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Vitalstoffe 4/2021

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Vitalstoffe ist die erste Zeitschrift in deutscher Sprache, die sich zum Ziel setzt, umfassend über die Roh- und Wirkstoffe in Nahrungsergänzungsmitteln sowie über deren Darreichungsformen zu berichten. Im Mittelpunkt stehen die Produktion und Mischung von Rohstoffen und deren Wirkung auf die menschliche Gesundheit. Wissenschaftlich fundierte Informationen und Studien bieten die Möglichkeit der Aufklärung, die durch die Health Claims Verordnung immer schwieriger geworden ist. Leser sind Anbieter von Nahrungsergänzungsmitteln, Vermarkter, Lohnhersteller und Rohstoffhersteller bis hin zum Point of Sales sowie Ärzte, Ernährungsspezialisten und Apotheker.

V italstoffe Philipp

V italstoffe Philipp Gebhardt Mikronährstoffe für das Immunsystem: Vitamin A, Vitamin D, Magnesium und Zink Das Immunsystem schützt uns vor Krankheitserregern wie Bakterien, Viren und Pilzen. Für die Funktion unserer Abwehrkräfte sind verschiedene Mikronährstoffe von besonderer Bedeutung. Vitamin A, Zink, Vitamin D und Magnesium sind eine Voraussetzung für die normale Funktion des Immunsystems. Eine ausreichende Zufuhr mit der Nahrung ist jedoch oft nicht gegeben, sodass eine Supplementation sinnvoll sein kann. Vitamin A Vitamin A ist die Bezeichnung für eine Gruppe fettlöslicher Vitamine, die als Retinole in tierischen Nahrungsmitteln enthalten sind. In pflanzlichen Quellen findet sich dagegen Beta-Carotin, das als Provitamin A im Körper in Vitamin A umgewandelt werden kann (1). Vitamin A ist von essenzieller Bedeutung für unsere Gesundheit, da es an der Regulierung des Wachstums und der Spezialisierung (Differenzierung) praktisch aller Zelltypen beteiligt ist. Eine ausreichende Zufuhr ist eine Voraussetzung für verschiedene physiologische Prozesse, wie dem Sehen, der Embryonalentwicklung und der normalen Funktion des Immunsystems. In Entwicklungsländern ist Vitamin-A-Mangel ein bedeutendes Gesundheitsproblem, unter dem etwa ein Drittel der Kinder leiden. Eine unzureichende Vitamin-A-Versorgung kann den Verlauf verschiedener Infektionskrankheiten wie Masern, Tuberkulose und Malaria in deutlich negativer Weise beeinflussen. Vitamin-A-Mangel ist weltweit eine der führenden Ursachen für vermeidbare Fälle von Erblindung, vor allem bei Kindern und Frauen im gebärfähigen Alter. Ein Defizit des Vitamins prädisponiert für verschiedene Hauterkrankungen und trägt zu Wachstumsstörungen bei, von denen weltweit etwa 160 Millionen Kinder betroffen sind (2). Von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung wird eine tägliche Aufnahme von 850 µg sog. Retinolaktivitätsäquivalente für erwachsene Männer und entsprechend 700 µg für erwachsene Frauen empfohlen. Dabei wird angenommen, dass 1 µg Retinol aus 12 µg Beta-Carotin im Körper gebildet werden kann, sodass bei rein pflanzlicher Ernährung eine tägliche Zufuhr von 10,2 bzw. 8,4 mg Beta-Carotin erforderlich wäre. Genetische Polymorphismen, die das Enzym Beta-Carotin-Monooxygenase betreffen, das Beta-Carotin in Vitamin A umwandelt, sind jedoch weit verbreitet und beeinflussen die Fähigkeit des Organismus, Provitamin A in Vitamin A umzuformen (1). Etwa jeder fünfte Europäer nimmt nicht genug Vitamin A über die Nahrung auf. Besonders Kinder sind häufig von einer Unterversorgung betroffen, da sie einen vergleichsweise hohen Bedarf haben, jedoch gleichzeitig eine geringe Speicherkapazität besitzen. Als Risikogruppen gelten zudem Menschen mit Fettresorptionsstörungen, wie exokriner Pankreasinsuffizienz, sowie Diabetiker und Menschen mit Schilddrüsenüberfunktion, da sie fettlösliche Nährstoffe nicht gut aufnehmen können bzw. pflanzliche Carotinoide nur begrenzt in Vitamin A umwandeln können. Als Symptom eines Vitamin-A-Mangels tritt bei den Betroffenen häufig Nachtblindheit auf, eine Beeinträchtigung der Sehfähigkeit bei Dämmerlicht. Dabei kann in den Stäbchenzellen des Auges nicht genügend Rhodopsin hergestellt werden, das aus dem Vitamin-A-Abkömmling 11-cis-Retinal und dem Protein Opsin gebildet wird (Abb. 1). Pigmentepithel (Netzhaut) 11-cis-Retinal Zn 11-cis-Retinol all-trans-Retinyl-Ester all-trans-Retinol Photorezeptor- (Stäbchen-) Zelle 11-cis-Retinal Rhodopsin Opsin + all-trans-Retinal all-trans-Retinol Nervenimpuls Sehen Abb. 1: In Form von Retinyl-Estern wird Vitamin A in der Leber und den Pigmentepithelzellen der Netzhaut gespeichert. Als all-trans-Retinol kann das Vitamin an sog. Retinol-bindende Proteine gebunden im Blut transportiert werden. Bei Bedarf werden Retinyl-Ester zu 11-cis-Retinol hydrolysiert und zinkabhängig zu Retinal oxidiert. In den Stäbchenzellen der Netzhaut wird Retinal an das Protein Opsin gebunden, um das lichtempfindliche Rezeptormolekül Rhodopsin zu bilden. Die Photonen des Lichts katalysieren die Isomerisierung des cis-Retinals zu trans-Retinal, das sich vom Rhodopsin trennt und die Entstehung eines Nervenimpulses auslöst, der vom Visuellen Cortex in der Großhirnrinde verarbeitet wird. Da die Stäbchenzellen vor allem für das Sehen bei geringer Helligkeit verantwortlich sind, ist Vitamin-A-Mangel mit dem Symptom der Nachtblindheit assoziiert. 52

Vitamine und Mineralstoffe Es wird davon ausgegangen, dass eine regelmäßige tägliche Zufuhr von 3 mg Vitamin A (3.000 µg Retinolaktivitätsäquivalente) für Erwachsene unbedenklich ist (sog. Tolerable Upper Intake Level) (3). Zum Ausgleich eines -1,1 -2,3 -3,5 -4,7 Leuchtdichte [log cd/m 2 ] Vitamin A-Mangel Abb. 3: Die in pflanzlichen Nahrungsmitteln enthaltene Phytinsäure bildet mit Zink unlösliche Komplexe und hemmt die Aufnahme des Spurenelements im Dünndarm. Der Phytatgehalt einer Mahlzeit korreliert invers mit der Resorption des enthaltenen Zinks (5). bestehenden Vitamin-A-Mangels kann es jedoch sinnvoll sein, über einen kurzen Zeitraum höhere Dosen, z. B. täglich 15 mg Vitamin A über 30 Tage zu ergänzen (Abb. 2). Abb. 2: Im Gegensatz zum Zapfensehen, bei dem bei ausreichender Helligkeit Farben wahrgenommen werden können, ist beim sog. skoptischen Sehen mit den Stäbchen bei geringer Helligkeit keine Farbwahrnehmung möglich. Das Stäbchensehen ist von der Rhodopsin-Konzentration der Stäbchenzellen abhängig. Da Rhodopsin für die Dunkeladaption erst gebildet werden muss, benötigt die Anpassung eine gewisse Zeit. Bei Vitamin-A-Mangel kommt es zu Störungen der Rhodopsin-Bildung, sodass das Sehen bei geringen Leuchtdichten nicht möglich ist und Nachtblindheit auftritt. Die Supplementation von täglich 15 mg Vitamin A über 30 Tage kann eine normale Dunkeladaption wiederherstellen (4). Zinkresorption [%] Nach Therapie mit täglich 50.000 I.E. (15 mg) Vitamin A über 30 Tage normaler Anpassungsbereich Zeit in der Dunkelheit [Minuten] 0 10 20 30 40 25 20 15 10 5 0 Phytat [mg] 5 100 150 200 250 Für den Stoffwechsel des Vitamin A bildet Zink ein essenzielles Spurenelement. Sowohl das Enzym Retinoldehydrogenase, das 11-cis-Retinol zu 11-cis-Retinal konvertiert, als auch das Enzym Beta-Carotin-Monooxygenase, das Beta-Carotin in zwei Moleküle Retinal umwandelt, sind für ihre Funktion auf ausreichende Zinkkonzentrationen angewiesen. Zink Der Körper eines Erwachsenen enthält etwa 1,5 bis 3 g Zink, wobei sich mehr als 95% des Spurenelements in den Zellen der Muskulatur (etwa 57%), der Knochen (etwa 29%) und weiterer Gewebe finden. Lediglich etwa 0,1% des Kations sind im Blutplasma gelöst oder an Albumin gebunden, mit typischen Konzentrationen im Bereich von 1 µg/ml Blut. Zink bildet einen Co-Faktor bzw. ist Bestandteil von mehr als 300 Enzymen und einer noch größeren Anzahl weiterer Proteine, wie Transkriptionsfaktoren, die die Umsetzung von DNA in RNA steuern. Eine unzureichende Zinkversorgung geht mit Wachstumsstörungen, Anämie, Störungen des Hormonhaushalts, schlechter Wundheilung und einer Beeinträchtigung des Sehvermögens einher. Ein Zinkmangel wird zudem mit einer Verschlechterung der Immunreaktion gegenüber Pathogenen und einer Zunahme der unspezifischen Aktivierung von T-Zellen in Verbindung gebracht. Als Co-Faktor des Enzyms Superoxiddismutase ist Zink entscheidend an der Neutralisation von reaktiven Superoxidradikalen beteiligt, die im Stoffwechsel bei Reaktionen mit Sauerstoff entstehen (oxidativer Stress). Nach Daten der Nationalen Verzehrsstudie II erreichen 21% der Frauen und 32% der Männer in Deutschland die empfohlenen Zink-Zufuhrmengen nicht. Die vor allem in Hülsenfrüchten, Getreide und Ölsaaten enthaltene Phytinsäure dient in den Pflanzen als Speicher für Kationen wie Eisen und Zink. Als Komplexbildner kann sie das in der Nahrung enthaltene Zink unlöslich binden und dadurch die Aufnahme im Dünndarm behindern (Abb. 3). November 2021 53

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