Der Einfluss von Mikronährstoffen auf Gesundheit und Krankheit

Die Rolle der Mikronährstoffe bei der Optimierung der Gesundheit und der Vorbeugung oder Behandlung von Krankheiten ist in den letzten Jahren anerkannt worden. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass das Wissen und das Verständnis für die biochemischen Funktionen dieser Nährstoffe und ihre Beziehung zu Gesundheit und Krankheit zugenommen haben.

So wichtig ein ausgeglichenes Energie- und Makronährstoffgleichgewicht für die Gesundheit eines Menschen ist, so wichtig ist auch ein ausgeglichenes Mikronährstoffgleichgewicht. Daher werden wir in diesem Artikel die physiologische Rolle von Mikronährstoffen, ihre Nahrungsquellen, Mikronährstoffmängel, ihre Auswirkungen auf die Körperfunktionen und die allgemeine Gesundheit sowie die Mikronährstoffsupplementierung bei bestimmten Bevölkerungsgruppen, wie z. B. Sportlern, erörtern.

Mikronährstoffe sind essenzielle Vitamine und Mineralien, die alle normalen Zell- und Stoffwechselfunktionen aufrechterhalten. Die benötigten Mengen an Mikronährstoffen sind zwar minimal, aber ihre Auswirkungen auf die Gesundheit des Körpers sind entscheidend, und ein Mangel an Mikronährstoffen kann eine Reihe von negativen Auswirkungen auf die Gesundheit haben und sogar lebensbedrohliche Zustände verursachen.

Vitamine

Vitamine sind organische Verbindungen, die der menschliche Körper nicht synthetisieren kann, mit Ausnahme von Vitamin D, das durch die Sonneneinstrahlung auf die Haut gebildet wird, Niacin, das aus der Aminosäure Tryptophan gewonnen wird, und den Vitaminen K und Biotin, die von der Darmmikrobiota synthetisiert werden. Alle übrigen Vitamine müssen also über die Nahrung aufgenommen werden. Die Vitamine werden nach ihrer Löslichkeit in fettlösliche Vitamine, d. h. die Vitamine A, D, E und K, und wasserlösliche Vitamine, d. h. die B-Vitamine und Vitamin C, eingeteilt. 

Mineralien

Mineralien sind anorganische Stoffe, die das physiologische Funktionieren unterstützen und für das menschliche Leben notwendig sind. Der Mensch kann sie nicht selbst herstellen, daher stammen die meisten aus dem Verzehr von Pflanzen und Tieren sowie aus dem Trinkwasser. Der menschliche Körper verfügt über fünf wichtige Mineralien: Kalzium, Phosphor, Kalium, Natrium und Magnesium. Alle übrigen Mineralien werden als Spurenelemente bezeichnet: Eisen, Chlorid, Kobalt, Kupfer, Zink, Chrom, Mangan, Molybdän, Jod und Selen. 

Mikronährstoffe haben verschiedene Funktionen im Körper. Sie sind an Hunderten von biologischen Prozessen beteiligt, unter anderem an der Energiespeicherung und -produktion, dem Proteinstoffwechsel, Entzündungen, dem Knochenstoffwechsel, der Herz-Kreislauf-Funktion, dem Sauerstofftransport, der Immunfunktion, der Gewebereparatur, dem Wachstum und der Entwicklung. Genauer gesagt sind Spurenelemente Kofaktoren für Enzyme, die an der Energieerzeugung und an Redoxprozessen beteiligt sind, d. h. an der Erzeugung und Beseitigung reaktiver Sauerstoffspezies während des Zellstoffwechsels. Darüber hinaus sind viele B-Vitamine als Coenzyme an Stoffwechselprozessen beteiligt, die für die Durchführung dieser Reaktionen erforderlich sind. Außerdem sind Mineralstoffe Transkriptionskontrollfaktoren, die an die DNA binden und die Synthese von Hormonrezeptoren und anderen Proteinen regulieren. Schließlich haben viele Mikronährstoffe, wie die Vitamine A, C und E, direkte antioxidative Eigenschaften. Daher können sie reaktive Sauerstoffspezies direkt abfangen und die durch sie verursachten oxidativen Schäden begrenzen.

Obwohl Mikronährstoffe nur in geringen Mengen benötigt werden, müssen sie dennoch über die Nahrung aufgenommen werden. Im Rahmen einer gemischten Ernährung liefern fünf Portionen Obst und Gemüse pro Tag im Allgemeinen ausreichende Mengen an allen Spurenelementen und Vitaminen. Einige Mikronährstoffe sind jedoch hauptsächlich in tierischen Produkten wie Fleisch, Fisch, Eiern und Milchprodukten enthalten. Dazu gehören Zink, Eisen, die Vitamine B3 (Niacin), B12 und A. Außerdem gibt es Mikronährstoffe wie Zink und Eisen, die zwar in pflanzlichen Lebensmitteln reichlich vorhanden, aber weniger bioverfügbar sind. Insbesondere Phytate, Ballaststoffe und Lignane, Verbindungen, die vor allem in Vollkornprodukten, Hülsenfrüchten, Nüssen und Samen vorkommen, beeinträchtigen ihre Aufnahme, so dass es schwieriger wird, ihren täglichen Bedarf allein durch den Verzehr dieser Lebensmittel zu decken.

Der Ernährungszustand eines Mikronährstoffs kann entlang eines Kontinuums von Mangel bis Überschuss charakterisiert werden. Mikronährstoffdefizite sind eine Form der Unterernährung. Sie entstehen durch eine unzureichende Aufnahme, eine gestörte Absorption und einen erhöhten Bedarf aufgrund von Schwangerschaft, Infektionen, akuten Erkrankungen, Operationen oder Entzündungen. Mikronährstoffmängel sollten schnell erkannt und behandelt werden, da sie nachweislich für viele schwere Gesundheitsstörungen verantwortlich sind, darunter Infektionen, angeborene Behinderungen, Krebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Osteoporose. Die häufigsten Mikronährstoffmängel, die auch in der Öffentlichkeit am meisten Besorgnis erregen, sind folgende: Eisen, Vitamin A, Vitamin D, Jod, Folsäure, Zink und Vitamin B12. 

Eine Grundregel für eine ernährungsphysiologisch angemessene Ernährung ist der Grundsatz, dass sie eine Vielzahl von Lebensmitteln aus verschiedenen Lebensmittelgruppen enthalten muss. Daher könnte die Aufnahme von Mikronährstoffen bei einer restriktiven Ernährung oder einer Ernährung, bei der eine bestimmte Lebensmittelgruppe vollständig ausgeschlossen wird, verbessert werden. So erhöhen beispielsweise vegane und vegetarische Ernährungsweisen, die alle tierischen Lebensmittel ausschließen, das Risiko eines Mangels an Eisen, Zink und Vitamin B, insbesondere B12. Auch extrem energiebeschränkende Diäten, wie z. B. sehr kalorienarme Diäten (Very Low Calorie Diet, VLCD) oder kalorienarme Diäten (Low Calorie Diet, LCD), die von Personen, die schnell abnehmen wollen, unbeaufsichtigt durchgeführt werden, führen zu einem erhöhten Mikronährstoffmangelrisiko. Daher ist es immer ratsam, dass Personen, die eine Gewichtsabnahme anstreben oder generell ihre Ernährungsgewohnheiten ändern wollen, indem sie Ernährungsmuster einführen, die ganze Lebensmittelgruppen ausschließen, wie z. B. die vegane Ernährung, sich von einem zugelassenen Ernährungsberater beraten lassen, um die Gefahr eines Nährstoffmangels auszuschließen. 

In der Regel versorgt der langfristige Verzehr einer ausgewogenen Ernährung eine gesunde Person mit ausreichenden Mengen aller Mikronährstoffe für normale Körperfunktionen; daher besteht in solchen Fällen kein zusätzlicher Nutzen einer Mikronährstoffergänzung. Im Gegenteil, eine Supplementierung von Mikronährstoffen in Mengen, die über die Referenznährstoffzufuhr (RNI) hinausgehen, wenn es keine Hinweise auf eine unzureichende Mikronährstoffzufuhr gibt, kann schädlich sein, insbesondere bei Mikronährstoffen, die im Körper gespeichert werden, wie z. B. die fettlöslichen Vitamine. Insbesondere haben Untersuchungen gezeigt, dass höhere Dosen der Vitamine E und A die Gesamtmortalität bzw. die Lungenkrebsrate erhöhen. Daher ist ein klinischer Nutzen am wahrscheinlichsten bei Menschen, die stark dezimiert sind und bei denen ein Risiko für Komplikationen besteht. Dies ist besonders wichtig, wenn man bedenkt, dass vor allem Personen, die ins Fitnessstudio gehen oder Sport treiben, dazu neigen, Mikronährstoffe zu Leistungszwecken zu supplementieren, obwohl eine solche Routine keinen Nutzen bringt.

Tabelle 1

Dennoch können Profisportler tatsächlich einen erhöhten Bedarf an Mikronährstoffen haben. Dazu gehören u. a. Athleten mit hohen Schweiß- und Urinverlusten, die einem erhöhten Risiko für Elektrolyt- (Natrium, Kalium, Magnesium) und Zinkmangel ausgesetzt sind, Athleten mit geringer Energiezufuhr, wie z. B. Turnerinnen oder Athleten in Sportarten mit Gewichtsklassen, die einem erhöhten Risiko für Eisenmangel ausgesetzt sind (Triaden-Syndrom bei weiblichen Athleten), vegane/vegetarische Athleten, die dem Risiko eines Vitamin-B12-Mangels ausgesetzt sind, und Athleten, die Wintersport betreiben oder überwiegend in der Halle trainieren, die einem Risiko für Vitamin-D-Mangel ausgesetzt sind. Eine Mikronährstoffergänzung ist für diese Personen von Vorteil und manchmal sogar obligatorisch, um Gesundheit und Leistung zu unterstützen. Dies wurde durch mehrere Studien bestätigt, in denen ein Mangel an Mikronährstoffen wie Eisen, Kalzium, Magnesium, Zink und Selen bei Sportlern durchweg mit einer verminderten sportlichen Leistung in Verbindung gebracht wurde, die sich in einer geringeren aeroben Kapazität (VO2max), einer niedrigeren Laktatschwelle, einer geringeren Erholungsfähigkeit, einer verminderten Kraft und einer schlechteren Stimmung äußert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Mikronährstoffdefizite weltweit ein erhebliches Gesundheitsproblem darstellen; daher sollten Strategien zur Verbesserung des Ernährungszustands der Bevölkerung Anstrengungen zur Erhöhung der Ernährungsvielfalt beinhalten. Zum Beispiel durch landwirtschaftliche Maßnahmen, Anreicherung von Lebensmitteln usw. Dies wird besonders bedeutsam, wenn man bedenkt, dass Mikronährstoffmängel vor allem in Entwicklungsländern bei einkommensschwachen Bevölkerungsgruppen auftreten, die keinen Zugang zu verschiedenen Lebensmitteln haben. Wenn das Einkommen niedrig ist, sind die Menschen auf billige Kalorienquellen angewiesen, die in der Regel nur wenige Mikronährstoffe enthalten. Umgekehrt sind nährstoffreichere Lebensmittel wie Obst, Gemüse und tierische Produkte teurer und für diese Bevölkerungsgruppen derzeit unerreichbar.

      Referenzen

1. Bailey RL, West Jr KP, Black RE. Die Epidemiologie des weltweiten Mikronährstoffmangels. Ann Nutr Metab. 2015;66 (Suppl2):22-33. DOI: https://doi.org/10.1159/000371618
2. Beck KL, von Hurst PR, O'Brien WJ, Badenhorst CE. Mikronährstoffe und sportliche Leistung: Ein Überblick. Food Chem Toxicol. 2021;158:112618. DOI: 10.1016/j.fct.2021.112618
3. Bytomski JR. Tanken für die Leistung. Sports Health. 2018;10(1):47-53. DOI: 10.1177/1941738117743913
4. Heffernan SM, Horner K, De Vito G, Conway GE. Die Rolle der Supplementierung von Mineralien und Spurenelementen bei Sport und sportlicher Leistung: Eine systematische Übersicht. Nutrients. 2019;11(3):696. DOI: 10.3390/nu11030696
5. Kiani AK, Dhuli K, Donato K, Aquilanti B, Velluti V, Matera G, Iaconelli A, Connelly ST, Bellinato F, Gisondi P, Bertelli M. Main nutritional deficiencies. J Prev Med Hyg. 2022;63(2 Suppl 3):E93-E101. DOI: 10.15167/2421-4248/jpmh2022.63.2S3.2752
6. Miller DD, Welch RM. Ernährungssystemstrategien zur Verhinderung von Mikronährstoffmangelernährung. Food Policy. 2013;42:115-128. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.foodpol.2013.06.008
7. Mohammadifard N, Humphries KH, Gotay C, Mena-Sánchez G, Salas-Salvadó J, Esmaillzadeh A, Ignaszewski A, Sarrafzadegan N. Trace minerals intake: Risiken und Nutzen für die kardiovaskuläre Gesundheit. Crit Rev Food Sci Nutr. 2019;59(8):1334-1346. DOI: 10.1080/10408398.2017.1406332
8. 8. Shenkin A. Mikronährstoffe in Gesundheit und Krankheit. Postgrad Med J. 2006;82(971):559-567.DOI: 10.1136/pgmj.2006.047670