Mineralstoffe werden im normalen Sprachgebrauch oft auch Minerale oder Mineralien genannt. In fester, nicht in Wasser gelöster Form sind die meisten der anorganischen Verbindungen durch eine kristalline Struktur gekennzeichnet.
Ein weiteres Kriterium der Definition ist das Vorkommen in der Erdkruste. Daher haben sich Minerale durch geophysikalische und geochemische Prozesse gebildet.
Mineralstoffe können vom Organismus nicht selbst produziert werden. Der Körper muss einige der lebenswichtigen verbindungten mit dem Trinkwasser oder der Nahrung zuführen.
Trotzdem bestehen wir zu 5 % aus Mineralien. Jeder Organismus benötigt Mineralstoffe, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen. Sie müssen ständig erneuert werden, weil wir zum Beispiel durch Schwitzen große Mengen an Mineralien verlieren.
Die Mineralstoffe, die Menschen und Tieren benötigen, unterscheiden sich teilweise deutlich von den Mineralien, die Pflanzen benötigen. Die exakten Konzentrationen der einzelnen Elektrolyte in den Zellen und extrazellulären Kompartimenten stellen zusammengenommen ein chemisches und physikalisches Gleichgewicht her.
Diese Balance aus positiven und negativen Ionen ist eine wichtige Voraussetzung für alle physiologischen Abläufe. Die osmotischen Gleichgewichte sind essenziell für die Funktionen der Proteine, die Nerven-Aktivität, den pH-Wert (Säuregrad) und den Wasserhaushalt.
Damit bestimmen die Konzentrationen der einzelnen Mineralstoffe (Ionen und Anionen) in ihrer Gesamtheit alle Prozesse und Parameter im Organismus mit. Das innere Milieu muss daher konstant gehalten werden, um das Weiterleben zu ermöglichen.
Einige Ionen der Mineralstoffe erfüllen besondere Organ-Funktionen wie Calcium für die Muskel-Aktivität und Natrium für die Reizweiterleitung der Nerven. Daneben sind Mineralien struktureller Teil der Körpermasse wie Calcium und Phosphat in den Knochen und Zähnen.
Mineralstoffe sind anorganischen Ursprungs – also “nicht lebende Materie”. Sie liegen meist als Ionen in einem Kristallgitter vor. Dies ist ein Grund, warum sie bei der Nahrungszubereitung nicht zerstört werden können, im Gegensatz zu den Vitaminen, von denen viele hitzeempfindlich sind.
Nur ein überlanges Kochen kann die Nahrung “auslaugen” und somit die Mineralstoffe entfernen, wenn das Kochwasser verworfen wird. Um dann in den Genuss dieser Mineralstoffe zu kommen, müsste man z.B. das Kochwasser trinken.
Immer weniger Mineralstoffe in Lebensmitteln
Vieles deutet darauf hin, dass unsere Nahrungsmittel immer weniger Mineralstoffe enthalten.
Unsere Böden werden immer mineralstoffärmer und damit auch alles, das auf ihnen wächst und von uns oder von Weidetieren verzehrt wird. Ich finde es immer wieder erstaunlich, wie schwer es ist, an “vernünftige” Zahlen zu kommen.
Vor allem zu Vergleichszahlen aus den letzten hundert Jahren. Wenn die Zahlen aus der Grafik hier unten stimmen (und auch der Vergleich zur Sterblichkeitsrate durch “Herztod”), dann kann man nur sagen, dass dies als “dramatisch” zu bezeichnen ist – obwohl mir der Begriff “dramatisch” viel zu häufig verwendet wird…
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Durchschnittlicher Mineralgehalt in ausgewählten Gemüsesorten 1914-1997
Sterblichkeit durch Herzerkrankungen pro 100.000 Einwohner, USA, 1900 – 1960
Deshalb ist unter Umständen eine Nahrungsergänzung notwendig, um mit allen wichtigen Mineralstoffen versorgt zu sein. Das gilt besonders für ältere Menschen, Kinder, Schwangere und chronisch Kranke.
Einteilung
Die Mineralstoffe werden im Organismus nach Konzentration und Funktion eingeteilt. Bei hohen Konzentrationen, das heißt 50 mg pro kg Körpergewicht und mehr, werden die Mineralstoffe als Mengen- oder Makroelemente bezeichnet. Mineralstoffe mit weniger als 50 mg pro kg Körpergewicht gelten als Spurenelemente oder Mikroelemente.
Bezüglich der mineralstofflichen Funktion wird zwischen Baustoffen und Reglerstoffen unterschieden. So sind Natrium, Calcium, Kalium, Phosphor und Magnesium Baustoffe, während Eisen, Kupfer und Iod als Reglerstoffe gelten. Insgesamt benötigt der Körper täglich 60 verschiedene Mineralstoffe, um gut zu funktionieren.
Gerade bei den Mineralstoffen ist die Dosierung von entscheidender Bedeutung. Ein Zuviel oder Zuwenig kann nachteilige organische Konsequenzen mit sich bringen, wie zum Beispiel die Selen- und Arsenvergiftung oder die Kupferspeicherkrankheit.
Prinzipielle Funktionen der Mineralstoffe
Die funktionellen Besonderheiten und Aufgaben der verschiedenen Mineralstoffe sind bunt gemischt. Einige von ihnen, zum Beispiel Natrium und Kalium, beeinflussen sich gegenseitig und wirken bei der Signalweiterleitung der Nerven als Gegenspieler.
Andere sind hormonelle Bestandteile, wie das Iod beim Schilddrüsenhormon. Einige Mengenelemente sorgen für die Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks in den Gefäßen. Sie liegen gelöst als Elektrolyte vor, die positiv und negativ geladen und somit für die elektrische Neutralität der Körperflüssigkeiten verantwortlich sind.
Dabei wird allerdings eine elektrische Spannung zwischen dem Zellinneren und Zellaußenraum aufrechterhalten. Dieses Ruhepotenzial herrscht bei allen Zellen vor. Bei Nervenzellen ist es eine Voraussetzung, um ein Aktionspotenzial für die Signalübertragung zu generieren.
Die Mengenelemente und deren Charakterisierung
Calcium
Calcium ist chemisch gesehen ein Metall. Der menschliche Körper besitzt ca. 1,1 kg Calcium, was es zu dem mengenmäßig gesehen stärksten Vertreter der Mineralstoffe macht. Etwa 99 Prozent des Calciums im Organismus sind in Knochen und Zähnen eingebaut. Die Knochen haben zugleich die Aufgabe eines Calciumspeichers, der bei Bedarf entleert werden kann.
Eine unphysiologische Freisetzung von Calcium aus den Knochen wird Osteoporose genannt, eine Erkrankung, die häufiger im fortgeschrittenem Lebensalter auftritt. Auf zellulärer Ebene spielt Calcium eine Rolle bei der Muskelkontraktion, beim Glykogen-Stoffwechsel, speziell bei der Insulinproduktion, bei der Zellteilung und der Aktivierung von Enzymen.
Auf extrazellulärer Ebene ist Calcium an der Blutgerinnung und der Aufrechterhaltung von Zellmembranen beteiligt. Die Plasmakonzentration von Calcium wird von drei Hormonen reguliert: Calcitriol, Calcitonin und Parathormon.
Zu hohe Calcium- und Vitamin D-Anteile in der Nahrung können das Risiko für Arterienverkalkung erhöhen. Damit verbunden sind langfristig Demenz, Schlaganfall und Herzinfarkt. Ist der Calciumspiegel im Blut über einen längeren Zeitraum sehr hoch, wirkt das nierenschädigend und führt zur Niereninsuffizienz.
Aber auch ein zu niedriger Calciumspiegel kann zu Problemen in den Nieren führen: Wenn der Körper zu wenig Calcium erhält, versucht der Körper, möglichst wenig davon auszuscheiden. Deshalb nimmt die Niere so viel Calcium auf, wie sie kann, bevor es mit dem Urin ausgeschieden wird. Muss sie das auf Dauer tun, entstehen Nierensteine.
Wird der Calcium-Mangel behoben, werden meist auch keine neuen Nierensteine mehr produziert. Ein Calcium-Mangel hat aber noch weitere Folgen: Er kann zu Bluthochdruck und erhöhten Cholesterinwerten führen. Beides gilt als Risikofaktor für Herzkrankheiten.
Die empfohlene tägliche Zufuhr liegt zwischen 450 und 1000 mg. Die Aufnahme durch den Organismus ist allerdings abhängig von einer ausreichenden Versorgung mit Vitamin D3. Für Säuglinge gilt eine empfohlene Zufuhr pro Tag von 220 bis 400 mg. Die der Kinder beträgt zwischen 600 und 1100 mg in Abhängigkeit vom Alter von ein bis 13 Jahren.
Für Jugendliche und Erwachsene gilt eine empfohlene Zufuhr pro Tag von 1200 mg für bis zu 19 Jahren und 1000 mg für bis zu 50 Jahren. Ab 50 Jahre und darüber hinaus sollten täglich 1200 mg eingenommen werden, da nicht zuletzt die Resorptionsfähigkeit nachlässt. Diese Werte stellen allerdings nur grobe Richtwerte dar, da Lebens- und Ernährungsweisen den Calciumbedarf mitbestimmen.
Auch gibt es Schwankungen in der Resorption, die individuelle Unterschiede ergeben. Von daher können die Empfehlungen für eine Aufnahme von Calcium sehr unterschiedlich ausfallen.
Nahrungsmittel mit einem hohen Calciumgehalt sind der Samen von Mohn, Hart-, Weich- und Schnittkäse, verschiedene Nusssorten, Milch, Joghurt und Kefir, Brennnesseln, Grünkohl, Petersilie, Löwenzahn, Brunnenkresse, Chinakohl, Fenchel, Brokkoli, Meerrettich, Vollkornbrot und Mineralwasser.
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Chlor
Chlor hat für den Organismus im Wesentlichen nur eine Bedeutung als Chlorid-Anion. Es tritt in einer Menge von knapp 100 g im menschlichen Körper auf. Der größte Teil davon ist gelöst im extrazellulären Raum als Gegenion zu Natrium. Es reguliert maßgeblich den osmotischen Druck und Wasserhaushalt des Organismus.
Chlorid spielt eine Rolle beim zellulären Ionenaustausch, indem es durch Ladungsausgleich das Ruhepotenzial von Zellmembranen stabilisieren. Der Magensaft enthält extrem hohe Chloridkonzentrationen, da die vom Magen produzierte Säure eine Salzsäure (HCl) ist. Primäre Bezugsquelle von Chlorid ist das Speisesalz. Die empfohlene Zufuhr pro Tag liegt bei 3,2 g für Erwachsene und 0,5 g für Säuglinge.
Kalium
Kalium ist ein elektrolytischer Gegenspieler zu Natrium. Beide sind für die Regulation des Membranpotenzials verantwortlich. In den Zellen des Reizleitungssystems beträgt die intrazelluläre Konzentration des Kaliums ca. 150 mmol/l, während extrazellulär nur 4 mmol/l vorhanden sind. Der Gegenspieler Natrium zeigt eine intrazelluläre Konzentration von ca. 10 mmol/l und eine extrazelluläre Konzentration von 140 mmol/l.
Dieses Konzentrationsgefälle wird von der Na/K-ATPase aufrechterhalten und ist somit Grundvoraussetzung für das gesamte Reizleitungsgeschehen im menschlichen Organismus. Bei Veränderungen dieses Gleichgewichts kann es zu lebensbedrohlichen Ereignissen kommen. Eine deutlich erhöhte Kalium-Konzentration (Hyperkaliämie) kann einen Herzstillstand während der Systole provozieren.
Das Gegenteil, eine Hypokaliämie, äußert sich in einer verringerten Kontraktionsfähigkeit der Muskulatur, einer Störung der Erregungsleitung, Muskelkrämpfen, Erschöpfungszuständen, Extrasystolen bei der Herztätigkeit und Herzstillstand in der Diastole. Natrium und Kalium sind neben Chlorid für den osmotischen Druck der Zellen verantwortlich.
Die empfohlene Zufuhr pro Tag liegt bei 2 g. Kaliumreiche Nahrungsmittel sind Pilze, Bananen, Datteln, Bohnen, Käse, Spinat und Kartoffeln, mit rund 0,4 g Kalium/100 g.
Magnesium
Wie Kalium und Natrium ist auch Magnesium für den Organismus unentbehrlich. Der durchschnittliche Gehalt liegt bei einem erwachsenen Menschen bei 20 g. Magnesium ist an über 300 enzymatischen Reaktionen direkt oder indirekt beteiligt, sei es als Enzymbestandteil oder als Coenzym. Freie Magnesium-Ionen beeinflussen das Ruhepotenzial von Zellmembranen.
Sie stabilisieren das Ruhepotenzial, besonders von Muskel- und Nervenzellen und den Zellen des autonomen Nervensystems. Daher ruft ein Mangesiummangel Ruhelosigkeit, Nervosität, Konzentrationsschwächen, Kopfschmerzen, Schwächegefühl, Herzinfarkt und andere Symptome hervor. Ein Magnesium-Defizitwird auch als Risikofaktor für Depressionen und schizophrene Psychosen diskutiert.
Magnesium ist auch erforderlich, damit sich die kontraktilen Elemente in den Muskelfasern nach der Aktion wieder trennen. Daher kommt es bei Magnesium-Mangel zu Krämpfen und Herzbeschwerden.
Die empfohlene Zufuhr pro Tag liegt bei 300 mg. Nahrungsmittel mit einem ausreichend hohen Magnesiumgehalt sind Vollkornprodukte, Heilwasser, Leber, Geflügel, Fisch, Sonnenblumenkerne, Schokolade, Nüsse, Kartoffeln, Blattspinat, Kohlrabi, Beerenobst, Orangen, Bananen, Milchprodukte, Haferflocken, Sesam etc.
Phosphor
Phosphor ist für alle Organismen essenziell. Es kommt im Organismus in verschiedenen Verbindungen vor. Einige davon sind Bestandteil von DNA und RNA, den Träger der Erbinformation. Adenosintriphosphat ist der Energieträger der meisten Zellen.
Andere Phosphorverbindungen im Organismus sind Polyphosphate und die Phospholipide der Zellmembranen. Die Phosphorylierung ist ein elementarer biochemischer Regulationsmechanismus. Der Körper eines 70 kg schweren Menschen enthält 700 g Phosphor, wovon 600 g in den Knochen zu finden sind.
Die empfohlene Zufuhr pro Tag für einen erwachsenen Menschen liegt bei 0,75 g. Phosphorhaltige Nahrungsmittel sind Milchprodukte, Fleisch, Fisch und Brot.
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Schwefel
Schwefel ist in einer Reihe von biochemischen Verbindungen enthalten, die alle für den Organismus von Bedeutung sind. Die Aminosäuren Cystein und Methionin enthalten Schwefel, ebenso alle Peptide, Proteine, Coenzyme und prosthetische Gruppen, die auf diesen Aminosäuren aufbauen. Die Ausbildung und Stabilisierung von Proteinstrukturen wird unter anderem von Disulfidbrücken gewährleistet.
Das Tripeptid Glutathion, das Cystein enthält, ist ein Antioxidations-Mittel, das organische verbindungen im Körper vor dem Zerfall schützen kann. Als Sulfat ist das Element ein wichtiger Elektrolyt im Stoffwechsel.
Natrium
Natrium ist für alle menschlichen und tierischen Organismen essenziell. Natrium ist nach Calcium und Kalium das dritthäufigste anorganische Ion im Organismus. Ein 70 kg schwerer Körper enthält rund 100 g Natrium in Ionen-Form. Wie zuvor beschrieben, sind die Natrium-Ionen nicht homogen im Organismus verteilt.
Es kommt zu einem intra- und extrazellulären Konzentrationsgefälle von Natrium-, Kalium- und Chlorid- Ionen, die das Membranpotential einer Zelle aufrecht erhalten. Das Bestreben, dieses Gefälle auszugleichen, wird antagonisiert durch die Natrium-Kalium-Pumpe.
Der Natriumgehalt im Serum unterliegt einer strengen Kontrolle, weswegen er nur minimal schwankt. Er reguliert den gesamten Wasserhaushalt des Organismus. Bei einem Absinken des Natriumgehalts (Hyponatriämie) kommt es zu einem Ansteigen des Zellvolumens.
Bei einer Hypernatriämie mit zu hohen Natriumspiegeln kommt es zum Schrumpfen der Zellen. Beide Zustände haben einen Einfluss auf die Funktion des Gehirns. Es können epileptische Anfälle auftreten bis hin zum Koma. Wichtige Regulatoren des Natriumhaushalts sind das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System, das Adiuretin und Atriopeptin.
Die empfohlene Zufuhr pro Tag liegt bei 5 g Natriumchlorid (was 1 bis 3 g reinem Natrium entspricht).
Mineralstoffpräparate
Um mit allen lebensnotwendigen Mineralstoffen versorgt zu sein, ist eine gesunde, abwechslungsreiche Ernährung die Grundvoraussetzung. In vielen Fällen reicht dies jedoch nicht aus, sodass es notwendig wird, zu Nahrungsergänzungen zu greifen.
Hier ist allerdings Vorsicht geboten. Die meisten Mineralstoffpräparate bieten die Mineralien in Form von Karbonaten an. Erkennbar ist dies zum Beispiel am Zusatz „-Karbonat“ auf dem Etikett. Häufig werden Sie aber gar nicht erkennen können, in welcher Form die Mineralien vorliegen. Karbonat-Mineralstoffe können nach Ansicht einiger Kollegen jedoch vom menschlichen Organismus gar nicht aufgenommen werden. Und ich teile diese Ansicht.
Als organische Salze sind Mineralstoffe sind schon besser verwertbar. So werden beispielsweise Calcium-Lactat , Calcium-Gluconat und Calcium-Citrat besser resorbiert.
Noch besser ist es jedoch, sich die Mineralstoffe in kolloidaler Form zuzuführen. Diese sind leider meines Wissens nur in flüssiger Form erhältlich, da sie nur in dieser Form aufgenommen werden können.
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Beitragsbild: 123rf.com – Seksak Kerdkanno
