Mineralstoffe Mengen-und Spurenelemente PDF

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Mineralstoffe = Mengen- und Spurenelemente 

Metallische und nicht-metallische Elemente, die in den Organismen von Menschen, Tieren und Pflanzen vorkommen und größtenteils für den Menschen unentbehrlich (essenziell) sind.

Elektrolyt = ionisierte Form 

Aufnahme erfolgt meist in Form von anorganischen Salzen

Übersicht der biochemischen bzw. physiologischen Funktionen -

Aufrechterhaltung der Elektroneutralität Aufrechterhaltung eines bestimmten osmotischen Drucks Schaffung günstiger Löslichkeitsbedingungen Aufbau von Puffersystemen Weiterleitung von Reizen Förderung/Hemmung von Enzymaktivitäten Mineralisation von Knochen  Mineralstoffbestand des Organismus wird durch Regulationsmechanismen konstant gehalten  Steter Umsatz bzw. Ausscheidung von Mineralstoffen über die Niere  Regelmäßige exogene zufuhr notwendig! Mengenelemente Mineralstoffe, die im Körper in einer Konzentration von >50mg/kg Körpergewicht vorliegen Calcium (Ca²+) Phosphor (H2PO4-) Chlorid (Cl-) Natrium (Na+) Magnesium (Mg²+) Schwefel (SO4²-) Kalium (K+)

Spurenelemente

Jod Zink Selen Fluor

Mengenelemente Inhalt: -

Funktionen Absorption und evtl. Bedarf Körperbestand und evtl. Homöostase Hypo- und Hyperversorgung

Mengenelement Natrium (Na+)

Chlorid (Cl-)

(wichtigste) Funktionen Neben Chlorid das quantitativ wichtigste Element des extrazellulären Raums Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in der extrazellulären Flüssigkeit Beteiligt an Transportprozessen, Aufrechterhaltung des Membranpotentials, Erregungsweiterleitung Aktivierung einiger Enzyme Homöostase wird durch das ReninAngiotensin-Aldosteron-System gesteuert

Absorption Zu 100% im Dünndarm bei oraler Aufnahme

Körperbestand ~ 1,4g/kg Körpergewicht

Hyper- und Hypoversorgung Hypo: Kaum möglich, da die Niere Ausscheidungen auf ein Minimum reduzieren kann Starkes Schwitzen (Verlust ca. 0,5g Na/L Schweiß) Länger anhaltende Diarrhoen Erbrechen Nierenfunktionsstörungen (gleichzeitige Wasserverluste)

Ist an die Aufnahme von Natrium gekoppelt  Bedarf entspricht molar dem Bedarf von Natirum

80-100g (90% extrazellulär)

Hypo: -

Bei ungewöhnlicher Nahrungszusammensetzung oder infolge von Erbrechen  Metabolische Alkalose Äußert sich identisch wie Natriummangel (gehen oft einher)  Hypoosmolarität im Plasma: Wasserverschiebungen im Gewebe und v.a. im Gehirn Symptome: Kopfschmerzen, Erbrechen, Bewusstseinsstörungen und generalisierte Krämpfe Hyper: -

Kalium (K+)

-

-

-

Hauptsächlich intrazellulär Aufrechterhaltung des intrazellulären osmotischen Drucks Aktivierung einiger Enzyme (Glykolyse und Phosphorylierungbeteiligte Enzyme) Erregungsleitung Aufrechterhaltung des Ruhepotentials

Zu 90% im Dünndarm absorbiert bei oraler Aufnahme

~100-150g (2/3 in Muskulatur) Bilanz wird über Niere reguliert 90% des zirkulierenden Kaliums werden über niere ausgeschieden (Ausscheidung kann nicht auf ein -minimum reduziert werden)

Derzeit nicht bekannt Evtl. Bluthochdruck bei gleichzeitig überhöhter Na+-Zufuhr Hypokaliämie Neuromuskuläre als auch zentralvenöse Störungen  Skelettmuskulatur, Magen-Darm-Trakt, Herz Alimentärer Mangel ist selten (Massive Verluste häufig aufgrund von Diarrhö, Einnahme von Laxanzien- oder Diuretika) Hyperkaliämie Lebensbedrohlich!

Calcium (Ca²+)

-

Phosphate

Magnesium

(Kaliumdiffusionspotential) Steuerung der Muskelkontraktion Mineralisation von Knochen- und Zahngewebe (Hydroxyapatit) Aktivierung von Enzymen (z.B. Amylasen) Beteiligung an der Blutgerinnung (Thrombokinase) Erregungstransformation (Synapsen) Stabilisierung von Zellmembranen)

-

Bestandteile des Hydroxylapatits Am Aufbau der Knochen beteiligt Als Baustein der Phospholipide für den Zellwandaufbau von besonderer Bedeutung Zusammen mit Kalzium ein wesentlicher Bestandteil des Knochengewebes Aufrechterhaltung des SäureBasen-HH Energiespeicherung in Form von energiereichen Formen (ATP) Anorganische: Bestandteile des Puffersystems Organische: Beteiligung an zahlreichen regulatorischen Prozessen, bspw. Der ProteinPhosphorylierung Cofaktor zahlreicher

Aktive Absorption: 40% des aufgenommenen Calciums Vitamin D initiiierter aktiv transzellulärer Transport mit Hilfe des Calciumbindenden Proteins (CaBP) Passive Absorption: Parazelluläre Aufnahme im gesamten Darm (quantitativ nur bei Aufnahme großer Mengen bedeutsam) Abhängigkeit: Hemmung durch Oxalat und Phytat (bilden unlösliche Komplexe mit Calcium) Förderung durch organische Säuren und Aminosäuren Unter Kopplung an die Natriumabsorption im oberen Dünndarm Wird durch Parathormon und Vit.D gefördert Absorptionsrate zwischen 30% und 70% (abhängig von verzehrten LM) Empfohlene Phosphat-Zufuhr für Erwachsene: ~700mg/Tag

~1000g (99% in harten Geweben wie Knochen und Zähnen) Bedarf bisher ungenügend bekannt: Langfristige Mindestzufuhr von 500mg/Tag für Erwachsene sollte nicht unterschritten werden

 Lähmungen und Herzblock Hypocalcämie: Osteoporose (Knochenbrüchigkeit) Osteomalazie (Knochenweichung) Gerinnungsstörungen Zufuhr erfolgt hauptsächlich durch Milch- und Milchprodukte Alternative Quellen: einige Gemüse, Mineralwässer und angereicherte Produkte

DGE: 1000mg Calcium/Tag Homöostase: Aufrechterhaltung des optimalen Serum-Calcium-Spiegels (2,2-2,6 mmol/l)  Geringste Veränderungen führen bereits zu Korrekturmechanismen Parathormon und Calcitonin hier wichtig! * Körperbestand Phosphor: ~700g 85% in Form von Hydroxylapatit in Knochen und Zähnen Skelett: 550g Phosphat Homöostase von Phosphaten im Blut wird durch Parathormon gesteuert Kontrolle und Resorption erfolgen in den Nierentubuli

Hypophosphatämie In Zsmh. Mit unzureichender Zufuhr über LM nicht bekannt Nur bei phosphatfreier parentaler Ernährung  Allgemeine körperliche Schwäche Hyperphosphatämie >1,5-2g/Tag: Abfall des Plasma-Calciums  Diarrhöen Phosphor-Intoxikation durch LM nicht bekannt ADI-Wert = 70mg/kg Körpergewicht

Aktiv (erleichterte Diff) und passiv

~25g

Hypomagnesiämie

-

Schwefel

-

-

Enzymreaktionen Wichtige Rolle bei der Eiweißund Nukleinsäurensynthese Aufbau des Knochens (12-15g Mg im Skelett) Regulation der Muskelkontraktion Erregungsleitung Stabilisierung biologischer Membranen Aufrechterhaltung der Membranpermeabilität

(pass.Diff.)

Struktur von Proteinen (Disulfidbrücken zwischen zwei schwefelhaltigen Substanzen, bspw. Cerebroside) Bestandteil schwefelhaltiger AS (Cystein, Methionin)

Entspricht der Absorption von AS Aufnahme durch aktiven Transport Ebenfalls in Thiamin und sekundären Pflanzeninhaltsstoffen zu finden Bedarf ist über Bedarf an schwefelhaltigen AS definiert

60% im Skelett 30% in Muskulatur

Absorptionsort: oberer Dünndarm Absorptionsrate: 20-30%  Abhängig von der Löslichkeit des zugeführten Salzes und der begleitenden Stoffe (absorptionsfördernde und hemmende Substanzen: Phytat, Nahrungsfasern, Calcium, FS) Bedarf: ~300mg/Tag bei erwachsenen Männern und 350mg/Tag bei erwachsenen Frauen

Homöostase: Regulation der Resorption in den Nierentubuli Rpckresorption sehr effektiv, odass bei einer geringen Mg-Zufuhr die Ausscheidung im Urin gegen 0 geht

-

Krämpfe (Tetanie) Chronsich: Verwirrtheitszustände, Durchblutungsstörungen

Hypermagnesiämie Osmotisch bedingter Durchfall bei einer Zufuhr von 3-5g/Tag Niereninsuffizienz: Muskellähmungen und Störungen des ZNS

~2% des Körpergewichts

*Parathormon Parathormon (PTH) wird in der Nebenschilddrüse gebildet und beim Absinken des Calcium-Spiegels ausgeschüttet. Der Calcium-Spiegel wird über bestimmte Calcium-sensitive Oberflächen-

Rezeptoren der Zellen der Nebenschilddrüse gemessen. PTH hat folgende Wirkungen:  o o  o

Niere direkte Wirkung: Förderung der Calcium-Resorption und der Phosphat-Ausscheidung indirekte Wirkung: Bildung von Calcitriol →→ Erhöhte Aufnahme von Calcium im Darm Knochen Stimulation der Osteoklasten →→ Freisetzung von Calcium Durch diese Maßnahmen kommt es zu einem Anstieg des Serum-Calcium-Spiegels. Dieser bewirkt eine negative Rückkopplung. Steigt der Serum-CalciumSpiegel an, wird die Sekretion von PTH gehemmt. Calcitonin Calcitonin ist der Gegenspieler von PTH und bewirkt eine Verringerung des Serum-Calcium-Spiegels. Es wird in der Schilddrüse gebildet und bei einem hohen Calcium-Spiegel freigesetzt. Durch die Ausschüttung von Calcitonin wird die Resorption von Calcium in die Knochen gefördert und zusätzlich der intestinale Calcium-Transport gehemmt. Dadurch kann der Calcium-Spiegel wieder gesenkt werden.

Schwefeln von Lebensmitteln Zur Konservierung und Farbstabilisierung können Lebensmittel mit Schwefel behandelt werden. Folgende Zusatzstoffe können dafür eingesetzt werden: 

Schwefeldioxid (SO2SO2)



Schweflige Säure (H2SO3H2SO3)

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Salze der schwefligen Säure Bei einer entsprechenden Disposition können durch die Aufnahme von geschwefelten Lebensmitteln Asthma oder Kopfschmerzen ausgelöst werden....