Chrom

Der französische Chemiker Louis Nicolas Vauquelin (1763-1829) entdeckte das Element im Jahre 1797. Die wichtigsten Verbindungen stellen dreiwertiges und sechswertiges Chrom dar, wobei das in der Natur vorkommende dreiwertige Chrom oxidativ am stabilsten ist und beim Menschen die größte biologische Bedeutung besitzt. Sechswertiges Chrom ist ein starkes Oxidationsmittel und in der Natur nur selten anzutreffen. Diese Verbindungen sind zudem sehr instabil.

Stoffwechsel

In Nahrungsmitteln enthaltenes dreiwertiges Chrom wird an Aminosäuren gebunden und über die Mukosazellen des Dünndarms, überwiegend im Jejunum (Leerdarm), absorbiert. Chrom wird in Abhängigkeit der Menge mittels passiver Diffusion oder rezeptorvermittelt (aktiver Transport) aufgenommen. Die Resorptionsrate ist mit 0,5% (dreiwertiges Chrom) bzw. 2% (sechswertiges Chrom) gering. Die tatsächliche Aufnahmemenge sinkt mit steigendem Angebot an Chrom (ab etwa 40 µg). Dabei wird Chrompikolinat wesentlich besser resorbiert als beispielsweise Chromchlorid.

Chrom wird im Blut an das Transporteiweiß Transferrin gebunden. Ist die Bindungskapazität von Transferrin gesättigt, kann Chrom auch in Verbindung mit Albumin sowie Beta- und Gamma-Globulin zu den Geweben transportiert werden. Der Chromgehalt des Serums beziehungsweise des Plasmas liegt etwa zwischen 0,01 und 0,05 µg/ dl.

Der Körperbestand von Chrom beträgt 0,2 mg. Es wird zum größten Teil in Leber, Milz, Knochen und Weichteilgeweben wie Nieren und Lunge, gespeichert. Die Konzentration in diesen Organen und Geweben liegt etwa zwischen 20 und 30 µg/ kg und schwankt in Abhängigkeit der geographischen Herkunft. Im Alter sinkt sowohl die Aufnahmemenge als auch die Konzentration in den meisten Geweben und Organen. Hierdurch wird weniger dreiwertiges Chrom in den Glukosetoleranzfaktor (GTF) eingebaut. Zudem nimmt die Fähigkeit im Alter zur Synthese des GTF ab. Dies wirkt sich auf den Kohlenhydrat-, Protein- sowie Fettstoffwechsel aus.

Das Spurenelement wird überwiegend über die Nieren mit dem Urin ausgeschieden. Zwischen 80 und 97% des glomerulär filtrierten Chroms werden in den Nieren rückresorbiert und stehen dem Organismus wieder zur Verfügung. Im Jejunum nicht absorbiertes Chrom wird mit den Fäzes ausgeschieden. Geringe Mengen gehen über Haare, Schweiß und Gallensekret verloren.

Funktionen und Aufgaben

Chrom beeinflusst als Bestandteil des Glukosetoleranzfaktors (GTF) den Kohlenhydrat-, Fett- und Eiweißstoffwechsel.

Der Glukosetoleranzfaktor stellt die biologisch aktive Form des Chroms dar. Der GTF besteht vermutlich aus einem oder mehreren einander ähnlichen dreiwertigen Chromkomplexen. Am Chromatom sind Niacin, Glycin, Cystein und Glutamat und möglicherweise Asparaginsäure gebunden und wird als Chromodulin bezeichnet.

Chromodulin wirkt über die Aktivierung der Tyrosinkinase des Insulinrezeptors. Auf diese Weise steuert der chromhaltige GTF die Bindung von Insulin an den insulinspezifischen Rezeptor. Der GTF fördert die Bildung von Insulin-Insulinrezeptor-Komplexen, die Wechselwirkungen zwischen Insulin und insulinsensitiven Geweben gewährleisten.

Chrom soll die Fettkonzentration des Gesamt- und LDL-Cholesterins senken und gleichzeitig das HDL-Cholesterin erhöhen. Diese Funktion scheint aber noch nicht eindeutig geklärt.

Mangelerscheinungen und Toxizität

Eine Chrommangelversorgung kann nur nach langfristiger totaler parenteraler Ernährung entstehen. Die Symptome äußern sich in

  • einer verminderten Glukoseintoleranz
  • stark erhöhtem Blutzuckerspiegel (Hyperglykämie)
  • Fettstoffwechselstörung (Hyperlipidämie)
  • Gewichtsverlust
  • Nervenleiden
  • Störungen des Bewegungsablaufs.

Die Ernährungstherapie bei einem Chrommangel erfolgt über eine parenterale Substitution von dreiwertigem Chrom über zwei Wochen hinweg.

Es scheint sinnvoll, Typ 1 und Typ 2 Diabetikern Chrom mit zu substituieren. So steigt bei Diabetikern mit zunehmender Glukosestoffwechselstörung der Bedarf an Chrom. Demnach muss Chrom offenbar vorhanden sein, damit Insulin seine blutzuckersenkende Wirkung in der Zelle ausüben kann. Eine täglich Gabe von 200 bis 500 µg Chrom kann die Diabeteseinstellung deutlich verbessern.

Eine Chromüberversorgung mit chromhaltigen Nahrungsmitteln wurde beim Menschen noch nicht beobachtet.

Die Toxizität des in der Nahrung enthaltenen dreiwertigen Chrom ist sehr gering. Lediglich bei der Verarbeitung von Leder und Edelstahl kann das extrem reaktive 6-wertige Chrom über die Lunge und den Gastrointestinaltrakt aufgenommen werden. Neben den dabei entstehenden Akutsymptomen wie Hautveränderungen, kann ein erhöhtes Risiko für Lungenkrebs nicht ausgeschlossen werden.

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

In der Regel enthalten pflanzliche Lebensmittel weniger Chrom als tierische. Der Chromgehalt in pflanzlichen Nahrungsmitteln hängt vom Vorkommen im Boden ab. Nennenswerte Mengen an Chrom sind in Bierhefe, Fleisch, Leber, Ei, Käse aber auch in Haferflocken, Tomaten, Brokkoli, Kopfsalat, Kakao und Pilzen enthalten. Auch Trinkwasser mit Chrom trägt zur Bedarfsdeckung bei.

Im Durchschnitt liegt die Zufuhr von Chrom in Deutschland innerhalb des geschätzten Bedarfs. Bei Stillenden wurde eine geringfügig negative Bilanz beobachtet.

Downloads

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Wirkstoffe Chrom  Miniposter Chrom und Molybdän
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