Mineralstoffe Teil VI: Kupfer und Zink
Bei der Vielzahl an unterschiedlichen Mineralstoffen werden einige überrascht sein, dass es auch solche Vertreter gibt, die man eher auf einer Baustelle vermuten würde. In der Tat wird Kupfer gerne für Wasserleitungen und Zink im Rahmen des Dach- und Fassadenbaus eingesetzt. Allerdings sind die beiden Spurenelemente in geringen Maßen auch für unser eigenes biologisches System sehr wertvoll. Sowohl Kupfer als auch Zink mögen zwar in Alltagssprache mit anderen Themen assoziiert werden, spielen jedoch im Rahmen unseres Metabolismus eine nicht zu unterschätzende Rolle.
Das Wichtigste auf den Punkt zusammengefasst !
Kupfer ist an zahlreichen Aufgaben beteiligt
Für Elektronenübertragungen ist das Element Kupfer bestens geeignet. Einige Enzyme bedienen sich dieser Eigenschaft, weshalb Kupfer an einer Vielzahl an Prozessen in Form eines Cofaktors beteiligt ist:
- Erzeugung von ATP in den Mitochondrien
- Abwehr von schädlichen Sauerstoffradikalen
- Stärkung des Bindegewebes
- Synthese von Melanin und Katecholaminen
- Abbau von Serotonin und Histamin
- Erleichtert den Transport von Eisen im Blut
Anhand dieser Aufzählung wird die Bedeutung von Kupfer für unseren Organismus deutlich. Nichtsdestotrotz muss der Kupfergehalt im Körper streng kontrolliert werden. Grund hierfür ist eine toxische Wirkung von Kupfer bei einem Überschuss in den Zellen. Betroffene Zellen verfügen jedoch über Transportsysteme, um zu viel Kupfer auszuschleusen. Das überschüssige Kupfer wird über die Gallenflüssigkeit wieder ausgeschieden.
Angemessene Zufuhrempfehlung für Kupfer
Insgesamt verfügt der Körper über etwa 100 Milligramm Kupfer, der Großteil ist in den Knochen zu finden. Erwähnenswert ist darüber hinaus das Vorkommen von Kupfer in Muskulatur, Leber und Gehirn. Per se kann eine exogene Zufuhr von Kupfer keine Vergiftung verursachen, es kann dennoch zu Symptomen wie Erbrechen führen.
Um eine moderate Zufuhr von Kupfer vorweisen zu können, empfiehlt die deutsche Gesellschaft für Ernährung 1 bis 1,5 Milligramm täglich aufzunehmen. Kupfer ist in Lebensmitteln zahlreich vertreten, weshalb eine Unterversorgung äußerst selten auftritt. Als wichtige Quellen dienen Innereien, Krustentiere, Getreide, Obst, Gemüse und Fleisch.
Folgen einer Unter- bzw. Überversorgung mit Kupfer
Obwohl die tatsächliche Zufuhr eines Erwachsenen bei 2 Milligramm Kupfer täglich liegt (und somit eine Abweichung von der Empfehlung der deutschen Gesellschaft für Ernährung vorliegt), wird Kupfer in dieser Form nicht als kritisches Spurenelement erachtet. Insofern ist die toxische Wirkung als mild einzustufen. Bei einer Kupferüberladung sind in der Regel erbliche Defekte die Ursache, wobei es in der Folge zur Akkumulation von Kupfer im Körper kommt.Neurologische und psychische Symptome wie Tremor oder Dysarthrie können die Folge sein. Kupferablagerungen lassen sich typischerweise in der Lunula (Halbmond der Fingernägel) und in der Cornea beobachten.
Kupferunterversorgungen sind aufgrund der weiten Verbreitung in unseren Nahrungsmitteln selten zu finden. Doch Vorsicht, auch eine erhöhte Kupferzufuhr kann einen Kupfermangel verursachen. Ein Defizit kann Ursache für eine Großzahl an Symptomen sein. Auszugsweise seien vor allem die neurologischen Symptome, wie Störungen der Sensibilität, Parästhesien der Beine, Paresen und Reflexabschwächungen erwähnt. Zudem steigt die Gefahr einer Osteoporose und schlechter Blutfettwerte.
Zink unterstützt andere Enzyme als Cofaktor
Kupfer zeigt bereits eindrucksvoll, dass es an zahlreichen Reaktionen beteiligt ist. Doch Zink setzt in dieser Angelegenheit noch einen drauf. Derzeit kennt man ca. 50 verschiedene enzymatische Reaktionen, in welchen Zink als Akteur auftritt. Darüber hinaus ist Zink Bestandteil von Transkriptionsfaktoren und wirkt so auf die Grundtugenden einer Zelle ein. Die Aufgaben sind zahlreich und derart unterschiedlich:
- Stabilisiert Membrane
- Beteiligt an der Bildung von Testosteron
- Unterstützt bei der Speicherung von Insulin in der Bauchspeicheldrüse
Besonders hervorzuheben ist daneben die Immunsystem fördernde Eigenschaft von Zink. Das Spurenelement ist zudem an der Entstehung reifer Abwehrzellen beteiligt und wirkt antioxidativ.
Die täglich notwendige Zinkmenge hängt von der aufgenommenen Phytatmenge ab
Zink ist in der Summe also ein nicht zu vernachlässigender Stoff. Die deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt für Jugendliche und Erwachsene, je nach Alter und Geschlecht, 10 bis 16 Milligramm täglich aufzunehmen. Wichtig zu wissen ist, dass die Zinkresorption im Magen-Darm-Trakt stark von der täglich aufgenommen Menge von Phytat abhängt. Die Empfehlung der Gesellschaft basiert dabei auf dem täglichen Verlust von Zink, der durchschnittlichen Aufnahme von Phytat und der üblichen Absorptionsmenge im Darm. Phytat ist insbesondere in Vollkornprodukten und Hülsenfrüchten enthalten.
Auch Veganer und Vegetarier neigen zu einer erhöhten Phytatzufuhr. Als relevante Quelle für Zink gilt Fisch. Gemüse und Obst enthalten im Durchschnitt lediglich 200 Mikrogramm pro 100 Gramm.
Eine Zinkunterversorgung hat zahlreiche Folgen
Da Zink eine derart Vielzahl an Aufgaben verfolgt, ist ein Zinkmangel mit einer genauso großen Zahl an Symptomen einhergehend. Unter anderem zählen weiße Flecken auf den Fingernägeln, Störungen von Geruch und Geschmack, Potenzprobleme, Haarausfall, Wachstums- und Wundheilungsstörungen sowie eine erhöhte Infektanfälligkeit zu spezifischen Symptomen eines Zinkmangels. Es sei erwähnt, dass die toxische Wirkung von Zink sehr gering ist und auch im Falle eines erhöhten Zinkkonsums keine Nebenwirkungen erwartet werden. Gelegentlich kann es jedoch zu Erbrechen und Durchfall kommen.
Zink und Kupfer – wichtige Elemente im Überblick:
- Kupfer spielt eine Rolle bei der Synthese von ATP, Stärkung des Bindegewebes, Abwehr von freien Radikalen, Schaffung von Melanin und Katecholaminen, Abbau von Serotonin und Histamin sowie dem Transport von Eisen im Blut
- Da Kupfer nach erhöhter Zufuhr eine toxische Wirkung hat, sorgt der Körper über Regulationsmechanismen für eine konstante Konzentration im Körper. Die deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt eine tägliche Menge von 1 bis 1,5 Milligramm Kupfer
- Eine Intoxikation durch Kupfer kann nicht von außen verursacht werden. Oftmals sind genetische Defekte die Ursache für eine Akkumulation von Kupfer in den Zellen. Neurologische und psychische Symptome lassen sich in der Folge beobachten
- Eine Kupferunterversorgung ist schwer zu erreichen, da Kupfer in Lebensmitteln weit verbreitet ist. Im Falle eines Mangels kommt es allerdings zu einer Vielzahl an Symptomen
- Zink ist an einer immens großen Zahl an Reaktionen im Körper beteiligt, tritt zudem als Bestandteil von Transkriptionsfaktoren auf, stabilisiert Membrane, hilft bei der Synthese von Testosteron und unterstützt die Insulineinspeicherung. Mithin spielt es eine wichtige Rolle im Immunsystem
- Die deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt eine tägliche Zinkmenge von 10 bis 16 Milligramm. Die Resorption von Zink wird dabei stark von Phytat, einem Stoff der in zahlreichen Lebensmitteln vorkommt, beeinflusst. Umso mehr Phytat man zu sich nimmt, desto schlechter ist die Resorption in den Körper und in der Folge müsste der oder die Betroffene auch mehr Zink konsumieren
- Ein Zinkmangel führt analog zu einer Vielzahl an Symptomen. Eine Intoxikation mit Zink ist schwer zu erreichen, da Zink nicht so häufig in Lebensmitteln vorkommt wie Kupfer und selbst bei moderater Überdosierung keine toxischen Wirkungen erwartet werden
Text-Quellen:
(1) Lüllmann et al., Pharmakologie und Toxikologie, 18. Auflage, 2016
(2) https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/kupfer-mangan-chrom-molybdaen/
(3) Biesalski et al., Taschenatlas Ernährung, 8. Auflage, 2020
(4) Grehl und Reinhardt, Neurologie, 6. Auflage, 2016
(5) https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/zink/
(6) Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, 4. Auflage, 2016
(7) Biesalski, Vitamine, Spurenelemente und Minerale, 2. Auflage, 2019
Bild-Quellen:
