 1–2 mg
  • Elektronenbindung im Cytochrom der Atmungskette

  • Funktion im Eisenstoffwechsel

Zink 1,5–2,5 g 10 mg
  • Cofaktor von rund 300 Enzymen, u.a. der Carboanhydrase, Alkoholdehydrogenase und LDH

  • besitzt als Cofaktor der DNA- und RNA-Polymerase große Bedeutung für die Zellteilung

Selen 20 mg 1 µg/kgKG
  • Glutathionperoxidase

  • T4-Deiodase

Spurenelemente

  • 11.1

    Einleitung179

  • 11.2

    Eisen181

  • 11.3

    Kupfer189

  • 11.4

    Zink191

  • 11.5

    Magnesium193

  • 11.6

    Selen196

Einleitung

Definition
SpurenelementeSpurenelemente sind chemische Elemente, die zwei Bedingungen erfüllen müssen: Ihr Anteil an der Gesamtkörpermasse muss weniger als 0,01 % betragen und sie müssen essenziell sein, also unentbehrlich für den Stoffwechsel. Nach dieser Definition gehören die folgenden Elemente dazu:
  • ChromChrom (Cr)

  • ManganMangan (Mn)

  • EisenEisen (Fe)

  • KobaltKobalt (Co)

  • KupferKupfer (Cu)

  • ZinkZink (Zn)

  • SelenSelen (Se)

  • MolybdänMolybdän (Mo)

  • IodIod (I)

Es gibt weitere „Kandidaten“ wie SiliciumSilicium (Si) oder LithiumLithium (Li), deren Bedeutung für den Stoffwechsel aber bisher nicht erwiesen, bei Lithium mit einiger Sicherheit auch nicht vorhanden ist. Fluor Fluorals FluoridFluorid (F) wird von der vorherrschenden Medizin ebenfalls zu den Spurenelementen gerechnet, weil es angeblich für die Zähne essenziell sein soll. Tatsächlich diffundiert das Fluorid der Zahnpasta in den Zahnschmelz, wenn es dafür ausreichend Zeit bekommt, und baut dort durch Bildung von Calciumfluorid eine gewisse Schutzwirkung gegenüber Säuren auf. Da der Zahnschmelz jedoch nicht durchblutet ist und aus „toter“ = anorganischer Substanz besteht, scheint es kaum möglich, dass das Ion aus dem systemischen Kreislauf dorthin gelangen kann. Es reichert sich vielmehr auf unphysiologische Weise u.a. im Knochen an und scheint auf die Makrophagen des Immunsystems eine hemmende Wirkung auszuüben. Von der Verwendung von IodsalzIodsalz, das zusätzlich zu Iodat nun auch noch mit Fluorid angereichert ist, sollte man deshalb eher absehen.
Im Kindesalter könnte, bis zum Durchbruch der bleibenden Zähne, eventuell eine niedrig dosierte orale Prophylaxe mit Fluorid erwogen werden – im Idealfall (nach der Prüfung) aber vielleicht doch nur so lange, bis das Zähneputzen mit einer fluoridierten Kinderzahnpasta einigermaßen gelingt. Sinnvoll wäre in der Zeit davor, einen je nach Wohnort möglichen Fluoridgehalt von Leitungswasser oder auch dem verwendeten Mineralwasser zu eruieren, um dies mit einer etwaigen Fluoridsubstitution abzustimmen.

Exkurs

Toxizität von Fluorid

Eine aktuelle FluoridToxizitätmexikanische Studie, die über 15 Jahre lief und auch aus Sicht deutscher Experten „sehr sorgfältig gemacht“ wurde, wies bei Kindern bis zum 12. Lebensjahr eine erhebliche Minderung des Intellekts gegenüber Gleichaltrigen nach, sofern ihre Mütter während der Schwangerschaft Fluorid oral aufgenommen hatten. Dabei schien die Minderung des IQ proportional zur Fluoridausscheidung der Mütter über den Urin zu verlaufen (die Ausscheidung entspricht der Zufuhr). Dies ist ein weiterer Teilaspekt in der langen Liste an Untersuchungen, die sich mit der Toxizität von Fluorid beschäftigen und vor diesem Pseudo-Spurenelement warnen.
Die Stiftung Warentest, der die Gesundheit der Deutschen bekanntlich sehr am Herzen liegt, ließ dieses Ergebnis von einem ihrer Experten kommentieren. Danach ist das Ergebnis selbstverständlich nicht auf Deutschland übertragbar und liefere „keinen Grund zur Sorge“. Dies stellt das übliche Reflexargument dar, das auch in den USA benutzt wird – einem Land, das im Gegensatz zu Mexiko sogar sein Trinkwasser fluoridiert! Der Experte der Stiftung führte dann weiter aus, dass „er nicht davon ausgehe, dass hierzulande ein solcher Zusammenhang bestehe“, um dann abschließend noch zu formulieren, dass „lokal angewandte fluoridhaltige Produkte wie Zahnpasta oder Mundspüllösungen wieder ausgespuckt werden und für die Gesamtaufnahme von Fluorid ohnehin so gut wie keine Rolle spielen“. Damit war dann das Thema durch und der Leser beruhigt.
Nun ist der Stiftung und ihrem Experten offensichtlich entfallen, dass die DGE fluoridiertes Speisesalz (2,5 mg/10 g) Speisesalzfluoridiertesempfiehlt bzw. der Schwangeren sogar eine tägliche orale Gesamtzufuhr von 3,1 mg Fluorid ans Herz legt. Naja, das kann ja mal passieren!
Bedeutung
SpurenelementeSpurenelementeBedeutung beziehen ihre Bedeutung überwiegend daraus, dass sie, gebunden an Enzyme, deren katalytische Wirkung ermöglichen. Sie sind also Cofaktoren dieser Enzyme mit derselben Bedeutung wie zahlreiche Vitamine, welche als sog. CoenzymeCoenzymeSpurenelementeSpurenelementeCoenzyme ebenfalls unabdingbar für die jeweilige Enzymwirkung sind. Bedeutung als Cofaktor für Enzymwirkungen besitzt auch Magnesium, das lediglich aufgrund seiner im Organismus vorhandenen Menge von > 0,01 % nicht zu den Spurenelementen gerechnet wird. Einzelne Spurenelemente besitzen weitere Wirkungen. So ist Eisen als Cofaktor des Hämoglobins oder Myoglobins das Transportvehikel des Sauerstoffs. Iod ist nicht an Enzyme gebunden, sondern an das Hormon der Schilddrüse, wodurch die Hormonwirkung überhaupt erst zustande kommt.
Mangelzustände an SpurenelementenSpurenelementeMangel/Überangebot führen durch die verminderten Enzymwirkungen und weitere Mechanismen zu Erkrankungen. Ein Überangebot an Spurenelementen, das der Organismus nicht mehr auszuscheiden vermag, kann ebenfalls zu Erkrankungen führen, wobei hier die Ursache z.B. in einer Ablagerung dieser Stoffe in verschiedenen Organen besteht. Diese Ablagerungen führen in der Folge zu Störungen der betroffenen Organe. Ganz besonders gilt dieser Mechanismus für Eisen und Kupfer – betrifft allerdings ausschließlich Patienten mit angeborenen chromosomalen Defekten. Bei Menschen ohne kongenitale Störungen oder Einschränkung der Nierenfunktion sind pathologische Anreicherungen von Spurenelementen nicht vorstellbar, weil Aufnahme und/oder Ausscheidung der Ionen sehr fein einreguliert werden. Als wesentliche Ausnahme kann Selen gelten, das ab einer täglichen Zufuhr von mehr als 200–400 µg toxisch wirkt. Iod kann bei 10-facher Überdosierung (2 mg/Tag) im Einzelfall zu Störungen der Schilddrüsenfunktion führen.
Biochemische Zusammenhänge
Mineralien in wässriger Lösung
Mineralien wie Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Chlorid oder die in geringeren Mengen im Körper befindlichen SpurenelementeSpurenelementeBiochemie liegen in wässriger Lösung in der Form von Ionen vor (Na+, K+, Ca2+, Cl usw.). Dies gilt also für die Kompartimente des Körpers (Blut, Interstitium, Zytosol) ebenso wie für die Nahrung, sobald dieselbe mit Wasser in Berührung kommt. Beispielsweise zerfällt (dissoziiert) festes Kochsalz (NaCl) im Speichel der Mundhöhle, spätestens aber im Magensaft, in seine Ionen Na+ und Cl, soweit es nicht ohnehin bereits als Bestandteil von Suppen, Soßen usw. in der Form von Ionen enthalten war.

Hinweis des Autors

Dabei besitzen weder Na+ noch Cl irgendeine Art von Gedächtnis – sie wissen nicht, ob sie der Nordsee, dem Pazifik, einem Bergwerk oder dem Himalaja entstammen. Sie könnten auch ungeachtet irgendwelcher Abstammungen niemals etwas anderes sein als einfach nur Na+ und Cl. Es gibt demnach kein wertvolleres Kochsalz. Es gibt einfach nur NaCl.

Unveränderbarkeit von Ionen
Mehrwertige Ionen wie Ca2+ und Mg2+ besitzen im Organismus eine gewisse Affinität zu negativ geladenen Molekülanteilen wie COO als Bestandteil von Proteinen. Selen bindet gerne an den negativ geladenen Schwefel der Aminosäuren Cystein oder Methionin. Dies gilt teilweise auch für Zink. Derartige Bindungen sind reversibel. Mehrwertige Ionen sind also mal gebunden und mal frei. Verändern können sie sich hierbei nicht – ebenso wenig wie einwertige Ionen, die stets ungebunden sind. Ionen sind unveränderbar. Sie brauchen im Dünndarm nicht auf ihre Resorption vorbereitet zu werden wie die drei Grundnahrungsmittel. Sie werden einfach so, wie sie sind, resorbiert – teilweise im Cotransport mit Glukose oder Aminosäuren (Na+), teilweise hormonstimuliert über eigene Rezeptoren (Ca2+, Mg2+) oder rückgekoppelt mit dem aktuellen Vorrat des Organismus (Eisen). Und so, wie sie nach ihrer Verteilung im Organismus auch mal zu Niere, Darmwand oder Schweißdrüsen gelangen, werden sie völlig unverändert wieder ausgeschieden, um irgendwann wiederum über das Wasser des Bodens, aus fließenden oder stehenden Gewässern von irgendeinem Lebewesen aufgenommen und für seine Lebensvorgänge genutzt zu werden.

Hinweis des Autors

IonenIonen sind kleine geladene Teilchen, die in dieser Form im Organismus benötigt werden. Sie lassen sich nicht durch eine homöopathische Schwingung ersetzen. Beispielsweise sorgen die Ionen der Intrazellulärflüssigkeit (K+) Intrazellulärflüssigkeitfür das notwendige Membranpotenzial, diejenigen des Serums (Na+ und Cl) u.a. für die benötigte Osmolarität dieser FlüssigkeitMembranpotenzial. Membranpotenzial und Osmolarität lassen Osmolaritätsich nicht durch destilliertes Wasser mit „eingeschwungenen Ionen“ erzeugen. Es kann deshalb nicht sinnvoll sein, bei Mangelzuständen an Mineralien beispielsweise homöopathische Schüßler-Salze in Schüßler-Salzeder D6 oder sogar D12 zu substituieren in der Vorstellung, man könne mit der Gabe von 0,001 mg z.B. den Tagesbedarf an Calcium von 1.000 mg decken. Auf ein paar Nullen vor oder hinter dem Komma kommt es scheinbar nicht an – schließlich handelt es sich ja um Homöopathie. Ca2+ wirkt aber als Ion u.a. in direkter (materieller) Bindung an Phosphat (im Knochen) bzw. Aktin/Myosin (in der Muskelzelle). Auf eine Schwingung, die da verkündet, sie wäre gerne Calcium geworden, reagieren weder Knochen noch Muskel. Auch die Darmmukosa kann weder homöopathisches Calcium vervielfältigen noch seine Schwingungen in stoffliche Ionen verwandeln: Was nicht da ist, wird halt nicht resorbiert. Und was nicht resorbiert wurde, kann nicht wirken. Auch die häufig vertretene Ansicht, die homöopathische Schwingung eines Ions könnte die Darmwand dazu veranlassen, dieses Ion nun auch materiell besser aus der Nahrung zu resorbieren, führt in die Irre: Für eine ausreichende Resorption von Ca2+ oder Mg2+ aus einer Nahrung, die diese Ionen tatsächlich materiell enthält, benötigt man keine Schüßler-Schwingung, sondern D-Hormon! Man sollte also Schüßler-Salze als das begreifen, was sie sind – homöopathische Präparate, die wie ungezählte andere auch über ihre Schwingungen positive Wirkungen entfalten können, wenn sie im Einzelfall indiziert sind.

Zusammenfassung

Spurenelemente

Definition

  • Anteil an der Gesamtkörpermasse < 0,01 %

  • unentbehrlich für den Stoffwechsel = essenziell

  • Spurenelemente

    • Chrom (Cr)

    • Mangan (Mn)

    • Eisen (Fe)

    • Kobalt (Co)

    • Kupfer (Cu)

    • Zink (Zn)

    • Selen (Se)

    • Molybdän (Mo)

    • Iod (I)

    • (Fluor F)

  • sind u.a. unverzichtbare Cofaktoren zahlreicher Enzyme, unentbehrlich für den Sauerstofftransport, die Funktion von Atmungskette und Immunsystem; einzelne Spurenelemente sind Bestandteil von Hormonen, andere dienen deren Synthese

  • können wie alle Ionen in Organismus oder Umwelt nicht mehr verändert werden; der Tagesbedarf entsteht ausschließlich aus den Verlusten über Niere, Darm, Schweiß sowie abschilfernden Zellen einschließlich dem Gehalt in Haaren und Nägeln

  • häufige Mangelzustände bei einseitiger Ernährung

  • Ein Überangebot ist unter physiologischen Bedingungen kaum möglich, weil entweder die Aufnahme aus dem Darm oder die Ausscheidung über die Niere sehr fein einreguliert wird (wichtigste Ausnahme: Selen).

Eisen

Der Eisenbestand des EisenOrganismus liegt bei rund 4 g. Hiervon entfallen etwa zwei Drittel (2,5–3 g) auf das Hämoglobin, bis zu 1 g auf die Eisenspeicher FerritinFerritin und HämosiderinHämosiderin sowie ungefähr 0,5 g auf Myoglobin, eisenhaltige Enzyme und TransferrinTransferrin (Abb. 11.1).
Funktionen im Organismus
Die wesentliche Bedeutung des Eisens für den Organismus besteht in seiner Beteiligung an dem komplexen Molekül des Häm (in Hämoglobin, Myoglobin oder dem Cytochrom der Atmungskette, Abb. 11.2), wo es entweder als Sauerstoff-bindendes oder als Elektronen-transportierendes Element dient. Die Funktion der Sauerstoffbindung EisenSauerstoffbindungerfüllt es im HämoglobinHämoglobin, EisenEisenHämoglobin der Erythrozyten und im Myoglobin des Muskels; Elektronen transportiert es in der Form des Cytochroms in der Atmungskette der inneren Mitochondrienmembran. Aus diesem Elektronentransport mit letztendlicher Übertragung auf den eingeatmeten Sauerstoff resultiert der weitaus größte Teil der Energiegewinnung des Körpers – vor allem in der Form von Körperwärme und der Bereitstellung von ATP. Daneben gibt es oxidierende Enzyme wie KatalaseKatalase oder PeroxidasePeroxidase, welche Eisen zu ihrer Funktion benötigen. Auch hier finden Elektronenübertragungen statt.
Eisenstoffwechsel
Eisenresorption
EisenEisenStoffwechselEisenResorption ist in der Nahrung überwiegend in 3-wertiger Form als Fe3+ enthalten, das schlecht resorbiert wird. Dies gilt besonders für Eisen aus pflanzlicher Nahrung, in der u.a. mit Phosphat unlösliche Komplexe entstehen. Die Resorptionsquote ist bei Fe2+ deutlich höher.
Im Durchschnitt werden etwa 10 % des in der Nahrung enthaltenen Eisens resorbiert, wobei die Rate bei Fleischverzehr höher liegt, weil das hier enthaltene Häm (überwiegend Myoglobin und Cytochrom) in wesentlich größerem Umfang resorbiert wird als anorganisches oder gar an pflanzliche Begleitstoffe gebundenes Eisen (aus Vollkorn, Bohnen, Nüssen oder dunkelgrünen Gemüsen). Durchschnittlich wird Eisen aus tierischen Quellen mehr als 10-mal so gut resorbiert wie aus pflanzlichen: Veganerinnen leiden neben einem Mangel an Vitamin B12 besonders häufig auch an einem Eisenmangel.
Der im Durchschnitt in der Nahrung enthaltenen Eisenmenge von 10–20 mg entspricht eine Resorption von 1–2 mg/Tag (Abb. 11.3). Dies entspricht gerade noch dem deklarierten Tagesbedarf, sofern keinerlei zusätzliche Eisenverluste beispielsweise über verstärkte Monatsblutungen zu verzeichnen sind.

Merke

Der durchschnittliche Tagesbedarf EisenKörpergehalt/Tagesbedarfdes Mannes liegt bei 1 mg, derjenige der Frau (ohne Schwangerschaft oder Hypermenorrhö) bei 1,5–2 mg (s.a. Tab. 11.1). Um diesen Tagesbedarf zu decken, müssen in der Nahrung laut DGE durchschnittlich etwa 10 bzw. 15 mg Eisen enthalten sein.

Beeinflussung der Resorption
Begünstigt wird die Resorption aus jeglicher Nahrung durch gleichzeitig aufgenommenes Vitamin C (Ascorbinsäure), in geringerem Umfang auch durch Zitronensäure und weitere Fruchtsäuren, weil es hierdurch in eine lösliche Form überführt wird. Die logische Schlussfolgerung wäre, dass zumindest sich vegetarisch ernährende Frauen oder einseitig ernährte Kinder saure, Vitamin-C-reiche Fruchtsäfte zum Essen trinken sollten. Auch die Salzsäure des Magens trägt zu einer ausreichenden Resorption bei, weil sie sogar die Löslichkeit 3-wertigen Eisens verbessert. Bei der Achylie (Achlorhydrie), AchylieEisenmangelAchlorhydrieEisenmangelbei der die Salzsäure weitgehend oder vollständig fehlt, entstehen regelmäßig Eisenmangelzustände (und wegen des fehlenden Intrinsic-Faktors zusätzlich ein B12-Mangel).
In Gemüsen wie Spinat liegt Eisen in einer unlöslichen Verbindung mit Oxalsäure vor, wodurch eine Resorption weitgehend verhindert wird. Zusätzlich enthält Spinat auch relativ hohe Konzentrationen an Calcium und Phosphat. Es liegt also nicht am angeblichen und oft zitierten „Kommafehler“ des Eisengehalts im Spinat, dass derselbe als Eisenquelle ungeeignet ist, denn mit annähernd 4 mg Eisen/100 g ist Spinat für ein Gemüse durchaus reich an Eisen. Auch Tannin und weitere Gerbstoffe, wie sie z.B. in Schwarztee, Kaffee und Cola enthalten sind, verhindern eine ausreichende Resorption!
Eisen wird überwiegend in Duodenum und proximalem Jejunum durch aktive Transportvorgänge resorbiert. Die Resorptionsquote ist hierbei direkt abhängig von einem aktuellen Mangel oder einer Eisenüberladung Eisenüberladungdes Organismus und wird dementsprechend reguliert: Bei einem ausgeprägten Eisenmangel wird sie von den üblichen 10 % bis auf 50 % gesteigert, sofern die Form der Nahrung dies zulässt. Nur bei einem solchen Mangelzustand erfolgt auch noch bis ins terminale Ileum hinein eine nennenswerte Resorption.
Das Peptid, welches die Eisenresorption im Dünndarm (und an der Plazenta) reguliert, wird Hepcidin HepcidinEisenresorptiongenannt. In der Leber synthetisiert wird es in Abhängigkeit von den Eisenvorräten des Organismus. Je höher diese sind, desto mehr wird produziert. An der Darmmukosa bindet Hepcidin an die resorbierenden Zellen und verhindert analog zur Höhe seines Serumspiegels die Einlagerung in Ferritin FerritinEinlagerungbzw. Weitergabe an CoeruloplasminCoeruloplasmin und TransferrinTransferrin. Bei der HämochromatoseHämochromatose (s.u.) besteht ein Mangel an Hepcidin aufgrund eines angeborenen Chromosomendefekts. Dies führt dazu, dass das Eisen der Nahrung, soweit es in resorptionsfähiger Form vorliegt, weitgehend vollständig aufgenommen wird.

Exkurs

Infektanämie

Die Hepcidin-SyntheseInfektanämie HepcidinSynthesein der Leber wird zusätzlich und über die adäquate Rückkopplung hinaus durch Interleukin 6 stimuliert. Der in der Folge verminderte Eisenvorrat des Organismus kann bis zur Anämie führen. Indem Interleukin 6 v.a. bei systemischen (bakteriellen) Infektionen bzw. chronischen Entzündungen (einschließlich Tumoren!) vermehrt gebildet wird, kann man diese Form als Infektanämie bezeichnen. Dabei kommt allerdings eine weitere Wirkung von Hepcidin zum Tragen: Das Peptid bindet zusätzlich zur Darmmukosa auch an die Makrophagen des RES und besitzt dort denselben Effekt. Es verhindert die Eisenabgabe aus dem Ferritinspeicher ans Transferrin des Blutes, sodass die Anämie sehr viel schneller entsteht, als es aus der Resorptionshemmung im Darm ableitbar wäre. Der evolutionäre Sinn ist darin zu sehen, dass Eisen auch für Bakterien (und Tumoren) einen essenziellen Wachstums- bzw. Vermehrungsfaktor darstellt, sodass der erzeugte Mangel die Infektion begrenzt und dem Immunsystem zusätzliche Zeit zur Beherrschung der Situation zur Verfügung stellt.

Merke

Eisen ist das einzige Mineral bzw. sogar der einzige Nahrungsfaktor überhaupt, der bezüglich seiner Resorptionsrate mit den Vorräten des Organismus rückgekoppelt ist. Die wahrscheinlichste Ursache hierfür besteht darin, dass eineEisenAusscheidung Eisenausscheidung z.B. über Niere oder Schweiß nicht möglich ist, sondern über Blutverluste und abschilfernde Zellen (Haut, Darm) oder Verbrauch in Tumoren (→ Tumoranämie) grundsätzlich dem Zufall überlassen bleibt und damit auch großen Schwankungen unterliegt.

Bindung an Proteine
Eisen in seiner anorganischen EisenProteinbindungForm als Ion (Fe2+, Fe3+) ist für den Organismus toxisch, wie dies für alle Schwermetallionen gilt. Es wird deshalb nach seiner Resorption in die Saumzellen des Dünndarms entweder an ein Protein namens Ferritin gebunden und gespeichert oder es wird an ein Serumprotein namens TransferrinTransferrin gebunden und in dieser Form ins Blut gebracht (Abb. 11.4). Transferrin wird von der Leber produziert und stellt die Transportform für Eisen dar. Durchschnittlich ist etwa ein Drittel des Serumtransferrins mit SerumtransferrinEisen besetzt. Die restlichen zwei Drittel werden als freie Eisenbindungskapazität Eisenbindungskapazität, freiebezeichnet.
Das in die Mukosazellen resorbierte Eisen wird zunächst als Fe2+ an Ferritin gebunden und gespeichert. Das Coeruloplasmin des Serums hat neben seiner Funktion als Kupfer-Transportprotein (Kap. 11.3) Coeruloplasmineine weitere wichtige Funktion: Es oxidiert das gespeicherte Fe2+ zu Fe3+ (Abb. 11.5). Erst in dieser Form wird es dann an das Transferrin weitergegeben und über das Pfortaderblut transportiert. Ein Mangel an Coeruloplasmin führt zu einer Anhäufung zweiwertigen, von Transferrin nicht aufnehmbaren Eisens in derEisenmangelCoeruloplasminmangel Darmmukosa und dementsprechend zum Eisenmangel.
Transferrin
TransferrinTransferrin fungiert als Eisenlieferant für sämtliche Körpergewebe, wobei alle Zellen in ihren Membranen über spezifische Rezeptoren für Transferrin verfügen. Deren Zahl ist abhängig von der Menge des jeweils benötigten Eisens. Besonders zahlreiche Rezeptoren besitzen demnach die Zellen des Knochenmarks, aus denen die Erythrozyten entstehen.
Bei einer ausgeglichenen Eisenbilanz gehen 80–90 % des im Darm resorbierten EisensEisenErythropoeseErythropoese, Eisen in die Erythropoese des Knochenmarks. Der Rest verteilt sich auf die übrigen Körpergewebe.
Ferritin
Überschüssiges Eisen wird im Körper als Ferritin oder Hämosiderin gespeichert. Beim FerritinFerritin handelt es sich um ein lösliches Protein (= ApoferritinApoferritin, in der Leber gebildet), das sich neben den Saumzellen des Dünndarms vor allem in den eisenspeichernden Geweben des Körpers in hoher Konzentration findet. Die Bildung des Apoferritins wird durch resorbiertes Eisen stimuliert. In Darmmukosa, Leber, Milz und Knochenmark werden in der Folge dem resorbierten Eisen adäquate Mengen an Ferritin gespeichert. Ein geringer, dem Gesamtferritin und damit auch dem Eisenbestand des Körpers entsprechender Anteil des Ferritins findet sich auch im Serum. Die im Serum messbare Ferritinmenge ist deshalb ein recht exakter Parameter für die im Körper vorhandene Gesamtmenge an Reserve-Eisen. Dabei entsprechen jeweils 100 ng Ferritin/100 ml Serum einer in den Körpergeweben gespeicherten Eisenmenge von 10 mg.
Ferritin ist also im Blut vorhanden, wird adäquat hierzu in den eisenspeichernden Geweben Knochenmark, Leber und Milz (vor allem in deren Makrophagen) gelagert und bei Bedarf wieder von dort entnommen. Bei längerer Lagerung wandelt es sich teilweise durch Abbauvorgänge des Proteins in HämosiderinHämosiderin um. Während das im Ferritin gebundene Eisen jederzeit nach den Bedürfnissen des Organismus an Transferrin abgegeben und dadurch den Körpergeweben zur Verfügung gestellt werden kann, erfolgt die Abgabe aus Hämosiderin nur langsam und eher unkontrolliert.
Eisenmangel
Krankheitsentstehung
Oben wurde bereits ausgeführtEisenmangel, dass die Ausscheidung von Eisen aus dem Organismus im Gegensatz zu anderen Spurenelementen oder zu Mineralien wie Calcium, Magnesium und Chlorid nicht geregelt werden kann, weil keinerlei beeinflussbare Ausscheidungsmechanismen, z.B. über die Niere existieren. Reguliert und an die jeweilige Situation angepasst wird allein die Aufnahme aus dem Darm. Das Peptid, welches die Rückkopplung mit den Eisenvorräten herstellt, ist das Hepcidin.
Eisenverluste
Beim Mann liegen die täglichen EisenverlusteEisenverluste bei 1 mg und werden überwiegend von den abgeschilferten Saumzellen des Darms und den Verlusten über das Keratin der Haut bestimmt. Diesen Verlusten entspricht der definierte Tagesbedarf. Bei der Frau addieren sich hierzu die Eisenverluste anlässlich Menses und Schwangerschaft:
  • Der normale Blutverlust bei der Menstruation beträgt etwa 40–80 ml, entsprechend 20–40 mg Eisen. Es gehen also pro 2 ml Blut 1 mg Eisen verloren. Wenn man den durchschnittlichen Verlust von 30 mg Eisen/Monat (60 ml Blut) auf die einzelnen Tage umrechnet, ergibt sich aus diesem Zusammenhang für die geschlechtsreife Frau ein Tagesbedarf von 2 mg. Dies entspricht bei einer durchschnittlichen Resorptionsrate von 10 % einer Zufuhr von 10 mg beim Mann und 20 mg (laut DGE 15 mg) bei der Frau.

  • Bei der Hypermenorrhö z.B. infolge eines Uterus myomatosus kann der Blutverlust im Einzelfall bis auf 1.000 ml ansteigen, was einem Verlust von bis zu 500 mg Eisen entspricht. Umgerechnet auf den Zyklus müssten also 20 mg Eisen pro Tag resorbiert bzw. bis zu 200 mg zugeführt werden, was über die Ernährung selbst dann nicht möglich ist, wenn sehr viel Fleisch gegessen wird.

  • Ähnliche Eisen-„Verluste“ lassen sich für die Schwangerschaft errechnen, in deren zweiter Hälfte durch das starke Wachstum des Feten annähernd 700 mg Eisen zusätzlich in den Körper gelangen müssen, um kein Defizit entstehen zu lassen. Dazu addieren sich die Blutverluste unter der Geburt sowie an die Plazenta, sodass für eine normale Schwangerschaft insgesamt etwa 900–1.000 mg Eisen veranschlagt werden müssen.

Hinweis des Autors

DieEisenZufuhr, DGE-Referenzwerte Referenzwerte der DGE für die tägliche Eisenzufuhr betragen beim Mann 10 mg und bei der Frau 15 mg. Für Schwangere werden 30 mg empfohlen. Aus Sicht des Autors entsprechen die Empfehlungen für Frauen innerhalb und außerhalb der Schwangerschaft ein weiteres Mal nicht den tatsächlichen Erfordernissen: Wenn mit einer normalen Menses durchschnittlich 60 ml (40–80 ml) Blut verloren gehen, entspricht dies einem Eisenverlust von 30 mg, entsprechend 1 mg/Tag an Zusatzbedarf, enthalten in etwa 10 mg zusätzlicher Zufuhr. Damit ist der Bedarf der Frau insgesamt etwa doppelt so hoch wie derjenige des Mannes (1 mg/Tag).

Die von der DGE unterstellten 15 mg notwendiger Zufuhr pro Tag, von denen rund 1,5 mg resorbiert werden, wären nur dann ausreichend, wenn die Monatsblutung ausgesprochen schwach ausfiele, beispielsweise unterder Einnahme hormoneller Kontrazeptiva. Unter Berücksichtigung der prozentual sehr viel häufigeren Hypermenorrhö führt die Einhaltung der DGE-Vorgaben unweigerlich zum Eisenmangel – ganz dementsprechend, was man im medizinischen Alltag eben auch mit großer Regelmäßigkeit beobachten muss.

In einer normalen Schwangerschaft entsteht ein zusätzlicher Bedarf von annähernd 1.000 mg Eisen. Auf die Dauer der Schwangerschaft umgerechnet sind dies etwa 4 mg/Tag, die von den Schwangeren zusätzlich zum Grundbedarf resorbiert werden müssen, um nicht in ein Defizit zu gelangen. Von diesem wünschenswerten Ziel ist man allerdings bei einer Gesamtzufuhr von 30 mg/Tag sehr, sehr weit entfernt, wenn man die angestrebte Ernährung mit reichlichen Mengen an Gemüse und Salaten zugrunde legt. Bezeichnenderweise empfiehlt die DGE während der Stillzeit, und zwar auch den nicht stillenden Frauen, 20 statt 15 mg Eisen/Tag „zum Ausgleich der Verluste während der Schwangerschaft“. Dazu sollte man sich seine eigenen Gedanken machen.

Erhöht ist der Eisenbedarf auch bei Kindern.EisenBedarf bei Kindern Dies gilt ganz besonders für Phasen starken Wachstums, in denen die Ernährung entsprechend angepasst werden sollte oder, falls dies wie häufig nicht erreicht werden kann, Eisen medikamentös substituiert werden muss. Kinder, die sich überwiegend von Eis, Cola und Pommes ernähren, leiden regelhaft an Eisen- oder auch Zinkmangel. Auch Mangelzustände hinsichtlich der weiteren essenziellen Nahrungsbestandteile, von Calcium bis zu den Vitaminen, sind häufig.

Merke

Ein Mangel an Eisen entsteht überwiegend dann, wenn die Nahrung unausgewogen ist (Kinder, alte Menschen, Mangelernährung in den Entwicklungsländern) oder wenn es dem Körper über das übliche Maß hinaus verloren geht und die Nahrung dem entstehenden Mehrbedarf nicht ausreichend angepasst wird. Hierfür gibt es in den westlichen Ländern zwei wesentliche Ursachen: pathologische Blutungen einschließlich der Hypermenorrhö und die Schwangerschaft – v.a. in Verbindung mit vegetarischer bzw. veganer Ernährung.

Die weltweit mit großem Abstand häufigste Ursache einer Anämie AnämieEisenmangelEisenmangelanämiefolgt allerdings aus dem alimentären Eisenmangel. Nach Hochrechnungen sind selbst heute noch (2017) 1,5 Milliarden Menschen davon betroffen.

Pathologische Blutungen
Blutverluste entstehen aus einer HypermenorrhöHypermenorrhö, Eisenverluste oder aus sichtbaren oder okkulten Blutungen des Urogenitaltrakts bzw. vor allem des Magen-Darm-Kanals.
Eine Blutung des Magens wird durch die Salzsäure in schwarzes Hämatin Hämatinumgewandelt und verfärbt den Stuhl schwarz, sofern die Menge an Blut 60 ml erreicht oder überschreitet. Zur Schwarzverfärbung des Stuhls kommt es jedoch auch bei distaleren Blutungen (in Dünn- oder Dickdarm), weil die bakterielle Darmflora das Eisen des Hämoglobins zu schwarzem Eisensulfid oxidiert. Derselbe Zusammenhang gilt für oral zugeführtes Eisen, weil dessen nicht resorbierter Anteil ebenfalls umgewandelt wird. Sichtbare Blutungen Gastrointestinalblutungen, Eisenverlusteaus dem Verdauungsschlauch müssen entweder in seinem distalen Anteil, also im unteren Teil des Dickdarms entstanden sein, oder sie treten so massiv auf, dass während der Darmpassage nicht alles von der bakteriellen Darmflora umgesetzt werden kann.
Eine blutungsbedingte Schwarzfärbung des Stuhls wird als Meläna MelänaStuhl, SchwarzfärbungSchwarzfärbung des Stuhlsbezeichnet. Stammt das Blut aus einer Quelle in Magen, Duodenum oder Speiseröhre, wird der Stuhl durch das gebildete Hämatin über die Schwarzfärbung hinaus auch noch teerartig-klebrig. Früher wurde nur diese Veränderung als Meläna (Teerstuhl) bezeichnet, nicht aber die reine Dunkel- bis Schwarzfärbung. In der Praxis, also beispielsweise im Rahmen der Anamnese, ist eine solche Unterscheidung allerdings kaum zu treffen und hat heute auch keine Bedeutung mehr.
Man kann also zusammenfassend davon ausgehen, dass eine sichtbare Schwarzfärbung des Stuhls von einer Blutung verursacht wurde, die einer Blutmenge von zumindest 60 ml entspricht und irgendwo zwischen Mundhöhle und etwa Colon ascendens entstanden sein muss, wo sie entweder Kontakt zur Salzsäure des Magens bekam und/oder zumindest 8 h lang von der bakteriellen Darmflora zersetzt werden konnte. Diese im Sinne der Darmflora erforderliche Zeitspanne wird im Anfangsteil des Dickdarms (Coecum und Colon ascendens) nahezu ausnahmslos erreicht, weil der Stuhl hier bis zu 24 h gespeichert wird.
Die häufigste Blutungsquelle stellt das Ulkus, peptischespeptische Ulkus des Magens oder Duodenums dar, gefolgt von der erosiven GastritisGastritis, erosive und blutenden Ösophagusvarizen. ÖsophagusvarizenWeitere Blutungsquellen sind im oberen Verdauungstrakt, also zwischen Rachen und der Flexura duodenojejunalis (Übergang des Duodenums ins Jejunum), Karzinome von Speiseröhre und Magen, die Ösophagitis, die Hiatushernie, ein Mallory-Weiss-SyndromMallory-Weiss-SyndromEisenverlusteMagen-Darm-Blutungen (Einrisse im Bereich der Kardia) oder Polypen. Die Blutung aus solchen Quellen ist häufig so gering, dass sie nicht zu einer Dunkelfärbung des Stuhles führt, sodass bei nur geringen oder sogar fehlenden Beschwerden nicht so selten die Anämie AnämieMagen-Darm-Blutungenmit ihren Symptomen das erste erkennbare Symptom bildet, das den Patienten zum Therapeuten führt. Erkennbar werden solche Mikroblutungen anlässlich einer Stuhluntersuchung auf okkultes Blut, die bei einer Vorsorgeuntersuchung obligat ist.
Massive Blutungen aus dem oberen Anteil des Verdauungstrakts erscheinen im Stuhl dann als frisches Blut, wenn die „Kapazität“ der Magensäure bzw. der Darmbakterien überfordert wird. Dies gilt auch für eine sehr schnelle Darmpassage, z.B. bei Durchfällen, weil die Kontaktzeit des Blutes zur Darmflora eben mindestens 8 h betragen muss, um eine Schwarzfärbung hervorzurufen. Blut ab dem distalen Colon wird deshalb mit roter Farbe im Stuhl erscheinen – entweder mit dem Stuhl durchmischt, wenn es zwischen Querkolon und Sigma gebildet wird, oder aber dem Stuhl aufgelagert, wenn es einem Rektumkarzinom, Hämorrhoiden oder einer Analfissur entstammt.
Die seltenen Karzinome oder Polypen des Colon ascendens können, sofern sie bluten, als frisches Blut in Erscheinung treten, eine Schwarzfärbung verursachen oder lediglich als okkultes Blut nachweisbar werden.
Blutungsquellen im Bereich des Jejunums oder Ileums sind sehr selten, wenn man einmal von einem Morbus Crohn oder einer Polyposis absieht. Blutungen des Magen-Darm-Trakts entstammen also üblicherweise der Anfangsstrecke (Speiseröhre, Magen, Duodenum) oder dem Dickdarm mit Rektum.
Als mögliche „Blutungsquelle“ kommen auch Würmer in Dünn- oder Dickdarm infrage, deren Eisenbedarf eine Anämie verursachen kann. Die einheimische Sprue (Zöliakie) Sprue, einheimischeZöliakiekann genauso zur Anämie führen wie eine Teilentfernung des Magens nach Billroth II, bei der nicht nur ein Mangel an Salzsäure auftritt, sondern auch Duodenum und proximales Jejunum als Hauptort der Eisenresorption ausfallen. Bei diesen Anämieursachen kommt es selbstverständlich nicht zu Stuhlverfärbungen.
Genauer besprochen wird das Symptom „Blut im Stuhl“ im Fach Leitsymptome.
Symptomatik
Die Symptome des entstehenden Eisenmangels bestehen im Hinblick auf die resultierende EisenmangelanämieEisenmangelanämie aus den Symptomen des Sauerstoffmangels. Besonders häufig sind
  • Müdigkeit und fehlende Belastbarkeit bis hin zur Belastungsdyspnoe

  • Tachykardien als Folge sympathischer Aktivierung (direkte Reaktion auf den Sauerstoffmangel)

  • Konzentrationsstörungen und Kopfschmerzen

Der Mangel an Hämoglobin, also an „rotem Farbstoff“, lässt sich bei jeder Anämie an der Blässe von Haut und vor allem Schleimhäuten ablesen. Letztere sind für eine erste Verdachtsdiagnose besser geeignet, weil manche Menschen an der Oberhaut eine idiopathische „vornehme Blässe“ aufweisen.
Weitere Symptome beruhen nicht auf der Anämie,AnämieEisenmangel sondern auf dem Eisenmangel. Sie zeigen sich an den Geweben, die eine besonders ausgeprägte Proliferation aufweisen. Dies sind nach dem Knochenmark besonders der Verdauungsschlauch und die Haut. Ursache hierfür ist, dass für Zellneubildungen neben den B-Vitaminen B12 und Folsäure auch Eisen benötigt wird.
  • An der Zunge bildet sich eine Schwellung und besondere Empfindlichkeit aus. Durch Rückbildung der Papillen und unzureichende Verhornung erscheint sie rot, glatt und glänzend (sog. Lackzunge). Lackzunge, EisenmangelanämieParästhesienEisenmangelanämieZungenbrennen und Parästhesien gehören zum Bild dieser Hunter-Glossitis (Abb. 11.6), die allerdings u.a. auch bei einer perniziösen Anämie (und ausreichendem Eisenspiegel) zu beobachten ist.

  • An den Mundwinkeln kommt es zu RhagadenMundwinkelrhagaden, Eisenmangelanämie; die Schleimhaut des gesamten Verdauungsapparats ist in ihrer Widerstandskraft vermindert, sodass leichter Blutungen oder Atrophien entstehen können.

  • Im Bereich der Oberhaut sieht man besonders häufig Haarausfall oder schlecht wachsende und wenig widerstandsfähige Fingernägel, teilweise mit muldenförmiger Eindellung der Nagelplatten (sog. Löffelnägel = Koilonychie, Abb. 11.7).Löffelnägel, EisenmangelKoilonychie, Eisenmangel

Während Symptome wie Hunter-GlossitisHunter-Glossitis oder Mundwinkelrhagaden mehrdeutig sind, und Belastungsdyspnoe, Tachykardie oder ein eventuell erhöhter systolischer Blutdruck auch bei Anämien anderer Ursache zu verzeichnen sind, gibt es weitere Krankheitserscheinungen, die dem Eisenmangel vor allem in der Atmungskette zuzuschreiben sind, wodurch zu wenig Wärme und ATP produziert werden:
  • Müdigkeit

  • Kältegefühl

Diagnostik
Der Nachweis des EisenmangelsEisenmangelDiagnostik erfolgt aus dem Blut, wobei man sich im medizinischen Alltag häufig mit der Messung des Hämoglobins (Hb, isoliert oder im sog. Blutbild) zufriedengibt. Ein Eisenmangel der Erythrozyten entsteht aber grundsätzlich erst dann, wenn die Eisenspeicher des Körpers bereits weitgehend oder vollständig entleert sind. Wird lediglich das Hb gemessen, kann sich dieses noch im Normbereich befinden, obwohl bereits ein Eisenmangel mit Symptomen von Leistungsmangel bis hin zum Haarausfall (Alopecia diffusa) besteht. DasSerumeisen Serumeisen (= überwiegend das an Transferrin gebundene Eisen) unterliegt großen Schwankungen im Tagesverlauf, ist von der Nahrungsaufnahme abhängig und zusätzlich individuell höchst unterschiedlich. Es ist zur Diagnose eines Eisenmangels vollkommen ungeeignet.

Hinweis des Autors

Diese Zusammenhänge werden leider im medizinischen Alltag sehr unzureichend beachtet. Immer noch wird die „gute Eisenversorgung“ weit überwiegend ausschließlich aus den preiswerten Parametern Hb und Serumeisen abgeleitet und angesichts einer beispielsweise bestehenden Müdigkeit und Adynamie des Patienten Alltagsstress zugrunde gelegt oder alternativ die allseits beliebte psychosomatische Schublade geöffnet.

Die genauere Untersuchung besteht in der (zusätzlichen) Messung des MCH und MCV, weil ein ausgeprägter Eisenmangel in der Regel zu einer zumindest grenzwertigen Verkleinerung (Mikrozytose) Mikrozytose, Eisenmangeldieser Zellen führt. Ursache ist die geringere Beladung mit Hämoglobin.

Merke

Die übliche Veränderung in der Folge eines ausgeprägten Eisenmangels besteht in einer hypochromen mikrozytären Anämie mit grenzwertigem oder deutlichem Abfall des Hb.

MCH und MCV können sich allerdings bei einem gleichzeitigen Mangel an Folsäure und/oder B12 trotz Eisenmangels im Normbereich befinden, sodass weitere Parameter von Bedeutung sind.

Exkurs

  • MCH („mean corpuscular hemoglobin“): MCH (mean corpuscular hemoglobin)Die durchschnittliche Hämoglobinmenge pro Erythrozyt ergibt sich aus dem Hämoglobinwert, geteilt durch die Erythrozytenanzahl. Der Normwert liegt bei 28–32 pg.

  • MCV („mean corpuscular volume“): Das durchschnittliche VolumenMCV (mean corpuscular volume) eines einzelnen Erythrozyten ergibt sich aus dem Hämatokrit, also dem prozentualen Volumenanteil der Erythrozyten am Gesamtblut, geteilt durch die Erythrozytenzahl. Der Normwert liegt bei 80–96 fl.

  • Besprochen wird dies im Fach Hämatologie.

Der nächste diagnostische Schritt könnte in der Messung des Transferrins und der freien Eisenbindungskapazität (EBK) bestehenEisenbindungskapazität, freieMessungTransferrinMessung (auch wenn dies angesichts des Parameters Ferritin und der zusätzlichen Kosten in dieser Reihenfolge eher sinnlos ist): Ein manifester Eisenmangel führt zu einer geringeren Transferrinsättigung bei insgesamt erhöhten Transferrinspiegeln. Ursache ist das offensichtliche Bemühen der Leber, den Eisenmangel durch Bereitstellung einer größeren Anzahl an „Transporteuren“ zu kompensieren, um kein Ferritin- oder Hämosiderin-Molekül ungenutzt zu lassen. Die Beladung kann bis auf 10 % oder darunter sinken, wobei bei einer Transferrinsättigung unter 15 % bereits keine ausreichende Eisenabgabe an die Gewebe mehr möglich ist.
Die genaueste Messung liefert der Spiegel des Ferritins, FerritinMessungsodass die alleinige Bestimmung dieses „Speichereisens“ üblicherweise völlig genügen würde und die Situation ohnehin sehr viel exakter beschreibt als alle weiteren Parameter zusammengenommen. Eine kleine Einschränkung besteht lediglich insofern, als Ferritin zu den Akute-Phase-Proteinen (Fach Hämatologie) gehört und deshalb vor allem bei chronischen Entzündungen und malignen Tumoren häufig fälschlicherweise erhöht ist, sodass der Bezug zu den Eisenvorräten verloren geht. Im Einzelfall führt demnach tatsächlich erst die Gesamtkonstellation aus Erythrozytenzahl und -beladung, Ferritinspiegel sowie Verhältnis zwischen freiem und beladenem Transferrin zu wirklich sicheren Erkenntnissen. Lediglich der Serumeisenspiegel ist immer überflüssig.

Merke

Erniedrigte FerritinwerteFerritinWerte, erniedrigte (untere Normgrenze: 20 µg/l) sind als absolut sicherer Hinweis auf den vorliegenden Eisenmangel sowie sein genaues Ausmaß zu werten. Dagegen bedürfen normale oder erhöhte Werte bei Diskrepanzen zu weiteren Parametern (z.B. MCH, MCV) oder zur Anamnese der Bestätigung durch Transferrin samt Eisenbeladung, eventuell ergänzt durch Akute-Phase-Proteine wie CRP, um einen ersten Hinweis auf die Ursache der Diskrepanz zu erhalten.

Befinden sich also Hb und Ferritin im Normbereich, ließe sich aus einem erhöhten und gering beladenen Transferrin nicht nur der Eisenmangel ableiten, sondern es bestünde gleichzeitig der dringende Verdacht auf eine chronisch-entzündliche oder konsumierende Erkrankung, dem dann auch nachgegangen werden muss.
Ist bei scheinbar normalen Werten für Hb und Serumeisen der Ferritinspiegel sehr niedrig bis nicht mehr messbar, kann dies zu zerebralen Störungen, vor allem schwersten Depressionen führen, die alleine aus einem verminderten Sauerstoffangebot ans Gehirn nicht erklärbar sind. Substituiert man in derartigen Fällen Eisen, wird die antidepressive Therapie hinfällig.
Inzwischen stehen weitere Parameter zur Verfügung: Ein Eisenmangel führt in den mangelversorgten Geweben zu einem verstärkten Einbau vonTransferrin-Rezeptoren Transferrin-Rezeptoren in die Zellmembranen, die sich dann auch in entsprechendem Umfang ablösen und im Serum erscheinen. Die Höhe dieses sog. löslichen Transferrin-Rezeptors (sTfR) stellt demnach ein gutes Maß für die Gesamtzahl an Transferrin-Rezeptoren dar.
Ein weiterer Parameter ist der sog. % Hypo, % Hypo;Hypobei dem der prozentuale Anteil hypochromer Erythrozyten gemessen wird, sodass man daraus auf die bereits bestehende Zeitdauer des Eisenmangels rückschließen kann (Fach Hämatologie).
Differenzialdiagnose
DifferenzialdiagnostischEisenmangelDifferenzialdiagnose ist bei einer hypochromen Anämie vor allem an die ThalassämieThalassämie, Differenzialdiagnose zu denken, bei der es allerdings begleitend und im Gegensatz zur Eisenmangelanämie zu ikterischen Phasen (Gelbfärbung der Haut) und einer Splenomegalie kommt. Daneben besteht bei dieser kongenitalen Erkrankung (Fach Hämatologie) kein Eisenmangel und im Blutausstrich erscheinen Anomalien der Erythrozyten wie u.a. sog. Target-Zellen.
Bestehen bei einem Patienten mit hypochromer Anämie Ödeme,ÖdemeAnämie, hypochrome ist vor allem ein nephrotisches Syndrom nephrotisches Syndrom, Differenzialdiagnoseauszuschließen (Fach Urologie). Die Ursache der mangelbeladenen Erythrozyten besteht bei dieser Nierenerkrankung im Verlust von Transferrin in den Urin, was als Lehrbeispiel für die Zusammenhänge dienen kann: Ganz ungeachtet der Eisenvorräte des Organismus können sie ohne Transporteur (Transferrin) nicht zu ihren Zielzellen gelangen, wodurch ein funktioneller Eisenmangel entsteht.Eisenmangelfunktioneller
Therapie
Blutungsquellen müssen gefunden und nach Möglichkeit ausgeschaltet werden. Bei einem milden EisenmangelEisenmangelTherapie würde die Umstellung der Ernährung auf eine fleischreiche Kost genügen, doch wird dies heutzutage nur noch im Einzelfall zu verwirklichen sein. In den meisten Fällen wird man um eine medikamentöse Substitution nicht herumkommen. Geeignet sind letztlich alle auf dem Markt befindlichen Präparate, weil sie inzwischen ausnahmslos zweiwertiges Eisen enthalten.
Für ausgeprägte Anämien bEisenmangelanämieTherapieesonders geeignet sind Präparate, die weitere für die Hämatopoese essenzielle Inhaltsstoffe wie Folsäure und Vitamin B12 enthalten, weil mit dem Ausgleich des Eisenmangels die Zellneubildung im Knochenmark erheblich zunimmt. Eine Zumischung von Vitamin C bzw. die begleitende Aufnahme saurer Fruchtsäfte begünstigen die Resorption. Dagegen sollte auf das Schlucken der Tabletten zusammen mit Kaffee oder Schwarztee wegen deren Gerbstoffgehalt verzichtet werden. Milch ist wegen ihres Phosphat- und vor allem Calciumgehalts ebenfalls ungeeignet. Dies gilt auch für begleitende pflanzliche Nahrung wegen enthaltener Phosphate oder Oxalate. Selbst begleitende Medikamente wie z.B. Tetrazykline oder Antazida können die Resorption verhindern. Idealerweise werden Eisenpräparate also auf nüchternen Magen mit Wasser oder sauren Fruchtsäften eingenommen.
EisenEisenToxizität ist in der Form seiner Ionen toxisch, weshalb es im Organismus niemals in freier Form anzutreffen ist und allein schon aus diesem Grund keiner Ausscheidung über die Niere unterliegen könnte. Die Toxizität gilt auch für die Schleimhäute von Magen und Darm. Die Präparate sind deshalb nicht immer gut verträglich. Häufig entstehen Übelkeit oder eine Obstipation. In diesen Fällen können Präparate in organischer Bindung oder solche versucht werden, die sich mit ihren magenresistenten Überzügen erst im Dünndarm auflösen – oder die Substitution erfolgt eben trotz eingeschränkter Resorption nicht auf leeren Magen, sondern zum Essen. Da auch im günstigsten Fall ein Teil des substituierten Eisens der Resorption entgeht und von der bakteriellen Dickdarmflora verstoffwechselt wird, ist eine Schwarzfärbung des Stuhls üblich und normal. Dies sollte man dem Patienten vorsichtshalber mitteilen.Schwarzfärbung des StuhlsEisensubstitutionMelänaEisensubstitution

Zusammenfassung

Eisenmangel

Verminderung des dem Körper zur Verfügung stehenden Eisens mit der Folge einer hypochromen mikrozytären Anämie

Ursachen

  • chronischer Blutverlust: Hypermenorrhö, Blutverluste über den Magen-Darm- oder (seltener) Urogenitaltrakt

  • erhöhter Bedarf: Schwangerschaft, Wachstumsalter, Eisenverbrauch durch maligne Tumoren oder enteralen Wurmbefall

  • mangelhafte Zufuhr: vegetarische Ernährung vor allem bei Frauen, Fehlernährung von Kindern, Mangelernährung in Entwicklungsländern

Symptome

  • Blässe von Haut und Schleimhäuten

  • Müdigkeit, Konzentrationsstörungen

  • Kopfschmerzen

  • Kälteempfindlichkeit

  • Haarausfall, Nagelwachstumsstörungen bis hin zur Koilonychie

  • Tachykardie, Palpitationen

  • Erhöhung des systolischen Blutdrucks, evtl. mit funktionellem Herzgeräusch

  • Hunter-Glossitis, Mundwinkelrhagaden

Diagnostik

  • Hämoglobin ↓, MCH ↓ und MCV ↓

  • Ferritin ↓

  • bei grenzwertigem oder zweifelhaftem Befund ergänzend Transferrin ↑

  • hypochrome, mikrozytäre Erythrozyten

Therapie

  • Abklärung der Ursache vor jeglicher Therapie

  • nach Möglichkeit Ausschaltung der Blutverluste

  • gezielte Ernährung (vor allem bei Kindern und sich vegetarisch ernährenden Frauen)

  • orale Substitution von Eisen (Fe2+), bevorzugt morgens nüchtern (mindestens 30 min vor dem Frühstück) und gemeinsam mit Fruchtsäften oder Wasser und Vitamin C

Hämochromatose
HämochromatoseHämochromatose bezeichnet die EisenüberladungHämochromatoseHämochromatoseEisenüberladungEisenüberladung des Körpers. Eine solche Überladung ist unter physiologischen Bedingungen nicht möglich, weil die Resorptionsrate im proximalen Dünndarm entsprechend vermindert wäre und dies verhindern würde. Für eine Eisenüberladung ist also entweder eine Umgehung des Verdauungstrakts durch parenterale Applikation (z.B. wiederholte Transfusionen bei hämolytischer Anämie, Leukämie oder Zytostatika-Therapie) erforderlich oder aber ein Defekt der intestinalen Eisenresorption.
Die wesentliche Form der Hämochromatose (90 % der Fälle) wird autosomal-rezessiv vererbt. Der Chromosomendefekt betrifft das Chromosom 6 und liegt hier in unmittelbarer Nachbarschaft zu den Genen, die für die HLA-Ausprägung zuständig sind. Annähernd 10 % der Europäer tragen den Chromosomendefekt auf einem ihrer Chromosomen 6; bei etwa 0,3 % sind beide Chromosomen betroffen, sodass die Krankheit entstehen kann.
Mit einem Vorkommen von 3/1.000 Menschen ist die Hämochromatose, zumindest was den zugrunde liegenden Defekt angeht, weit häufiger als beispielsweise die zystische Fibrose mit einem Vorkommen von 1/2.500. Dass Letztere dennoch als häufigste Stoffwechselerkrankung angesehen wird, liegt wohl darin begründet, dass die Symptome hier bereits in frühester Kindheit manifest und erkennbar werden, während die eigentliche Manifestation der Hämochromatose das höhere Lebensalter etwa zwischen 50 und 60 Jahren betrifft. Zusätzlich erkranken fast ausschließlich Männer, weil Frauen durch ihre jahrzehntelangen Eisenverluste geschützt sind.
Krankheitsentstehung
Die Eisenresorption in Duodenum und oberem Jejunum beträgt durchschnittlich 1–2 mg/Tag. Bei der Hämochromatose findet aufgrund des Hepcidin-MangelsHepcidin-Mangel, HämochromatoseHämochromatoseHepcidin-Mangel (s. oben) keine Rückkopplung mit den Eisenvorräten mehr statt, sodass die Eisenresorption auf Dauer gesteigert ist, üblicherweise auf zumindest 4 mg/Tag. Dies bedeutet, dass die Eisenvorräte des Organismus allmählich zunehmen – von den üblichen 3–5 g bis auf 20 g und mehr. Gelagert werden diese Vorräte definitionsgemäß in der Form des Ferritins und Hämosiderins in den Makrophagen und Parenchymzellen von Knochenmark, Leber und Milz, aber bei der Eisenüberladung der Hämochromatose auch zunehmend in weiteren Organen und Strukturen wie Pankreas, Herz, Hypophyse, Haut und Gelenken. Dabei sind die Folgeschäden aber nur dann zu verstehen, wenn man davon ausgeht, dass ein Teil des Eisens in freier, nicht an Ferritin gebundener und deswegen toxischer Form abgelagert wird. Die Folge besteht in einer Schädigung dieser Gewebe mit reaktiver Organfibrosierung.
Symptomatik
  • Es kommt zur Hepatosplenomegalie Hepatosplenomegalie, Hämochromatoseund in späteren Stadien zur Leberzirrhose, LeberzirrhoseHämochromatosedie wie jede Zirrhose in ein Leberkarzinom münden kann.

  • Im Pankreas führt die Zellschädigung weniger zur Insuffizienz der exokrinen Funktion, sondern häufiger zum Diabetes mellitus.Diabetes mellitusHämochromatose

  • Die Schädigung der Hypophyse zeigt verschiedene Auswirkungen vom Ausfall von FSH/LH und damit der Sexualhormone mit Gonadenatrophie (Hoden bzw. Ovarien), Libidoverlust, Impotenz oder Amenorrhö bis hin zur bronzeartigen Pigmentation der gesamten Oberhaut, weil sich die Farbe des hier abgelagerten Eisens mit dem reaktiv vermehrten Melanin (MSH aus dem Zwischenlappen bzw. als Zwischenprodukt aus der Adenohypophyse) vermischt. Wegen der Kombination aus Diabetes und Bronzehaut spricht man auch vom Bronzediabetes.HämochromatoseBronzediabetesBronzediabetes

  • Kardial entstehen Rhythmusstörungen und Insuffizienzen bis hin zum Herzversagen.

  • Verlust der Körperhaare und Gynäkomastie (beim Mann) können aus der Leberzirrhose abgeleitet werden.

  • Gelenkveränderungen (Abb. 11.8), allgemeine Schwäche und Gewichtsverlust sind weitere Symptome der Hämochromatose.

Die wesentlichen Todesursachen bei unbehandelten Patienten sind mit etwa 50 % die Folgekrankheiten der Leber (Zirrhose und Karzinom) und in etwa 30 % der Fälle ein Herzversagen.
Diagnostik
Die Diagnose wird wahrscheinlich bei einer Kombination aus Hepatomegalie (eventuell Hepatosplenomegalie), Diabetes mellitus und Hyperpigmentation (Bronzediabetes), Arthritiden und kardialen Störungen. Der sichere Nachweis gelingt aus der Konstellation von überhöhtem Ferritin (> 400–500 µg/l) FerritinHämochromatoseTransferrinHämochromatoseHämochromatoseFerritin/Transferrinund übersättigtem, eher erniedrigtem Transferrin sowie aus einer Leberpunktion. Auch aus dem CT oder einer Magnetresonanztomographie der Leber kann die Diagnose gestellt werden. In Zweifelsfällen erfolgt ein Gentest.
Therapie
Die Therapie der HämochromatoseHämochromatoseAderlassAderlass, Hämochromatose besteht aus wiederholten Aderlässen (z.B. wöchentlich 500 ml Blut = 250 mg Fe) und eventuell zusätzlich durch chemische „Eisenfänger“ wie Deferoxamin. Protonenpumpenhemmer reduzieren die Eisenresorption, kommen jedoch für eine Dauertherapie über viele Jahre, zumindest aus dieser Indikation, nicht in Frage.
  • Die beim AderlassAderlass entnommene Blutmenge sollte etwa 500 ml (maximal 800 ml) betragen, weil hierdurch eine ausreichende Menge Eisen aus dem Körper entfernt wird, andererseits aber noch keine wesentlichen Störungen von Seiten des Kreislaufs zu erwarten sind. Spätestens ab 1.500 ml wäre bereits mit einem hypovolämischen Schock zu rechnen! Eine wirksame, besonders sinnvolle Alternative zum Aderlass besteht in der Erythrozyten-Apherese (Separierung der Erythrozyten), HämochromatoseErythrozyten-AphereseErythrozyten-Apherese, Hämochromatosedie allerdings nicht überall zur Verfügung steht und von den Kassen auch nicht grundsätzlich übernommen wird. Der große Vorteil dieser Methode besteht einerseits darin, dass die Menge an entnommenem Eisen deutlich größer gewählt werden kann und dass angesichts der alternativ gegebenen Notwendigkeit extrem häufiger Aderlässe (insgesamt bis zu 100-mal) damit sehr viel geringere Verluste an z.B. Immunglobulinen oder Gedächtniszellen (memory cells) entstehen.

  • Bei Deferoxamin ist zuDeferoxamin, HämochromatoseHämochromatoseDeferoxamin beachten, dass auch weitere Ionen wie Zink oder Kupfer vermehrt aus dem Körper ausgeschieden werden und substituiert werden müssen.

Die Nahrung ist so gut wie im Einzelfall möglich umzustellen (eisenarm, kein Fleisch, kein Vitamin C während des Essens usw.). Besonders nützlich ist Schwarztee, der zum Essen getrunken wird. Alkohol begünstigt eher die Eisenresorption, Rotwein enthält außerdem selbst geringe Mengen Eisen. Ein frühzeitiger Therapiebeginn kann alle beginnenden Krankheitssymptome zur Rückbildung bringen.
Inzwischen ist eine neue Therapiemethode über die ersten Studien hinausgelangt. Untersucht wird ein kleines Peptid, das Analogien zu Hepcidin aufweist und dessen Wirkung beibehält. Es hemmt dadurch die Eisenresorption ähnlich effektiv wie das physiologische Hepcidin selbst. Außerdem ist es bei oraler Aufnahme resorptionsfähig, was eine Dauertherapie erheblich erleichtert. Mit seiner Zulassung könnte man den Erkrankten ein weitestgehend normales Leben ohne Krankheitssymptome ermöglichen, doch ist es aktuell (2017) immer noch nicht auf dem Markt.

Zusammenfassung

Hämochromatose

Eisenüberladung des Körpers

Ursachen

  • fehlende Rückkopplung der intestinalen Eisenresorption mit dem Eisenbestand des Körpers durch angeborenen Defekt auf Chromosom 6, rezessiver Erbgang

  • parenterale Eisenzufuhr, z.B. wiederholte Bluttransfusionen

Symptome

  • Hepatosplenomegalie, Leberzirrhose

  • Diabetes mellitus – sog. Bronzediabetes aufgrund zusätzlicher Hautpigmentation

  • Libidoverlust, Amenorrhö

  • Herzrhythmusstörungen und Insuffizienz bis hin zum Herzversagen

  • Gelenkveränderungen

  • allgemeine Schwäche

Diagnostik

  • Ferritin ↑, übersättigtes Transferrin

  • Leberdiagnostik: Punktion, CT, MRT

  • Gentest

Therapie

  • wiederholte Aderlässe

  • evtl. Deferoxamin

  • Nahrungsumstellung (eisenarm)

  • mittelfristig wahrscheinlich orale Therapie mit einem Hepcidin-Analogon

Kupfer

Der KupfergehaltKupfer im Organismus eines gesunden Erwachsenen beträgt ungefähr 60–100 mg. Die empfohlene Tagesdosis liegt bei 1–2 mg (Tab. 11.1).
Funktionen im Organismus
KupferKupferCoeruloplasminCoeruloplasminKupfer ist Bestandteil zahlreicher Enzyme und Proteine. Unter anderem ist es (gemeinsam mit Eisen!) wesentlich für das Cytochrom der Atmungskette, für die Superoxid-Dismutase, die beim Unschädlichmachen von Radikalen eine Rolle spielt, sowie für den Eisenstoffwechsel.
Das CoeruloplasminCoeruloplasmin als Transportform des Kupfers spielt eine essenzielle Rolle auch für die Resorption des Eisens im Dünndarm (Kap. 11.2). Mangel an Kupfer bedeutet auch Mangel an Coeruloplasmin. In diesem Fall staut sich das Ferritin in der Mukosa und kann nicht resorbiert bzw. an Transferrin weitergegeben werden. Die Folge ist eine Eisenmangelanämie. Vor allem bei Menschen mit intestinalen Resorptionsstörungen einschließlich zystischer Fibrose oder Zöliakie muss bei hypochromen Anämien an diesen Zusammenhang gedacht werden. Unter normalen Bedingungen ist ein derart ausgeprägter Kupfermangel allerdings nur beim Säugling unter überwiegender Kuhmilchernährung möglich (sog. Kuhmilchanämie).Kuhmilchallergie, KupfermangelKupfermangel, Kuhmilchallergie
Kupferstoffwechsel
KupferKupferStoffwechsel wird im Dünndarm sowohl über einen aktiven Transport als auch über passive Diffusion resorbiert. Nahrungsmittel mit reichlichem Kupfergehalt sind Gemüse und Früchte, Nüsse, Samen und Krabbenfleisch. Gestört wird die Kupferresorption durch Ionen wie Calcium, Zink und Eisen sowie durch hohe Dosen von Vitamin C.
Die Leber spielt im Kupferstoffwechsel eine zentrale Rolle. Der Kupfergehalt der Leber spiegelt mit einem Anteil von ca. 15 % weitgehend genau den Kupfergehalt des restlichen Körpers. Die Leber entnimmt Kupfer aus dem Blut und speichert es in Bindung an das sog. Metallothionein. Die Abgabe ans Blut erfolgt gebunden an Coeruloplasmin, CoeruloplasminKupferKupferCoeruloplasmindas zuvor in der Leber in adäquater Menge synthetisiert worden war. Die Zielzellen verfügen über Bindungsstellen für Coeruloplasmin. Aus dieser Bindung heraus wird Kupfer dann in die Zellen aufgenommen. Man findet beim Kupferstoffwechsel also eine Parallele zu demjenigen des Eisens, bei dem Speicherung und Transport ebenfalls in Bindung an spezifische Proteine (Ferritin und Transferrin) erfolgen und die Zielzellen in Abhängigkeit von ihrem Bedarf eine variable Zahl an Transferrinrezeptoren in ihre Membranen einbauen.
Ähnlich wie Zink wird auch Kupfer im Wesentlichen über die Galle ausgeschieden, sodass über einen enterohepatischen Kreislauf eine Reabsorption möglich ist und wahrscheinlich je nach den Erfordernissen des Organismus auch stattfindet.
Morbus Wilson
Die Wilson-KrankheitWilson-KrankheitMorbus Wilson wird auch als hepatolentikuläre Degeneration (von Hepar = Leber und Lens = Linse)hepatolentikuläre Degeneration bezeichnet. Die Krankheit wird durch eine autosomal-rezessiv vererbte Mutation auf Chromosom 13 verursacht. Mit einer Häufigkeit von 1/30.000 handelt es sich um eine sehr seltene Erkrankung. In einem Teil der Fälle tritt sie bereits im späteren Kindesalter in Erscheinung, andernfalls erst im jungen Erwachsenenalter.
Krankheitsentstehung
Die chromosomale Mutation führt zu einer Coeruloplasmin-SynthesestörungCoeruloplasminSynthesestörung mit erniedrigten Serumspiegeln, wodurch die Kupferionen nun in freier und damit toxischer Form in unterschiedlichsten Geweben abgelagert werden. Verstärkt wird dieser Mechanismus, der schließlich zu einer regelrechten Überflutung des Organismus mit Kupfer führt, durch eine Ausscheidungsstörung der Leberzelle in die Galleflüssigkeit.
Symptomatik
  • Die Ablagerungen in der Leber führen in jedem zweiten Krankheitsfall zur akuten Hepatitis, chronisch aktiven Hepatitis sowie sehr häufig zur finalen Leberzirrhose. Die akute Hepatitis klingt zumeist wieder von alleine ab, kann aber auch einmal letal enden. Entsprechend den viralen Hepatitiden B oder C kann sich die chronische Hepatitis aus der akuten Form entwickeln oder primär chronisch entstehen. Aus den Leberzellnekrosen freigesetztes Kupfer kann im Blut durch Bindung an Membranstrukturen der Erythrozyten eine hämolytische Anämie verursachen (Abb. 11.9).

  • An der Niere entstehen in aller Regel nur geringe Schäden.

  • Im Gehirn wird das Kupfer recht gleichmäßig verteilt und führt in zahlreichen Nervenzellen zu Nekrosen. Die ersten Zeichen bestehen häufig in Bewegungsstörungen. Später kommt es zu Tremor, Spastik, Rigor, Chorea, Dysphagie, Dysarthrie (Sprechstörung) und vermehrtem Speichelfluss. Der Babinski-Reflex kann positiv werden. Psychiatrische Manifestationen bestehen in Schizophrenie, manisch-depressiven Psychosen oder Neurosen. Die zentralen Manifestationen können zum Tode führen.

  • Am Auge wird die Kupferablagerung als grün-brauner Ring an der Kornea (am Übergang zur Sklera) erkennbar (sog. Kayser-Fleischer-Ring, Abb. 11.10). Diese Ringe entwickeln sich mit großer Gesetzmäßigkeit. Sie haben auf das Kayser-Fleischer-Ring, Wilson-KrankheitWilson-KrankheitKayser-Fleischer-RingSehvermögen keinen Einfluss, stellen aber ein sehr wichtiges diagnostisches Kriterium dar: Wenn bei Schädigungen von Seiten der Leber und/oder des Gehirns auch in der Spaltlampenuntersuchung kein Ring erkennbar wird, kann ein Morbus Wilson als Ursache ausgeschlossen werden.

Diagnostik
Die Diagnose des Morbus Wilson erfolgt aus dem Kayser-Fleischer-Ring und dem erniedrigten Serum-Coeruloplasmin. Die Kupferausscheidung über die Niere ist gesteigert. In der Leberbiopsie finden sich typische Veränderungen. Wichtig ist, dass man bei Erkrankungen von Leber oder Gehirn überhaupt an die Möglichkeit einer Wilson-Krankheit denkt!
Therapie
Die Therapie muss lebenslang durchgeführt werden, weil sich die Ausscheidungsstörung nicht beeinflussen lässt. Sie besteht aus Penicillamin, Wilson-KrankheitPenicillamineinem Komplexbildner, der Kupfer (und andere Ionen!) bindet und zur Ausscheidung bringt (Abb. 11.9). Unter Penicillamin kommt es also auch zu Mangelerscheinungen anderer Ionen wie u.a. Zink, die substituiert werden sollten.

Zusammenfassung

Morbus Wilson

Kupferanreicherung in verschiedenen Geweben als Folge einer Synthesestörung für Coeruloplasmin

Ursache

  • seltene Mutation auf Chromosom 13, rezessiver Erbgang

Symptome

  • Hepatitis, Leberzirrhose

  • Bewegungsstörungen, Tremor, Spastik

  • Schizophrenie, manisch-depressive Psychosen

  • Kayser-Fleischer-Ring an der Kornea

Diagnostik

  • Kayser-Fleischer-Ring

  • erniedrigtes Coeruloplasmin

  • Leberbiopsie

Therapie

  • Penicillamin

Zink

Der Organismus des Erwachsenen enthält durchschnittlich 1,5–2,5 g ZinkZinkZinkKörpergehalt/Tagesbedarf. Im Gegensatz zu anderen Spurenelementen existieren offensichtlich keine Speicher, aus denen es bei Mangelzuständen entnommen werden könnte. Der Tagesbedarf liegt beim Erwachsenen in einer Größenordnung von 10 mg, ist also deutlich höher als bei anderen Spurenelementen. Annähernd 99 % des im Körper vorhandenen Zinks befinden sich intrazellulär (Tab. 11.1).
Funktionen im Organismus
Zink bezieht seine wesentliche Bedeutung daraus, dass es als Cofaktor zahlreicher Enzyme benötigt wird. Bekannt sind bis heute annähernd 300, die ohne Zink ihre Wirksamkeit verlieren. Bekanntes Beispiel ist die Carboanhydrase, Carboanhydrase, ZinkZinkCarboanhydrasewelche die Gleichgewichtseinstellung
CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3
so stark beschleunigt, dass die Homöostase des Körpers vor allem im Hinblick auf die Erhaltung des pH-Wertes erst möglich wird. Dieses Enzym hat in nahezu allen Geweben des Körpers eine überragende Bedeutung, sorgt u.a. auch in der Niere für die Ausscheidung von Säuren oder an den Belegzellen des Magens für die Produktion von HCl.
Besonders wichtig ist Zink auch für Enzyme, die zur Strukturerhaltung oder bei Teilungsvorgängen von Zellen Bedeutung haben, indem es als Cofaktor der DNA- und RNA-Polymerase oder auch Enzymen, die für die Transkription zuständig sind, benötigt wird. Bei Zinkmangel kommt es demzufolge zuerst in Geweben, die eine hohe Umsatzrate haben, zu Störungen. Betroffen sind also vor allem die Haut mitsamt ihren Anhangsgebilden, der Magen-Darm-Trakt, die Zellbildung im Knochenmark und das Immunsystem.
Als Bestandteil der Alkoholdehydrogenase ist ZinkAlkoholdehydrogenaseAlkoholdehydrogenase, Zinkes für den Metabolismus des Ethanols zuständig; als Bestandteil der LaktatdehydrogenaseLaktatdehydrogenase, ZinkZinkLaktatdehydrogenase LDH hat es zentrale Bedeutung im Abbau von Glukose (Glykolyse) und Milchsäure.
Zink ist wichtig für die Funktionsfähigkeit des Geschmackssinns Geschmackssinn, ZinkZinkGeschmackssinnsowie für die Funktionsfähigkeit verschiedener Hormone (Testosteron, Cortisol, Insulin, Somatotropin), sodass ein Zinkmangel sich auch auf einen Diabetes, eine Wachstumsstörung usw. auswirken bzw. z.B. einer männlichen Infertilität ursächlich zugrunde liegen könnte.

Exkurs

Inzwischen hat man einen interessanten Aspekt im Stoffwechsel von Pneumokokken (Streptococcus pneumoniae) entdeckt: Zink blockiert an der Bakterienmembran reversibel den Mangan-Transporter. Mangan ist für die Bakterien essenziell. Die Blockade des Transporters verursacht einen entsprechenden Mangel im Bakterienstoffwechsel, wodurch die Vermehrungsfähigkeit der Streptokokken eingeschränkt ist. Aus diesem Zusammenhang heraus wird nun verständlich, warum Menschen mit guter Zinkversorgung deutlich seltener unter Pneumokokkenerkrankungen leiden – über die positiven Wirkungen auf das menschliche Immunsystem hinaus. Pneumokokken stellen weltweit die häufigste Ursache einer Lobärpneumonie oder Meningitis beim Erwachsenen dar. Man rechnet pro Jahr mit bis zu 1 Million Todesfällen, v.a. bei Immuninsuffizienz bzw. im höheren Lebensalter.

Zinkstoffwechsel
Nahrungsmittel mit ZinkResorption/Stoffwechselausreichendem Gehalt an Zink sind Fleisch (vor allem auch Schalentiere und Leber), Nüsse, Käse, Vollkorn, Haferflocken, Sonnenblumenkerne und Bohnen. Aus Vollkornprodukten wird das Spurenelement allerdings schlecht resorbiert, sodass ein ZinkmangelZinkmangel bei Vegetariern häufiger beobachtet wird, solange nicht z.B. auch reichlich Nüsse gegessen werden.
Die Resorption erfolgt überwiegend im Jejunum. Aufgenommen wird es teilweise passiv über Diffusionsvorgänge, doch existiert auch ein aktiver Transportmechanismus über ein cysteinreiches Protein der Darmmukosa. Es sind eine Reihe von Faktoren bekannt, welche die Aufnahme in den Körper fördern oder hemmen:
  • Gefördert wird die Resorption durch die gleichzeitige Anwesenheit der Aminosäuren Cystein oder Glutamin, durch Proteine oder auch durch Zitronensäure. Wegen der Resorptionsförderung durch Proteine bietet sich eine Substitution zum Essen an, sofern auf pflanzliche – resorptionshemmende – Beilagen verzichtet wird.

  • Gehemmt wird die Resorption vor allem durch Kupfer, Ballaststoffe und pflanzliche Phytinsäure, weil sich damit unlösliche Komplexe bilden. Verstärkt wird dieser Effekt durch gleichzeitig enthaltenes Calcium. Pflanzliche Nahrung enthält in der Regel sowohl Phytin als auch Calcium, aber nur wenig Zink. Dieses Zink geht der Resorption durch die beschriebene Komplexbildung weitgehend verloren. Dies bedeutet, dass Vegetarier in der Regel nicht nur einen Eisenmangel, sondern auch einen Zinkmangel aufweisen. Eine Konsequenz hieraus ist auch, dass man eine medikamentöse Zinksubstitution getrennt von pflanzlicher Kost durchführen sollte. Zinktabletten sind also nüchtern, zumindest ½ h vor den Mahlzeiten einzunehmen.

Zink wird überwiegend über die Galle und nur in geringem Umfang über die Niere ausgeschieden bzw. geht dort verloren. Der Vorteil hierbei ist, dass zumindest ein Teil der ausgeschiedenen Ionen im Jejunum reabsorbiert wird und dem Körper nicht wirklich verloren geht.
Zinkmangel
Krankheitsentstehung
Weil Zink an zahlreichen Stellen im Organismus benötigt wird, beeinträchtigt ein ZinkmangelZinkmangel in der Nahrung die unterschiedlichsten, genauer: so gut wie alle Stoffwechselvorgänge.
Symptomatik
Folgende Störungen und Erkrankungen können durch einen Zinkmangel verursacht oder begünstigt sein:
  • Minderwuchs

  • Dermatosen (Hyperkeratose, Entzündungen, Haarausfall, weiße Flecken an den Nägeln und Nagelwachstumsstörungen usw.)

  • Störungen im Stoffwechsel aller Grundnahrungsmittel (Kohlenhydrate, Proteine, Lipide)

  • Magen-Darm-Störungen (u.a. Durchfälle)

  • Immunschwäche

  • psychische Störungen

  • Störungen des Säure-Basen-Haushaltes, des Geschmackssinns oder des Hormonhaushalts von der (vor allem männlichen) Infertilität mit oder ohne Hypogonadismus bis hin zur begünstigten Entstehung eines Diabetes mellitus

Hinweis des Autors

Es ist wahrscheinlich, dass psychischen Störungen nicht so selten ein Zinkmangel zugrunde liegt. Besonders häufig kann dies auch bei Wundheilungsstörungen oder beim Haarausfall beobachtet werden, bei denen man mit einer Zinksubstitution beachtliche Erfolge erzielen kann. Selbst bei Acne vulgaris, Leberzirrhose, Sprue/Zöliakie, zystischer Fibrose oder bei Ulcera cruris, wo die Ursachen sicherlich nicht in einem Zinkmangel zu suchen sind, können mit einer begleitenden Zinksubstitution Erfolge erzielt werden. Die Ausleitung von Schwermetallen wie Blei oder Quecksilber kann durch eine zusätzliche Zinktherapie deutlich beschleunigt werden.

Angesichts der eminenten Bedeutung gerade dieses Spurenelements und der verbreiteten Mangelsituation verwundert etwas die allgemeine Ignoranz der vorherrschenden Medizin gegenüber Spurenelementen im Allgemeinen und Zink im Besonderen.

Diagnostik
Im Blut befindet sich der weitaus größte Anteil des Zinks in den Erythrozyten, weil diese Zellen eine besonders hohe Konzentration an Carboanhydrase und LDH enthalten. Die Bestimmung des Zinks aus dem Serum ergibt deswegen auch keinen wirklichen Anhaltspunkt für die im Körper vorhandenen Vorräte. Es ist sinnvoller, einen vermuteten Zinkmangel aus Erythrozyten oder auch über eine Haaranalyse nachzuweisen. Andererseits ist Zink ein weitgehend atoxisches Spurenelement. Man kann deswegen beim Verdacht auf eine Mangelsituation durchaus ohne eigentlichen Nachweis eine Substitution mit dem ohnehin deklarierten Tagesbedarf (10 mg) beginnen und wird an den sich einstellenden Ergebnissen erkennen, ob der Verdacht richtig war oder nicht.
Therapie
Besonders geeignet zur Therapie sind Verbindungen des Zinks mit Aminosäuren oder Orotsäure, weil sie besser vertragen werden als anorganische Zinksalze wie z.B. Zinksulfat. Beispiele sind Zinkaspartat, Zinkgluconat oder Zinkorotat. Die anorganischen Zinkzubereitungen sind allerdings wesentlich preiswerter. Es ist darauf zu achten, dass die Mengenangabe pro Tablette sich üblicherweise auf die chemische Verbindung und nicht auf das Zink alleine bezieht. Eine Tablette mit 40 mg Zinkorotat enthält demnach nur 6 mg Zink, sodass der Tagesbedarf erst mit 2 Tabletten gedeckt ist. Die Einnahme sollte nüchtern, jedenfalls nicht in Verbindung mit pflanzlicher Nahrung oder Milch erfolgen.
Nebenwirkungen
  • Eine Zufuhr zu großer Mengen an ZinkZinkZufuhr, Nebenwirkungen ist über die Nahrung praktisch nicht möglich. Es wurden aber Vergiftungsfälle beschrieben, bei denen säurehaltige Nahrungsmittel über längere Zeit in zinkhaltigen Gefäßen aufbewahrt worden waren. Hier stehen dann gastrointestinale Symptome im Vordergrund: Anorganische Zinksalze wie Zinkchlorid oder Zinksulfat sind Ätzmittel. Verätzungen der Schleimhäute des Magen-Darm-Trakts mit Übelkeit und Erbrechen resultieren aus dieser Wirkung, nicht aus dem Überangebot an Zink.

  • Eine therapeutische Zufuhr überhöhter Mengen über längere Zeit kann eine hypochrome Anämie auslösen, weil Zink und Kupfer im Darm miteinander konkurrieren und ein Überangebot an Zink zum Kupfermangel führen kann. Der erniedrigte Coeruloplasmin-Serumspiegel wiederum bedingt eine mangelhafte Eisenverwertung aus dem Speicher der Darmmukosa (Kap. 11.3).

Magnesium

MagnesiumMagnesium (Mg2+) gehört analog zu Calcium nicht zu den Spurenelementen, weil die im Körper enthaltene Menge von etwa 25 g (= 1 Mol) mehr als 0,01 % des Körpergewichts ausmacht. In seiner Wirkung als Cofaktor zahlreicher Enzyme und Strukturproteine ist es allerdings mit den Spurenelementen vergleichbar. Magnesium ist nach dem Kalium das zweithäufigste intrazelluläre Kation (5 mmol).
Funktionen im Organismus
Magnesium ist, MagnesiumFunktionenähnlich wie Zink, Bestandteil von rund 300 Enzymen. Als Cofaktor der Natrium-Kalium-Pumpe, der Adenylatcyclase sowie verschiedener Enzyme, die Phosphat-Bindungen ermöglichen oder lösen, hat es auch eine große Bedeutung für die Funktion des ATP und ist darüber hinaus intrazellulär in einem hohen Prozentsatz an diesen Energieträger des Stoffwechsels gebunden. Ein Mangel an Magnesium Magnesiummangelführt aus diesem Zusammenhang heraus zu einem Mangel an Energie, der als Müdigkeit und Leistungsschwäche empfunden wird.
Eine für den medizinischen Alltag besonders wichtige Funktion des Magnesiums besteht in seiner Wirkung an Synapsen wie u.a. der motorischen Endplatte motorische Endplatte, Magnesiumdes Skelettmuskels: Es stabilisiert die präsynaptischen Vesikel, hemmt entsprechend in höherer Konzentration die Freisetzung des Acetylcholins und macht dadurch den Muskel weniger leicht erregbar. Dieselbe Wirkung entfaltet es an vegetativen sowie an zerebralen Synapsen. Im Ergebnis entsteht durch eine Hypermagnesiämie eine verminderte muskuläre Erregbarkeit. Dagegen führt ein Mangelzustand zu einer Instabilität der präsynaptischen Vesikel, wodurch Aktionspotenziale an zerebralen und peripheren Synapsen von selbst und ohne adäquaten Reiz ausgelöst werden, die dann z.B. als periphere oder zerebrale Krämpfe in Erscheinung treten:
  • Muskuläre Krämpfe (z.B. die häufigen nächtlichen Wadenkrämpfe) Muskelkrämpfe, Magnesiummangelsind zumeist durch eine Magnesiumsubstitution zu beheben.

  • An den Synapsen der glatten Muskulatur der Blutgefäße führt die Wirkung des Magnesiums zur Dilatation der Gefäße Gefäßdilatation, Magnesiumwodurch sich die Durchblutung bessert und der diastolische Blutdruck in geringem Umfang sinkt.

  • An der glatten Muskulatur innerer Hohlorgane tritt eine entkrampfende Wirkung auf. So hilft Magnesium bei Dysmenorrhö oder bei Kolikschmerzen, auch wenn die Ursache in beiden Fällen nicht in einem Magnesiummangel besteht.

  • Vorzeitige Wehen werden durch MagnesiummangelMagnesiummangelWehen, vorzeitigeWehen, vorzeitige, Magnesiummangel ausgelöst und lassen sich andererseits durch Magnesiumgabe verhindern.

  • Magnesium wirkt auch bei der Blutgerinnung als Calciumantagonist. Man kann damit nicht unbedingt bereits entstandene Thromben auflösen, aber doch die Entstehung neuer hinauszögern oder verhindern.

  • Die Arteriosklerose kann durch MagnesiumMagnesiumArterioskleroseArterioskleroseMagnesium in erheblichem Umfang vermindert werden, weil es neben seiner gerinnungshemmenden und blutdrucksenkenden auch eine cholesterinsenkende Wirkung besitzt. Daneben verbessert es die Relation zwischen HDL und LDL. Die Magnesiumwirkung entspricht damit der diesbezüglichen Wirkung der Omega-3-Fettsäuren (Kap. 8.7), sodass man die beiden Nahrungsfaktoren in der Prophylaxe kombinieren sollte.

  • Das Reizleitungssystem desReizleitungssystemMagnesiumMagnesiumReizleitungssystem Herzens wird stabilisiert. Kardiale Arrhythmien sollte man deshalb versuchsweise mit Magnesium behandeln. In manchen Kliniken wird der Herzinfarkt, bei dem es in der Mehrzahl der Fälle zu Arrhythmien kommt, u.a. mit Magnesium therapiert. Kammerflimmern im Rahmen eines Herzinfarkts ist unter Magnesiummangel wesentlich häufiger. Digitalisierte Patienten werden durch Magnesium vor Arrhythmien geschützt.

  • Wenn die Ursache einer Tetanie in einem tatsächlichen oder scheinbaren (bei Alkalose) Calciummangel besteht, lässt sich das Syndrom durch Calciumgaben bzw. einen Ausgleich der Alkalose, aber auch durch Magnesium beheben, weil die vorbestehende HypokalzämieHypokalzämie eine Hypomagnesiämie Hypomagnesiämieim Gefolge hatte und weil mit dem Ausgleich des Magnesiumspiegels gleichzeitig auch der Calciumspiegel ansteigt. Zusätzlich ist hierbei zu berücksichtigen, dass Magnesium als zweiwertiges Kation hinsichtlich seines freien bzw. an Proteine gebundenen, vom pH-Wert des Serums abhängigen Anteils denselben Gesetzmäßigkeiten unterliegt wie das zweiwertige Kation Calcium.

Magnesiumstoffwechsel
Der Stoffwechsel des Magnesiums ist sehr komplex und auch noch längst nicht vollkommen verstanden. Interessanterweise werden noch in aktuellsten Lehrbüchern unterschiedliche, z.T. sogar widersprüchliche Meinungen vertreten – z.B. hinsichtlich der Wirkung des Parathormons auf den Serumspiegel oder der Aldosteronwirkung an der Niere.
Resorption
Durchschnittlich 30–40 % des MagnesiumTagesbedarfMagnesiumResorption/Stoffwechselin der Nahrung enthaltenen Magnesiums werden resorbiert. Der Tagesbedarf an zugeführtem Magnesium liegt bei 350–400 mg (an resorbiertem bei 150 mg). In der Schwangerschaft und Stillzeit ist er auf ca. 450 mg gesteigert. Nahrungsmittel mit überdurchschnittlichem Magnesiumgehalt sind grüne Gemüse (vor allem auch Bohnen), Nüsse, Samen und Vollkorn, während Fleisch oder Früchte nur mäßig magnesiumhaltig sind. Geringe Mengen an begleitendem Calcium in der Nahrung scheinen die Resorptionsrate des Magnesiums zu erhöhen, während größere Mengen die Aufnahme behindern. Dies ist bei einer pharmakologischen Substitution zu berücksichtigen.
Die DGE definiert als ReferenzwerteMagnesiumDGE-Referenzwerte für die tägliche Zufuhr 310 mg bei jungen Frauen und 400 mg bei jungen Männern (Alter jeweils 19–25 Jahre). Interessant ist, dass auch Schwangeren dieses Alters lediglich 310 mg zugestanden werden.

Hinweis des Autors

Das bis zum Ende der Schwangerschaft um 11–15 kg ansteigende Körpergewicht, das sich auf den Fetus, zusätzliches Gewebe und extrazelluläre Flüssigkeit verteilt, scheint also aus der Sicht der DGE keinen erwähnenswerten Magnesiumgehalt zu besitzen – einschließlich des Kindes mit seinen 3–4 kg Körpergewicht. Diese Einschätzung wird dadurch noch interessanter, als die hohen Cortisolspiegel in der Schwangerschaft sowohl die Calcium- als auch die Magnesiumresorption aus dem Dünndarm behindern. Aus Sicht des Autors stellt die Zufuhr von 400 mg/Tag während der Schwangerschaft ein absolutes Minimum dar, möglichst in Verbindung mit einer Zufuhr von mindestens 40 µg Vitamin D3. Dies gilt auch und erst recht im Hinblick auf die Vermeidung vorzeitig einsetzender Wehen.

Magnesium im Körper
Vom gesamten Körper-MagnesiumMagnesiumim Körper befinden sich 60 % im Knochen, 40 % intrazellulär und nur 1 % in Serum und Interstitium.
  • Extrazellulär besteht analog dem Calcium ein Gleichgewicht zwischen dem freien und dem überwiegend an Proteine gebundenen Anteil. Auch hier liegt der freie Anteil bei knapp 50 %.

  • Intrazellulär gibt es ebenfalls ein Gleichgewicht zwischen dem frei in ionaler Form gelösten (5 %) und dem an organische Moleküle gebundenen Anteil (95 %). Der freie Anteil entspricht dem frei im Serum gelösten Anteil und kann sich mit diesem austauschen. Der gebundene Anteil liegt überwiegend in Bindung an ATP vor. Fällt der Serumspiegel, ist auch der intrazelluläre Spiegel vermindert. Dies bedeutet, dass Magnesium aus seiner Bindung an ATP freigesetzt wird, um die vorgegebene Relation zwischen freiem und gebundenem Anteil aufrechtzuerhalten. Dies kann zur Minderfunktion des ATP führen.

Beeinflussung
Einen wesentlichen Einfluss auf den Magnesiumhaushalt üben die Hormone Parathormon, D-Hormon, Adrenalin, Insulin und Aldosteron aus:
  • Die Resorption aus dem Darm lässt sich, entsprechend dem Calcium, D-HormonMagnesiumhaushaltMagnesiumhaushaltD-Hormondurch D-Hormon bis auf 70 % steigern.

  • Der Einfluss des Aldosterons an der Niere entspricht demjenigen auf das Kalium: Offensichtlich reabsorbiert AldosteronAldosteronMagnesiumhaushaltMagnesiumhaushaltAldosteron Natriumionen und bringt dafür Kalium und Magnesium verstärkt zur Ausscheidung.

  • Adrenalin und Insulin führen AdrenalinMagnesiumhaushaltInsulinMagnesiumhaushaltzur vermehrten Aufnahme von Kalium und Magnesium in die Zelle, senken also den Serumspiegel beider Kationen.

  • Parathormon und CalcitoninParathormonMagnesium-SerumspiegelCalcitoninMagnesiumhaushalt besitzen am Knochen hinsichtlich des Magnesium-Serumspiegels wahrscheinlich dieselben Wirkungen wie bei der Calciumhomöostase. Hohe PTH-Spiegel führen dementsprechend zu hohen Calcium- und Magnesiumspiegeln. Entsprechend der Wirkung auf das Calcium steigert Parathormon auch die Rückresorption des Magnesiums in der Niere.

  • Überlagert werden die hormonellen Effekte u.a. durch das intrazelluläre Kalium. Wenn dieses absinkt, verarmen die Zellen gleichzeitig auch an Magnesium, woraus ein Anstieg des Serumspiegels resultiert.

Magnesiummangel
Krankheitsentstehung
MagnesiummangelMagnesiummangel entsteht bei erhöhtem Bedarf, verminderter Zufuhr oder vermehrter Ausscheidung. Die Zufuhr ist z.B. vermindert, wenn
  • sich bei der Steatorrhö unlösliche Komplexe der Fette bzw. ihrer Fettsäuren mit den Magnesiumionen bilden (wodurch sie der Resorption entgehen),

  • ein Vitamin-D-Mangel besteht,

  • die Nahrung falsch zubereitet wird, indem z.B. das Kochwasser erhitzter Speisen, in dem sich Magnesium konzentriert, verworfen wird.

Die Ausscheidung ist z.B. erhöht beiMagnesiumAusscheidung, erhöhte
  • der Alkoholkrankheit (entsprechend der osmotischen Diurese des Diabetikers), weil die renale Ausscheidung verstärkt ist,

  • Durchfällen, rezidivierendem Erbrechen, vermehrtem Schwitzen oder Verbrennungen, wenn keine ausreichende Substitution stattfindet,

  • ständiger Zufuhr von Mineralwässern, in denen extrem wenig Ionen gelöst sind, weil sie zur vermehrten Ausschwemmung von Magnesium und weiteren Mineralien führen.

  • reichlichem Kaffeegenuss, weil Koffein durch seine Stimulation der Diurese zur Mehrausscheidung von Magnesium (und Calcium) über die Niere führt.

Die intrazelluläre MagnesiumkonzentrationMagnesiumKonzentration, intrazelluläre ist eng an die Konzentration des Kaliums gebunden, diejenige im Serum an jene des Calciums. Da zwischen intra- und extrazellulärem Magnesium Austauschvorgänge stattfinden, bedingen Änderungen der Magnesiumkonzentration (üblicherweise Mangelzustände) gleichzeitig auch Änderungen der Kalium- und Calcium-Homöostase: Ein intrazellulärer Magnesiummangel führt zu einer Verarmung an Kalium (und Phosphat), die HypomagnesiämieHypomagnesiämie bedingt dagegen eine HypokalzämieHypokalzämie. Aus diesem Grunde bestehen die Symptome des Magnesiummangels häufig aus Symptomen, die üblicherweise einem Calciummangel (z.B. Tetanie) zugerechnet werden, oder aus denjenigen des Kaliummangels (z.B. Arrhythmien).

Hinweis des Autors

Auffallend ist, dass sich die vorherrschende Medizin sehr intensiv mit Ionen wie Kalium, Calcium oder Eisen und deren Stoffwechsel beschäftigt, aber nur wenig mit dem des Magnesiums oder auch demjenigen des Zinks. Dies geht so weit, dass selbst die inzwischen zahlreichen Untersuchungen, die sich mit einem Mangel an Magnesium beschäftigen und eine Unmenge von gut übereinstimmenden Daten und Fakten zusammengetragen haben, kaum zur Kenntnis genommen werden. Groß angelegte Studien nach den Kriterien der Schulmedizin zur Verifizierung dieser Datenlage werden deswegen nicht durchgeführt, weil sie nicht lukrativ sind. Weit verbreitet wird auch heute noch davon ausgegangen, dass Magnesium zwar nicht schade, aber auch kaum einen Nutzen zeige. Magnesium darf bereits seit den 1990er-Jahren nicht mehr auf Kosten der gesetzlichen Krankenkassen verordnet werden. Dafür darf dann mit Medikamenten wie u.a. nebenwirkungsreichen Antiarrhythmika versucht werden, die Folgen des Magnesiummangels auf andere Weise zu kompensieren.

Symptomatik
  • Durch einen MagnesiummangelMagnesiummangelSymptomatik entsteht eine gesteigerte Erregbarkeit an den motorischen Endplatten bis hin zur Tetanie. Andererseits bedingt der Mangel an wirksamem ATP beim Magnesiummangel eine muskuläre Schwäche und allgemeine Müdigkeit. Möglicherweise ist die muskuläre Schwäche bei einem Mangel an 25(OH)D auch die Folge des daraus resultierenden Magnesiummangels.

  • Die Labilität zerebraler Synapsen beim Magnesiummangel kann zu psychischen Veränderungen wie Lethargie, Schwindel, Verwirrtheit oder sogar zu epileptischen Anfällen führen. Peripher entstehen Parästhesien.

  • Von Seiten des Magen-Darm-Trakts entstehen bei Magnesiummangel Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen.

  • Diabetiker zeigen nahezu regelhaft eine Hypomagnesiämie. HypomagnesiämieDiabetes mellitusDiabetes mellitusHypomagnesiämieWesentliche Ursache ist der Verlust über die Niere im Rahmen der osmotischen Diurese. Der Mangel an Magnesium scheint gut mit der Zahl und Stärke der Spätkomplikationen zu korrelieren. Inzwischen hat man den Magnesiummangel sogar als eigenen Risikofaktor für die Entwicklung eines Diabetes mellitus vom Typ 2 erkannt. Derselbe Zusammenhang scheint nach einer neuen Studie der Indiana University in Bloomington auch für das Pankreaskarzinom zu gelten: Ein MagnesiummangelPankreaskarzinom, Magnesiummangel korrelierte in seiner Ausprägung mit der Zahl an Karzinomen. Besonders interessant ist, dass nach einer Vielzahl weiterer Studien dieselben Auswirkungen auf den Diabetes Typ 2 sowie verschiedene Karzinome auch mit einem Vitamin-D-Mangel korrelieren, sodass dies möglicherweise zumindest zum Teil als Einheit verstanden werden kann. Andererseits besitzt Vitamin D ganz unabhängig von seinen Wirkungen auf den Calcium- und Magnesiumhaushalt erhebliche Effekte aufs Immunsystem.

  • Ein Magnesiummangel begünstigt das Angehen einer Candida-Infektion.Candida-Infektion, Magnesiummangel Überzufällig häufig sieht man bei körperlicher Unruhe, vom Restless-legs-Syndrom (Syndrom der unruhigen Beine, Fach Neurologie) bis hin zum hyperkinetischen Syndrom (ADHS), einen Magnesiummangel und/oder eine intestinale Candidose. Beide Syndrome werden von der vorherrschenden Medizin mit durchaus „kräftigen“ Pharmaka behandelt.

  • Der Mitralklappenprolaps Mitralklappenprolaps, Magnesiummangelscheint als wesentliche Ursache einen Magnesiummangel zu besitzen. Verständlich wird dies durch die Mitwirkung des Magnesiums (gemeinsam mit Vitamin C) bei der Bildung des Hydroxyprolins, der wesentlichen Aminosäure im Kollagengerüst. Möglicherweise addiert sich dieser Mechanismus, übertragen auf Reparaturvorgänge in Gefäßwänden, als weitere Ursache für die bevorzugte Entstehung der Arteriosklerose unter Magnesiummangel – neben den Wirkungen des Magnesiums auf Blutdruck, Blutgerinnung und Cholesterinspiegel (s.o.).

Diagnostik
Da sich nur 1 % des Körper-Magnesiums in Serum und Interstitium befindet, führt dies zu unzulässigen Rückschlüssen auf den Magnesiumbestand des Organismus, wenn lediglich die Serumspiegel gemessen werden. Trotzdem ist mit 0,8–1,0 mmol/l ein offizieller Normbereich festgelegt. Dies entspricht knapp 50 % des Serum-Calciums.
Therapie
Geeignete Medikamente sindMagnesiummangelMagnesiumsalze letztendlich alle Magnesiumsalze, Magnesiumsalzez.B. Magnesiumchlorid (MgCl2) oder Magnesiumoxid (MgO). Selbst das sog. Bittersalz (Magnesiumsulfat), das relativ schlecht resorbiert und deshalb als Laxans benutzt wird, lässt bei der hierfür notwendigen Dosierung eine ausreichende Resorption zu.
Die Resorption scheint abends vollständiger zu sein als zu anderen Tageszeiten, was auch für Calcium gilt. Ursache ist der Cortisolspiegel, der abends deutlich niedriger liegt und die Resorption weniger behindert. Die Hauptdosis sollte also abends verabreicht werden.
Nebenwirkungen
Eine toxische Wirkung durch orale Substitution ist bei gesunden Erwachsenen nicht möglich, da überschüssiges Magnesium über die Niere ausgeschieden wird. Höhere Dosen können wegen der Resorptionsrate von lediglich 30–40 % abführend wirken (→ osmotische Diarrhö). Das kann andererseits bei obstipierten Patienten auch als Vorteil verstanden werden, weil Magnesium nicht nur nebenwirkungsfrei, sondern zusätzlich auch noch billiger ist als die eigentlichen Laxanzien.
Bei einer Niereninsuffizienz kommt es ab Serumspiegeln > 2 mmol zur Herabsetzung der Erregbarkeit an Muskulatur (mit Hyporeflexie) und ZNS. Oberhalb 5 mmol kommt es zur sog. Magnesiumnarkose mit Blutdruckabfall, Lähmungen der Muskulatur und Störungen der Erregungsbildung und -ausbreitung im Herzen. Diese Magnesiumnarkose kann man auch bei gesunden Kleinkindern beobachten, wenn oral zugeführtes Magnesium bei einer weit überhöhten Dosierung mit schneller Resorption die Serumspiegel vorübergehend entsprechend anhebt. Dies bedeutet nicht, dass man Kleinkinder nicht bei Bedarf substituieren sollte – nur eben in angemessener Dosierung (z.B. 100 mg/Tag).

Hinweis des Autors

Abschließend sei angemerkt, dass Magnesium für den Autor lange Jahre hindurch zu den bevorzugt verordneten „Medikamenten“ gehörte, weil es unendlich viele positive Effekte zeigt und man bei einer Substitution lediglich die Nierenfunktion zu beachten hat.

Selen

SelenSelen (Se) gehört zu den Spurenelementen, ist jedoch immer noch sehr unzureichend definiert und in seinen Wirkungen beschrieben. Hinsichtlich einer optimalen Zufuhr gibt es unterschiedliche Meinungen, doch hat sich in Europa und den USA ein geschätzter Tagesbedarf SelenKörpergehalt/Tagesbedarfvon etwa 1 µg/kg KG (Mikrogramm [µg], nicht Milligramm [mg]) durchgesetzt. Ein 70 kg schwerer Mensch sollte also pro Tag etwa 70 µg aufnehmen, um nicht in ein Defizit zu geraten. Im menschlichen Körper sind etwa 20 mg Selen gespeichert, wobei es in allen Geweben nachzuweisen ist (Tab. 11.1). Knapp die Hälfte findet man in der Muskulatur. In Blut und Leber befinden sich jeweils 8 %. Die höchsten Konzentrationen pro Gramm Gewebe – in absteigender Reihenfolge – enthalten Schilddrüse, Niere, Leber, Hoden, Milz, Herz und Prostata.
Funktionen im Organismus
Selen ist im Organismus an Proteine gebunden, die als Selenoproteine SelenoproteineSelenFunktionenbezeichnet werden und ohne Selen ihre Funktion nicht erfüllen könnten. Man kennt bisher rund 35 derartige Proteine. Ihre Gesamtzahl wird jedoch auf über 50 geschätzt. Von den bisher bekannten Selenoproteinen dienen einige als Strukturproteine; andere besitzen Enzymfunktion. Zu den Selenoproteinen mit Enzymfunktion gehören z.B. die Glutathionperoxidase, die T4-Deiodase und das Selenoprotein P.Selenoprotein P In den aktiven Zentren dieser Proteine befindet sich jeweils ein Selenocystein, also ein Cystein, bei dem der Schwefel S durch Selen Se ersetzt wurde (beide befinden sich in der 6. Hauptgruppe und verhalten sich daher chemisch vergleichbar!). Der evolutionäre Sinn dieses Austausches dürfte darin bestehen, dass Selenocystein mit seiner SeH-Gruppe bei Redoxreaktionen nochmals reaktiver ist als „normales“ Cystein (-SH).
Glutathionperoxidase
Das Enzym GlutathionperoxidaseGlutathionperoxidaseSelenGlutathionperoxidaseGlutathionperoxidaseSelen findet sich im Zytosol, in den Mitochondrien, im Blutplasma und in Zellmembranen. Seine Aufgabe besteht in der Reduktion und damit im Unschädlichmachen von Peroxiden und freien Radikalen. Das Enzym überträgt dabei deren oxidierende Elektronen auf Glutathion. GlutathionParallel zur Reduktion von Radikalen wie z.B. H2O2 zu Wasser H2O durch die Glutathionperoxidase wird also Glutathion oxidiert und damit unwirksam gemacht. Es muss deshalb im Anschluss an diese Reaktionen erst wieder regeneriert werden.
Das Tripeptid Glutathion findet sich in allen Geweben, in besonders hoher Konzentration u.a. in den Erythrozyten, wo es in Zusammenarbeit mit Glutathionperoxidase die Membran vor Oxidationen schützt und Methämoglobin zu physiologischem Hämoglobin reduziert. Unter einem ausgeprägten Mangel an Selen und damit auch Glutathionperoxidase kann es demnach zu erhöhten Methämoglobinspiegeln oder hämolytischen Anämien kommen. Dasselbe dürfte auch dann gelten, wenn anlässlich einer „Iodsubstitution“ Iodid durch oxidierendes Iodat ersetzt wird, wie dies in Deutschland üblich ist (Kap. 2.4.1).

Exkurs

Freie Radikale

Freie Radikalefreie Radikale sind Moleküle mit einer fehlerhaften (ungeraden) Zahl an Außenelektronen, wodurch sie außerordentlich reaktionsfreudig sind und Strukturen in Zellmembranen, Zellkernen oder auch beispielsweise in Lipoproteinen schädigen können. Sie entstehen einerseits physiologisch aus Stoffwechselprozessen (Oxidationen) oder aus den Lysosomen der Phagozyten, zum anderen aber auch aus Zigarettenrauch, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, Ozon, Medikamenten oder Alkohol und weiteren Umweltfaktoren.
Selen gehört als essenzieller Bestandteil der Glutathionperoxidase und gemeinsam mit den Vitaminen A (in der Form der Carotinoide), E und C und zahlreichen weiteren Nahrungsfaktoren wie u.a. Polyphenolen und Flavonoiden zu den sogRadikalenfängerSelenSelenRadikalenfänger. Radikalenfängern bzw. Antioxidantien, welcheAntioxidanzienSelenSelenantioxidative Wirkung die physiologisch oder auch pathologisch entstehenden Radikale abfangen und damit eine Zerstörung von gesunden Strukturen verhindern. Dies gilt auch im Zusammenhang mit entzündlichen Prozessen, bei denen aus den beteiligten Phagozyten Peroxide entstehen. Entzündliche Prozesse wie u.a. bei der chronischen Polyarthritis oder einer Colitis laufen deshalb unter einem Selenmangel überschießend ab und können durch Selensubstitution abgemildert werden. Weitere Spurenelemente, die u.a. der Radikalenbekämpfung dienen, sind Zink und Kupfer.
T4-Deiodase
Die Funktion des Enzyms T4-DeiodaseT4-DeiodaseT4-DeiodaseSelenSelenT4-Deiodase besteht in Schilddrüse, Serum und peripheren Geweben in der Abspaltung eines Iodatoms vom Thyroxin (T4), wodurch Triiodthyronin (T3) entsteht. T3 ist die wirksame Form der Schilddrüsenhormone, während T4 überwiegend nur eine Speicherfunktion als Prohormon erfüllt (Kap. 2.2). Ein ausgeprägter Selenmangel könnte sich als T3-MangelT3-MangelHypothyreoseHypothyreoseT3-Mangel und damit als funktionelle Hypothyreose zeigen, obwohl sich das Iod dabei im Normbereich befindet. Man spricht in diesen Fällen auch vom Niedrig-T3-Syndrom. Niedrig-T3-SyndromDem Autor ist nicht bekannt, dass hier der Selen-Serumspiegel überprüft würde, um diesem Syndrom auf den Grund zu gehen.
Selenstoffwechsel
SelenSelenStoffwechsel ist sowohl in pflanzlicher als auch in tierischer Nahrung enthalten, zumeist gebunden an die Nahrungsproteine bzw. deren schwefelhaltige Aminosäuren als Selenomethionin oder Selenocystein.Selenomethionin SelenocysteinIn dieser Form wird es unspezifisch, gebunden an die jeweilige Aminosäure und durch deren Carrier aus dem Dünndarm resorbiert.
Selen geht mit Schwermetallen wie Quecksilber, Cadmium oder Blei schwer lösliche Verbindungen ein. Auf diese Weise wird eine Resorption von Schwermetallen aus der Nahrung bei gleichzeitiger Anwesenheit von Selen verhindert. Bereits im Körper befindliche Schwermetalle können durch eine Selensubstitution gebunden und so in ihren schädlichen Wirkungen behindert werden. Der Selenbedarf steigt hierdurch an, denn was sich an Metalle gebunden hat, steht den diversen Selenoproteinen nicht mehr zur Verfügung.

Hinweis des Autors

An Selen gebundene Schwermetalle entziehen sich einer Ausleitung. Es ist deshalb sinnvoll, zunächst alles mobilisierbare Schwermetall mit einer geeigneten Therapie aus dem Organismus zu entfernen, und erst abschließend Selen zu substituieren, um etwa noch vorhandene Reste unschädlich zu machen (Fach Pharmakologie). Andererseits existiert in der Niere ein selenabhängiges Protein, welches die aktive Quecksilber-Ausscheidung in den Harn bewerkstelligt, sodass doch bereits auf ausreichende Selen-Serumspiegel während einer Amalgamsanierung zu achten ist.

Selenmangel
Krankheitsentstehung
Die durchschnittliche SelenaufnahmeSelenmangel mit der Nahrung liegt in Deutschland lediglich bei 30 µg (Frauen) bzw. 40 µg (Männer), sodass generell eine Unterversorgung besteht. Zahlreiche Gebiete auf der Erde gehören zu den Selen-Mangelgebieten, u.a. auch Europa. Als wesentliche Ursache hierfür gelten zwei Faktoren: Dies ist zum einen die sehr einseitige und sehr intensive landwirtschaftliche Nutzung der Böden mit Überdüngung und Bindung des Selens, wodurch unlösliche Komplexe entstehen, die Tier und Pflanze nicht mehr zur Verfügung stehen. Zum anderen geht man davon aus, dass vor allem die Spurenelemente Selen und Iodid während und nach den Eiszeiten aus den Böden ausgewaschen worden sind, sodass sie von vornherein nur unzureichend vorhanden waren.
Symptomatik
In China kam es in früheren Jahren zu zwei Erkrankungen, die als Keshan-KrankheitKeshan-Krankheit, Selenmangel (nach der Region Keshan) sowie als Kaschin-Beck-KrankheitKaschin-Beck-Krankheit, Selenmangel bezeichnet wurden. Sie sind nach nunmehr ausreichender Selensubstitution der Menschen in diesen extrem selenarmen Gebieten nahezu verschwunden. Die Keshan-Krankheit besteht in einer Kardiomyopathie,Kardiomyopathie, Selenmangel von der vor allem Kinder betroffen waren, die an einem Infekt durch Coxsackieviren litten. Die Kaschin-Beck-Krankheit äußert sich in einer degenerativen Veränderung von Knochen und Gelenken.
Das Immunsystem scheint unter einem SelenmangelSelenmangelImmunsystemImmunsystemSelenmangel gleich in mehrfacher Hinsicht geschädigt zu werden: Anzahl und Funktion der Leukozyten sind vermindert, Antikörper werden in geringerem Umfang gebildet und die Fähigkeit der Killerzellen, entartete oder virusbefallene Zellen zu zerstören, ist abgeschwächt.
In diesem Zusammenhang seien ältere Studien erwähnt, die eine Reduktion der Krebssterblichkeit um etwa 50 % in der Folge einer Selensubstitution nachweisen. Im Einzelnen gilt dies für die Karzinome von Kolon, Prostata und Lunge.
Bildung und Funktion der männlichen Spermien scheint, entsprechend dem Zink, auch vom SelenSelenSpermienSpermienSelen abhängig zu sein, was man auch an dem besonders hohen Selengehalt in Hoden und Prostata erkennen kann. Im Drüsenepithel der Prostata wurde ein Selenoprotein entdeckt, das möglicherweise auch mit dem krebspräventiven Schutz von Selen in Verbindung steht.
Bei fortgeschrittener Arteriosklerose und hiervon abhängigen Herzerkrankungen findet man auffallend häufig erniedrigte Selenspiegel. Dies dürfte in erster Linie an einem Mangel an Glutathionperoxidase liegen, wodurch beispielsweise das LDL weniger gut vor oxidativen Veränderungen geschützt ist. Oxidiertes LDL-Cholesterin gilt als entscheidender Faktor bei der Entstehung der Arteriosklerose.
Diagnostik
Stellvertretend für die Gewebe des Körpers kann man den Selengehalt des Vollblutes bestimmen. Der optimale Wert scheint hier bei 120–160 µg/l zu liegen.
Therapie
Die Substitution erfolgte bis in die 1990er-Jahre hinein bevorzugt durch selenhaltige Hefetabletten, in denen Selen an Cystein (→ Selenocystein) oder Methionin (→ Selenomethionin) gebunden war. Später gab es dann Selen im Handel nur noch in der Form des anorganischen Selenits, weil die damals hergestellte Selenhefe in ihrer Zusammensetzung offensichtlich extrem schwankte, den Reinheitsanforderungen also nicht gerecht werden konnte, und weil Produkte wie Selenohomocystein und andere, die biochemisch daraus entstanden, physiologisch nicht eingeordnet werden konnten.
Anorganisches Natriumselenit Natriumselenitbildet damit seit den Nuller-Jahren den Standard in der Selensubstitution. Die üblichen Präparate enthalten inzwischen nahezu ausnahmslos 55 µg Selen/Tablette. Ein Nachteil von Natriumselenit besteht darin, dass diese Oxidationsform (Na2SeO3) durch begleitendes Vitamin C reduziert und damit unwirksam gemacht wird. Dieser Zusammenhang scheint nicht allgemein bekannt zu sein, weil das Spurenelement häufig gerade in Kombination mit Vitamin C (und weiteren Vitaminen) angeboten wird – z.B. als Selen-ACE-Tabletten. Für eine pharmakologische Substitution sollte demnach die isolierte Form gewählt werden.
Im Allgemeinen darf bei einer vorübergehenden Substitution über wenige Wochen eine Dosis von maximal 400 µg/Tag keinesfalls überschritten werden! Bei einer andauernden Zufuhr sind bereits 200 µg als Höchstdosis anzusehen, wobei die WHO aber auch hier 400 µg/Tag als Obergrenze gelten lässt. Man kann auch nach dem Vollblut-Spiegel dosieren (ideal: 120–160 µg/Liter Blut). Andererseits kann man wohl ganz pauschal davon ausgehen, dass sich oberhalb einer regelmäßigen Zufuhr von maximal 100 µg/Tag keine zusätzlichen Vorteile mehr aufzeigen lassen.
Die DGE SelenDGE-Referenzwerteschätzt in ihrer Neubewertung von 2015 einen Tagesbedarf von 70 µg beim Mann und 60 µg bei der Frau. In den ersten Lebensmonaten geht die DGE von 10 µg/Tag aus, ab dem 4. Lebensmonat von 15 µg/Tag. Interessant ist die offensichtliche Annahme der DGE, dass das in utero wachsende Kind bis zur Geburt keinerlei Bedarf an Selen hat, weil der Bedarf der Schwangeren unverändert mit 60 µg/Tag angegeben wird – und dies nicht etwa pauschaliert oder vielleicht versehentlich, sondern innerhalb einer minutiös erstellten Auflistung, die vom Geburtszeitpunkt an jedes nachfolgende Lebensalter bis zum Senium einschließlich sämtlicher Zwischenstadien wie u.a. Kleinkindes-, Vorschul- und diverse Schulaltersabschnitte umfasst. Eine wahre Fleißarbeit, die Hochachtung verdient! Trotzdem schnellt der Selenbedarf laut DGE von Null beim gerade noch ungeborenen 4 kg schweren Kind exakt zum Geburtszeitpunkt auf 10–15 µg/Tag in die Höhe, weil der stillenden Mutter statt 60 nunmehr 75 µg/Tag anempfohlen werden. Ein erstaunliches Phänomen, das möglicherweise mit der Frischluftzufuhr des Kindes ab seiner Geburt zusammenhängt?

Hinweis des Autors

Homöopathisches Selen muss ohne Wirkung bleiben, weil das Spurenelement nicht als Schwingung, sondern substanziell benötigt wird. Wie oben ausgeführt, gilt dies für alle Mineralien, Spurenelemente, Vitamine oder sonstigen essenziellen Nahrungsfaktoren.

Nebenwirkungen
SelenSelenToxizität gehört zu den seltenen, potenziell toxischen Spurenelementen, wodurch es bei Überdosierungen zu Vergiftungserscheinungen kommen kann. Dies gilt in vergleichbarer Form nur noch für Fluorid – allerdings mit dem entscheidenden Unterschied, dass Selen wenigstens essenziell ist. Typische Hinweise einer Selenintoxikation Selenintoxikationsind Übelkeit und Erbrechen, brüchige und vermehrt ausfallende Haare, Flecken und Streifen an den Fingernägeln, periphere Neuropathien, Reizbarkeit, Müdigkeit sowie ein intensiver Geruch der Ausatemluft nach Knoblauch. Derartige Intoxikationen sind allerdings erst bei einem weit überhöhten Serumspiegel von 1.000 µg/Liter Blut zu erwarten. Sie klingen nach Beendigung der Seleneinnahme von alleine wieder ab.

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