Physiologische Bedeutung
Im Skelett sind etwa 99 Prozent des Calciumbestandes (etwa 1 kg) eingelagert. Das Calcium verleiht den Knochen die Festigkeit. Die Knochen wiederum bilden gleichzeitig eine Reserve für den Calciumstoffwechsel des Organismus. Daneben beeinflusst Calcium die Erregbarkeit von Nerven und Muskeln, wirkt auf die Herztätigkeit ein und spielt eine bedeutende Rolle bei der Blutgerinnung. Außerdem übt Calcium auch einen entzündungs- und blutungshemmenden Einfluss aus.
Mangel
Ein Calcium-Mangel hat die gleichen Folgen wie ein Vitamin-D-Mangel: Beim Säugling wird weniger Calcium in die Knochen eingebaut, was zu weichen Knochen und Muskelschlaffheit führen kann (Rachitis). Bei Erwachsenen wird es dem Knochen entzogen. Die Folgen sind Knochenschwäche, Knochenschmerzen und Knochenbrüche - eine Mangel-Erkrankung, die “Osteomalazie” genannt wird. Ursachen können zum einen eine zu niedrige Calcium-Zufuhr bei normalem oder erhöhtem Bedarf sein, zum anderen aber auch eine Störung des Regelkreises, an dem Calcium beteiligt ist. Besonders bei Frauen nach den Wechseljahren kann es beispielsweise zu Störungen des Calcium-Haushaltes durch Östrogenmangel kommen; diese Krankheit ist unter dem Namen “Osteoporose” bekannt.
Überversorgung
Zuviel Calcium führt zu krankhaften Ablagerungen in verschiedenen Organen (zum Beispiel in den Nieren zu Nierensteinen). Ursache hierfür kann auch eine Vitamin-D- Überversorgung sein.
Bedarf
60 Prozent des Bedarfs werden in der Bundesrepublik durch Milch- und Milchprodukte gedeckt. Hierbei sollten fettarme Produkte bevorzugt werden. Die tägliche empfohlene Calciumzufuhr von 1000 mg wird durch den Verzehr eines der folgenden Lebensmittel bereits gedeckt:
- 850 ml Milch (sowohl mit 3,5 % als auch mit 1,5 % oder 0,3 % Fett) oder entsprechende Milchprodukte (z. B. Kefir, Joghurt, Dickmilch)
- 100 g Emmentaler
- 120 g Gouda, Chester
- 250 g Brie (50% Fett i. Tr.)
Der Bedarf ist bei Kindern und Jugendlichen erhöht, da sie sich im Wachstum befinden und zusätzliches Calcium in die Knochen einlagern müssen. Auch Schwangere und Stillende sollten auf eine höhere Zufuhr achten (1.200 bis 1.300 mg pro Tag).
Vorkommen
Calcium ist in Milch und Milchprodukten enthalten, aber auch in Obst, Grünkohl und anderen Gemüsen. Obwohl Brot und Backwaren nur wenig Calcium enthalten, tragen diese Lebensmittel aufgrund des mengenmäßig hohen Verzehrs zur Bedarfsdeckung bei.
Funktion
Hauptsächlich bildet Calcium Hartgewebe des Körpers. In Knochen und Zähnen befinden sind ungefähr 99 Prozent des im Körper enthaltenen Calciums. Der Rest befindet sich im Plasma. Das im Plasma vorliegende Calcium unterscheidet sich in drei Fraktionen mit jeweils unterschiedlichen Aufgaben. Diese Fraktionen sind ionisiertes, an Blutproteine gebundenes sowie komplexiertes Calcium.
Die Konzentration des Calciums im Blut wird über verschiedene hormonelle Systeme auf einem konstanten Niveau gehalten. Das Knochengewebe wird dabei als Calciumdepot verwendet, das Schwankungen ausgleicht. Calcium ist der hauptverantwortliche Mineralstoff bei der Muskelkontraktion. Es ist Bestandteil von vielen Enzymen und gleichzeitig auch deren Aktivator. Zudem wird die Aktivierung zahlreicher Zellen durch Hormone durch einen kurzzeitigen Calciumeinstrom in die Zelle gesteuert. Calcium spielt auch bei der Wundheilung bzw. bei der Blutgerinnung eine wichtige Rolle.
Stoffwechsel und Resorption
Die Resorptionsrate liegt durchschnittlich zwischen 30 und 40 %. Entscheidend wie viel Calcium resorbiert werden kann, ist die Zusammensetzung der aufgenommenen Lebensmittel. Also die anderen Inhaltsstoffe, die sich auf die Calciumresorption auswirken. Eine zentrale, aber noch nicht völlig aufgeklärte Rolle bei der Resorpition und dem Transport durch die Zellen spielt das Vitamin D. Geregelt wird der Calciumstoffwechsel durch verschiedene Hormonsysteme. So sind beispielsweise die Hormone der Schilddrüse sowie die Hormone Östrogen, Insulin oder Glucagon mit jeweils unterschiedlichen Funktionen an der Calciumkonzentration des Blutes beteiligt. Den bedeutendsten Anteil an der Anhebung des Calciumspiegels im Blut hat dabei das Hormon Parathormon. Es wird in der Nebenschilddrüse gebildet. Es begünstigt bei einem niedrigen Blut- Calciumgehalt die Mobilisierung des Mineralstoffs, erhöht die Resorption im Darm und reduziert die Ausscheidung über die Nieren.
Bis etwa zum 30. Lebensjahr wird in der Regel mehr Calcium in die Knochen eingelagert als abgebaut. Zu diesem Zeitpunkt spricht man auch von “peak bone mass”, der höchsten im Leben aufgebauten Knochenmasse. Ab diesem Zeitpunkt reduziert sich die Knochenmasse. Das bedeutet die Knochendichte verringert sich. Dieser Prozess kann nicht aufgehalten aber abgeschwächt werden. Entscheidend bei der Calciumauslagerung aus den Knochen ist eine entsprechende Ernährung und ausreichende körperliche Bewegung.
Bioverfügbarkeit
Der Höhe des Calciumgehalts in Lebensmitteln ist jedoch nicht ausschlaggebend für die Verwertbarkeit des Minerals. Bei der Calciumresorption spielt es eine wichtige Rolle, mit welchen Lebensmitteln es zusammen aufgenommen wird. Lebensmittel die Oxalsäure, Phytinsäure und Galacturonsäure enthalten, reduzieren die Aufnahme erheblich. Zudem ist die Zusammensetzung der Fettsäuren der verzehrten Lebensmittel ein wichtiger Faktor bei der Calciumaufnahme. Gesättigte Fettsäuren bilden zusammen mit Calcium schwerlösliche Kalkstreifen, die nicht resorbiert werden können. Sie werden wieder ausgeschieden.
Der über die Nahrung aufgenommene Gehalt von Proteinen beeinflusst zwar nicht die Resorption von Calcium aber erhöht die Ausscheidung des Mineralstoffs. Die Verfügbarkeit des Minerals kann durch Substanzen erhöht werden, die mit Calcium wasserlösliche Calciumsalze bilden. Zu diesen Stoffen zählen Lactose (in Milch und Milchprodukten), Citrat (in Zitrusfrüchten), Wasserstoffionen sowie bestimmte Aminosäuren und Glucose. Zudem wird eine starke Magensäuresekretion die Verfügbarkeit des verzehrten Calciums verbessert.
Neben den Faktoren, welche die Nahrung bei der Aufnahme von Calcium hat, spielt auch das Geschlecht eine entscheidende Rolle. Frauen haben eine physiologisch bedingte niedrigere Resorptionsrate als Männer. Ausnahme sind schwangere Frauen.
Quellen
Ernährungsmedizin: Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer von Hans-Konrad Biesalski
Aktuelle Ernährungsmedizin Georg Thieme
Ernährungsmedizin und Diätetik: Unter Mitarbeit von Walter Burghardt- mit Zugang zum Elsevier-Portal Heinrich Kasper
Handbuch Nahrungsergänzungen Klaus Arndt