Spurenelemente ABC

Bild von Daniel Reche auf Pixabay

Als Spurenelemente oder auch Mikroelemente bezeichnet man Elemente, die für ein Lebewesen – umgangssprachlich meist auf den Menschen bezogen – (essentiell) nötig sind und in Massenanteilen von weniger als 50 mg/kg im Organismus vorkommen, im Unterschied zu den Mengenelementen. Bei Konzentrationen von weniger als 1 µg/kg wird gelegentlich auch von Ultra-Spurenelementen bzw. Ultramikroelementen gesprochen. Spurenelemente gehören zu den essentiellen Mikronährstoffen. In der Geologie werden Stoffanteile und Begleitelemente geringer Konzentrationen als Spurenelemente bezeichnet.

Eigenschaften

Eine zu geringe Menge oder sogar das Fehlen essentieller Spurenelemente kann in Lebewesen Mangelerkrankungen hervorrufen. Bekannte Mangelerscheinungen sind die Anämie bei Eisenmangel oder Stoffwechselstörungen bei Iodmangel. Umgekehrt können auch zu hohe Mengen zu nachteiligen Folgen führen oder, wie bei jedem natürlich vorkommenden Stoff, ab einer bestimmten Dosis giftig wirken. So kann eine Fluorose durch zu hohe Fluoridzufuhr entstehen.

Gründe für eine Unterversorgung mit Spurenelementen können sein:

  • Ernährungsgewohnheiten
  • Regionale Gegebenheiten (z. B. das Vorkommen im Ackerboden)
  • vermehrte Ausscheidung, etwa durch Schwitzen oder Durchfallerkrankungen
  • Stoffwechselerkrankungen

In der Biologie wird auch Eisen wegen seiner Wirkungsweise zu den Spurenelementen gezählt, obwohl im Menschen 60 mg/kg enthalten sind.

Bedeutung für den Menschen

Für den Menschen essentielle Spurenelemente (und Ultra-Spurenelemente) sind:

Spurenelement
  • Chrom (Cr)
  • Cobalt (Co)
  • Eisen (Fe)
  • Fluor (F), Aufnahme als Fluorid (F)
  • Iod (I), Aufnahme als Iodid (I)
  • Kupfer (Cu)
  • Mangan (Mn)
  • Molybdän (Mo)
  • Selen (Se)
  • Silicium (Si)
  • Zink (Zn)

Für den Menschen möglicherweise essentielle Spurenelemente sind:

  • Arsen (As)
  • Nickel (Ni)
  • Rubidium (Rb)
  • Zinn (Sn)
  • Vanadium (V)

Für eine Reihe von Ultra-Spurenelementen (Bor, Brom, Cadmium, Blei, Lithium) ist bis heute ungeklärt, ob sie akzidenteller („zufälliger“) Bestandteil des Menschen sind oder ob ihnen tatsächlich eine physiologische Funktion zukommt.

Element Gute Quelle Bedeutung für den Körper Empfohlene Zufuhr pro Tag
Chrom Fleisch, Vollkornprodukte, Pflanzenöle, Bier (In Westeuropa ist Stahl (Verarbeitung, Kochgeschirr) die wichtigste Quelle) ungeklärt/umstritten, Glucosestoffwechsel 20–100 µg (Schätzwert), 30–140 µg
Cobalt Tierische Produkte aller Art, Sauergemüse Bestandteil von Cobalamin (Vitamin B12), nur als solcher essentiell 0,2 µg, keine Empfehlung
Eisen Schweineleber, Sauerkraut (Der früher empfohlene Spinat hat zwar einen hohen Eisengehalt, wegen der ebenfalls enthaltenen Oxalate und Tannine kann dieses Eisen aber nur in geringem Maß aufgenommen werden. Eisen aus pflanzlichen Nahrungsmitteln wird allgemein schlechter resorbiert, durch gleichzeitige Aufnahme von reduzierenden Nahrungsbestandteilen, insbesondere Ascorbinsäure (Vitamin C), kann die Resorptionsrate bei pflanzlichem Eisen aber bis zum siebenfachen erhöht und dieser Nachteil überkompensiert werden Bestandteil vieler Enzyme und z. B. des Hämoglobins 10–15 mg
Fluorid Schwarztee, künstliche Zusätze (Salz, Wasser) Härtung des Zahnschmelzes, Osteoporosetherapie. Essenzielle Wirkung ungeklärt/umstritten, möglicherweise wachstumsbeeinflussend bei Kindern 2,9–3,8 mg
Iod Meeresfische, Krustentiere, essbare Algen Bestandteil der Schilddrüsenhormone 200 µg
Kupfer Vollgetreide, Nüsse, Kakao, einige grüne Gemüse, Innereien von Wiederkäuern, Fische und Schalentiere Bestandteil zahlreicher Redoxenzyme 1–1,5 mg
Mangan Schwarztee, Nüsse, Vollgetreide und grünes Blattgemüse Aktivator und Bestandteil zahlreicher Enzyme → antioxidativer Metabolismus, Knorpel- und Knochensynthese, Gluconeogenese 1 mg, 2–5 mg
Molybdän Allgegenwärtig (ubiquitär) Bestandteil des universellen Molybdän-Cofaktors 50–100 µg
Nickel   Bestandteil der Urease, der Methyl-Coenzym-M-Reduktase, manchen Hydrogenasen, der Kohlenmonoxid-Dehydrogenase[8] 25–30 µg
Selen Tierische Proteine aus selengefütterten Nutztieren (Mitteleuropa) → Eier, Fleisch Bestandteil von 30–50 Selenoproteinen wie der Glutathionperoxidase 1,5 µg/kg, 30-70 µg
Silicium Hirse, Bier essentieller Bestandteil der Mucopolysaccharide in Epithelien und Bindegewebe[10][11] Etwa 1,4 g im menschlichen Körper.[12] 30 mg
Vanadium Hülsenfrüchte, Nüsse, Meeresfrüchte verschiedene Wirkungen im Körper, etwa Stimulierung der Glykolyse in der Leber, Hemmung der Gluconeogenese – Essenzialität ungeklärt <10 µg
Zink Tierische Lebensmittel, vor allem Käse, Innereien, Muskelfleisch, einige Fischsorten und besonders Schalentiere Zinkabhängige Enzyme sind an nahezu allen Lebensvorgängen, z. B. Synthese von Kollagen, Thymulin, Testosteron oder Abbau von Alkohol durch Alkoholdehydrogenase, beteiligt 12–15 mg, 7–10 mg

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