Wichtige Mineralien

Die wichtigsten Mineralien sind Kalzium, Phosphor, Magnesium, Schwefel, Kalium, Natrium und Chlor.

• Kalzium

Calcium ist eines der am besten erforschten Mineralstoffe im menschlichen Körper. Es macht etwa 40 % der Gesamtmenge aller Mineralstoffe aus. 99 % des Calciums sind in Knochen und Zähnen enthalten, das restliche 1 % verteilt sich in extrazellulären Flüssigkeiten, intrazellulären Strukturen, Zellmembranen und verschiedenen Weichteilen.

Die Hauptfunktionen von Kalzium sind:

• Knochenstoffwechsel;
• Blutgerinnung;
• neuromuskuläre Erregbarkeit;
• Zelladhäsion;
• Übertragung von Nervenimpulsen;
• Erhaltung und Funktion der Zellmembranen;
• aktive Reaktion von Enzymen und Sekretion von Hormonen.

Kalziumhomöostase. Serumkalziumspiegel im Bereich von 2,2–2,5 mmol/kg werden durch Parathormon (PTH), Vitamin D und Calcitonin reguliert. Sinkt der Kalziumspiegel unter den Normalwert, erhöht PTH die Calcitriolsynthese in den Nieren, was zu folgenden Ereignissen führt:

• erhöhte Kalziumresorption in den Nieren;
• Erhöhung der Kalziumaufnahme im Darm;
• erhöhte Aktivität der Osteoklasten in den Knochen (Freisetzung von Kalzium in den Blutkreislauf).

Wenn der Serumkalziumspiegel höher als normal ist, verursacht Calcitonin die folgenden Phänomene:

• erhöhte Kalziumausscheidung durch die Nieren;
• verminderte Aufnahme von Kalzium im Darm;
• verringerte Osteoklastenaktivität.

Durchschnittliche Kalziumaufnahme. Frauen nehmen im Allgemeinen weniger Kalzium zu sich als Männer.

Die Hälfte aller Teenager-Mädchen nimmt weniger als zwei Drittel der empfohlenen Dosis zu sich.

Die Hälfte der erwachsenen Frauen nimmt weniger als 70 % der empfohlenen Dosis ein.

Der durchschnittliche Kalziumbedarf von Frauen im Alter von 20 bis 29 Jahren beträgt 778 mg pro Tag.

Für Frauen über 65 Jahre beträgt der übliche Tagesbedarf 600 mg pro Tag.

Bei körperlicher Aktivität führt eine Kalziumaufnahme unter der Norm zu negativen Auswirkungen auf den Körper, da Kalzium über Schweiß und Urin ausgeschieden wird. Die Anwendung enthält Kalziumstandards.

Empfehlungen für körperlich aktive Personen. Körperlich aktive Personen sollten mindestens die empfohlene Kalziummenge zu sich nehmen. Bei starkem Schwitzen und/oder körperlicher Betätigung bei Hitze ist der Kalziumbedarf höher als die empfohlene Menge, da durch den Schweiß viel Kalzium verloren geht.

Quellen: Milchprodukte enthalten den höchsten Kalziumgehalt. Bei einer unzureichenden Kalziumaufnahme über die Nahrung sind Kalziumcitrat- oder Kalziumkarbonatpräparate am besten geeignet. Kalziumpräparate mit Knochenmehl, Austernschalen und Haiknorpel sollten aufgrund ihres hohen Bleigehalts, der toxische Wirkungen im Körper haben kann, vermieden werden. Kalziumpräparate werden am besten aufgenommen, wenn sie in Dosen von 500 mg oder weniger zwischen den Mahlzeiten eingenommen werden. Ältere Erwachsene, die möglicherweise an Achlorhydrie leiden, sollten Kalziumkarbonat am besten zusammen mit der Nahrung einnehmen. Kalziumcitrat benötigt keine Magensäure für eine optimale Aufnahme und gilt daher als das beste Kalziumpräparat für ältere Frauen.

Faktoren, die die Kalziumaufnahme beeinflussen. Verschiedene Faktoren können die Kalziumaufnahme hemmen oder fördern. Eine protein- und natriumreiche Ernährung erhöht die Kalziumausscheidung im Urin. Obwohl Phosphor den Kalziumverlust im Urin reduzieren kann, können hohe Phosphorwerte zu Hyperparathyreoidismus und Knochenschwund führen. Ballaststoffe und Koffein haben kaum negative Auswirkungen auf den Kalziumverlust; eine Tasse Kaffee führt zu einem Verlust von 3,5 mg Kalzium, der durch Milchzufuhr ausgeglichen werden kann. Phytine reduzieren jedoch die Kalziumaufnahme stark, und Oxalate verringern die Bioverfügbarkeit erheblich. Umgekehrt fördern Vitamin D, Laktose, Glukose sowie ein gesundes Verdauungssystem und ein hoher Nährstoffbedarf (z. B. in der Schwangerschaft) die Kalziumaufnahme.

• Phosphor

Phosphor ist das zweithäufigste Mineral im menschlichen Körper. Etwa 85 % davon befinden sich in Knochen, hauptsächlich in Form von Hydroxylapatitkristallen. Phosphor ist essentiell für die Knochenmineralisierung bei Tieren und Menschen. Selbst bei hohem Calcitriolspiegel kann bei Phosphormangel Rachitis auftreten. Obwohl Phosphor für das Knochenwachstum essentiell ist, kann ein Phosphorüberschuss Skeletterkrankungen verursachen, insbesondere bei geringer Kalziumaufnahme. Überschüssiger Phosphor und Protein korrelieren negativ mit der Knochenmineraldichte.

Eine hohe Phosphorzufuhr senkt den Serumkalziumspiegel, insbesondere bei niedriger Phosphorzufuhr, da Phosphor am Kalziumtransport in Weichteile beteiligt ist. Die daraus resultierende Hypokalzämie aktiviert die Parathormonsekretion, die den Knochenkalziumverlust (Resorption) erhöht und so die Serumkalziumhomöostase aufrechterhält. Eine hohe Phosphorzufuhr kann zudem die Vitamin-D-Produktion verringern, was die Kalziumaufnahme weiter beeinträchtigt und sekundären Hyperparathyreoidismus verursacht. Optimale Zufuhr: Die Phosphorzufuhrwerte sind im Anhang aufgeführt. Die Phosphorzufuhr übersteigt in der Regel die empfohlenen Werte. Für Frauen im Alter von 20–29 Jahren liegt die durchschnittliche Phosphorzufuhr bei 1137 mg/Tag.

Empfehlungen für körperlich aktive Menschen. Die meisten Menschen nehmen ausreichend Phosphor über die Nahrung auf, insbesondere über Erfrischungsgetränke, die viel Phosphat enthalten und meist Milch ersetzen. Eine übermäßige Phosphorzufuhr wird zunehmend besorgniserregend. Retrospektive Studien von Wyshak et al. zeigen, dass Sportler, die kohlensäurehaltige Getränke trinken, häufiger Knochenbrüche erleiden als diejenigen, die selten oder nie kohlensäurehaltige Getränke trinken. Der 300-prozentige Anstieg des Konsums kohlensäurehaltiger Getränke in den letzten drei Jahrzehnten, verbunden mit einem Rückgang des Milchkonsums, kann daher zu ernsthaften gesundheitlichen Komplikationen führen.

Eine weitere Möglichkeit, wie Sportler überschüssigen Phosphor aufnehmen, ist die sogenannte „Phosphat-Loading“. Diese „Loading“ soll die Bildung von Wasserstoffionen reduzieren, die während des Trainings zunehmen und sich negativ auf die Energieproduktion auswirken. Die ergogene Wirkung der Phosphat-Loading-Menge ist fraglich; hart trainierende Sportler können jedoch von einer Dosisanpassung profitieren. Es wurden keine langfristigen negativen Auswirkungen der Phosphat-Loading-Menge auf die Knochenmineraldichte dokumentiert. Phosphor kommt am häufigsten in Proteinen vor.

• Magnesium

Etwa 60–65 % des gesamten Magnesiums im menschlichen Körper befinden sich in den Knochen, etwa 27 % in den Muskeln, 6–7 % in anderen Zellen und 1 % in der extrazellulären Flüssigkeit. Magnesium spielt eine wichtige Rolle bei verschiedenen Stoffwechselprozessen, wie z. B. der Mitochondrienfunktion, der Protein-, Lipid- und Kohlenhydratsynthese, dem Energietransfer und der neuromuskulären Koordination. Standards für Magnesium finden Sie im Anhang.

Empfehlungen für körperlich aktive Personen. Die Magnesiumausscheidung über Urin und Schweiß kann bei sportlicher Betätigung erhöht sein. Eine Tennisspielerin mit Magnesiummangel erhielt täglich 500 mg Magnesiumgluconat, was ihre Muskelkrämpfe linderte [96]. Sportler, die täglich intensiv trainieren, insbesondere bei Hitze, und zu wenig Kilokalorien zu sich nehmen, verlieren große Mengen Magnesium über den Schweiß. Die klinischen Anzeichen eines Magnesiummangels – Muskelkrämpfe – sollten beobachtet werden. Magnesiummangel während körperlicher Betätigung ist jedoch eher die Ausnahme als die Regel. Tabelle 5.6 listet einige magnesiumhaltige Nahrungsmittel auf.

• Schwefel

Schwefel liegt im menschlichen Körper in nichtionischer Form vor und ist Bestandteil einiger Vitamine (z. B. Thiamin und Biotin), Aminosäuren (z. B. Methionin und Cystin) und Proteine. Er trägt außerdem zum Säure-Basen-Haushalt bei. Bei gedecktem Proteinbedarf ist keine spezielle Schwefeldiät erforderlich, da Schwefel in proteinhaltigen Lebensmitteln enthalten ist.

Empfehlungen für körperlich aktive Personen. Es liegen keine Daten zum Einfluss von Schwefel auf die Leistung oder dessen Verlust bei körperlicher Aktivität vor. Quellen. Schwefel ist in proteinreichen Lebensmitteln enthalten.

• Kalium

Kalium ist einer der drei Hauptelektrolyte und das wichtigste intrazelluläre Kation. Die Gesamtkaliummenge im menschlichen Körper beträgt etwa 3000–4000 mmol (1 g entspricht 25 mmol). Die Aufrechterhaltung der intrazellulären Ionenstärke und des transmembranären Ionenpotentials sind zwei der Hauptaufgaben von Kalium im Körper.

Optimale Zufuhr. Es gibt keine empfohlene Tagesdosis oder Norm für Kalium. Der geschätzte Mindestbedarf von 1989 gilt noch heute und beträgt 2000 mg pro Tag.

Empfehlungen für körperlich aktive Personen. Es wurden mehrere Studien zum Elektrolythaushalt von Kalium durchgeführt. Nach einem 42,2 km langen Lauf stiegen die Kaliumkonzentrationen im Plasma von Läufern signifikant an, was durch eine Verschiebung von Kalium vom intrazellulären in den extrazellulären Raum erklärt wird. Darüber hinaus berichteten Zjungberg et al. über einen signifikanten Anstieg der Kaliumkonzentrationen im Speichel von Marathonläufern, die eine Stunde nach dem Marathon wieder auf den Ausgangswert zurückkehrten. Millard-Stafford et al. stellten außerdem fest, dass Läuferinnen nach einem 40 km langen Lauf unter heißen und feuchten Bedingungen einen stärkeren Anstieg des Serumkaliums aufwiesen als Läufer. Daher ist eine Verschiebung des Serumkaliums in den extrazellulären Raum während und unmittelbar nach dem Training wahrscheinlich. Diese Verschiebung ist jedoch wahrscheinlich vorübergehend, da die meisten Studien eine Rückkehr zum Ausgangswert der extrazellulären Kaliumkonzentrationen im Serum eine Stunde oder mehr nach dem Training berichten. Eine vorübergehende Kaliumverschiebung kann zu einer höheren Kaliumaufnahme als empfohlen bei körperlich aktiven Personen führen. Ein Kaliumüberschuss oder -mangel im menschlichen Körper kann die Zellfunktion beeinträchtigen. Wenn die Kaliumverschiebung nicht vorübergehend ist, kann sie schwerwiegende Folgen haben. Da Kalium jedoch in allen Lebensmitteln enthalten ist, ist eine zusätzliche Einnahme nicht erforderlich. Darüber hinaus kommt es bei leichter körperlicher Aktivität (Spazierengehen, Gartenarbeit, Aufwärmjoggen) zu keiner signifikanten Verschiebung der Serumkaliumkonzentration.

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