Eine Reise durch die Physiologie

X.       XI. Mineral- und Eisenhaushalt des Körpers, Knochensystem       XII.


Kalzium, Phosphat, Magnesium

Physiologie des Knochens - zellulär, lokal

Regulation der Kalziumhomöostase

Kontrolle und Untersuchung des Mineralstoffwechsels; Osteoporose

Kalzium- und Eisenhaushalt in der Schwangerschaft

Physiologie des Eisenstoffwechsels

Untersuchung des Eisenstatus


Biologische Strukturen sind formgewordene Funktion. So ist die Form der Knochen ein direktes Spiegelbild ihrer mechanischen Belastung. Die lebende Feinstruktur misst die auftretenden Kräfte und setzt sie in dynamische Auf-, Um- und Abbauprozesse um: Knochenzellen kommunizieren untereinander; Knochenbälkchen arbeiten wie Computer, die Spitzenbelastungen registrieren und das Gleichgewicht von Zu- und Abbau entsprechend den Erfordernissen einstellen.

Der Knochen ist nicht nur tragende Struktur, sondern darüber hinaus die Kalziumreserve des Körpers (99,9%) und speichert auch andere Stoffe längerfristig (nicht rasch mobilisierbar), wie Eiweiß, Phosphor, Natrium. Das Kalzium benötigt er für die druckbelastbare anorganische Substanz (apatitartige Kristalle als druckbelastbarer "anorganischer" Knochenbestandteil, auf Zugbelastung durch Kollagenfasern verstärkt).

Die Konzentration ionalen (freien) Kalziums (Ca++) in Extrazellulärflüssigkeit und Blutplasma hat große Bedeutung für die Erregbarkeit von Zellen. Hypokalzämie kann zu schweren tetanischen Krämpfen führen; das kann durch akute Veränderungen (z.B. über Alkalose) oder chronisch erfolgen, insbesondere infolge kalziumarmer (streng vegetarischer) Ernährung. Die Regulierung erfolgt durch Hormone, welche die Resorption von Ca++ aus Darm, Niere und Knochen beeinflussen (Parathormon, Kalzitonin, Vitamin-D-Hormon).

Lebensstil und Knochenphysiologie stehen in engem Zusammenhang: Vermehrte Kraftanstrengung (sportliche Betätigung) verstärkt den Knochenapparat, mangelnde Belastung führt zu Osteoporose (Bewegungsmangel, Bettlägrigkeit: Inaktivitätsatrophie, 'Astronautensyndrom'). Knochenabbau ist wegen der einhergehenden Ausscheidung von Kalziumsalzen mit erhöhtem Nierensteinrisiko verknüpft. Bestes Gegenmittel ist Krafteinwirkung (Training), die sich auf tragende Strukturen überträgt und diese anabol anregt.

Magnesium ist (nach Kalium) das zweithäufigste Kation in der Zelle und für die Funktion vieler Enzyme notwendig. Mg++ zerebraler Neurone beeinflusst die Empfindlichkeit von NMDA-Rezeptoren; im Herzmuskel reguliert es die Kontraktilität über die Verfügbarkeit intrazellulärer Kalziumionen; im Skelettmuskel kann Magnesiummangel Muskelkrämpfe bewirken; auch Leber- und Immunzellen sind magnesiumempfindlich.

Eine der wichtigsten Funktionen des Spurenelements Eisen ist der Sauerstofftransport des Hämoglobins; chronisch herabgesetztes Sauerstoffangebot kann u.a. die Hirnfunktion beeinträchtigen. Eisen ist auch - wie andere Spurenelemente - als Kofaktor für die Funktion zahlreicher Enzyme notwendig.

Man unterscheidet viele verschiedene Formen von Anämie (an-haima: Blutlosigkeit) - ihnen allen gemeinsam ist herabgesetzte Transportkapazität des Blutes für Sauerstoff. Wieviel Eisen im Körper gespeichert ist, kann über die Ferritin-Konzentration im Blutplasma abgeschätzt werden: Mit steigender Eisenspeicherung nimmt diese zu.

Sowohl Kalzium als auch Eisen sind kritische Verbrauchsfaktoren während einer Schwangerschaft: Der mütterliche Organismus mobilisiert seine Reserven zugunsten des wachsenden Feten, sodass - bei ungenügendem Nachschub - die Körperspeicher entleert werden und knapp aufeinander folgende Phasen der Gravidität mit (zu) geringen Spurenelementvorräten der Mutter einhergehen.

© H. Hinghofer-Szalkay