Chlorid

Chlorid ist ein wichtiger Bestandteil der Gewebeflüssigkeit, des Gehirn und der Verdauungssäfte. Als Elektrolyt spielt es im Säure-Basen-Haushalt, im Wasserhaushalt sowie bei der Verdauung (Bestandteil der Magensäure) eine wichtige Rolle.

Chemie und Stoffwechsel

Chlor tritt im Körper in Form von negativ geladenen Chloridionen (Cl-) auf. Chlorid zählt neben Natrium, Kalium und Magnesium zu den Elektrolyten und kann vom Körper nicht selbst hergestellt werden. Die orale Aufnahme von Chlorid ist eng mit der Natriumzufuhr verbunden. Beide Mineralstoffe werden zusammen als Natriumchlorid (Koch-/Speisesalz) mit der Nahrung zugeführt. Der menschliche Körper enthält etwa 100 g Chlorid. Davon befinden sich schätzungsweise 85 bis 90% (97-108 mmol/ l) in den Körperflüssigkeiten außerhalb der Zellen wie z.B. Lymphe und Blut (Extrazellularraum), zirka 3% im Knochengewebe und zwischen 9 und 12% in den Körperzellen (Intrazellularraum).

In der Natur ist Chlor nur in Verbindungen zu finden (z.B. Steinsalz, Carnallit, Sylvin, Sole). In gelöstem Zustand tritt Natrium in Form von negativ geladenen Ionen (Anionen) auf. Die Salze von Chlorverbindungen werden als Chloride bezeichnet. Elementares Chlor findet einerseits Anwendung als Desinfektionsmittel in Trinkwasser und in Schwimmbädern, andererseits ist es Ausgangsstoff für viele organische Chemikalien. Zu den bekannten Chlorverbindungen zählen neben Natriumchlorid (NaCl) (Kochsalz/ Speisesalz) und Chlorwasserstoff (HCl aq) (Salzsäure) auch Ammoniumchlorid (NH4Cl) (Salmiak), das in Lakritz enthalten ist und als Lebensmittelzusatzstoff E510 Anwendung findet oder die Hypochlorige Säure (HOCl), die zur Desinfektion in Badewasser eingesetzt wird. Darüber hinaus spielen Chlorverbindungen beispielsweise bei der Herstellung von Bleichmitteln (Papier, Textilien), Kunststoffen (PVC), Lösungs- und Pflanzenschutzmitteln, Medikamenten, Farbstoffen, Kühlmitteln sowie bei der Metallgewinnung eine Rolle.

Chlor tritt im Körper in Form von negativ geladenen Chloridionen (Cl-) auf. Chlorid zählt neben Natrium, Kalium und Magnesium zu den Elektrolyten und kann vom Körper nicht selbst hergestellt werden. Die orale Aufnahme von Chlorid ist eng mit der Natriumzufuhr verbunden. Beide Mineralstoffe werden zusammen als Natriumchlorid (Koch-/Speisesalz) mit der Nahrung zugeführt.

Der menschliche Körper enthält etwa 100 g Chlorid. Davon befinden sich schätzungsweise 85 bis 90% (97-108 mmol/ l) in den Körperflüssigkeiten außerhalb der Zellen wie z.B. Lymphe und Blut (Extrazellularraum), zirka 3% im Knochengewebe und zwischen 9 und 12% in den Körperzellen (Intrazellularraum). Chlorid befindet sich in hohen Konzentrationen in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit sowie in den Verdauungssekreten, insbesondere in Form von Salzsäure im Magen. Im Körper befindliches Chlorid wird auf passive Art (dem Konzentrationsgefälle folgend) im Dünndarmbereich sowie in der Niere (Tubulussystem) rückresorbiert.

Pro Tag werden etwa 5 bis 10% des sich im Körper befindlichen Chlorids erneuert. Die Ausscheidung erfolgt vorwiegend über Urin (6-10 g/ Tag) und nur in geringen Mengen über Schweiß und Stuhl.

Funktionen

Chlorid ist ein wichtiger Bestandteil der Gewebeflüssigkeit, des Gehirn und der Verdauungssäfte. Als Elektrolyt spielt es im Säure-Basen-Haushalt, im Wasserhaushalt sowie bei der Verdauung (Bestandteil der Magensäure) eine wichtige Rolle.

Die Schleimhaut im Magen (Magengrund (Fundus) und Magenkörper (Korpus)) enthält viele Drüsen, die den Magensaft produzieren. Innerhalb dieser Drüsen befinden sich drei Arten von Zellen:

  • Belegzellen bilden Salzsäure (HCl) und den “Intrinsic Factor“. Letzterer wird für die Aufnahme von Vitamin B12 benötigt.
  • Hauptzellen produzieren die inaktive Vorstufe des eiweiß spaltenden Enzyms Pepsin (Pepsinogen).
  • Nebenzellen bilden den Magenschleim, der die innere Magenwand vor der aggressiven Salzsäure schützt.

Pro Tag werden durchschnittlich 2-3 Liter Magensaft gebildet. Die tatsächlich produzierte Menge hängt von der aufgenommenen Nahrung und der individuellen Verdauungsleistung ab. Der Magensaft besteht aus 0,15 mol Salzsäure (HCl), 0,015 mol Kaliumchlorid (KCl) und einer geringen Menge Natriumchlorid (NaCl). Die Salzsäure besitzt einen pH-Wert von 0,8. Durch den Speisebrei im Magen wird der pH-Wert auf 2-4 erhöht.

Funktionen 

  • Desinfektionsmittel: Salzsäure tötet Mikroorganismen (Bakterien, Viren) aus der Nahrung.
  • Denaturierung von Eiweiß: Die Strukturen von Eiweiß werden durch Säuren verändert und können leichter von Eiweiß spaltenden Enzymen (Proteasen) abgebaut werden.
  • Aktivierung von Pepsinogen: Salzsäure aktiviert die Vorstufe des Eiweiß verdauenden Enzyms Pepsin.

Die Magensaftproduktion und -sekretion wird über drei verschiedene Mechanismen gesteuert.

Das vegetative Nervensystem besteht aus zwei verschiedenen Teilbereichen: Parasympathikus und Sympathikus. Bei der Magensaftproduktion begünstigt der Parasympathikus über den Nervus vagus (Eingeweidenerv) die Herstellung. Der Sympathikus als Gegenspieler hemmt die Produktion. Als weiter gefasste Auslöser für die Magensaftausschüttung kann bereits der Anblick, der Geruch oder die Geschmacksempfindung eines Lebensmittels dienen. In dieser “kephalen Phase“ ist es möglich, dass bereits die Hälfte des insgesamt bei der Nahrung produzierten Magensaftes abgesondert wird.

Auch äußere Einflüsse und seelische Empfindungen wie zum Beispiel Stress, Ärger und Aggression können die Magensaftbildung auslösen, ohne dass sich Nahrung im Magen befindet. Auf längere Dauer führt dies zu einer Schädigung der Magenschleimhaut. Trauer und Angst hingegen hemmen die Produktion.

Die Dehnung des Magens führt in Verbindung mit verschiedenen Nervensystemen (Nervus vagus, Auerbach Plexus, Meißner Plexus) zu einer Stimulation der Magensaftabsonderung.

Tritt der Speisebrei mit Eiweißabbauprodukten in den Dünndarm (Zwölffingerdarm [Duodenum]), so erfolgt zunächst weiterhin eine Anregung der Magensaftausschüttung. Bei zunehmender Nahrungsmenge, der Anwesenheit von Fetten sowie einer größeren Dehnung des Dünndarmes wird die Magensaftfreisetzung gehemmt.

Das Absinken des pH-Wertes auf Grade im Bereich < 3 führen, sowohl im Magen als auch im Dünndarm, zu einer Reduzierung der Magensaftausschüttung und der Magenmotorik.

Die Belegzellen in der Magenschleimhaut besitzen an der Oberfläche Rezeptoren für nachfolgend genannte Gewebshormone, die unter anderem die Magensaftproduktion fördern. Impulse aus dem Nervus vagus und/oder Dehnungsreflexe des Magens, veranlassen die Ausschüttung des Hormons Azetylcholin. Dieses Hormon reguliert nicht nur die Salzsäurebildung, sondern auch die Freisetzung der Hormone Gastrin und Histamin.

Gastrin: Das Hormon Gastrin wird aus G-Zellen der Schleimhaut im Bereich des Dünndarmüberganges (Antrum) freigesetzt und gelangt über das Blut zu den Rezeptoren der Belegzellen im Magen. Neben der Regulation durch Azetylcholin wird die Gastrin-Produktion über einen Anstieg des pH-Wertes, Dehnungsreize, Proteinabbauprodukte, Alkohol, Nikotin oder Koffein gesteigert.

Histamin: Histamin ist ein weiteres Hormon, das durch Azetylcholin und Gastrin freigesetzt wird und die Salzsäureproduktion fördert.

Somatostatin: Somatostatin kommt erst ab einem pH-Wert <3 zur Geltung. Dieses Hormon wirkt der Salzsäureproduktion entgegen. Dies geschieht sowohl direkt über Rezeptoren an den Belegzellen als auch indirekt durch Hemmung der Azetylcholin und Gastrin Ausschüttung.

Auch Hormone aus dem Zwölffingerdarm (Sekretin, Gastric inhibitory polypeptide [GIP], Cholezystokinin [CCK/Pankreozymin]) setzen die Salzsäureproduktion herab.

Hohe Konzentrationen an Chlorid befinden sich in der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit (Liquor cerebrospinalis). Die Flüssigkeit ist für den Stoffaustausch zwischen Blut und Nervengewebe zuständig. Des Weiteren schützt die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit das Gehirn vor Stoß, Reibung, Druck und Verformung.

Die Chloridkonzentration ist in den Körperflüssigkeiten außerhalb der Zellen wie z.B. Lymphe und Blut (Extrazellularraum) mit 104 mmol/ L 10-fach höher als in den Körperzellen (4 mmol/ L). Als häufigstes negativ geladenes Ion im Extrazellularraum dient Chlorid somit als Gegenspieler für die positiv geladenen Natriumionen. Das Gleichgewicht elektrischer Ladungen von Natrium- und Chloridionen, ist eine wichtige Voraussetzung für einen ausgeglichenen Wasserhaushalt und den Druck in und außerhalb der Körperzellen (osmotischer Druck).

Als Neurotransmitter bezeichnet man verschiedene biochemische Stoffe, die elektrische Reize (Impulse) im Nervensystem von einer Nervenzelle an eine benachbarte Nervenzelle oder ein Organ weitergeben. Dazu werden die Botenstoffe an den Kontaktverbindungen zwischen den Nervenzellen (Synapsen) ausgeschüttet und sorgen dafür, dass mit Hilfe von Ionenkanälen chemische Signale in elektrische Signale umgewandelt werden.

Öffnen sich mit Hilfe von Neurotransmittern Ionenkanäle für positiv geladene Natriumionen, steigt die elektrische Ladung im Inneren der Nachbarzelle leicht an. Es kann ein Eingangssignal aufgebaut werden. Viele solcher Eingangssignale werden zusammengezählt und lösen ein Aktionspotenzial aus. Die Signalübermittlung war erfolgreich.

Die Substanzen Glycin und γ-Aminobuttersäure (GABA) hingegen veranlassen, dass Chloridkanäle geöffnet werden und negativ geladene Chloridionen in die Nachbarzelle einströmen. Die Ionen verstärken die negative Ladung im Inneren der Zelle und senken das vorherrschende Ruhepotenzial von -70 mV auf Werte bis zu

Bikarbonationen gehören zu den wichtigsten Basen im Körper. Im Kohlensäure-Bikarbonat-System trägt Bikarbonat als Puffer wesentlich dazu bei, einen pH-Wert im Bereich von 7,37-7,43 aufrechtzuerhalten und starke Schwankungen zu vermeiden. Im Blut übernimmt dieses Bikarbonatpuffersystem etwa 65% der Pufferkapazität. Darüber hinaus machen Chlorid- und Bikarbonationen zusammen etwa 90% des negativ geladenen Ionenanteiles in den Bereichen zwischen den Körperzellen (Extrazellularraum) aus. Alle Störungen des Säure-Basen-Haushaltes wirken sich somit auch auf die Chloridkonzentrationen aus. Steigt beispielsweise der Säureanteil im Blutplasma, so gelangen vermehrt basische Bikarbonationen ins Plasma. Diese binden die säurehaltigen Ionen und verhindern das Absinken des pH-Wertes. Im Gegenzug “wandern“ Chloridionen in die Blutzellen (Erythrozyten) hinein um dort die Neutralität der elektrischen Ladungen der Ionen aufrecht zu erhalten.

Weitere Funktionen

  • Funktion als Cotransporter oder Antiporter
  • Bestandteil der Peptidasen Angiotensin ll und Kathepsin
  • Aktivierung von Enzymen (Alpha-Amylase)

Mangelerscheinungen

Chlorid geht mit Schweiß, Urin und Stuhl verloren. Eine Mangelsituation entsteht daher in erster Linie infolge von Erkrankungen des Verdauungsapparates, starkem Schwitzen ohne Ausgleich der Flüssigkeitsverluste sowie durch Störungen der Nahrungsaufnahme. Die Symptome sind auf Störungen des Wasserhaushaltes zurückzuführen und beeinträchtigen Zell-, Gewebe- und Organfunktionen. Liegen genetisch bedingte Erkrankungen vor, bei denen die Chloridaufnahme bereits im Kleinkindalter gestört ist, kann dies zu Austrocknungserscheinungen und Entwicklungsstörungen führen. Ein ausgeprägter Chloridmangel führt ohne Behandlung zum Tode.  Überdosierungen durch Nahrungschlorid sind nicht bekannt.

Ein Chloridmangel kommt in Industrieländern selten vor. Er äußert sich nahezu gleich einem Natriummangel und ist aus den Funktionen im Extrazellularraum ableitbar. Durch anhaltendes Erbrechen oder starken Durchfall kann es zu Verlusten von Chlorid kommen, vor allem wenn eine chloridarme Nahrung hinzukommt. Auch bei starkem Schwitzen kann ein Chloridmangel entstehen. Chloridmangel führt zu Störungen im Säuren-Basen-Haushalt des Körpers (Alkalose), die mit flacher Atmung, Muskelkrämpfen und Herzfunktionsstörungen verbunden sein können. Eine erblich familiär bedingte Chloridabsorptionsstörung, auch als Chlorid-Diarrhoe-Syndrom bezeichnet, kann bereits kurz nach der Geburt zu wässrigen Durchfällen und dadurch zu einer Dehydratation und Entwicklungsstörungen führen.

Ein Chloridmangel tritt in den Industrieländern eher selten auf, da Chlorid über das Speisesalz (Natriumchlorid NaCl) mit den Lebensmitteln zugeführt wird. Ein Chloridmangel kann aus folgenden Ursachen entstehen:

  • es wird zu viel Chlorid ausgeschieden
  • starkes, langanhaltendes Erbrechen (Verlust von chloridhaltiger Salzsäure im Magensaft)
  • starker Durchfall (Diarrhö)
  • sehr starkes Schwitzen
  • Medikamente (Diuretika)
  • Angeborene Störungen der Chloridaufnahme im Darm (z.B. Mukoviszidose)

Ein leichter Chloridmangel verursacht im Allgemeinen keine Beschwerden. Bei anhaltendem Chloridmangel kann es zu Wasserverlust, Durchfall (Diarrhö), Muskelschwäche sowie zu Verdauungsstörungen (Vor allem bei Eiweiß) kommen. Bei Kindern zeigt sich Chloridmangel in Wachstums- und Entwicklungsstörungen. Ein erhöhter Verlust an Chloridionen gegenüber Natriumionen, wird durch Bikarbonationen kompensiert. Als Folge steigt der pH-Wert im Blut. Eine metabolische Alkalose entsteht (Die Symptome sind Durstgefühl aufgrund des verminderten Blutvolumens, flache Atmung, Muskelkrämpfe, Muskelschwäche bis hin zu Herzfunktionsstörungen).

Chloridverluste von mehr als 45% des Körpergehaltes sind lebensbedrohlich (Muskelschwäche, starke Alkalose, Tod infolge eines Hirnödems). Die Diagnose stellt der Arzt. Nach einem Gespräch folgen körperliche Untersuchungen und Labormessungen des Chloridgehaltes im Blut.

Die Therapie erfolgt durch Chloridaufnahme mit Hilfe von Lebensmitteln und Getränken, Infusionen oder Medikamenten.

Toxizität

Chlorakne bezeichnet eine Hautkrankheit, die durch verschiedene halogene aromatische Verbindungen (z.B. Polychlornaphthaline, Polychlorbiphenyle (PCB), Polychlorierte Dibenzodioxine) ausgelöst wird. Diese Verbindungen entstehen in geringen Mengen bei der Herstellung polyhalogenierter chemischer Verbindungen wie beispielsweise Pflanzenschutzmittel, Insektizide, Holz- und Metallimprägniermittel, Isolierwachs oder nichtentflammbare technische Öle. Aus diesem Grunde tritt die Krankheit überwiegend bei Beschäftigten in chemischen Industriezweigen auf.

Die Aufnahme halogener aromatischer Verbindungen in den Körper kann sowohl über Inhalation als auch über Hautkontakt oder oral erfolgen. Die ersten Symptome sind nach ca. 2-4 Wochen erkennbar. Das Krankheitsbild der Chlorakne zeigt in ihrem Verlauf eine Rötung und Anschwellung der Haut sowie sich anschließenden Gewebeschädigungen. Typisch sind darüberhinaus zystenartige Hauterhebungen mit dunkel gefärbten Mitessern. Dabei handelt es sich um vergrößerte, keratinhaltige Haarfollikel. Betroffene Körperstellen sind vor allem Wangen, Kinn, Nacken und Stirnbereich.

Da halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe im Fettgewebe gespeichert und dort nur sehr langsam abgebaut bzw. über Darm und Haut ausgeschieden werden, bleiben die Symptome über Monate bestehen. Nach der Abheilung bleiben meist Narben zurück. Eine bewährte Therapie der Krankheit gibt es bislang nicht.

Hyperchlorie: Auf Grund einer gestörten Salzsäureproduktion in den Belegzellen der Magenschleimhaut, kommt es zu einem erhöhten Salzsäuregehalt im Magensaft.

Mögliche Auslöser für die erhöhte Salzsäureproduktion können sein

  • erhöhte Alkoholzufuhr
  • zu scharfe oder süße Speisen, Koffein, Nikotin und damit eine gesteigerte Produktion des Hormons Gastrin
  • Medikamente
  • Stress, Ärger
  • eine zu starke Magendehnung bei Magenausgangsverengung
  • die Besiedelung der Magenschleimhaut durch Bakterien (Helicobacter pylori)

Die Beschwerden äußern sich in Völlegefühl, saurem Aufstoßen, Magendrücken, Sodbrennen und möglichem Erbrechen. Während kurzzeitige Übersäuerungen keine bleibenden Folgen nach sich ziehen, kann die Konsequenz einer langfristigen Magenübersäuerung ein erhöhtes Risiko für Magenschleimhautentzündungen (Gastritis) sowie Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre sein.

Die Diagnose stellt der Arzt nach einem Gespräch mit anschließender körperlicher Untersuchung. Weitere sich anschließende Untersuchungen können die Diagnostik auf Helicobacter pylori Bakterien, eine Magenspiegelung (Gastroskopie) und eine Gewebeentnahme (Biopsie) sein.

Eine schnelle Abhilfe, jedoch ohne Linderung der Ursache, bieten Magensäure bindende Medikamente (Antazida). Wirkstoffe zur andauernden Hemmung der Salzsäurebildung sind Protonenpumpenblocker und Histamin-H2-Rezeptorantagonisten.

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

Chlorid ist neben Natrium Hauptbestandteil des Speisesalzes. Weitere wichtige Quellen sind Mineralwässer, Fisch, Käse und Schinken. Es ist in der Natur weit verbreitet, liegt jedoch vor allem in industriell gefertigten Produkten in höheren Mengen vor. Die Deckung des täglichen Bedarfs über die Ernährung ist somit unproblematisch. Die Zufuhrempfehlungen werden generell auch in Schwangerschaft und Stillzeit über die Nahrung erreicht. Die Versorgung des Säuglings ist sowohl über die Muttermilch, als auch über Fertigmilch sichergestellt.

Chlorid ist in Verbindung mit Natrium als Kochsalz in fast allen pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln enthalten. Auf Grund der konservierenden, Geschmacks- und Textur verbessernden Eigenschaften von Kochsalz ist Chlorid vor allem in verarbeiteten Produkten wie Wurst, Käse, Backwaren, Konserven und Fertiggerichten in hohen Anteilen zu finden. Einen geringeren Anteil an Chlorid enthalten hingegen unverarbeitete Lebensmittel (Z.B. Obst, Gemüse, Kräuter, frisches Fleisch, Fisch, Reis, Kartoffeln).

Der tägliche Chloridbedarf ist abhängig von der ausgeschiedenen Menge. Die Zufuhrempfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) beruhen auf Schätzwerten für eine minimale Zufuhr und betragen für Jugendliche und Erwachsene > 830 mg pro Tag.

Bei starkem Schwitzen kann der Mindestbedarf an Chlorid höher ausfallen.

Die tägliche Zufuhr überschreitet die empfohlenen Referenzwerte, da bei der üblichen Ernährung Chloridmengen von ca. 3-6 g pro Tag aufgenommen werden. Der Grund für die große Chloridzufuhr liegt darin, dass der Mineralstoff überwiegend in Form von Natriumchlorid (Koch-/Speisesalz) aufgenommen wird, das in vielen Lebensmitteln enthalten ist (Durchschnittlicher Salzverbrauch pro Person: 7-9 g/ Tag).

Downloads

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Wirkstoffe Chlorid  Miniposter Chlorid und Kalium
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Wirkstoffe Chlorid  Lebensmitteltabelle Chlorid
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