Zink – ein Spurenelement für Haut, Haare, Nägel und Immunsystem

Der menschliche Körper verfügt über 1,5-2,5 Gramm Zink. Der größte Anteil ist in Knochen, Haut und Haaren gespeichert. Im gesamten Stoffwechsel übernimmt Zink als Aktivator und Bestandteil von Enzymen, Hormonen sowie Rezeptoren vielfältige Aufgaben. Weitere Funktionen betreffen die Insulinspeicherung, das Immunsystem, die DNA-Synthese und die Radikalabwehr.

Funktionen und Wirkungsweisen

Antioxidative Wirkung

Zink schützt gegen oxidative Schäden. Es schützt Thiolgruppen und verhindert damit

  • die Bildung von Hydroxylradikalen
  • die Bildung von Sauerstoffradikalen und
  • die Reduktion von Malondialdehyd und anderer konjugierter Dien-Verbindungen.

Zink ist des Weiteren Cofaktor der Superoxiddismutase (SOD) und an der Synthese von Metallothionein beteiligt. Metallothionein fungiert als Scavenger von Hydroxylradikalen. Der Mineralstoff ist zudem ein effektiver Inhibitor des Cytochrom-P450-Systems und dient damit der Aufrechterhaltung der zellulären Konzentrationen des reduzierten Glutathions. Als natürlicher Antagonist von Eisen und Kupfer reduziert es deren Reaktivität im Prozess der Radikalbildung. Zink hemmt die Resorption von Blei und Kadmium und schützt so vor Intoxikationen mit diesen Schadstoffen aus der Umwelt.

Enzymatische Funktion

Zink ist Cofaktor von etwa 300 Enzymen. In ionisierter Form ist das Spurenelement integraler Bestandteil von mehr als 50 Metalloenzymen. Nach dessen Abspaltung verlieren diese ihre Funktion. Es wirkt Struktur-stabilisierend auf die Struktur von Enzymen, die dadurch resistenter gegen Hitze sowie pH-Wert-Veränderungen sind. Schlussendlich reguliert Zink die Genexpression von Enzymen und ist für die Konfiguration nicht-enzymatischer Proteine relevant.

Haut, Haare und Nägel

Zink ist für die normale Funktion von Haut und ihren Anhangsorganen wie Haaren und Nägeln unerlässlich. Es steuert die Umwandlungsprozesse der Haut vom Stratum germinativum (innerste Schicht) zum Stratum corneum (äußere Schicht, eigentliche Hautoberfläche). Es beeinflusst die Dehydrierung von Linol- zu Linolensäure, die für eine geregelte Verhornung der Haut zuständig ist.

Zink ist schließlich auch am Cystinstoffwechsel der Haarwurzel und an der Strukturfestigkeit von Haaren sowie Nägeln beteiligt.

Hormonsystem

Zink ist in den Stoffwechsel verschiedener Hormone integriert:

  • Wachstumshormon STH
  • Insulin (Synthese, Speicherung und Sekretion sowie Wirkung an der Zelle)
  • Glukagon
  • Schilddrüsenhormone
  • Testosteron (Synthese für Reifung und Entwicklung männlicher Geschlechtsorgane sowie Spermatogenese)
  • Gonadotropin, luteinisierendes Hormon, Steroidhormone (Fruchtbarkeit der Frau)
  • Prostaglandine
Immunsystem

Im Immunsystem sorgt das Spurenelement für eine normale Funktion der T-Helfer-, T-Killer- und natürlichen Killerzellen. Zudem beeinflusst es im Körper die Ausbildung von Lymphokinen (Wachstum, Differenzierung und Aktivität der Zellen des Immunsystems) und gewährleistet die Funktionstüchtigkeit von Makrophagen. Zink stabilisiert die Zellmembranen der Schleimhäute und verbessert die Abwehr von Erregern (verminderter Eintritt).

Sehvorgang

Schlussendlich ist Zink auch für den Sehvorgang relevant. Hier ist es Bestandteil der Alkoholdehydrogenase, die die Umwandlung von Retinol in Retinal katalysiert. Zudem ist es an der Bildung des retinolbindenden Proteins (RBP) beteiligt.

Zellfunktion

Zink bestimmt maßgeblich die Chromatinstruktur der Erbsubstanz. Bei einem Mangel kommt es zur Wachstumshemmung und Störung des Zellzyklus. Es bestimmt Anzahl und Struktur der Histone im Chromatin (basische Proteine, dienen der Stabilisierung der DNA) und ist an der Expression von Enzymen der Nukleinsäuresynthese (RNA-Polymerase) beteiligt.

Des Weiteren ist das Spurenelement Bestandteil von Transkriptionsfaktoren (als sogenannte Zink-Finger). Es besitzt definierte Domänen, die mit der DNA interagieren können.

Präventive und therapeutische Relevanz

Erkältungskrankheiten/ COVID-19

Zinkpräparate können bei Erwachsenen die Dauer von Erkältungskrankheiten verkürzen. Laut wissenschaftlichen Untersuchungen beträgt dies durchschnittlich 1,8 Tage [Hun 2020]. Unklar ist noch, welche Zinkformen und -mengen hierfür am besten geeignet sind [Medizin transparent 2020]. Bei Kindern konnte dieser Effekt bislang nicht gezeigt werden [Sci 2012].

Zu beachten ist jedoch, dass die Einnahme von Zinkpräparaten zu Nebenwirkungen wie Übelkeit führen kann. Die Anwendung von zinkhaltigen Nasensprays führte bei einigen PatientInnen zu Geruchsverlust [Medizin transparent 2020].

Bei Patienten wird ebenfalls häufig ein Zinkmangel beobachtet. Die Ursache hierfür könnte in der zunehmenden Schädigung der Darmoberfläche und der damit verbundenen allgemeinen gestörten Aufnahme von Nährstoffen liegen. Patienten mit einer anderen Kohlenhydratunverträglichkeit wie etwa der Laktoseintoleranz zeigen allerdings keinen Zinkmangel, sodass dieser wahrscheinlich charakteristisch für die Fruchtzuckerunverträglichkeit ist.

Zink ist für die normale Funktion der Haut und auch der Wundheilung unerlässlich und spielt eine wichtige Rolle bei der Zellteilung. Der Einfluss des Mineralstoffs auf eine Neurodermitis-Erkrankung ist derzeit noch umstritten. Einige Patienten wiesen einen niedrigen Zinkspiegel auf, wobei sich nach der Supplementation mit Zink die Symptome besserten [Kim 2014].

Vorkommen und Bedarf

Vorkommen

Sehr zinkreich sind Austern. Gute Quellen sind zudem tierische Lebensmittel wie Rindfleisch, Seefisch, Geflügel, Ei, Milch und Käse. In Obst und Gemüse sind hingegen nur geringe Mengen enthalten. Fleisch spielt in der Versorgung die größte Rolle, da Zink hier gut aufgenommen werden kann. Pflanzliche Lebensmittel sind eher von untergeordneter Bedeutung.

Bedarf

Laut den DACH-Referenzwerten besteht für erwachsene Frauen ein Bedarf von etwa 7 mg täglich, für erwachsene Männer von 11 mg täglich [Referenzwerte DGE]. Diese Werte gelten allerdings für eine gleichzeitig niedrige Zufuhr an Phytinsäure (Phytate).

Vegetarier, vor allem strikte Vegetarier, die hauptsächlich Getreide und Hülsenfrüchte zu sich nehmen und deren Ernährung ein hohes Phytat-Zink-Verhältnis (>15:1) aufweist, haben einen um höheren Zinkbedarf. Der tägliche Bedarf ist laut DGE-Referenzwerten mit 10 mg für Frauen und 16 mg für Männer angegeben.

Ein erhöhter Bedarf besteht zudem während der Schwangerschaft (9 mg ab 4. Monat) und in der Stillzeit (11 mg). Stillende benötigen mehr Zink, um die Verluste mit der Muttermilch auszugleichen. Voll gestillte Säuglinge werden durch die Muttermilch ausreichend versorgt. Die durchschnittliche Zufuhr erfüllt bzw. übertrifft in allen Altersgruppen der Männer und Frauen die Zufuhrempfehlungen. Lediglich Jungen im Alter zwischen 10 und 13 Jahren weisen ein geringes Defizit auf.

Symptome einer Unter- und Überversorgung

Mangelerscheinungen

Ursachen:

Eine unzureichende Versorgung mit Zink kann aufgrund der begrenzten Speicherfähigkeit relativ schnell auftreten. Bei Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes (Fettstühle, chronisch-entzündliche Darmerkrankungen, Fruktosemalabsorption), parenteraler Ernährung, der Behandlung mit Komplexbildnern (Einsatz bei Metallvergiftungen) und schweren Verbrennungen kann es zu einem Zinkmangel kommen. In Stresssituationen, bei chronischem Alkoholmissbrauch, nach chirurgischen Eingriffen, Parasitenbefall und Infektionen steigt der Zinkverbrauch ebenfalls.

Symptome/Folgen:

Ein Zinkmangel beeinträchtigt das Immunsystem, sodass die Wundheilung verzögert und die Infektanfälligkeit erhöht ist. Weitere Symptome können Störungen des Geruchs- und Geschmackempfindens, Appetitlosigkeit, Hauterkrankungen und Haarausfall, Durchfall sowie psychische Störungen sein.

Im Kindesalter dominieren Wachstumsstörungen, Störungen bei der männlichen Sexualentwicklung und eine verminderte Eisenresorption durch die geringere Coeruloplasmin-Aktivität.

Durch Beeinträchtigung Zink-abhängiger Enzyme kommt es zu Störungen des Nukleinsäure-, Fett- und Kohlenhydratstoffwechsels mit den Kennzeichen einer gestörten Glukosetoleranz, einer erhöhter Insulinkonzentration im Serum nach Glukosegaben sowie einer erhöhten Konzentration an freien Fettsäuren.

Akrodermatitis enterohepatica:

Bei der Akrodermatitis enterohepatica handelt es sich um eine genetisch bedingte Zink-Malabsorption, die sich in Symptomen wie starken Hautveränderungen mit Schorfbildung im Bereich von Körperöffnungen sowie Schleimhautschädigungen äußert.

Überdosierung/ Toxizität

Die Toxizität von Zink ist gering. Bei einer erhöhten Zufuhr über die Nahrung, beispielsweise in Regionen mit hohem Verzehr von Schalen- und Krustentieren, sind keine Nebenwirkungen zu erwarten.

Ursachen:

Zeichen einer Zinkvergiftung treten erst nach der Aufnahme erheblicher Zinkmengen auf (z. B. Trinken von Wasser aus verzinkten Gefäßen). Die tägliche Zufuhr zwischen 70 und 100 mg beeinträchtigt zudem den Eisen- und Kupferstoffwechsel (Antagonismus). Von einer Zinkzufuhr über 30 mg täglich ist abzuraten.

Symptome/ Folgen:

Akute Vergiftungen (ab etwa 2 Gramm) verursachen Magen-Darm-Störungen (Übelkeit, Erbrechen, Durchfall) und Fieber. Bei einer chronischen Überdosierung sinkt die Menge an weißen und roten Blutkörperchen.

Bioverfügbarkeit

Zink gelangt über den Dünndarm ins Blut und in die Zielzellen. Die Verwertung ist aus tierischen Nahrungsmitteln besser als aus pflanzlichen. Organische Zinkverbindungen sind in der Supplementation anorganischen Zinkverbindungen überlegen.

Neben großen Mengen an Kalzium und Alkohol hemmen bestimmte Substanzen aus pflanzlichen Lebensmitteln wie Phytate, Kaffee und Tee die Aufnahme. Die hohe Lebensmittelverarbeitung trägt zusätzlich zu Zinkverlusten bei. Zur Beurteilung des Zinkstatus kann der Zinkgehalt in Plasma und Leber bestimmt werden. Die Plasmakonzentration ist ein Indikator für die alimentäre Zufuhr. Auch die Konzentration an Metallothionein (MT) kann als Indikator herangezogen werden.

In Folge der Lebensmittelverarbeitung ist der Verlust bei Lebensmitteln mit einem hohen Zinkgehalt wie beispielsweise Weizenvollkorn sehr groß. In Getreideprodukten schwankt der Gehalt in Abhängigkeit des Ausmahlungsgrades, da Zink in den Randschichten enthalten ist. Ebenso hemmt kleiereiches Brot die Resorption im Körper. Insbesondere in Ländern mit geringem Verzehr tierischer Lebensmittel und vielen kleiehaltigen Produkten tritt ein Zinkmangel häufiger auf.

Infografiken Zink

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