Mineralstoffe - Eine Übersicht

Ich hab hier mal eine grobe Übersicht über die wichtigsten Mengen- und Spurenelemente angelegt, sind teilweise ein paar Fremdwörter bei, wenn ihr Fragen habt, fragt

Mineralstoffe sind metallische und nicht-metallische Elemente, die in den Organismen von Menschen, Tieren und Pflanzen vorkommen und größtenteils für den Menschen unentbehrlich sind

Elektrolyte: ionisierte Form
Aufnahme meist in Form von anorganischen Salzen

Biochemische/physiologische Funktionen - Übersicht: Aufrechterhaltung der Elektroneutralität
Aufrechterhaltung eines bestimmten osmotischen Drucks
Schaffung günstiger Löslichkeitsbedingungen
Aufbau von Puffersystemen
Reizleitung
Förderung/Hemmung von Enzymaktivitäten
Baustein der harten Gewebe (Knochen, Zähne)
Mengenelemente:
Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg++), Calcium (Ca++); Chlorid (Cl-), Phosphor (H2PO4 -),Schwefel (SO4 2-)
Mineralstoffbestand des Organismus wird durch Regulationsmechanismen konstant gehalten
steter Umsatz/Ausscheidung von Mineralstoffen über die Niere
-> regelmäßige exogene Zufuhr notwendig

Natrium:
wichtigste Funktionen: Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in der extrazellulären Flüssigkeit
Aktivierung einiger Enzyme
Beteiligung an Transportprozessen
Absorption: Oral aufgenommen: 100% im Dünndarm
Körperbestand: ca. 100 g
Natriumverlust über die Haut: ‚Whole body wash down‘ - Methode:
Analyse des Duschwassers und Analyse des Auswaschwassers der Anzüge
Natriummangel: Infolge verminderter Zufuhr kaum möglich (Niere kann Ausscheidung auf ein Minimum reduzieren)
Risiko-Situationen:
-> Starkes Schwitzen (Verlust ca. 0.5 g Natrium/L Schweiß)
-> Länger anhaltende Diarrhoen
-> Erbrechen
-> Nierenfunktionsstörungen
gleichzeitig Wasserverluste
Minimale Zufuhr: ca. 550mg/d
Natriumzufuhr: Hauptsächlich in Form von Natriumchlorid (Kochsalz)
Hohe Konzentrationen in gesalzenen, geräucherten, gepökelten Fleischwaren; Käse; Gemüsekonserven
natriumreduziert: < 250 mg/100 g

Kalium:
wichtigste Funktionen: Aufrechterhaltung des intrazellulären osmotischen Drucks
Aktivierung einiger Enzyme (Glycolyse, oxidative Phosphorylierung)
Erregungsleitung (Kaliumdiffusionspotenzial)
Absorption: Oral aufgenommen: ca. 90% im Dünndarm; Einschleusung in die Zelle primär über Insulin
Körperbestand: ca. 100-150 g (2/3 in Muskulatur)
Bilanz wird über Nieren reguliert: 90% des zirkulierenden Kalium wird über die Niere ausgeschieden
-> auch bei Kalium-Mangel erhebliche Ausscheidung
Hypokaliämie: neuromuskuläre und zentralnervöse Störungen
Hyperkaliämie: Lähmungen, Herzblock
Kaliumzufuhr: Kalium-reich: Nüsse, Obst, Gemüse, Kartoffel; teilweise erhebliche Verluste durch „Auslaugen“
Ausreichende Kalium-Zufuhr soll Blutdruck senken
Bedarf: ca. 2gr/d

Calcium:
wichtigste Funktionen: Steuerung der Muskelkontraktion
Aufbau von Knochen- und Zahngewebe (Hydroxyapatit)
Aktivierung einiger Enzyme (Amylasen)
wird bei Blutgerinnung benötigt (Thrombokinase)
Erregungstransformation (Synapsen)
Stabilisierung der Zellmembranen
Absorption: Vit. D initiierter aktiver transzellulärer Transport (CaBP) im Dünndarm; Rate ca. 40%
Passive parazelluläre Aufnahme im ganzen Darm (quantitativ nur bei Aufnahme von großen Mengen bedeutsam)
Hemmende Faktoren: Oxalat, Phytat
Körperbestand: ca. 1000 g (99% in harten Geweben)
Calcium-Bedarf bisher nur ungenügend bekannt ! (Empfehlung: ca. 1gr/d)
Calciumzufuhr: Hauptsächlich durch Milch/-produkte, alternative Quellen: einige Gemüse, Mineralwässer
Calciummangel:
-> Osteoporose (Knochenbrüchigkeit)
-> Osteomalazie (Knochenerweichung)
-> Gerinnungsstörungen

Phosphate:
wichtigste Funktionen: Anorganische Phosphate: Bestandteil des Puffersystems
Aufbau des Knochens (Skelett: ca. 550 g P)
Organische beteiligt an zahlreichen regulatorischen Prozessen (Protein-Phosphorylierung)
Speicherung von Energie (energiereiche Phosphate, z.B. ATP)
Absorption: Im oberen Dünndarm (Mechanismen noch unklar)
Rate abhängig von Art des Lebensmittels (30-70%)
Körperbestand: ca. 700 g (85% in Knochen, Zähnen)
Phosphor-Bedarf: bei Erwachsenen ca. 580 mg/d
Homöostase von Phosphaten im Blut wird durch Parathormon gesteuert (Kontrolle der Resorption in den Nierentubuli)
Hypophosphatämie: nur beobachtet bei phosphatfreier parenteraler Ernährung (allgemeine körperliche Schwäche)
Hyperphosphatämie: Zufuhren von >1.5-2 g bewirken Abfall des Plasma-Calcium
Diarrhöen
Phosphor-Iintoxikationen durch LM nicht bekannt (ADIWert: 70 mg/kg KG)
Vorkommen: sehr viel in Fleischextrakten, Emmentaler, Nüssen

Magnesium:
wichtigste Funktionen: Cofaktor bei zahlreicher Enzymreaktionen (Phosphatasen, Kinasen, Peptidasen, etc.), bei fast alle anabolen & katabolen Vorgängen
Aufbau des Knochens (Skelett: ca. 12-15 g Mg)
beteiligt in der Regulation der Muskelkontraktion und der Erregungsleitung
Absorption: erleichterte Diffussion und passive Diffusion (Rate: 20-30%) im gesamten Dünndarm
Rate abhängig von der Löslichkeit des zugeführten Salzes und der begleitenden Stoffe (Phytat, Nahrungsfasern, Ca, langkettige FS)
Körperbestand: ca. 25 g (60% im Skelett, 30% Muskulatur)
Magnesium-Bedarf: bei Erwachsenen ca. 310 mg/d
Homöostase von Magnesium wird durch Regulation der Resorption in den Nierentubuli geregelt (bei geringer Zufuhr Ausscheidung gegen Null)
Hypomagnesiämie: Akut: Krampfe (Tetanie); chronisch: Verwirrtheit, Durchblutungsstörungen
Hypermagnesiämie: Zufuhren von 3 – 5 g/Tag bewirken einen osmotisch bedingten Durchfall
Bei Niereninsuffizienz können Muskellähmungen und Störungen des ZNS auftreten
Vorkommen: in nahezu allen LM
Hauptlieferanten: Vollkorngetreide, Milch-/Milchprodukte, Leber, viele Gemüsesorten

Chlorid:
wichtigste Funktionen: Cotransporter in den Membranen, Beteiligung an Puffersystemen, Bildung der Magen-Hcl
Absorption: An die Aufnahme von Natrium gekoppelt
Körperbestand: ca. 80-100 g (90% extrazellulär)
Bedarf: Entspricht molar dem Bedarf an Natrium (1,5x soviel), ca. 800mg/d
Homöostase von Chlorid wird durch das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System gesteuert
Unterversorgung: Nur bei ungewöhnlicher Nahrungszusammensetzung oder infolge Erbrechens: metabolische Alkalose

Schwefel:
wichtigste Funktionen: Beteiligt an Struktur von Proteinen (schwefelhaltige AS, Disulfidbrücken)
Bestandteil von Thiamin und sekundären Pflanzeninhaltsstoffen
Zufuhr und Absorption: In Form von S-haltigen Aminosäuren (Cys, Met); Absorption der AS durch aktiven Transport
Körperbestand: ca. 2% des Körpergewichts
Schwefel-Bedarf: definiert über den Bedarf an S-haltigen Aminosäuren
Schwefeln von LM: Behandlung von LM mit Schwefeldioxid, schwefliger Säure (H2SO3) oder deren Salze zur Konservierung & Farbstabilisation
Bei entsprechender Disposition kann Asthma oder Kopfschmerz ausgelöst werden. Bedarf: ca. 1gr/d

 

Spurenelemente

Für den Menschen unentbehrliche Elemente mit nachgewiesener physiologischer Funktion, deren Gehalt < 50 mg/kg Gewebe und die notwendige Zufuhr < 50 mg/d beträgt

Eisen:
Wichtigste Funktionen: Bestandteil zahlreicher sauerstoff- und elektronenübertragender Wirkgruppen (Hämoglobin, Myoglobin, Cytochrome usw.)
Eisenbestand: ca. 4gr bei 70kg schwerem Mann (davon 66% im Hämoglobin, 19% als Depot). Frau 60kg ca. 3,5gr
Absorption: Aufnahme in Zelle via Endozytose als Fe-Transferrin
Hemmende Faktoren: Phytat, Oxalat, Nahrungsfasern usw.
Fördernde Faktoren: Vitamin C, Citronensäure
Durchschnittliche Absorptionsraten: Fleisch: 22-30%, Leber: 30%, Spinat: 2-3%
Ausnutzung steigt bei Mangel, in der Schwangerschaft, im Wachstum (Werte bis 50% erreichbar)
Stoffwechsel: Eisen-Verluste über Faeces, Urin, Schweiß (insgesamt ca. 1 mg/d); bei Frauen kommen im Monat noch ca. 15 mg aufgrund der Menstruation hinzu
Wachstum und Schwangerschaft steigern den Bedarf
Mangelerscheinungen: Frühe Form: Schleimhautveränderungen, Kopfschmerzen, Ermüdung
manifest: hypochrome Anämie (Blutarmut)
-> Körperliche Leistungsfähigkeit sinkt
-> Gestörte Thermoregulation
-> Anfälligkeit für Malaria
-> Verzögerte geistige Entwicklung
-> Verhaltensstörungen

Jodid:
Jodbestand Erwachsener: 10-20 mg (8-15 mg in der Schilddrüse; Rest intrazellulär in Geweben)
Physiologische Funktionen: Aufbau der Schilddrüsenhormone Trijodthyronin (T3) und Tetrajodthyronin (T4)
T3 und T4 steuern vielfältige metabolische Prozesse (Grundumsatz + Temp. steigen, Entwicklung ZNS etc.)
Absorption und Stoffwechsel: Absorption von Jodid (Jodat wird vorher zu Jodid reduziert) im oberen Dünndarm (Rate ca. 90%)
Bindung an Plasma-Eiweiße
Bedarfsabhängige Aufnahme von Jodid in die Schilddrüse durch aktiven Transport (Na-J-Symporter, Jodpumpe)
Schilddrüse: -> Oxidation von Jodid zu elementarem Jod
-> Einbau von Jod in Tyrosylreste des Thyreoglobulins (Glycoprotein)
-> Kopplungsreaktionen – Bildung von thyreoglobulingebundenes T3 & T4
Ausscheidung: zu 90% über Niere; nur ca. 15 ¼g über Stuhl. Bei mehr als 100ug/g Kreatinin: ausreichende Jodid-Versorgung
Mangel: Fetus (Kretinismus, Anstieg der Rate von Todgeburten und Missbildungen)
Neugeborene (Neugebohrenenkropf, Störungen der Gehirnreifungen und des Wachstums, Hördefekte, Atemnotsyndrom)
Pubertät (juveniler Kropf, Störungen der Hirnentwicklungen, höheres Risiko für Arterioskleorse, Strukuturveränderungen der Schilddrüse)
Erwachsene (Kropf- und Strukturveränderungen der Schilddrüse, höheres Risiko für Arterioskleorse, gestörte Fruchtbarkeit)
Empfohlene Zufuhr: ca. 200ug/d
Vorkommen: viel in jodiertem Speisesalz, Seefisch, Mineralwässern

Selen:
Kommt in verschiedenen Oxidationsstufen vor: Organisch (-2): Se-Methionin, Se-Cystein, Anorganisch: Selenite (Gips)
Gesamtbestand: ca. 13-20 mg (Leber, Niere, Zähne usw.)
Zufuhr mit der Nahrung: ca. 70 ¼g/d
Absorption: Aktive Aufnahme von Se-Methionin im oberen Dünndarm (nahezu 100%)
Absorptionsraten für anorganisches Selen deutlich niedriger (ca. 50%)
Transport im Plasma gebunden an das Selenoprotein P – Aufnahme in Gewebe
Physiologische Funktionen: Bildung von Se-haltigen Proteinen bzw. Proteinuntereinheiten (Mensch: ca. 20 bekannt)
-> (mit)verantwortlich für die jeweilige Proteinfunktion
Bekanntester Vertreter: Glutathionperoxidase
Stoffwechsel: Ausreichende Zufuhr notwendig für optimale antioxidative Aktivität:
-> Abfangen niedermolekularer Hydroperoxide bzw. Reduktion der Lipidperoxide (scavenger-Wirkung)
--> Verhinderung einer oxidativen Zerstörung von Zellmembranen
--> vermindertes Risiko für Tumorerkrankungen
Mangel: Bei Menschen nur eine in China auftretende Erkrankung (Keshan disease: Kardiomyopathie) durch Se-Mangel bedingt (Aufnahme unter 11 ¼g/d)
Bei Se-Plasma-Werten < 60 ¼g/L erhöhte Inzidenz für ischämische Herzerkrankungen
Einzeldosis von 200.000ug letal. Ab 800ug beginn chronischer Selenvergiftung.
Empfohlen: ca. 50ug/d
Vorkommen: Abhängig vom Selen-Gehalt der Anbauflächen:
-> Deutscher Weizen: 2 ¼g/100 g; US-Weizen: bis zu 100 ¼g/100 g
Hohe Vorkommen in Innerein und Gerstenkörnern.

Zink:
Bestand: ca. 1,5gr in der Muskulatur, 500-800mg in den Knochen usw.
Physiologische Funktionen: Cofaktor für verschiedene Enzyme (ca. 50; z.B. Carboanhydrase, ADH)
Bestandteil von Transkriptionsfaktoren
Intrazelluläre Speicherung von Insulin als Zn-Komplex
Dämmerungssehen (Retina)
Status: Bestimmung von Enzymaktivität
Absorption: Aktiver Transport, der durch Mangel und andere Faktoren (Hormonstatus, Stress etc.) stimuliert wird (Regulation der Zn-Homöostase);
Rate ca. 30%. Verminderung der Absorption durch Phytate, Nahrungsfasern, Oxalate, Alkoholismus usw.
Im Plasma Bindung an Albumin
Mangel: Symptome abhängig von Alter und Geschlecht (Kindesalter: Wachstumsstörungenm Erwachsene: Haarausfall, Hautveränderungen, Infektanfälligkeit, gestörte Wundheilung)
Mangel möglich bei: Parenteraler Ernährung, bei Darmerkrankungen, bei strengen Vegetariern und Genetisch bedingte Zn-Malabsorption
Empfohlene Zufuhr: Männer 10mg/d und Frauen 7mg/d
Zufuhr: Tatsächliche Zufuhr liegt in der Regel ca. 20% unter dem Referenzwert; Mangelerscheinungen treten deshalb nicht auf
-> bei der Schätzung der Zufuhr eingesetzte Absorptionsrate ist relativ gering (ca. 20%); aufgrund des hohen Fleischkonsums ist dieser Wert wahrscheinlich höher
Zink weist geringe Toxizität auf
Hohe Vorkommen in Edamer, Kalbsleber

Fluorid:
Ausschließlich chemisch gebunden
Körperbestand: 2-5 g (95% in Knochen und Zähnen)
Funktion: Einbau in Zahn- und Knochensubstanz (Fluor-Apatit) -> Stabilisierung (Härtung)
Unentbehrlichkeit immer noch fraglich
Absorption/Stoffwechsel: Rate abhängig von Bindung an Nahrungsbestandteilen (aus wässriger Lösung: quantitative Aufnahme (25% bereits im Magen,
Hemmung durch Kationen (Salzbildung))
Verteilung um Körperwasser (erscheint z.B. auch im Speichel)
Aufnahme in die Gewebe – Einbau, Ausscheidung zu 90% über die Niere
Mangel: Nicht ausreichende Härtung von Zähnen und Knochen
-> Kariesrisiko beträchtlich höher
-> nicht ausreichende Knochen-Calcifizierung (Osteoporoserisiko höher)
Problem: Spanne zwischen erwünschter und toxikologischer Wirkung gering
Fluoridierung des Trinkwassers (1ppm) kann Häufigkeit für Karies deutlich mindern
Empfohlene Zufuhr ca. 3,5mg/d
Vorkommen: Gehalt in Lebensmitteln generell gering: Schwarztee, Trinkasser und Schalentiere haben recht hohen Gehalt

Kupfer:
Kommt in der Natur als metallisches Kupfer und als Salz (Cu2+) vor
Bestand im Körper: 100 – 150 mg
Physiologische Funktionen: Bestandteil von Enzymen (Substrat in der Regel O2) und Sauerstofftransportproteinen:
Caeruloplasmin (Ferrooxidase I), Oxidation von Fe2+ -> Fe3+, Superoxid-Dismutase usw.
-> Beteiligung am endogenen antioxidativen System
Absorption, Stoffwechsel: Überwiegend passive Diffusion (Dünndarm; teils Magen), Absorptionsrate 35 – 70%, abhängig von anderen Nahrungsbestandteilen:
-> Aminosäuren, Fructose hoch
-> Andere zweiwertige Ionen und Phytate runter
Nach Aufnahme Bindung an Metallothionin und Transport im Pfortaderblut an Proteine z.b. Albumin und Aminosäuren gebunden, danach
Aufnahme in die Leber und Einbau in Zielproteine oder (als Caeruloplasmin) wieder Abgabe ins Blut (Transport zu Zielgeweben)
Rezeptor-vermittelte Aufnahme ins Gewebe. Ausgeschieden wird es via Galle (Homöostase)
Mangel: Symptome (ansteigender Grad des Mangels)
Verminderung der Granulocyten/Leukocyten und Erythrocyten – gesteigerte Infektanfälligkeit
Hautveränderungen (Depigmentierungen); ZNS-Störungen
Skelettverformungen
Anämie
Anstieg Gesamt-Cholesterol
Toxizität: Generell gering; durch LM Vergiftungen nicht zu erwarten
Ausnahme: Trinkwasser (Verwendung von Cu-Rohren), wenn pH-Wert des Wassers niedrig (eigene Quelle)
Bei beruflicher Disposition: Erbrechen, Leberschädigung, Blutbildveränderungen
Empfohlene Zufuhr: ca. 1-1,5mg/d
Vorkommen: Wichtigste Kupferquellen sind Vollkornprodukte, Innereien (Leber), Nüsse
Pflanzliche LM weisen durchschnittlich höhere Gehalte auf

Chrom: Bestandteil (als Cr3+) des Glucosetoleranzfaktors -> Cofaktor für die Reaktion des Insulins mit dem Rezeptor

 

nein. einige Stoffe können bereits in der Mundschleimhaut oder im Magen resorbiert werden. Makromoleküle werden in den ersten Abschnitten des Gastrointestinaltrakts teilweise schon aufgespalten. Auch einige Vitamine werden schon im Magen aus der Proteinbindung freigesetzt

bei wasserbindenden Stoffen, wie z.B. Zuckern, kann das zu Diarrhöen (siehe Laktose-Intoleranz). Ansonsten werden sie größtenteils unverändert wieder ausgeschieden

oh, das kann einige geben, z.B. eine Rückbildung der Darmzotten. Dann können weniger Nährstoffe absorbiert werden. Auch hier: Diarrhoen und gegebenenfalls Mangelerscheinungen.
Fehlfunktionen können je nachdem behoben werden, z.B. durch Fastentage, also "Ruhigstellung" des GITs. Hängt aber natürlich vom Krankheitsbild ab

Sollte eigentlich nicht passieren, wie hoch sind die denn dosiert?