Im Folgenden sollen diese Stoffe einmal näher betrachtet werden.
Calcium
Wo es in uns zu finden ist
Bezogen auf die im Körper befindliche Menge ist Calcium von allen Mineralstoffen der bedeutendste. 1 bis 1,5 kg sind im Organismus eines Erwachsenen ständig gespeichert, davon 99% in Knochen und Zähnen, wo es in Verbindung mit Phosphationen als strukturgebende Substanz fungiert.Des Weiteren enthalten sämtliche Organe, Zellen und Gewebsstrukturen des Körpers Calcium. In Körperflüssigkeiten liegt es zumeist in Form von Ca2+-Ionen vor; 100mg Calcium pro Liter Blut ist die Konzentration, die der Körper fortwährend durch hormonelle Steuerung aufrechterhält. Sinkt der Blutcalciumspiegel in Folge von Mangelernährung und/oder erhöhter Ausscheidung, bewirken die hormonellen Ausschüttungen der Nebenschilddrüse u.a., dass Calcium direkt aus dem Knochenspeicher abgezogen wird. Umgekehrt führt ein erhöhter Calciumgehalt in den Körperflüssigkeiten zur Aktivierung der Schilddrüse, die per Hormonabgabe eine erhöhte Speicherung in Skelett– und Zahnsubstanz herbeiführt.
Die Rückresorption des durch die Nahrung aufgenommenen Calciums erfolgt im Darmtrakt und in der Niere. Die Effektivität der Verwertung ist altersabhängig; in den ersten Lebensjahren, in denen die Entwicklung des Skeletts noch nicht abgeschlossen ist, werden bis zu 60% des zugeführten Calciums resorbiert. Im Erwachsenenalter sinkt diese Quote auf 15 bis 20%.
Die Ausscheidung erfolgt zu 40% über den Harn, außerdem über den Stuhlgang und den Schweiß. Ein stark schwitzender Sportler kann eine Menge von bis zu 20mg Calcium pro Stunde verlieren, die bei der täglichen Nahrungszufuhr zusätzlich berücksichtigt werden müssen.
Warum man es braucht
Sehr wahrscheinlich assoziiert jeder durchschnittlich gebildete Leser diesen Mineralstoff mit der Bildung von Knochen- und Zahnsubstanz. Calcium dient also der Festigkeit und Stabilität des Skeletts, weist aber darüber hinaus viele weitere, weniger geläufige Funktionen auf.Es ist maßgeblich an der Erregbarkeit von Muskeln und Nerven beteiligt, in dem das in ionisierter Form im Körperwasser vorkommende Calcium als Leiter der Impulse dient. Auf diese Weise beeinflusst es auch die Herztätigkeit und das Herz-Kreislaufsystem. Forscher vermuten eine (bislang jedoch noch nicht experimentell bestätigte) blutdrucksenkende Wirkung des Calciums.
Calcium dichtet Zellmembranen und Gefäßwände ab. Als Bestandteil von Zellkapseln ist es unverzichtbar für den Zusammenhalt von Zellverbänden; Calcium gewährleistet also, überspitzt formuliert, dass Gehirnzellen dauerhaft im Schädel verweilen anstatt unkontrolliert durch den Körper zu spazieren. So abwegig dies klingen mag, ist es doch genau das Szenarium, welches sich bei Krebserkrankungen mit Metastasenbildung beobachten lässt. Die Wissenschaft vermutet demnach eine krebsvorbeugende Wirkung des Calciums, wobei hier ein endgültiger Beweis noch aussteht.
Auch für die Aktivierung einiger Hormone und (z.T. fettverdauender) Enzyme wird Calcium im Körper verwendet, desweiteren aktiviert es bestimmte Stoffwechselvorgänge, z.B. den Glykogen-Stoffwechsel, und ist an der Blutgerinnung und Wundheilung beteiligt.
Calcium stellt demnach ein wahres Allround-Talent im menschlichen Stoffwechsel-, Nerven- und Blutkreislaufsystem dar. Mit besonderer Freude dürfte jedoch die Nachricht aufgenommen werden, dass das Mineral auch einen Beitrag zur Gewichtskontrolle leisten kann. Verschiedene Studien mit tierischen und menschlichen Probanden belegen, dass Calcium beim Abbau von Körperfett unterstützend wirkt, in dem es die Thermogenese anregt und gleichzeitig die Absorption von Nahrungsfetten verringert.
Was ohne passiert
Die Vielfältigkeit der Einsatzmöglichkeiten des Calciums lässt erahnen, dass sich ein Mangel auch in vielfältigen Erscheinungsformen äußern muss.Da das Mineral überwiegend im Skelett eingelagert ist und, wie bereits geschildert, der Körper im Falle einer Unterversorgung auf diese Speicher zurückgreift, kann geschlussfolgert werden, dass ein Mangel sich negativ auf die Qualität der Knochensubstanz auswirkt.
Bekanntermaßen besteht ein Zusammenhang zwischen der weitverbreiteten Osteoporose-Erkrankung und dem Calciummangel; wird die Zufuhr also zu gering gehalten, äußert sich dies – besonders in Kombination mit weiteren begünstigenden Faktoren wie Bewegungsmangel, hormonellen Störungen etc. – in Rückenschmerzen, Deformierungen der Wirbelsäule, Anfälligkeit für Frakturen usw.
Analog leidet auch die Zahnqualität und –festigkeit unter einem Calciummangel, es kommt verstärkt zu Karies und Parodontose. Entgegen der weitverbreiteten Theorie besteht jedoch kein Zusammenhang zur Brüchigkeit von Fingernägeln; diese bestehen überwiegend aus Kreatin, so dass hier viel eher eine ausreichende Eiweißversorgung den richtigen Ansatz darstellt.
Auch eine auffällige Neigung zur Hämatombildung kann auf eine Unterversorgung hinweisen.
Ein erhebliches Absinken des Blutcalciumspiegels führt zu einer Störung im Elektrolyt-Haushalt des Körpers, wodurch eine Übererregbarkeit der Muskeln und Nerven entsteht. Muskelzucken- und Krämpfe sind daher Warnsignale, die auf einen temporären Mangel hindeuten.
Gesundheitliche Beeinträchtigungen bei einer Überversorgung sind nicht zu erwarten. Forscher konnten keine Auswirkungen bei einer Zufuhr von bis zu 2500mg pro Tag beobachten; es wird jedoch vermutet, dass es hierbei zu einer Hemmung der Eisenaufnahme kommen kann.
Wie viel, woher, wie am besten?
Die empfohlene Tageszufuhr variiert je nach Alter. Im Teenager-Stadium sollte die höchste Versorgung mit ca. 1200mg Calcium pro Tag angestrebt werden. Nach Beendigung des Wachstums gilt eine Menge von 1000mg als optimal, sofern keine Erkrankungen oder sonstige Umstände, wie etwa Schwangerschaft und Stillzeit, die den Bedarf entsprechend erhöhen, vorliegen.Als Calcium-Lieferant Nr. 1 fungieren bekanntlich Milchprodukte. 80 bis 90% seiner aufgenommenen Calciummenge bezieht der Mitteleuropäer durchschnittlich aus Milchprodukten. Speziell der Verzerr von Käse kann einen entscheidenden Beitrag zur Calciumversorgung leisten, wobei sich hier einige Sorten wie z.B. Emmentaler und Parmesankäse mit einer Menge von über 1000mg je 100g-Portionsgröße besonders hervortun.
Auch viele Gemüsesorten sind reich an Calcium. Insbesondere Kohlsorten wie Brokkoli und Grünkohl, aber auch Spinat, Lauch, Fenchel etc. liefern wertvolle Mineralstoffe. Allerdings muss hier angemerkt werden, dass das Calcium aus pflanzlichen Quellen generell eher schlechter verwertet wird und die Resorptionsrate bei tierischen Quellen deutlich höher ausfällt. Veganern wird daher zur Deckung ihres Bedarfs der Konsum von Soja-Produkten empfohlen, deren Mineralien vom Körper entschieden besser verwertet werden können. Zudem geht bei den üblichen Zubereitungsverfahren der Gemüsesorten ein nicht unerheblicher Anteil des Calciums verloren.
Des Weiteren kann Calcium über einige Getreideprodukte, bestimmte Obstsorten (z.B. Orangen), Mineralwasser und selbstverständlich durch entsprechende pharmazeutische Präparate bezogen werden.
Wie gut der Körper das zugeführte Calcium aufnimmt und verwertet, ist an verschiedene Begleitumstände gebunden. Ein Faktor, der in diesem Zusammenhang vorrangig zu nennen ist, ist das Vitamin D. Vitamin D spielt eine entscheidende Rolle bei der Rückresorption aus dem Darm und dem Transport in die Knochenspeicher. Die an vorangegangener Stelle aufgeführten Mangelerkrankungen an Zähnen und Skelett können daher auch mit einer Unterversorgung mit Vitamin D zusammenhängen.
Auch Milchzucker, Milchsäure und die in der Milch enthaltenen Caseinphosphopeptide begünstigt die Aufnahme von Calcium, womit weitere Pro-Argument für den Konsum von Milchprodukten im Dienste der Calciumversorgung vorliegen. Des Weiteren fördern Citronen- und Aminosäuren die Darmresorption.
Die Verwertung des Calciums kann durch die Zufuhr bestimmter Nährstoffe auch negativ beeinflusst werden. So bildet Oxalsäure in Verbindung mit Calcium das schwerlösliche Calciumoxalat. Oxalsäure ist beispielsweise in Kakao und Schwarztee, aber auch in Spinat, der ja im vorangegangenen Abschnitt noch als Calciumlieferant genannt wurde, enthalten.
Ähnlich verhält es sich mit Getreideprodukten; sie enthalten Phytinsäure und uronsäurehaltige Ballaststoffe, also ebenfalls Stoffe, die im Zusammenspiel mit Calcium schwerlösliche Salze bilden. Eine erhöhte Aufnahme gesättigten Fettsäuren führt zur Bildung von Kalkseifen, wodurch wiederum die Rückresorption behindert werden kann.
Abschließend bleibt zu sagen, dass viele Erkenntnisse bezüglich der optimalen Calciumversorgung offensichtlich weniger wissenschaftlich fundiert, sondern eher Opfer der dauerhaft anhaltenden Zerwürfnisse zwischen den Lobbyisten der Milchwirtschaft und den Verfechtern der veganen Lebensweise sind. Letztere verweisen stets auf die Vermutung, die erhöhte Eiweißaufnahme durch den Konsum von Milchprodukten führe zu einem rasanten Anstieg der Calciumverluste durch den Harn und Stuhlgang, so dass im Endeffekt gar kein Nutzen aus der Einnahme dieser Lebensmittel entstehe. Im selben Atemzug wird häufig daran erinnert, dass die Osteoporose-Rate in afrikanischen und asiatischen Staaten, obgleich Milchprodukte hier praktisch keine Rolle in der Ernährung spielen, dennoch um ein Vielfaches geringer ausfällt als in unseren Breiten.
Es darf mit Spannung verfolgt werden, welche Seit am Ende als Sieger aus dem Rennen gehen wird (oder ob man sich auf ein Unentschieden einigen muss). Zumindest hinsichtlich der Osteoporose-Theorie kontert die Pro-Milch-Fraktion mit Argumenten, die sich nicht von der Hand weisen lassen: Asiaten halten sich generell viel im Freien auf, leben zudem meist in sonnigeren Gefilden und sind die effektiveren Vitamin-D-Produzenten (bekanntlich kann der Körper bei ausreichender Lichtbestrahlung das Vitamin selber bilden), wodurch sie in der Lage sind, die geringere Calciumzufuhr zu kompensieren. Und der durchschnittliche Afrikaner, so traurig dies auch sein mag, stirbt statistisch gesehen einfach zu früh, um an einer typischen Alterskrankheit zu erkranken.
Phosphor
Wo es in uns zu finden ist...
Phosphor ist, ähnlich dem Calcium, hauptsächlich im Skelett und in der Zahnsubstanz eingelagert, wo beide Mineralstoffe anorganische Verbindungen bilden. Je nach Körpergröße sind permanent 500 bis 800mg Phosphor, ausschließlich in Form des Ions Phosphat, im Körper vorhanden; nach einer Faustregel kann von einer Menge ausgegangen werden, die ca. 1% des Körpergewichts beträgt. 80% bis 90% des Phosphats sind in den Knochen gespeichert, 2% befinden sich im Blutkreislauf, die verbleibenden Phosphate sind Teil des Gewebes. Das hauptsächlich intrazellulär vorliegende HPO42-Phosphat fungiert als Strukturelement der drei Makronährstoffe Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette. previewZwischen dem Phosphat- und dem Calciumstoffwechsel liegen offensichtliche Parallelen vor. Der über die Nahrung zugeführte Phosphor wird, analog zum Calcium, im Dünndarm mit Hilfe von Vitamin-D und bestimmter Nebenschilddrüsenhormone absorbiert, überschüssige Mengen werden über den Harn und z.T. über den Kot ausgeschieden. Wenn es, wie bereits erläutert, zu einer hormonellen Ausschüttung der Schilddrüse zur Regulierung eines Blutcalciummangels kommt, werden der Knochensubstanz neben dem Calcium auch Phosphate entzogen.
Darüber hinaus sind der Phosphat- und der Calciumstoffwechsel eng miteinander verbunden. Die Förderung der Phosphatausscheidung wirkt sich positiv auf die Stabilität des Calciumblutspiegels aus, da eine erhöhte Konzentration von Phosphat die Bildung von Calcitriol, einer aktiven Form des Vitamin D, hemmt. Calcitriol wiederum begünstigt die Calciumabsorption und die Freisetzung aus dem Knochen. Andersherum behindert eine übermäßige Calciumzufuhr die Phosphat-Verwertung.
Es wird also ersichtlich, dass beide Mineralstoffe, obgleich sie in Vorkommen und Funktion sehr ähnlich sind, nicht immer ein harmonisches Gespann bilden.
Warum man es braucht…
Wiederum äquivalent zum Calcium erfüllt Phosphat eine strukturgebende und stabilisierende Funktion in der Knochen- und Zahnsubstanz. Die Verbindung aus beiden Stoffen, das sog. Calciumphosphat, ist Bestandteil des Hydroxylaptits, ein spezielles und äußerst hartes Mineralsalz. Hydroxylaptits tritt als Baustein aller Hartsubstanzen im menschlichen Körper in Erscheinung.Phosphat ist außerdem Bestandteil des Adenosintriphosphats, besser bekannt als ATP. Es handelt sich hierbei um einen Speicher, in dem die aus der Nahrung gewonnene Energie in chemischer Form gelagert wird. Der Körper produziert und verbraucht täglich eine Menge an ATP, die in etwa seinem eigenen Gewicht entspricht. ATP enthält drei Phosphat-Gruppen, bei deren enzymatischer Spaltung Energie freigesetzt wird. Phosphor spielt demnach eine entscheidende Rolle bei der intrazellulären Energiegewinnung und -speicherung.
Im Säure-Basen-Haushalt erfüllt Phosphat eine neutralisierende Funktion im Zusammenhang mit dem pH-Wert des Blutes. Die Funktionsfähigkeit des gesamten Organismus ist stark von der Konstanz dieses Wertes abhängig. Er sollte sich stets im Bereich von 7,37 bis 7,43 befinden, darf also nur minimalen Schwankungen unterliegen. Hierzu wirken vier verschiedene Puffersysteme, zu denen auch der Phosphat-Puffer gehört. Eine ausreichende Phosphorzufuhr unterstützt demnach einen ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt.
Des Weiteren ist Phosphat Bestandteil vieler weiterer chemischer Verbindungen, die eine bedeutende Rolle im Organismus spielen. Phosphat ist beispielsweise in den Nucleinsäuren DNA und RNA enthalten und leistet somit einen Beitrag zu sämtlichen Wachstums- und Vererbungsprozessen.
Phosphate sind darüber hinaus am Sauerstofftransport im Blutkreislauf beteiligt, in dem sich phosphathaltige Moleküle an den Blutfarbstoff Hämoglobin binden.
Phosphate sind auch Bestandteil der Zellwände, Bestandteil von Molekülen, die im Eiweiß- und Fettstoffwechsel unverzichtbare Funktionen erfüllen, und Bestandteil des Kreatinphosphats, einer energiehaltigen molekularen Verbindung, die der Energiegewinnung nach dem Verbrauch des ATPs in den Zellen dient. Die Liste ließe sich beliebig fortsetzen.
Kurz gesagt ist Phosphor als lebensnotwendiger Stoff anzusehen, der an praktisch allen Aktivitäten des Stoffwechsels beteiligt ist.
Was ohne passiert…
Ein Phosphormangel tritt angesichts der Ernährungsgewohnheiten in den Industriestaaten eher selten auf und ist zumeist auf eine Vorerkrankung, z.B. Nierenleiden, Fehlfunktionen der Schilddrüse, Alkoholismus oder krankhaftes Übergewicht, zurückzuführen. Bei einer Unterversorgung greift der Organismus, ähnlich wie bei einem Calciummangel, auf die körpereigenen Reserven zurück, zieht also hauptsächlich Phosphat aus Knochen und Zähnen ab, was zu den bereits genannten Erkrankungen führen kann. Bei gravierendem Phosphormangel kann es zur sog. Hypophosphatämie kommen, die mit Symptomen wie allgemeiner Abgeschlagenheit, Knochen- und Muskelschmerzen, Appetitlosigkeit usw. einhergeht. Extremfälle wie diese treten jedoch praktisch nur bei Menschen auf, die ohnehin an allgemeiner und lebensbedrohlicher Mangelernährung leiden.Viel wahrscheinlicher ist eine Überversorgung mit Phosphor. Tendenziell lässt sich ein Trend zu einer stetig anwachsenden Phosphoraufnahme beobachten, der offenbar mit dem steigenden Konsum von phosphorsäurehaltigen Colagetränken, Fertiggerichten, Fleisch etc. in Verbindung gebracht werden kann. Ein Phosphorüberschuss behindert, wie bereits erläutert, die Calciumverwertung des Körpers und führt somit zu den typischen Symptomen des Calciummangels wie Knochenerkrankungen, erhöhter Erregbarkeit des Muskel- und Nervensystems etc. Auch Augenentzündungen und Kalkablagerungen in sämtlichen Geweben und Organen können die Folge sein. Es muss jedoch angemerkt werden, dass der gesunde Organismus überschüssiges Phosphat per Ausscheidung regulieren kann. Der Verzerr einer Menge, die das 3,5-fache der empfohlenen täglichen Zufuhr beträgt, wird nach Untersuchungsergebnissen als unbedenklich eingestuft. Ein Phosphorüberschuss ist demnach analog zum Phosphormangel in den meisten Fällen an eine Funktionsstörung des Körpers geknüpft.
Wie viel, woher, wie am besten?
Der tägliche Phosphorbedarf beträgt ca. 700mg, wobei dieser Wert wiederum je nach Alter (Säuglinge und Kleinkinder sollten deutlich geringere, Jugendliche deutlich höhere Mengen einnehmen), Gewicht und gesundheitlichem Zustand variiert.Wie bereits erwähnt, ist in der Bevölkerung eine mindestens dem empfohlenen Bedarf angepasste Phosphatzufuhr über die Nahrung gewährleistet. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass Phosphor in Form von Phosphaten in praktisch allen Lebensmitteln vorliegt, was logisch erscheint wenn man bedenkt, dass Phosphat einen Bestandteil aller Makronährstoffe darstellt. Besonders reiche Quellen sind hier, wie bereits angedeutet, sämtliche Fleich- und Fischsorten, Milchprodukte, Eier, Sojabohnen usw. Zumeist geht mit einem hohen Eiweiß- auch ein hoher Phosphatgehalt einher. Auch Kerne und Nüsse, Getreideprodukte sowie bestimmte Gemüsesorten wie z.B. Artischocken enthalten nennenswerte Mengen Phosphat.
Der Phosphatgehalt unserer Nahrung erhöht sich außerdem mit der zunehmenden industriellen Verarbeitung. Phosphate kommen bei nahezu jeder zusätzlichen Behandlung des Essens zum Einsatz, etwa in Form von Backtriebmitteln oder Konservierungsstoffen. Gerade in der Fleisch- und Wurstverarbeitung wird Phosphor verwendet, da es wasserbindende Eigenschaften besitzt und somit bei einer billigen und vom Verbraucher kaum wahrnehmbaren „Streckung“ des Fleischvolumens hilfreich sein kann.
Quellen:
- Lothar Burgstein: Handbuch Nährstoffe, Haug-Verlag, 11. Auflage, 2007
- Peter Konopka: Sporternährung, blv, 2008
- Cornelia Schlieper: Grundfragen der Ernährung, Dr. Felix Büchner-Verlag, 18. Auflage, 2005
- Lexikonredaktion des Brockhaus-Verlags: Der Brockhaus Ernährung, 2. Auflage 2004
- H.K. Biesalski; J. Köhrle; K. Schümann: Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe, Gerog Thieme-Verlag, Stuttgart 2002
- Friedrich-Horst Schulz; Horst Stobbe: Grundlagen und Klinik innerer Erkrankungen; VEB Verlag Berlin; 5. Auflage, 1986