Wie nehmen wir Kalzium auf?

Leide ich unter Kalziummangel, wenn ich keine Milch trinke? Muss ich täglich Kalziumtabletten einnehmen? Werden durch Kalziumpräparate die Knochen gesund? Die Frage der Kalziumergänzung ist nicht so einfach. Dahinter stehen eine Reihe wissenschaftlicher Prinzipien.

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Von „Kalzium essen“ bis „Kalzium ausscheiden“

Das Kalzium, das wir über die Nahrung aufnehmen, liegt meist in Form von Verbindungen vor. Sie passieren zusammen mit Eiweiß, Wasser, Fett, Laktose usw. die Speiseröhre und gelangen in die „raue Umgebung“ des Magens, wo sie der ersten Bewährungsprobe durch den menschlichen Körper ausgesetzt sind.

Magenzellen machen die Nahrung weich, indem sie Salzsäure absondern, und die Wasserstoffionen in der Salzsäure setzen Kalziumionen aus anorganischen Kalziumverbindungen frei. Das in einen ionischen Zustand übergegangene Kalzium bewegt sich weiter vorwärts und erreicht schnell den Dünndarm (organisches Kalzium wie Kalziumkaseinat wird nicht in Kalziumionen umgewandelt, sondern gelangt in gebundenem Zustand in den Dünndarm). Dabei sorgen zahlreiche Falten und winzige Zotten dafür, dass der Dünndarm auf kleinstem Raum die größte Oberfläche für den vollständigen Kontakt mit dem Speisebrei hat. Auf den Zellen der Darmschleimhaut bilden „Calcium-bindende Proteine“ leicht „Partnerschaften“ mit Calciumionen in der Darmhöhle und fungieren als Träger von Calciumionen (Calciumionenkanäle), um die Aufnahme von Calciumionen zu fördern. Wenn Calciumionen in das Zytoplasma von Schleimhautzellen gelangen, werden sie in den Mitochondrien versteckt. Kalziumbindende Proteine ​​transportieren sie zur Serosaoberfläche der Zellen, und durch dieses „Kalziumionenaustauschsystem“ werden die Kalziumionen aus den Zellen ausgestoßen und gelangen ins Blut.

Anschließend transportiert das Blut Kalziumionen zum Kalziumaustausch zu verschiedenen Geweben und Zellen im gesamten Körper. Nach diesem Austausch wird das restliche Blutkalzium in die Knochen transportiert und gespeichert, was einerseits die Festigkeit der Knochen gewährleistet und andererseits auf den Fall eines „Kalziummangels“ vorbereitet. Bei diesem Prozess leiten Osteoblasten Knochensalze (anorganische Salze in Knochen, deren Hauptbestandteil Kalzium ist) und Knochenmatrix, um Knochen zu formen; Osteoklasten steuern die Knochenresorption und lösen gealterte und beschädigte Knochen auf und verstoffwechseln sie. Anschließend zirkuliert das ausgefällte Kalzium mit dem Blut durch die Nieren und wird kontinuierlich gefiltert und gesiebt. Der größte Teil des Blutkalziums wird von den Nieren recycelt und wiederverwendet, und eine kleine Menge „Abfallkalzium“, das nicht mehr verwendet wird, wird mit dem Urin aus dem Körper ausgeschieden. Von der „Aufnahme von Kalzium“ bis zur „Ausscheidung von Kalzium“ ist der Kalziumstoffwechselprozess des menschlichen Körpers.

Wer steuert die Kalziumaufnahme?

Ein erheblicher Teil des Kalziums, das wir über die Nahrung aufnehmen, wird nicht absorbiert, sondern direkt aus dem Körper ausgeschieden. Welche Faktoren beeinflussen die Kalziumaufnahme? Nachdem das Kalzium den Dünndarm erreicht hat, gibt es zunächst im Allgemeinen zwei Absorptionskanäle. Eine davon ist der aktive Transport durch Kanäle auf der Oberfläche von Dünndarmzellen. Die Transportkapazität der Ionenkanäle ist begrenzt und die Absorptionsrate nimmt ab, wenn zu viel Kalzium aufgenommen wird. Der andere ist der passive Transport, bei dem Calciumionen entlang des Konzentrationsgradienten durch die Zellmembran diffundieren, um das Gleichgewicht auf beiden Seiten der Zellmembran sicherzustellen. Der Vorgang erfordert keine zusätzliche Energiebereitstellung durch die Zelle. Mit anderen Worten: Eine erhöhte Kalziumzufuhr fördert die Aufnahme bis zu einem gewissen Grad. Zweitens beeinflussen auch die aktiven chemischen Eigenschaften des Kalziums selbst mehr oder weniger die Aufnahme des Kalziums durch den Körper. Die Nahrungszusammensetzung der chinesischen Bevölkerung besteht hauptsächlich aus pflanzlichen Nahrungsmitteln, die eine große Menge an Faktoren enthalten, die die Aufnahme von Kalzium, Eisen und Zink beeinflussen, wie etwa Phytinsäure, Oxalsäure, Zellulose usw. Oxalsäure verbindet sich in Pflanzen mit Phytinsäure und Kalzium und wird nicht so leicht aufgenommen. Darüber hinaus wird die Kalziumaufnahme des Körpers auch durch Faktoren wie Hormone reguliert, unter denen Vitamin D, Calcitonin und Parathormon sehr wichtig sind.

7-Dehydrocholesterin wird unter der menschlichen Haut bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen direkt in Vitamin D3 umgewandelt. Vitamin D3 wird dann in der Leber gespeichert, mit 25-Hydroxycalciferol und einem speziellen Transportglobulin kombiniert und mit dem Blut durch den Körper verteilt. Die Hauptfunktion von Vitamin D3 bei der Kalziumaufnahme besteht darin, die aktive Aufnahme zu regulieren und Kanäle für die aktive Aufnahme zu schaffen. Bei einem Mangel an Vitamin D3 stehen weniger Kanäle für die aktive Aufnahme zur Verfügung. Zu viel Vitamin D ist nicht hilfreich und zu wenig kann sogar Nebenwirkungen haben.

Calcitonin kann die Konzentration von Calciumionen im Plasma verringern und zur Ablagerung von Calciumionen in den Knochen führen. Andererseits kann Calcitonin auch die Auflösung von Knochensalzen hemmen, die vom Knochengewebe ins Blut abgegebene Calciummenge verringern und zu einer Abnahme der Calciumkonzentration im Blut führen. Die Nebenschilddrüsen scheiden ein Hormon aus, dessen Hauptfunktion darin besteht, Kalzium aus den Knochen zu mobilisieren und aus den Zellen herauszutransportieren. Es fördert die Rückresorption von Kalzium durch die Nierentubuli und erhöht die Ausscheidung von Phosphor. Die Sekretion des Parathormons wird auch durch die Kalziumkonzentration im Blut reguliert und die beiden sind umgekehrt proportional. Bei einer hohen Kalziumkonzentration im Blut wird die Kalziumausschüttung gehemmt. Wenn die Kalziumkonzentration im Blut niedrig ist, ist die Kalziumsekretion überaktiv. Die Wirkungen von Calcitonin wirken denen des Parathormons entgegen. Im menschlichen Körper arbeiten diese drei Hormone zusammen, um die Kalziumkonzentration im Blut aufrechtzuerhalten.

Kalzium ist nicht nur für Knochen und Zähne

Das vom Dünndarm aufgenommene Kalzium gelangt ins Blut und sorgt für einen relativ ausgeglichenen Kalziumspiegel im Blut, um den Herzschlag und die Übertragung von Nervensignalen aufrechtzuerhalten. Der menschliche Körper reguliert den Kalziumgehalt im Blut, einschließlich des flüssigen Kalziums zwischen den Zellen, sehr genau. Nur eine Veränderung von 10 % kann zu Problemen führen, wenn der Wert etwas höher oder niedriger ist.

Die Menge an Kalzium in unserer Ernährung ändert sich täglich, die Kalziumkonzentration im Blut bleibt jedoch konstant. Warum ist das so? Der menschliche Körper ist viel intelligenter als wir denken. Wenn der Magen-Darm-Trakt große Mengen Kalzium aufnimmt, kann die Kalziumkonzentration im Blut vorübergehend ansteigen. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Fähigkeit der Niere zur Kalziumausscheidung zu, die Kalziumaufnahme wird schwächer, der Kalziumspiegel im Urin steigt deutlich an und die Kalziumkonzentration im Blut sinkt. Wenn andererseits der Kalziumspiegel im Blut sinkt, nimmt die gastrointestinale Kalziumabsorption zu, und wenn der Kalziumspiegel im Blut steigt, wird die gastrointestinale Kalziumabsorption schwächer.

Führt eine Kalziumergänzung zu starken Knochen?

Neben der Sicherstellung des Kalziumgehalts im Blut wird der größte Teil des vom menschlichen Körper aufgenommenen Kalziums in den Knochen und Zähnen gespeichert. Dies ist das „Speicherdepot“ für Kalzium. Dieses „Speicherdepot“ ist nicht statisch, sondern unterliegt einem ständigen Stoffwechsel. Da Knochen über einen langen Zeitraum hinweg Belastungen ausgesetzt sind, altern sie, genau wie Metalle ermüden. Um die Knochenstärke zu erhalten, müssen die Knochen einen Stoffwechsel durchlaufen, genau wie eine Asphaltstraße. Sobald der Schaden behoben ist, sind Mitarbeiter der Stadtverwaltung für die Auffüllung und Reparatur mit Asphalt zuständig. Die Funktion der Knochenumgestaltung besteht darin, die „Grübchen“ im Knochen zu glätten. Normalerweise dauert es etwa 20 Jahre, bis der gesamte Knochenstoffwechsel im Körper abgeschlossen ist.

Auch unser Körper selbst unterliegt wirtschaftlichen Gesichtspunkten und wir bauen so viel, wie wir brauchen. Moderne Stadtbewohner sitzen den ganzen Tag ruhig und verbringen wenig Zeit im Freien. Infolgedessen fehlt ihren Knochen die nötige äußere Kraft und das Sonnenlicht, um stark zu werden, und ihre Knochengesundheit ist besorgniserregend. Noch beängstigender ist die Angst vor einer Mangelernährung und die übermäßige Einnahme von Kalziumpräparaten, die zu Verknöcherungen an Stellen führen können, wo sie nicht verknöchern sollten, wie etwa in Muskeln und Bändern. Insbesondere bei Kindern ist es so, dass die Knochen relativ schwach und nicht so stark sind wie erwartet, wenn sie sich bei der Kalziumzufuhr ausschließlich auf die Ernährung verlassen und keinen Sport treiben. Zahlreiche archäologische Funde zeigen außerdem, dass asiatische Frauen vor 1.200 Jahren eine um 20 % höhere Knochenmasse hatten als Frauen heute, obwohl sie keine Kalziumtabletten einnahmen und möglicherweise nicht in der Lage waren, regelmäßig Milch zu sich zu nehmen.

Wie viel Kalzium sollten wir ergänzen?

Mit der Verbesserung des Lebensstandards legt die Ausgabe 2022 der „Ernährungsrichtlinien für chinesische Einwohner“ besonderen Wert auf die Milchaufnahme und erhöht die empfohlene Aufnahme von Milch und Milchprodukten von 300 Gramm/Tag in der ursprünglichen Version von 2016 auf 300-500 Gramm/Tag in der neuen Version. Gemäß den aktuellen Ernährungsrichtlinien beträgt die empfohlene Kalziumaufnahme (RNI) für Erwachsene 800 mg pro Tag. Dieser Standard basiert auf westlicher Forschung. Derzeit scheint es für die Chinesen noch ein fernes Ziel zu sein. Aus dem „Bericht über die Ernährung und den chronischen Krankheitsstatus chinesischer Einwohner (2020)“ geht hervor, dass die durchschnittliche tägliche Kalziumaufnahme chinesischer Einwohner 356,2 mg beträgt. Nicht nur in unserem Land, sondern auch in vielen Ländern Ostasiens und Südostasiens ist die Kalziumaufnahme der Einwohner relativ gering, was mit unseren Essgewohnheiten zusammenhängt.

Die empfohlene Tagesdosis an Kalzium für Erwachsene ist weltweit unterschiedlich. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat die empfohlene Kalziummenge für Erwachsene in Entwicklungsländern auf 400 bis 500 mg festgelegt. Der Grund für den niedrigeren Wert als in Industrieländern liegt wahrscheinlich darin, dass die Ernährung dieser Länder einen geringeren Proteingehalt aufweist. Protein hat einen wichtigen Einfluss auf die Kalziumausscheidung im Urin. Der Verzehr von proteinreichen Lebensmitteln kann die Kalziumausscheidung im Urin erhöhen.

Die Kalziumergänzung ist keine einfache Angelegenheit. Wenn Sie die Gesundheit Ihrer Knochen erhalten möchten, reicht eine Kalziumergänzung allein nicht aus. Auch Bewegung und andere Faktoren sind sehr wichtig. Eine Kalziumergänzung ist nicht unbedingt besser. Wenn beispielsweise die tägliche Kalziumaufnahme über die Nahrung 1.200 mg übersteigt, beginnt die kardiovaskuläre Mortalität zu steigen.

Wenn es um die Kalziumergänzung geht, sollten wir uns nicht nur auf die Zahlen konzentrieren, sondern auch auf die wissenschaftlichen Prinzipien, die diesen Zahlen zugrunde liegen.

Der Artikel wurde vom Science Popularization China-Starry Sky Project (Erstellung und Kultivierung) erstellt. Bei Nachdruck bitten wir um Quellenangabe.

Autor: Zhu Xinna, populärwissenschaftlicher Autor, unabhängiger Buchplaner und hervorragender Leseförderer in Peking

Gutachter: Chen Ran, Associate Research Librarian (Wissenschaftskommunikation) / Leitender Ingenieur, COFCO Nutrition and Health Research Institute