Wann sollte man Zink nehmen? Wieviel Zink? Kann man überdosieren?

Informationen aus der Naturheilpraxis René Gräber

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Das Zink wichtig für den Körper ist, hat sich herumgesprochen. Und in der Praxis werde ich immer häufiger dazu gefragt: Wann sollte man Zink nehmen? Wieviel Zink? Kann man das überdosieren? In diesem Grundsatzbeitrag will ich auf wichtige Aspekte eingehen.

Was ist Zink und was macht es im Körper?

Zink (abgekürzt „Zn“, Ordnungszahl 30) ist ein sprödes, bläulich-weißes Metall. Das Element gehört zur namensgebenden Zinkgruppe, zu der auch Quecksilber und Cadmium gehören.

Daher wird Zink auch als Schwermetall bezeichnet. Das Metall ist unedel, also recht reaktionsfähig und in dieser Hinsicht den Erdalkalimetallen wie Magnesium und Calcium ähnlich.

Zink hat an der Erdkruste einen Anteil von 0,0076 %. Damit ist das Metall weiter verbreitet als Kupfer und Blei. Die lohnendsten Vorkommen bestehen aus Zinksulfiden, daneben enthalten einige Lagerstätten Zinkoxid oder Zinkcarbonat. Insgesamt sind es 300 verschiedene Minerale, die das Schwermetall enthalten. Die größten Ressourcen befinden sich in Asien, Amerika und Australien. Das Hauptförderland ist China.

In der Industrie findet Zink ausgedehnte Anwendung: Verzinken von Eisen- und Stahlteile als Korrosionsschutz, zur Herstellung von Legierungen mit Kupfer (Messing) und Aluminium und als Bestandteil von Batterien.

Wie viele andere Spurenelemente auch ist Zink ein zentraler, funktionell unentbehrlicher Bestandteil von wichtigen Enzymen. Daher ist das Element ein essenzielles Spurenelement für Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen. Man kann es in fast 100 spezifischen Enzymen finden. Andere Quellen sprechen sogar von mehr als 300 verschiedenen Enzymen.

Damit wird auch klar, dass Zink ein weiterer anorganischer Stoff ist, ohne den das Leben auf der Erde nicht möglich gewesen wäre. Die Beteiligung des Spurenelementes an der Synthese von Blattgrün (Chlorophyll) hat und hatte für die Stammesgeschichte und die Ökologie enorme Bedeutung.

Das Spurenelement ist nach Eisen das am zweithäufigste Metall im menschlichen Organismus. Und es ist das einzige Metall, dass in allen Enzymklassen vertreten ist (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17286818).

Zink ist in unserem Körper absolut notwendig für den Stoffwechsel der Fette, Kohlenhydrate und Eiweiße. Auch genetische Prozesse funktionieren ohne das Spurenelement nicht. Viele Hormone enthalten ebenfalls Zink-Ionen. Dazu zählen die Botenstoffe der Schilddrüse, Insulin sowie Sexual- und Wachstums-Hormone.

Daneben erfüllt Zink wichtige Funktionen im Immun- und Nervensystem, bei der Wundheilung sowie der Wahrnehmung von Geschmack und Geruch.

Physiologische Funktionen von Zink

In diesem Absatz wird es etwas wissenschaftlicher. Wer allgemeine Informationen sucht, kann im Absatz „Lebensmittel als Zink-Lieferanten“ weiter lesen.

In Proteinen werden Zink-Ionen oft angelagert an eine Seitenkette aus Asparaginsäure, Glutaminsäure, Cystein und Histidin. Diese Form der Zinkbindung an Proteine – und die anderer Metall-Ionen – wird noch nicht vollkommen verstanden. Im menschlichen Organismus sind etwa 2 bis 4 Gramm Zink verteilt. Das meiste Zink befindet sich im Gehirn, den Muskeln, den Knochen, den Nieren und der Leber.

Die höchsten Konzentrationen sind in der Prostata und Teilen des Auges zu finden. Samen ist besonders reich an Zink, das einen Schlüsselfaktor in der Prostatafunktion und dem Wachstum der Sexualorgane einnimmt. Im menschlichen Organismus spielt Zink die Rolle eines „Mädchen für alles“.

Es interagiert mit einer großen Zahl an organischen Liganden und spielt eine Rolle beim Metabolismus von RNA und DNA, Signalübertragung und Genexpression. Es reguliert sogar die Apoptose (programmierter Zelltod). Heute vermutet man, dass etwa 10 Prozent der menschlichen Proteine (2800) sich mit Zink verbinden.

Dazu kommen dann noch Hunderte, die Zink transportieren und verteilen. Eine Studie bei der Schotenkresse, auch Gänserauke oder Acker-Schmalwand genannt (Arabidopsis thaliana), identifizierte 2367 Zink-Proteine.

Im menschlichen Gehirn wird Zink in speziellen synaptischen Vesikeln von Glutamat produzierenden Neuronen gespeichert und kann von dort die Hirn-Aktivität beeinflussen. Es spielt eine Rolle bei der synaptischen Plastizität (dies sind die morphologischen und physiologischen Veränderungen innerhalb der Neuronen) und damit beim Lernen.

Jedoch wird es im Gehirn immer noch als eine unbekannte Größe angesehen, da es auch neurotoxisch wirksam werden kann. Von daher muss eine bestimmte Zink-Homöostase für die normale Funktion des Gehirns und des zentralen Nervensystems eine besondere Rolle spielen. Wie diese Homöostase aussieht, ist bislang nicht bekannt.

Zink hat außerdem einen Einfluss auf das Immunsystem. Das Spurenelement fördert die Bildung von B- sowie T-Zellen, die in der Thymus-Drüse gebildet werden. Unter Zink-Mangel schrumpft der Thymus, der offensichtlich Zink zur Aufrechterhaltung seiner Funktion braucht.

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Enzyme

Zink ist eine effiziente Lewis-Säure. Als Lewis-Säuren werden alle die Stoffe bezeichnet, die Elektronenpaare akzeptieren, also elektrophil sind. Dies können, wie in diesem Fall, auch Metalle sein und müssen nicht die klassischen Besonderheiten einer Säure aufweisen.

Durch diese Eigenschaft wird Zink zu einem nützlichen Katalysator für eine Reihe von enzymatischen Prozessen im Organismus. Zink hat eine flexible Geometrie, die es einem Protein erlaubt, mit dem Zink schnelle biologische Reaktionen einzugehen.

Z.B. enthalten die Carboanhydrase und die Carboxypeptidase Zink-Ionen. Diese Enzyme sind wichtig bei der Regulierung von Kohlendioxid und der Verdauung von Proteinen.

Im Blut der Wirbeltiere formt die Carboanhydrase das anfallende Kohlendioxid um in Bicarbonat. Das gleiche Enzym kann aber auch Bicarbonat wieder zurückführen zu Kohlendioxid, damit es durch die Lunge wieder ausgeatmet werden kann. Ohne dieses spezifische Enzym würde die Umwandlung eine Million mal langsamer verlaufen bei einem normalen Blut pH-Wert von 7.

Um den Prozess zu beschleunigen, ohne das Enzym, müsste der pH-Wert des Bluts bei 10 liegen, was aber alle anderen Funktionen des Organismus abschalten würde.

Die Carboxypeptidase bricht Peptidverbindungen während des Verdauungsprozesses auf. Hier spielt Zink eine Rolle in der „Freilegung“ der aufzubrechenden Bindungsstellen des zu verdauenden Peptids.

Andere Proteine

Zinkfingerproteine sind Transkriptionsfaktoren bzw. Teile davon sind in der Lage, DNA-Basensequenzen während der Replikation der DNA und der Transkription der RNA zu erkennen. Jedes der 9 oder 10 Zink-Ionen in einem Zinkfingerprotein hilft beim Erhalt der Struktur des Proteins.

So entstehen Ausbuchtungen am Protein, die sogenannten „Finger“. Die Eiweiße koordinieren die Bindungen zu jeweils 4 Aminosäuren des Transkriptionsfaktors.

Der Transkriptionsfaktor wickelt sich dann um die DNA-Helix, um gezielt und korrekt an die DNA-Sequenz anzubinden. Ohne die Zink-Finger-Domänen im Protein wäre diese Funktion nicht gewährleistet. Die Bindung der Zinkfingerproteine an die DNA dient auch der Aktivierung der Gene. So wird die Transkription und damit die Exprimierung von Genen kontrolliert.

Im Blut ist Zink zu 60 Prozent mit einer geringen Affinität an Albumin gebunden, welches das Metall-Ion durch die Blutbahn transportiert. Zu 10 Prozent ist Zink an Transferrin gebunden. Da die Hauptaufgabe des Transferrins der Eisentransport ist, kann eine exzessive Konzentration von Zink zu einer Reduktion der Eisenresorption führen – und umgekehrt.

Eine ähnliche Konstellation gibt es in Verbindung mit Kupfer. Die Konzentrationen von Zink im Blutplasma bleiben normalerweise relativ konstant, und das ungeachtet der Zinkeinnahme. Zellen in Speicheldrüsen, Prostata, Immunsystem und Gastrointestinaltrakt brauchen Zink-Ionen für die Zellkommunikation (Cell signaling) mit anderen Zellen.

Metallothioneine sind kleine cytoplasmatische Proteine (Proteine, die sich in der Zellflüssigkeit, dem Zytoplasma, aufhalten), die in der Lage sind, Schwermetalle zu binden.

Sie haben einen ungewöhnlich hohen Cysteingehalt von mehr als 30 Prozent. Man vermutet, dass die Aufgaben dieser Proteinklasse neben der Schwermetallentgiftung auch die Aufnahme von nützlichen Metallen im Organismus sind. Das Metallothionein in den Zellen des Gastrointestinal-Traktes ist in der Lage, die Resorption von Zink um 15 bis 40 Prozent zu korrigieren.

Trotzdem ist eine inadäquate, exzessive Zink-Einnahme schädlich. Eine zu hohe Zink-Einnahme blockiert die Kupferaufnahme, da die Metallothioneine die Resorption beider Metalle regulieren.

Zink moduliert die Ryanodin-Rezeptoren der Muskelzellen. Diese Kanal-Proteine intrazellulärer Strukturen können Calcium in der Zelle umverteilen. Dieser Prozess reguliert die Muskel-Kontraktion, weswegen Zink besonders für die Herztätigkeit von wichtiger Bedeutung ist (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26041778).

Lebensmittel als Zink-Lieferanten

Die Empfehlungen für den täglichen Zink-Bedarf liegen bei etwa 9 Milligramm für Frauen, 14 Milligramm für Männer, 10 Milligramm für Kinder vor der Pubertät und 5 Milligramm für Säuglinge. Zink kann der Körper nicht speichern, deswegen muss die ausreichende Aufnahme regelmäßig, am besten jeden Tag, erfolgen.

Da stellt sich natürlich sofort die Frage: In welchen Lebensmitteln ist denn Zink?

Nun, gute Zink-Lieferanten sind rotes Fleisch vom Rind, Schaf und Leber. Aber die Sache mit dem Fleisch ist ja auch, ich sage mal, etwas “speziell”. Wer dazu mehr lesen möchte, darf sich meinen Beitrag: “Krank durch Fleisch?” ansehen.

Bei den Pflanzen richtet sich der Zinkgehalt weitestgehend nach der Bodenbeschaffenheit, auf dem die Pflanze gewachsen ist. Diese Sache mit der Bodenbeschaffenheit und dem Gehalt der Spurenelemente, Vitamine und Mineralstoffe in den Pflanzen versuche ich schon seit Jahren beizukommen. Aber “vernünftige” Zahlen sind nicht zu bekommen. Und wenn, dann widersprechen diese sich auch noch… Mehr dazu in meinem kurzen Report: Vitalstoffverlust in Obst und Gemüse – Die Achterbahnfahrt der Ernährungswissenschaft.

Bei einem adäquaten Zinkgehalt sind die Pflanzen mit dem höchsten Zinkgehalt Weizen (Kleie) und verschiedene Samen von Sesam, Alfalfa, Sellerie, Mohn, Senf etc. Aber Zink ist auch enthalten in Bohnen, Nüssen, Mandeln, Vollkorn, Sonnenblumensamen und der schwarzen Johannisbeere.

Andere Quellen sind angereicherte Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungsmittel in den verschiedensten Formen.

Es gab aber Zweifel, ob das Zink in Form von Zinkoxid und Zinkkarbonat, wie es in den kommerziellen Produkten zur Anwendung kommt, überhaupt resorbierbar ist, da die beiden Zink-Formen so gut wie unlöslich sind.

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Kann man Zink überdosieren? Zink-Vergiftungen?

Trotzdem ist es angeblich immer wieder zu „Zink-Vergiftungen“ gekommen. Die tägliche Höchstdosis sollte 20 Milligramm nicht überschreiten. Die bislang beste Bioverfügbarkeit für Zink wurde in einer 1987 durchgeführten Studie ermittelt:

Comparative absorption of zinc picolinate, zinc citrate and zinc gluconate in humans.Barrie et al.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3630857

In dieser Studie wurde die Resorbierbarkeit verschiedener Zink-Komplexe untersucht. Dazu wurden 15 gesunde Probanden in einer randomisierten, doppelblinden, Placebo kontrollierten Studie in 4 Gruppen über 4 Wochen mit oralen zinkhaltigen Nahrungsergänzungsmitteln versorgt:

Zink-Picolinat, Zink-Citrat, Zink-Gluconat und Placebo.

Die tägliche Zinkdosis betrug in allen Fällen 50 mg elementares Zink. Vor Studienbeginn und nach Studienende wurde Zink im Haar, Urin, Erythrozyten und Serum bestimmt. Am Ende der Studie konnte man feststellen, dass bei Zink-Picolinat ein deutlicher Anstieg von Zink in Haaren, Urin und Erythrozyten zu beobachten war.

Die anderen Darreichungsformen verursachten keinen nennenswerten Anstieg der Zinkkonzentrationen. Von daher scheint eine Konjunktion von Zink mit Picolinsäure als Zink-Picolinat die beste Form für eine Supplementierung darzustellen.

Abschließend sei dazu noch anzumerken, dass trotz dieser „beeindruckenden“ Ergebnisse, eine natürliche Aufnahme über die geeigneten Nahrungsmittel eine noch beeindruckendere Bioverfügbarkeit als die der Supplemente besitzt.

The essential toxin: impact of zinc on human health.
Plum LM, Rink L, Haase H.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20617034

Die Studie belegt den durch Zink-Überdosierungen verursachten Kupfermangel. Hingewiesen wird auch auf die systemischen Krankheiten, die eine Zink-Vergiftung hervorruft. Dazu gehören eine verminderte Hirnleistung mit Lethargie, erhöhtes Prostata-Krebs-Risiko sowie gastrointestinale Störungen (Oberbauchschmerzen, Durchfall, Erbrechen). Dem Kupfermangel kann vorgebeugt werden, wenn in der Ernährung ausreichende Mengen des Spurenelementes enthalten sind. Empfehlenswert sind hier Acerolakirschen sowie der Verzehr von Fetten in jeder Mahlzeit, die zur Lösung und Aufnahme von Kupfer beitragen.

Wie kann die Resorption von Zink verbessert werden?

Zink ist ein Spurenelement mit vergleichsweise geringer Bioverfügbarkeit. Die Aufnahme wird verbessert durch sogenannte „Zink-Ionophore“. Diese Verbindungen sorgen für einen reibungslosen Transport von Zink über die Zellmembran. Zu den Zink-Ionophoren zählen Medikamente wie Chloroquin und Hydroxychloroquin (HCQ) und auch pflanzliche Wirkstoffe wie Quercetin (Eiche) und Epigallocatechin (EGCG, Grüner Tee). Hydroxychloroquin wurde zur Behandlung von COVID-19-Infektionen eingesetzt. Wahrscheinlich beruht der Effekt auf der optimalen Resorption von Zink. Nachdem die Medikation sich aufgrund von Nebenwirkungen als nachteilig herausgestellt hatte, griffen viele Menschen alternativ zu Quercetin, das völlig unbedenklich ist (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8238537/). Der sekundäre Pflanzenstoff soll auch das Andocken des SARS-Cov-2-Virus an den ACE-2-Rezeptor der Zellmembran hemmen.

Wie macht sich Zinkmangel bemerkbar?

Diese Frage ist relativ schwer zu beantworten. Ich kann hier nur einige Hinweise geben, an die man denken darf.

Einige Erkrankungen können für einen Zinkmangel sorgen:

Chronische Lebererkrankungen zählen dazu,
Resorptionsstörungen des Darms,
Sichelzellanämie,
chronische Nierenerkrankungen,
Krebserkrankungen,
Diabetes
und noch ein paar andere chronische Erkrankungen.

Die Symptome eines leichten Zinkmangels sind verschiedenartig. Sie beinhalten verlangsamtes Wachstum, Sehschwäche, verminderte geistige und körperliche Leistungsfähigkeit, Depressionen, Durchfälle, Impotenz, verzögerte sexuelle Reifung, Haarausfall, Augen- und Hautveränderungen, Appetitlosigkeit, verändertes Wahrnehmungsvermögen, geschwächtes Immunsystem, Unregelmäßigkeiten im Kohlenhydrat-Stoffwechsel und erhöhte Anfälligkeit für Krebserkrankungen im Sexualtrakt.

Risikogruppen für einen Zink-Mangel sind ältere Menschen und Vegetarier. Letztere sind deswegen betroffen, da die pflanzliche Nahrung unter Umständen Phytate enthält, die als Chelate gelten, also bioaktive Substanzen, die Metalle binden und so dem Organismus vorenthalten.

Aber auch hier ist diese Einschränkung abhängig von der Art der pflanzlichen Ernährung, denn nicht alle Pflanzen enthalten gleich viel und gleich konzentriert Phytate. Mais, Soja und die verschiedenen Getreidesorten, aber auch die Erdnuss enthalten z.B. hohe Konzentrationen an Phytaten.

Laut WHO leiden in den ärmeren Ländern dieser Welt 2 Milliarden Menschen an Zink-Mangel. Bei Kindern verursacht dieser Mangel eine erhöhte Infektionsanfälligkeit und Durchfälle, die jährlich 800.000 Kindern das Leben kosten. Stellvertretend sei hier auf eine Studie verwiesen, bei der die Wirkung von Zink auf Durchfall studiert worden ist.

Stellvertretend sei hier auf zwei Studien verwiesen, die die systemische und zelluläre Wirkung von Zink dokumentieren.

Zink hilft bei Durchfall

Zinc, Vitamin A, and Micronutrient Supplementation in Children with Diarrhea: A Randomized Controlled Clinical Trial of Combination Therapy versus Monotherapy. Dutta et al.
National Institute of Cholera and Enteric Diseases, Kolkata, India.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21592508

In dieser Studie sollte die klinische Wirkung von Zink, Zink plus Vitamin A und Zink plus einer Kombination von Mikronährstoffen (Eisen, Kupfer, Selen, Vitamin B12, Folat und Vitamin A) auf einen akuten Durchfall bei Kindern untersucht werden. Dazu wurde eine randomisierte, doppelblinde und mit Placebo kontrollierte Studie mit Kindern mit einem Alter zwischen 6 und 24 Monaten durchgeführt. Diese zeigten das klinische Bild einer Diarrhö und mittelschwerer Dehydrierung.

Sie wurden zufallsbedingt aufgeteilt in 4 Gruppen:

Gruppe 1 bekam Zink mit Placebo,
Gruppe 2 Zink und Mikronährstoffe
Gruppe 3 Zink plus Vitamin A und
Gruppe 4 nur Placebo zu der Rehydrierungstherapie.

Die Dauer und Menge des Durchfalls, sowie die Menge an oraler Lösung zur Rehydrierung stellten die Beurteilungskriterien zum Vergleich der Gruppen dar. Insgesamt wurden 167 Kinder in die Studie aufgenommen.

In allen Gruppen, in denen es zu einem Zink-Einsatz kam, zeigte sich eine signifikante Reduzierung der Beurteilungsvariablen im Vergleich zu Placebo. Die Gruppe 2 zeigte den größten Erfolg in der Behandlung, wenn auch der Unterschied zu den anderen beiden Zink-Gruppen nicht statistisch signifikant war.

Aber diese Arbeit lässt den Schluss zu, dass Zink eine ausschlaggebende Rolle bei Durchfall spielt, alleine und in Kombination mit andern Spurenelementen und/oder Vitaminen. Von daher ist es empfehlenswert, bei Kindern mit Durchfällen in erster Linie auf eine Zink-Supplementierung zu achten.

Zink-Mangel führt zu DNA-Schäden

A moderate increase in dietary zinc reduces DNA strand breaks in leukocytes and alters plasma proteins without changing plasma zinc concentrations, Sarah J Zyba, Swapna V Shenvi, David W Killilea, Tai C Holland, Elijah Kim, Adrian Moy, Barbara Sutherland,Virginia Gildengorin, Mark K Shigenaga, and Janet C King
https://www.childrenshospitaloakland.org/Uploads/Public/Documents/Media/PDF-Media/Am%20J%20Clin%20Nutr-2016-Zyba-ajcn.116.135327.pdf

In der Krankenhaus-Studie weisen Forscher die Wirkung einer Zink-Mangel-Diät auf die DNA nach. 18 Männer erhielten 6 Wochen lang weniger des Spuren-Elements als bei gewohnter Kost. Anschließend wurde die Zink-Zufuhr angehoben und die Unterschiede ermittelt. Dabei maßen die Wissenschaftler eine Vielzahl intrazellulärer Parameter von Leukozyten. Darunter waren Marker für DNA-Strangbrüche, oxidativen Stress und Entzündungen. Die aufwändigen Labor-Untersuchungen ergaben ein eindeutiges, für die Forscher überraschendes Ergebnis: Eine reduzierte Zink-Aufnahme führt zu messbaren DNA-Schäden, deren Wert sich bei normaler Ernährung sofort normalisiert. Einen günstigen Einfluss hatte eine optimale Zink-Versorgung auf die Proteine mit antioxidativen und immunologischen Funktionen. Diese intrazellulären Effekte korrespondierten nicht mit der Zink-Konzentration im Blut-Plasma.

Zink bei Babys und Säuglingen

Aber auch bei Neugeborenen mit einem signifikant niedrigem Geburtsgewicht scheint Zink gute Dienste zu leisten:

Effect of Zinc Supplementation on Growth in Very Low Birth Weight Infants. Ram Kumar und Ramji, Neonatal Division, Department of Pediatrics, Maulana Azad Medical College, New Delhi, India.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21546443

Auch diese Studie war eine randomisierte, doppelblinde, Placebo kontrollierte Studie, in der die Rolle von Zink auf das Wachstum, primär die Wachstumsgeschwindigkeit bei Säuglingen unter 3 Monaten mit sehr niedrigem Geburtsgewicht untersucht wurde. Die Studie nahm 101 Babys auf, die ein Geburtsgewicht von weniger als 1500 Gramm aufwiesen. 10 Probanden wurden nachträglich ausgeschlossen, da die Eltern ihre Zustimmung zur Teilnahme verweigerten.

Die verbliebenen 91 Säuglinge wurden zufallsbedingt unterteilt in 2 Gruppen, von der eine Gruppe 1 Milliliter Zink-Sulfat (entspricht 10 Milligramm elementarem Zink) täglich erhielt oder aber ein Placebo für die Dauer von 60 Tagen. Am Ende der Studie zeigte sich, dass die Verumgruppe ein signifikant höheres lineares Wachstum vorweisen konnte als die Placebogruppe (0,98 cm gegen 0,67 cm pro Woche). Dies zeigt den signifikanten Einfluss von Zink auf das Wachstum und die Entwicklung, gerade bei Säuglingen.

Zink-Mangel in armen Ländern

Aber sein Augenmerk „nur“ auf Zink zu lenken, ist nicht die Lösung dieser Probleme. Gerade in den Entwicklungsländern spielt bei Mangelerscheinungen eine Vielzahl von Faktoren, nicht nur der Zink-Mangel, eine Rolle bei der Ausbildung ernährungsbedingter Mangelerscheinungen. Von daher gilt es da, mehr als nur Zink zu supplementieren.

Unter den Mängeln an Mikronährstoffen ist bei Pflanzen der Zink-Mangel der Häufigste. Böden mit hohem pH-Wert weisen nur sehr wenig bis gar kein Zink auf. Solche Böden sind zu finden in der Türkei und Indien (etwa die Hälfte der beiden Regionen), einem Drittel von China, West-Australien etc.

So sind nicht nur Menschen durch einen Zink-Mangel gesundheitlichen Beeinträchtigungen ausgesetzt. Dies scheint für die Pflanzenwelt ebenso zu gelten. Daher dient die Düngung mit Zinkzusätzen auch der Gesundheit der Pflanzen.

Toxizität – Ist Zink “giftig”?

Zu viel ist schlecht, auch beim Zink. Denn eine exzessive Resorption von Zink blockiert die Kupfer- und Eisenresorption. Freie Zink-Ionen in Lösung sind hoch toxisch für Pflanzen, wirbellose Tiere und Fische. Denn, wie zuvor schon erwähnt, fungieren die Zink-Ionen als Lewis-Säuren, die ein starkes Oxidationspotential haben und damit wie freie Radikale wirken können. Die Magensäure enthält Salzsäure, die in der Lage ist, metallisches Zink aufzulösen und Zink-Chlorid zu bilden, das korrosiven Charakter hat.

Eine alte 1-Cent-Münze der Amerikaner nach 1982 enthält z.B. 97,5 Prozent Zink. Würde die aus Versehen verschluckt, dann käme es mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Schädigung der Magenschleimhäute, da die Magensäure sofort die „Produktion“ von aggressiven Zink-Chlorid und Zink-Ionen einleiten würde.

Inzwischen gibt es Berichte, dass ein Zink-Konsum von 100 bis 300 Milligramm pro Tag die Aufnahme von Kupfer so nachhaltig einschränkt, dass es zu einem Kupfermangel kommt. Die Folge ist dann das Gegenteil einer oft beabsichtigen Wirkung: Der Lymphozytenstimulationsindex sinkt und die Aktivität des Enzyms Superoxiddismutase wird abgeschwächt. Das antioxidative Protein ist für die Immun-Abwehr ebenfalls wichtig.

Aber auch niedrigere Konzentrationen können die Eisen– und Kupferresorption beeinträchtigen. Auch bei Pflanzen kommt es bei einer zu hohen Konzentration von Zink im Boden (500 ppm und mehr) zu einer Blockade der Resorption von anderen Mineralstoffen.

In den 1930er Jahren glaubte man in den USA, dass Zink-Gaben Polio-Infektionen (Kinderlähmung) günstig beeinflussen können. Es traten dabei vermehrt Störungen des Geruchsempfindens auf, die auf einer zinkbedingten Zerstörung der Nervenrezeptoren in der Nase beruhten. Ein Einfluss auf Polio konnte nicht nachgewiesen werden. 2009 empfahl die FDA, auf zinkhaltige Nasensprays zu verzichten.

Diese wurden als Erkältungssprays verkauft. Außerdem wurde der Verkauf eingestellt. Die FDA argumentierte, dass ein Verlust des Geruchssinns unter Umständen lebensgefährlich sein kann, wenn z.B. eine Bedrohung durch ausströmendes Gas oder Brände nicht geruchsmäßig mehr wahrgenommen werden kann.

Da Geschmack und Geruch nerval miteinander kombiniert sind, kann ein Betroffener auch verdorbene Speisen nicht sofort bemerken, was in einer Lebensmittelvergiftung enden könnte. Naja, so kann man bestimmte Dinge auch begründen…

Weitere Studien zum Zink-Mangel und medizinischen Wirkungen

Zink und Krebserkrankungen

Prostate cancer outcome and tissue levels of metal ions.
Sarafanov et al.
Division of Biophysical Toxicology, Department of Environmental and Infectious Disease Sciences, Armed Forces Institute of Pathology, Washington, District of Columbia.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21271612

Es gibt eine Reihe von Studien, die der Frage nachgehen, in welchem Zusammenhang Prostatakrebs und Kadmium, Eisen, Selen und Zink stehen. Aber es gibt nur wenige Daten zum möglichen Einfluss auf den Ausgang dieser Krebserkrankung. In dieser Studie wurden die Konzentrationen dieser Ionen in Proben von operativ entfernten Prostatae bestimmt, um eine mögliche Assoziation zwischen Ionen-Konzentration und Krankheitsverlauf zu untersuchen.

Insgesamt wurden Proben von 40 Präparaten untersucht. Es handelte sich dabei um Patienten mit einem wiederholt hohen PSA-Wert. Zusätzlich wurden 40 Proben von Patienten untersucht, die sich einer Prostataoperation unterzogen hatten, ohne dass wiederholt erhöhte PSA-Werte vorlagen. Untersucht wurden die Konzentrationen der oben aufgeführten Metalle in den Gebieten, die unmittelbar am Tumor lagen.

Patienten mit wiederholt hohem PSA zeigten 12 Prozent weniger Eisen und 21 Prozent weniger Zink in dem normal erscheinenden Gewebe in der Umgebung Tumors im Vergleich zum entsprechenden Gewebe der PSA-unabhängigen Gruppe. Bei beiden Gruppen waren die Kadmium- und Selenspiegel vergleichbar.

Daraus schlossen die Autoren, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen niedrigen Zink- und Eisen-Konzentrationen und Prostatakrebs, besonders seine rezidivierende Form. Ob diese neuen Funde den Grund zeigen oder nur eine Folge der aggressiven Tumore sind, können die Autoren nicht beantworten. Es bleibt auch noch offen, ob diese Befunde einen Einsatz von Eisen- und Zink-Supplementen als Therapie rechtfertigen.

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Zink und Diabetes

Effects of zinc and multimineral vitamin supplementation on glycemic and lipid control in adult diabetes.
Gunasekara et al.
Coronary Care Unit, Teaching Hospital, Karapitiya, Galle, Sri Lanka;
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21448322

Diese Studie untersuchte den Effekt von Zink mit und ohne zusätzliche Antioxidantien auf Blutglukose, Lipidprofil und Serumkreatinin bei erwachsenen Diabetikern in einer Langzeituntersuchung. In der Studie wurden 96 Patienten zufällig in 3 Gruppen aufgeteilt. Gruppe 1 erhielt ein orales Zinkpräparat – 22 Milligramm täglich – plus Multivitamine und Mineralien.

Gruppe 2 bekam Multivitamine und Mineralien ohne Zink und Gruppe 3 bekam ein entsprechendes Placebo für die Dauer von 4 Monaten. Blutproben wurden zu Beginn der Studie abgenommen und darauf folgend am Studienende. Es wurden respektive Nüchternwerte und postprandiale Werte erhoben. Außerdem wurde das glykolisierte Hämoglobin (HbA1C) bestimmt und die Serumkonzentrationen von Zink, Kreatinin und Lipiden.

Als Ergebnis ließ sich festhalten, dass Gruppe 1 (Zink mit Vitaminen und Mineralien) den deutlichsten Rückgang der Nüchternwerte des Blutzuckers aufzeigen konnte. Die Unterschiede zu den beiden anderen Gruppen war signifikant. Ebenso wurde der HbA1C-Wert signifikant vermindert. Die beiden anderen Gruppen zeigten keine signifikante Veränderung dieses Werts. Die Serumlipide veränderten sich signifikant in Gruppe 1 und 2 gegenüber Placebo.

Die Autoren schlossen aus ihren Beobachtungen, dass eine Gabe von Zink, Multivitaminen und Mineralien nützliche Effekte bei der Stoffwechselkontrolle von Diabetikern ausübt. Auffällig ist dabei, dass nur die Gruppe mit Zink-Gaben diese positiven Effekte zeigte. Gleiches gilt für die Lipide.

Zinc Status and Risk of Cardiovascular Diseases and Type 2 Diabetes Mellitus—A Systematic Review of Prospective Cohort Studies, Anna Chu, Meika Foster and Samir Samman
https://www.mdpi.com/2072-6643/8/11/707

Die Meta-Studie befasst sich mit 14 Einzelstudien über den Zusammenhang zwischen Zink-Status und kardiovaskulären Erkrankungen sowie Diabetes Typ 2. Herz-Kreislauf-Erkrankungen waren nicht eindeutig mit Zink-Mangel assoziiert. Nur in den Risiko-Gruppen ermittelten die Wissenschaftler eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für akute kardiovaskuläre Ereignisse unter Zink-Mangel-Bedingungen.

Betroffen sind Menschen, die an Diabetes Typ 2 oder bereits an Gefäßveränderungen leiden. Bei diesen Patienten wirkt sich ein leicht erhöhter Zink-Serum-Spiegel vorteilhaft aus. Zu folgern ist, dass eine Zink-Supplementierung die Folgeerkrankungen durch Diabetes mildern könnte.

Zink und Störungen des Immun-System

Meenu Singh, Rashni R Das
Zinc for the common cold
Cochrane Acute Respiratory Infections Group: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14651858.CD001364.pub4/full

Die Meta-Studie umfasst 18 Forschungsarbeiten zur Wirkung von Zink bei Erkältungen im Anfangsstadium sowie zur Prophylaxe. Ausgehend von der Beobachtung, dass Zink-Ionen die Viren-Replikation in den Zellen der Atemwegsschleimhaut unterdrücken, wurde der Gesamt-Effekt auf den Erkältungsverlauf untersucht.

In den ersten 24 Stunden einer Erkältung verkürzen Zink-Präparate die Erkrankungsdauer. Während einer 5 Monate langen Zink-Supplementierung erkrankten weniger Studien-Teilnehmer als in den Placebo-Gruppen. Zink verringerte die Zahl der Krankschreibungen und die Notwendigkeit von Antibiotika-Gaben, die durch sekundäre Infektionen erforderlich waren.

Die Aussagen treffen allerdings nicht für chronisch Kranke zu, die beispielsweise an Asthma oder einer Immunschwächekrankheit leiden. Solche Patienten waren in den analysierten Studien nicht erfasst.

Zur Diskussion steht auch die Wirksamkeit der unterschiedlichen Zink-Präparate, die in den Studien eingesetzt wurden. Denn nicht alle Zusammensetzungen führen zur ausreichenden Resorption des Metalls. Hier spielt die physiologische Löslichkeit die entscheidende Rolle.

Hier erwiesen sich Zink-Gluconat und Zink-Acetat in Lutschbonbons und Zink-Sulfat in Sirup oder Tabletten in der Behandlung der Erkältung am effektivsten. Lutschtabletten haben jedoch einen psychologischen Nachteil: Ihr unangenehmer Geschmack kann Übelkeit verursachen, was bei den Patienten auf Ablehnung stößt.

Die Zink-Resorption bei der Medikation mit Zink-Glycinat und Zink-Zitrat ist am geringsten. Die beiden organischen Liganden bilden Komplexe, die das Spurenelement nicht kaum freigeben.

Treating the Common Cold. Ill. J. Nurse Pract. 8:77-88, Chicago, IL 2004.Covington, TR

Hier wird beschrieben, wie Zink-Mangel bei Erkältungen zur herabgesetzten Geruchs- und Geschmackswahrnehmung führen kann. Die Zink-abhängige Carboanhydrase VI (CA VI) ist (unter anderem) ein Wachstums-Faktor für sensorische Zellen. Gleichzeitig spielt das Enzym für den programmierten Zelltod eine Rolle. Wird zu wenig CA VI produziert, kommt es zu vermehrtem Zelltod und der Körper kann die sensorischen Zellen nicht mehr ausreichend ersetzen. Dies könnte erklären, warum Zink-Mangel die Erkältungs-Symptome verstärkt.

Zinc and immune function: the biological basis of altered resistance to infection. A. H. Shankar and A. S. Prasad, The American Society for Clinical Nutrition
https://ajcn.nutrition.org/content/68/2/447S.abstract

Die Studie beschreibt die Funktionen von Zink im Immun-System anhand von Immun-Störungen bei Zink-Mangel. Grundsätzlich wirkt sich eine Unterversorgung mit dem Spuren-Element zweifach aus: Durch eine geschwächte Haut-Barriere und durch Fehl-Regulationen im genetischen Stoffwechsel weißer Blutkörperchen. Zink-Mangel schädigt die unspezifische Immun-Antwort durch Beeinträchtigung der neutrophilen Granulozyten und der natürlichen Killerzellen (NK-Zellen).

Die NK-Zellen phagozytieren („fressen“) Virus-infizierte und entartete Körperzellen (Krebs!). Zudem ist das Wachstum der T- und B-Lymphozyten gehemmt, wodurch der Körper weniger Immunglobuline (Antikörper), besonders vom G-Typ, produziert. Die Ursache dieser Störungen liegt in der Bedeutung von Zink in der DNA-Replikation und der RNA-Transkription, die für die Protein-Biosynthese erforderlich ist.

Teilung und Wachstum von Zellen sind daher Zink-abhängig und auch die Aufrechterhaltung aller Zell-Funktionen bis zum Überleben einer Zelle schlechthin. Zink-Mangel beschleunigt den programmierten Zelltod (Apoptose).

COVID-19: Poor outcomes in patients with zinc deficiency, Dinesh Jothimani et al., NCBI, Published online 2020 Sep 10. doi: 10.1016/j.ijid.2020.09.014

In der Arbeit untersuchten die Wissenschaftler den Einfluss von Zink auf den Verlauf einer COVID-19-Infektion. Unter den 47 behandelten Patienten wurde bei 27 ein Zink-Mangel festgestellt. Genau diese Menschen durchlebten die Erkrankung mit erheblichen Komplikationen. Dazu zählten Luftnot sowie ein verlängerter Krankenhausaufenthalt. Oft war eine Corticoid-Therapie erforderlich und auch die Sterblichkeit war in dieser Gruppe höher als bei Patienten mit normalem Zink-Level.

Zinc increases ciliary beat frequency in a calcium-dependent manner, Bradford A Woodworth et al., NCBI, PMID: 20109308, DOI: 10.2500/ajra.2010.24.3379

Diese Studie weist auf einen weiteren Effekt hin, wie Zink Atemwegserkrankungen lindern kann. Die Wissenschaftler untersuchten die Reaktion von isolierter Bronchien-Schleimhaut aus Mäusen. Dabei stellten die Forscher fest, dass Zink in Anwesenheit von Calcium die Schlag-Frequenz der epithelialen Zilien erhöht. Die Zellorganellen dienen dem Abtransport von Fremdkörpern wie auch Krankheitserregern aus den Atemwegen. Eine andere Studie belegt auch die Anregung des Wachstums und die Steigerung der Zilien-Länge:

Zinc Supplementation Effect on the Bronchial Cilia Length, the Number of Cilia, and the Number of Intact Bronchial Cell in Zinc Deficiency Rats, Andy Darma et al., The Indonesian Biomedical Journal, Vol 12, No 1 (2020): https://www.inabj.org/index.php/ibj/article/view/998
Zinc deficiency impairs interferon-γ production on post-transcriptional level, Vera Rodenkirchen et al., Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, https://doi.org/10.1016/j.jtemb.2020.126598

Das Zytokin Interferon-γ (IFN-γ) kann der Körper nur im funktionell wirksamen Zustand herstellen, wenn ausreichend Zink vorhanden ist. Dieser Mediator des Immunsystems hat wichtige Bedeutung für die Bekämpfung intrazellulärer Krankheitserreger.

Zink und Netzhaut-Erkrankungen

Zinc deficiency and oxidative stress in the retina of pigmented rats. Miceli MV, Tate DJ Jr, Alcock NW, Newsome DA.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10235558

Die Studie untersucht die Auswirkungen von Zink-Mangel auf die Netzhaut von Ratten. Erhalten die Nager wenig Zink mit dem Futter, steigen die Marker für oxidativen Stress in der Retina. Die Konzentration der Metall-Thioneine in der Netzhaut sinkt, wohingegen aggressive Oxidantien zunehmen.

Die Forscher maßen den Gehalt an reaktiven Substanzen aus der Gruppe der retinalen Thiobarbitur-Säuren (Thiobarbituric reactive substances, TBARS). Diese Werte waren stark erhöht. Es besteht also die Gefahr, dass bei Zink-Mangel der photosensorische Komplex in Mitleidenschaft gezogen wird. Nicht beweisen, aber angenommen werden kann, dass Zink-Mangel bei der Entstehung der Makula-Degeneration eine Rolle spielt.