Mineralstoffe im Gleichgewicht: Zink, Kupfer, Selen und warum Einzelgaben kippen können

Zwei Forschende der Technischen Universität Berlin haben zusammengetragen, was über die Zinkaufnahme im menschlichen Dünndarm bekannt ist. Ihr zentraler Punkt: Die Aufnahme im Darm ist einer der wichtigsten Stellhebel, mit denen der Körper seinen Zinkbestand insgesamt reguliert.

Das heißt konkret: Bei knapper Versorgung steigt der Anteil, den dein Darm aus der Nahrung herausholt. Bei reichlichem Angebot sinkt er. Zusätzlich beeinflussen Bestandteile der Mahlzeit, allen voran Phytat aus Getreide und Hülsenfrüchten, wie viel überhaupt zur Verfügung steht.

Was das für dich bedeutet: Die Zahl auf der Dose ist nicht die Zahl, die in dir ankommt. Zwischen beiden sitzt ein Regelwerk, das ständig nachjustiert.

Einordnung: Diese Übersicht stützt sich stark auf Zellmodelle des Darms. Sie beschreibt gut, wie die Regulation funktionieren kann, und weniger, welche Zahl bei dir herauskommt.

Ananda Prasad hat den menschlichen Zinkmangel in den 1960er Jahren mitbeschrieben und Jahrzehnte später eine Bilanz gezogen. Er ordnet Zinkmangel als weltweit relevantes Problem ein, das nach seiner Schätzung fast zwei Milliarden Menschen in Entwicklungsländern betrifft.

Als Folgen nennt er Wachstumsverzögerung, Störungen der Keimdrüsenfunktion, eine geschwächte Immunantwort und kognitive Beeinträchtigungen. Als Hauptursache in vielen Regionen beschreibt er den hohen Phytatgehalt getreidebasierter Ernährung, der die Zinkverfügbarkeit senken kann.

Zink beschreibt er außerdem als Signalmolekül in bestimmten Immunzellen und als Faktor, der bei älteren Menschen mit oxidativem Stress und Entzündungsbotenstoffen zusammenhängen kann.

Eine schottische Arbeitsgruppe hat rückblickend 70 Krankenakten von Menschen ausgewertet, denen Zink verordnet worden war. Sie schauten sich an, warum das Zink verschrieben wurde und was mit den Laborwerten passierte.

Ergebnis eins: Bei 48 Prozent war der niedrige Plasma-Zinkwert wahrscheinlich Folge eines niedrigen Albumins oder einer systemischen Entzündungsreaktion und nicht Ausdruck eines echten Mangels. Die Diagnose Zinkmangel war also häufig eine Fehldeutung des Laborwerts.

Ergebnis zwei: 62 Prozent erhielten Zinkdosen in einer Höhe, die einen Kupfermangel auslösen kann. Kupfer wurde bei zwei von 70 Personen überhaupt gemessen.

In einer randomisierten Doppelblindstudie erhielten 31 Bewohnerinnen und Bewohner von Pflegeheimen mit niedrigem Serum-Zink über drei Monate entweder 30 Milligramm Zink täglich oder eine sehr niedrige Vergleichsdosis.

Der Zinkwert stieg in der Zinkgruppe um etwa 16 Prozent stärker als in der Vergleichsgruppe. Wer allerdings mit besonders niedrigen Ausgangswerten startete, erreichte auch nach drei Monaten nicht den angestrebten Bereich. Parallel stieg die Zahl der T-Zellen im Blut.

Was das für dich bedeutet: Ein Mangel ist kein Loch, das man in zwei Wochen zuschüttet. Und die Kontrolle nach einigen Monaten ist kein Luxus, sondern der Punkt, an dem man sieht, ob überhaupt etwas passiert ist.

Eine italienisch-internationale Arbeitsgruppe beschreibt diesen Weg ausführlich, weil er die Grundlage einer etablierten Behandlung ist. Bei Morbus Wilson, einer angeborenen Kupferspeicherkrankheit, wird hoch dosiertes Zink eingesetzt, um genau diesen Effekt auszulösen.

Das Zink regt die Bildung von Metallothionein in den Darmzellen an, die Kupferaufnahme aus dem Darm wird dadurch gebremst, und der Überschuss an nicht gebundenem Kupfer im Körper kann sinken. Für Menschen mit dieser Erkrankung ist das eine anerkannte Therapie.

Das gleiche Prinzip, das dort erwünscht ist, kann bei allen anderen zum Problem werden, wenn Zink über Monate hoch dosiert und Kupfer nie kontrolliert wird.

Eine kanadische Arbeitsgruppe gab gesunden Männern über sechs Wochen zweimal täglich 25 Milligramm Zink oder ein Scheinpräparat. Plasma-Kupfer und ein kupferabhängiges Bluteiweiß veränderten sich nicht messbar. Ein anderer Marker schon: Die Aktivität der kupferabhängigen Superoxiddismutase in den roten Blutkörperchen sank in der Zinkgruppe, der Unterschied wurde nach sechs Wochen statistisch auffällig.

Eine amerikanische Gruppe untersuchte erwachsene Frauen über zehn Wochen mit 50 Milligramm Zink täglich. Auch hier sank dasselbe kupferabhängige Enzym. Zusätzlich fielen Ferritin und Hämatokrit. Wurde Eisen mitgegeben, ließ sich der Eisenteil abfedern, der Kupferteil nicht.

Beide Studien sind alt, klein und ohne moderne Verblindungsstandards. Die Frauenstudie hatte zudem keine Placebogruppe, dort wurde gegen die eigenen Ausgangswerte verglichen. Sie zeigen kein Krankheitsbild, sondern eine Verschiebung von Markern. Genau deshalb sind sie interessant: Sie zeigen, dass die Verschiebung früh beginnt, lange bevor jemand Symptome hat.

Ein Neurologe der Mayo Clinic hat die neurologischen Folgen eines erworbenen Kupfermangels beim Menschen aufgearbeitet. Bekannt waren vorher vor allem die Blutbefunde: Blutarmut und ein Mangel an bestimmten weißen Blutkörperchen.

Er beschreibt darüber hinaus eine Rückenmarksschädigung mit spastischem Gangbild und ausgeprägter Störung des Lagesinns. Als bekannte Ursachen nennt er Magenoperationen, übermäßige Zinkzufuhr und Aufnahmestörungen. Das Bild ähnelt der Rückenmarksschädigung bei Vitamin-B12-Mangel so sehr, dass es damit verwechselt werden kann.

Der entscheidende Satz für uns: Kupfergabe kann Blutarmut und Zellmangel im Blut zügig zurückführen und eine weitere neurologische Verschlechterung möglicherweise verhindern. Bereits eingetretene neurologische Schäden bilden sich dagegen oft nur teilweise zurück.

Eine rumänische Übersichtsarbeit hat die Rolle der Selenoproteine für die Schilddrüse aufgearbeitet. Sie beschreibt zwei Ebenen: den Schutz des Schilddrüsengewebes vor oxidativem Stress und die Umwandlung der Schilddrüsenhormone über selenabhängige Enzyme.

Die Autorinnen ordnen die Datenlage vorsichtig ein. Ein Zusammenhang zwischen niedrigem Selenstatus und Autoimmunerkrankungen der Schilddrüse gilt als gut gestützt. Bei der Frage, ob eine Selengabe den Verlauf günstig beeinflussen kann, sind die Ergebnisse dagegen uneinheitlich, mit Ausnahme der milden endokrinen Orbitopathie.

Ihr Fazit ist bemerkenswert nüchtern: Eine routinemäßige Selengabe wird nicht empfohlen. Eine Bestimmung des Ausgangswerts erscheint sinnvoll, um zu erkennen, wer überhaupt profitieren könnte.

Ein amerikanischer Ernährungswissenschaftler hat Selen-Statusmarker über abgestufte Zufuhrmengen hinweg zwischen mehreren Tierarten verglichen, unter anderem Ratten, Mäuse, Lämmer, Küken und Puten.

Das Muster war über die Arten hinweg ähnlich. Die zentralen Enzymmarker stiegen mit zunehmender Selenzufuhr an und erreichten dann ein klar abgegrenztes Plateau. Oberhalb dieses Plateaus änderte zusätzliche Selenzufuhr an den Markern nichts mehr. Der Autor formuliert es sinngemäß so: Es gab keinen Marker, der einen Selenstatus oberhalb des Bedarfs sinnvoll abbilden konnte.

Einordnung: Das sind Tierdaten. Sie beweisen nichts für den Menschen. Sie machen aber plausibel, warum beim Menschen ein Mehr an Selen oberhalb einer bestimmten Zufuhr keinen zusätzlichen Nutzen zeigen konnte.

In einer randomisierten, placebokontrollierten Studie in selenarmen Regionen der östlichen USA erhielten 1.202 Menschen ohne Diabetes täglich 200 Mikrogramm Selen oder ein Scheinpräparat. Beobachtet wurde im Mittel 7,7 Jahre.

Rekrutiert wurde in Hautarztpraxen, die Teilnehmenden waren überwiegend älter und hatten Hautkrebs in der Vorgeschichte. Eins zu eins auf jeden übertragbar ist das Ergebnis deshalb nicht.

In der Selengruppe entwickelten 58 Personen einen Typ-2-Diabetes, in der Placebogruppe 39. Das entspricht 12,6 gegenüber 8,4 Fällen pro 1.000 Personenjahre, mit einem Risikoverhältnis von 1,55. Am deutlichsten war das Signal bei denen, die schon zu Beginn die höchsten Selenspiegel hatten.

Wichtig zur Einordnung: Diabetes war in dieser Studie ein sekundärer Endpunkt, und die Diagnosen beruhten überwiegend auf Selbstauskunft. Das Ergebnis ist ein ernstzunehmendes Warnsignal, kein Beweis für Schaden.

In Dänemark, einem Land mit eher niedriger Selenversorgung, wurden 491 Menschen im Alter von 60 bis 74 Jahren auf 100, 200 oder 300 Mikrogramm Selen täglich oder ein Scheinpräparat verteilt und über zwei Jahre begleitet.

Nach zwei Jahren unterschied sich der Langzeitblutzuckerwert zwischen den Gruppen nicht bedeutsam. Die Autorinnen und Autoren deuten das zusammen mit den älteren Daten als U-förmige Beziehung: Bei niedrigem Ausgangsstatus scheint Selen den Zuckerstoffwechsel nicht zu belasten, bei bereits guter Versorgung könnte zusätzliches Selen ungünstig sein.

Das ist der Grund, warum ich Selen nie pauschal empfehle oder pauschal ablehne. Es hängt davon ab, wo du startest.

In der SELECT-Studie wurden 35.533 gesunde Männer über Jahre auf Selen, Vitamin E, beides oder Scheinpräparate verteilt, ausgewertet wurden 34.887. Die Selendosis lag bei 200 Mikrogramm täglich als Selenomethionin.

Weder Selen noch die Kombination senkten das Risiko für Prostatakrebs. In der Vitamin-E-Gruppe stieg die Zahl der Prostatakarzinome sogar an, mit einem Risikoverhältnis von 1,17 gegenüber Placebo. Für Selen allein lag das Risikoverhältnis bei 1,09 und war statistisch nicht abgesichert.

Was das für dich bedeutet: Eine gut gemeinte Hochdosis über Jahre ist keine harmlose Wette. Sie kann auch in die andere Richtung ausschlagen. Genau aus dieser Studie stammt übrigens die Zahl, auf der später die europäische Obergrenze für Selen aufgebaut wurde.

Die amerikanischen Gesundheitsbehörden untersuchten einen Ausbruch akuter Selenvergiftungen. Ursache war ein flüssiges Nahrungsergänzungsmittel, das die 200-fache Menge des deklarierten Selens enthielt.

Betroffen waren 201 Personen in zehn Bundesstaaten. Die geschätzte mittlere Tagesdosis lag bei rund 41.750 Mikrogramm, bei einer empfohlenen Zufuhr von 55 Mikrogramm. Häufige Beschwerden waren Durchfall, Erschöpfung, Haarausfall, Gelenkschmerzen sowie Verfärbung und Brüchigkeit der Nägel.

Bemerkenswert ist der Verlauf: Auch nach 90 Tagen berichteten noch 52 Prozent über Nagelveränderungen, 35 Prozent über Erschöpfung und 29 Prozent über Haarausfall. Der Fall zeigt zweierlei. Erstens, wie eine Selenüberdosis aussieht. Zweitens, dass die Qualitätskontrolle bei Nahrungsergänzung nicht der von Arzneimitteln entspricht.

Eine chilenische Arbeitsgruppe hat an menschlichen Darmzellen in Kultur gemessen, was passiert, wenn Eisen, Zink und Kupfer gleichzeitig angeboten werden.

Kupfer und Zink hemmten die Eisenaufnahme. Eisen hemmte die Kupferaufnahme. Zink hemmte die Kupferaufnahme in diesem Modell nicht. Wurden alle drei Metalle gleichzeitig im Verhältnis eins zu eins zu eins angeboten, sank die Aufnahme von Eisen beziehungsweise Kupfer um etwa 40 Prozent.

Einordnung: Das ist Zellkultur, keine Mahlzeit. Konzentrationen sind dort besser kontrollierbar und höher als im echten Darm. Der Befund erklärt einen Mechanismus, er beziffert nicht deinen Alltag.

Eine Berliner Arbeitsgruppe hat zusammengetragen, welche Rolle die Schleimschicht des Darms für die Aufnahme von Zink, Eisen, Kupfer und Mangan spielt. Diese Schicht überzieht den gesamten Verdauungstrakt, ihre Eigenschaften kommen vor allem von den enthaltenen Mucinen.

Ihre Einschätzung: Die Mucine sind für die Aufnahme dieser Spurenelemente kaum verzichtbar, weil sie die Metalle im leicht basischen Milieu des Dünndarms löslich halten. Und: Der Wettbewerb zwischen den Spurenelementen beginnt offenbar bereits an dieser Schleimschicht, nicht erst am Transporter.

Sie benennen zugleich die Lücke. Wie stark das die tatsächliche Verfügbarkeit im Menschen verschiebt, ist noch nicht ausreichend untersucht.

Eine schwedische Arbeitsgruppe hat das an 126 Menschen ausgemessen. Zwischen 40 und 600 Milligramm Kalzium wurden zu Testmahlzeiten gegeben.

Der hemmende Effekt auf die Eisenaufnahme war bis etwa 300 Milligramm klar dosisabhängig. Bei 300 bis 600 Milligramm Kalzium sank die Eisenaufnahme um 50 bis 60 Prozent. Auch 165 Milligramm Kalzium als Milch, Käse oder Kalziumsalz senkten die Aufnahme in dieser Größenordnung, und zwar sowohl beim pflanzlichen als auch beim tierischen Eisen.

Eine dänische Ernährungswissenschaftlerin hat die Wechselwirkungen zwischen Mikronährstoffen für die Praxis zusammengefasst. Ihre Kernaussagen sind differenziert und deshalb nützlich.

Erstens: Bei den Mengen, die in Lebensmitteln vorkommen, nutzen die meisten Mikronährstoffe eigene Aufnahmewege und stören sich kaum. Konkurrenz entsteht vor allem in wässriger Lösung und bei höheren Zufuhrmengen, also genau in der Situation, die ein Supplement herstellt.

Zweitens: Negative Effekte von Eisenpräparaten auf Marker des Zink- und Kupferstatus sind beschrieben, ebenso Effekte von Zinkpräparaten auf Eisen- und Kupferstatus.

Drittens, und das ist die wichtige Relativierung: Der hemmende Effekt von Kalzium auf die Eisenaufnahme ließ sich in längeren Supplementierungsstudien nicht bestätigen. Der Körper scheint sich über Wochen anzupassen.

Eine amerikanische Arbeitsgruppe hat zusammengetragen, was über das Zusammenspiel von Magnesium, Kalzium und Vitamin D bekannt ist. Ihre Beobachtung: In den USA sind die Kalziumzufuhren zwischen 1977 und 2012 zwei- bis zweieinhalbmal schneller gestiegen als die Magnesiumzufuhren. Das Verhältnis von Kalzium zu Magnesium in der Ernährung lag zuletzt über 3 zu 1.

Sie diskutieren Hinweise, dass Verhältnisse unter etwa 1,7 und über etwa 2,8 ungünstig sein könnten und ein Bereich um 2 möglicherweise günstiger ist. Als Beispiel führen sie an, dass amerikanische Studien mit hohem Hintergrundverhältnis einen Nutzen von mehr Magnesium für das Herz-Kreislauf-System zeigten, während chinesische Studien mit niedrigem Hintergrundverhältnis in die andere Richtung wiesen.

Einordnung: Das ist eine Hypothese aus Beobachtungsdaten, keine bewiesene Zielgröße. Die Autorinnen und Autoren benennen selbst, dass ein zuverlässiger Marker für den Magnesiumstatus im ganzen Körper bislang fehlt.

Eine niederländisch-taiwanesische Arbeitsgruppe hat die Physiologie des Kaliums für die Nierenmedizin aufgearbeitet. Ihre Ausgangsbeobachtung: In der Nephrologie hat Kalium einen schlechten Ruf, weil Menschen mit chronischer Nierenerkrankung zu hohen Kaliumwerten neigen.

Gleichzeitig zeigen Beobachtungsdaten, dass eine höhere Kaliumausscheidung im Urin, also indirekt eine höhere Kaliumzufuhr, mit niedrigerem Blutdruck, geringerem Herz-Kreislauf-Risiko und besseren Nierenverläufen einhergeht. Die Autoren beschreiben einen Mechanismus im Nierentubulus, über den Kalium die Natriumausscheidung mitsteuern kann.

Ihre Schlussfolgerung: Angesichts unserer natriumreichen und kaliumarmen Ernährung könnte mehr Kalium aus Lebensmitteln ähnlich wichtig sein wie weniger Salz. Das ist eine Aussage über Gemüse, Obst, Hülsenfrüchte und Kartoffeln. Es ist keine Aussage über Kaliumkapseln.