Bedeutung von Zink bei entzündlichen Darmerkrankungen und undichtem Darm

Wirkung und Bedeutung von Zink und Aryl-Hydrocarbon-Rezeptoren bei der Vorbeugung und Behandlung von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa.

Forschungsergebnisse des King’s College London zeigen, dass ein Zusammenhang zwischen dem wichtigen Mikronährstoff Zink und einem Sensorprotein im Darm bei der Vorbeugung und Behandlung einer Reihe von Darmerkrankungen, wie beispielsweise entzündlichen Darmerkrankungen, besteht.

• Christer Hogstrand, Professor für Molekulare Ökotoxikologie am King’s College London, leitete ein internationales Team, das „Mini-Därme“ aus menschlichen Stammzellen und Mäusen herstellte.

Fast vollständige Linderung bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Die Wissenschaftler untersuchten die Rolle von Zink und einem Sensor namens Aryl hydrocarbon Receptor (AHR), der dem Körper hilft, auf Nährstoffe, Medikamente und Giftstoffe im Darm zu reagieren.

Bei Mäusen, die mit einer Nahrung gefüttert wurden, die Zink und eine Substanz aus Kreuzblütlern wie Brokkoli enthielt, die den Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR, Ah-Rezeptor) stimuliert, wurde die entzündliche Darmerkrankung (CED) fast vollständig gelindert.

• Im Gegensatz dazu profitierten Mäuse, die mit einer zinkarmen Nahrung gefüttert wurden, nicht von der Aktivierung des Aryl-Hydrocarbon-Rezeptors.

Der Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR) ist ein Protein im Zytosol tierischer Zellen, das als Transkriptionsfaktor an der Regulation der Genaktivität beteiligt ist.

• Die Forschungsergebnisse haben Auswirkungen auf etwa ein Drittel der Weltbevölkerung, die an Zinkmangel leidet.

Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen durch Nahrungsergänzung mit Zink und bioaktiven Pflanzenstoffen, die die Aryl-Hydrocarbon-Rezeptoren stimulieren und besonders reichlich in Kreuzblütlern vorkommen.

• Obwohl Fleisch und Meeresfrüchte die besten Zinkquellen in der Ernährung sind, führen weltweite Armut, Nachhaltigkeitsfragen und Tierschutzbedenken dazu, dass die Weltbevölkerung sich von tierischen Lebensmitteln abwendet und zunehmend pflanzliche Lebensmittel oder eine vegane Ernährung bevorzugt.

Um eine Unterversorgung mit diesem wichtigen Mikronährstoff zu vermeiden, muss daher eine ausreichende Zinkzufuhr sichergestellt werden, betont Hogstrand, Professor für Molekulare Ökotoxikologie.

• Der Darm dient unter anderem als Barriere gegen Bakterien, Pilze, Viren und andere potenziell schädliche Substanzen.

Die innere Schicht des Darms besteht aus einer dünnen Zellschicht, die durch so genannte „tight junctions“ abgedichtet ist. Manchmal können sich diese „tight junctions“ lockern und der Darm wird poröser, was zu einem „leaky gut“ oder einer chronischen-entzündlichen Darmerkrankung führt.

Um dies zu verhindern, binden sich bestimmte Substanzen in der Nahrung an Arylhydrocarbon-Rezeptoren (AHR), die dann mit den „tight junctions“ der Zellen und dem Immunsystem kommunizieren, um den Darm gesund zu halten und vor Entzündungen und chronischen-entzündlichen Darmerkrankungen zu schützen.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass der Arylhydrocarbon-Rezeptor dies tut, indem er den essentiellen Mineralstoff Zink in die Zellen einschleust, der dann die Dichtigkeit der „tight junctions“ verbessert.

Es gibt zwei Arten von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen: Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. Sie entstehen, wenn die Auskleidung des Verdauungstrakts gereizt wird und anschwillt, was zu Beschwerden wie Magenschmerzen, Durchfall und Blutungen führt.

Ein undichter Darm entsteht, wenn der Darm keinen Schutz mehr vor schädlichen Stoffen bietet. Dies ist ein wichtiger Faktor für Entzündungen, Schäden an anderen Organen und damit für zahlreiche Krankheiten.

• Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Zinkmangel bei etwa 50 Prozent der Patienten mit entzündlichen Darmerkrankungen

Zinkmangel kommt bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) in etwa 50 Prozent der Fälle vor und ist bei Patientinnen und Patienten mit Morbus Crohn höher als bei Colitis ulcerosa, wie eine in Nutrients veröffentlichte Studie zeigt.

• Roberta Zupo vom Nationalen Institut für Gastroenterologie „Saverio de Bellis“ in Italien und ihre Kollegen führten eine systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse durch, um die Häufigkeit von Zinkmangel bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen zu untersuchen.

Dabei stellten sie fest, dass die Häufigkeit von Zinkmangel in ausgewählten Studien bei Patienten mit Morbus Crohn höher war als bei Patienten mit Colitis ulcerosa.

• In gepoolten Auswertungen betrug die durchschnittliche Häufigkeit eines Zinkmangels in der Patientengruppe mit Morbus Crohn 54 Prozent im Vergleich zu 41 Prozent in der Patientengruppe mit Colitis ulcerosa.

Die vorliegenden Forschungsergebnisse unterstreichen nach Ansicht der Studienautoren, wie wichtig es ist, Zink als Mikronährstoff im Auge zu behalten, da jeder zweite Patient mit einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung einen Zinkmangel aufweist.

Nach den Ergebnissen dieser Studie ist Zinkmangel in der Patientengruppe mit Morbus Crohn häufiger anzutreffen, was wahrscheinlich auf die stärkere Malabsorption bei dieser Erkrankung, aber auch auf den proximalen Ort der Zinkabsorption im Darm zurückzuführen ist.

• Als Malabsorption wird die fehlerhafte Aufnahme von Nahrungsbestandteilen durch mangelhafte Resorption (Aufnahme), Verdauung oder Transport bezeichnet. Die Folge sind Mangelzustände, die auf einer schlechten Aufnahme von Eiweiß, Zucker oder Fett beruhen.

Wirkung, Aufgabe und Funktion von Zink

Zink ist für den menschlichen Körper essentiell, ein Zinkmangel kann daher wichtige Prozesse und Funktionen im Körper negativ beeinflussen.

Zink gehört zu den Spurenelementen und aktiviert über 200 verschiedene Proteine. Diese sind für die Funktion von Enzymen und Hormonen wie Insulin, Schilddrüsenhormonen und Wachstumshormonen verantwortlich.

Darüber hinaus wird Zink für den Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel benötigt. Auch für das Zellwachstum und das Immunsystem ist Zink unentbehrlich.

Zinkmangel: Symptome und gesundheitliche Folgen

Da Zink zahlreiche Funktionen im gesamten Körper hat, wirkt sich ein Zinkmangel auf viele verschiedene Gewebe und Organe aus.

Ein Zinkmangel kann beispielsweise die Haut, die Knochen, das Verdauungssystem, das Fortpflanzungssystem, das zentrale Nervensystem und das Immunsystem betreffen.

Ein Zinkmangel macht sich häufig durch Müdigkeit, Erschöpfungszustände oder Hautprobleme bemerkbar. Die Symptome können jedoch vielfältig sein, da Zink an vielen Stoffwechselprozessen beteiligt ist.

Mangelerscheinungen können sich durch trockene, schuppige Haut, brüchige Nägel und dünnes Haar bemerkbar machen. Auch Wundheilungsstörungen und entzündliche Hauterkrankungen wie Akne und Ekzeme können mit einem Zinkmangel einhergehen.

Die Erscheinungsformen des Zinkmangels sind altersabhängig.

• Bei Säuglingen und Kindern ist Durchfall ein häufiges Symptom.
• Bei älteren Kindern treten vermehrt Haarausfall, Wachstumsstörungen und häufige Infekte auf.
• Sowohl bei Säuglingen als auch bei Kindern kann Zinkmangel das Wachstum beeinträchtigen und im Erwachsenenalter zu Appetitlosigkeit und Fortpflanzungsproblemen führen.
• Bei älteren Menschen kann ein Zinkmangel zu einer verzögerten Wundheilung und zu Veränderungen der kognitiven und psychischen Funktionen führen.

Außerdem kann ein Zinkmangel den Geschmackssinn und Geruchssinn beeinträchtigen.

Natürliche Zinkquellen in Lebensmitteln

Fleisch, Fisch und Meeresfrüchte gehören zu den reichhaltigsten Zinkquellen in der menschlichen Ernährung.

Austern enthalten mehr Zink pro Portion als jedes andere Lebensmittel, aber Rindfleisch macht aufgrund seines hohen Verzehrs 20 Prozent der ernährungsbedingten Zinkaufnahme in den Vereinigten Staaten aus. Auch Eier und Milchprodukte enthalten Zink.

Bohnen, Nüsse und Vollkornprodukte enthalten Zink, aber die Bioverfügbarkeit von Zink aus diesen Lebensmitteln ist geringer als die aus tierischen Lebensmitteln, da diese Lebensmittel Phytate enthalten.

Phytate, die Speicherform von Phosphor in Pflanzen, binden bestimmte Mineralstoffe wie Zink im Darm und bilden einen unlöslichen Komplex, der die Zinkaufnahme hemmt. Obst und Gemüse enthalten nur sehr wenig Zink.

Die Zinkaufnahme über die Nahrung schwankt zwischen 5 Prozent und über 50 Prozent, je nachdem, wie hoch der Anteil an pflanzlichen Lebensmitteln (und damit an Phytat) in der Ernährung ist.

Die Zinkaufnahme durch kombinierte Ernährungsformen oder durch eine Kombination von tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln ist geringer als bei Ernährungsformen oder Mahlzeiten, die nur tierische Lebensmittel enthalten.

Zink als Nahrungsergänzungsmittel

Zink ist erstens in Nahrungsergänzungsmitteln erhältlich, die nur Zink enthalten, zweitens in Nahrungsergänzungsmitteln, die Zink in Kombination mit anderen Inhaltsstoffen enthalten, und drittens in vielen Multivitamin-/Multimineralpräparaten.

Nahrungsergänzungsmittel können eine Vielzahl von Zinkformen enthalten, darunter Zinksulfat, Zinkacetat und Zinkgluconat. Auf dem Etikett eines Nahrungsergänzungsmittels wird die Menge an elementarem Zink und nicht das Gewicht der gesamten zinkhaltigen Verbindung angegeben.

Die Absorption (Aufnahme) von Zink aus Nahrungsergänzungsmitteln, die Zinkcitrat oder Zinkgluconat enthalten, ist ähnlich und liegt bei jungen Erwachsenen bei etwa 61 Prozent.

Bei Nahrungsergänzungsmitteln, die Zinkoxid enthalten, liegt die Resorption bei 50 Prozent. Die gleichzeitige Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln, die 25 mg oder mehr elementares Eisen enthalten, kann die Zinkabsorption und die Plasmazinkkonzentration verringern. Eisen, das angereicherten Lebensmitteln zugesetzt wird, hat jedoch keinen Einfluss auf die Zinkaufnahme (Zinkabsorption).

Tabelle: Empfohlene Tagesdosis für Zink
Alter	Männlich	Weiblich	Schwangerschaft	Stillzeit
Geburt bis 6 Monate*	2 mg	2 mg
7–12 Monate	3 mg	3 mg
1–3 Jahre	3 mg	3 mg
4–8 Jahre	5 mg	5 mg
9–13 Jahre	8 mg	8 mg
14–18 Jahre	11 mg	9 mg	12 mg	13 mg
19+ Jahre	11 mg	8 mg	11 mg	12 mg
*Ausreichende Aufnahme (AI), entspricht der durchschnittlichen Zinkaufnahme bei gesunden, gestillten Säuglingen.

Gesundheitsrisiken durch zu hohe Zinkzufuhr

Eine hohe Zinkzufuhr kann zu Übelkeit, Schwindel, Kopfschmerzen, Magenbeschwerden, Erbrechen und Appetitlosigkeit führen.

Über mehrere Wochen eingenommene Zinkmengen von 50 mg oder mehr – typischerweise aus Nahrungsergänzungsmitteln oder durch übermäßigen Gebrauch von zinkhaltigen Prothesenklebercremes – können die Kupferaufnahme beeinträchtigen (was zu einem niedrigen Kupferstatus führen kann), die Immunfunktion beeinträchtigen und den HDL-Cholesterinspiegel senken.

Die mit der Nahrung aufgenommene Zinkmenge übersteigt selten 50 mg, so dass es unwahrscheinlich ist, dass Zink aus der Nahrung eine Zinktoxizität verursacht. Sehr hohe Dosen von Zink aus Nahrungsergänzungsmitteln (142 mg/Tag) können auch die Magnesiumabsorption beeinträchtigen und den Magnesiumhaushalt stören.

Einigen Berichten zufolge kann die übermäßige Verwendung von Prothesenklebercremes, die bis zu 34 mg Zink pro Gramm des Produkts enthalten können, zu neurologischen Symptomen (einschließlich sensorischer Ataxie und Myelopathie) und Anämie führen. Um diese Effekte zu vermeiden, sind zinkfreie Formulierungen erhältlich.

Das Food and Nutrition Board (FNB) der National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine hat Höchstmengen für Zink in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln für gesunde Personen auf der Grundlage von Werten festgelegt, die sich ungünstig auf den Kupferstatus auswirken.

• Die Höchstmengen gelten nicht für Personen, die Zink aus medizinischen Gründen einnehmen, sollten jedoch von einem Arzt überwacht werden.

Tabelle: Zulässige obere Aufnahmemenge für Zink
Alter	Männlich	Weiblich	Schwangerschaft	Stillzeit
Geburt bis 6 Monate	4 mg	4 mg
7–12 Monate	5 mg	5 mg
1–3 Jahre	7 mg	7 mg
4–8 Jahre	12 mg	12 mg
9–13 Jahre	23 mg	23 mg
14–18 Jahre	34 mg	34 mg	34 mg	34 mg
19+ Jahre	40 mg	40 mg	40 mg	40 mg

Wechselwirkungen mit Medikamenten

Zink kann mit bestimmten Medikamenten interagieren. Darüber hinaus können verschiedene Arten von Medikamenten den Zinkspiegel negativ beeinflussen.

Quellen

• Xiuchuan Hu et al, Aryl hydrocarbon receptor utilises cellular zinc signals to maintain the gut epithelial barrier, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41168-y
• Office of Dietary Supplements (ODS), part of the National Institutes of Health (NIH)
• Roohani N, Hurrell R, Kelishadi R, Schulin R. Zinc and its importance for human health: An integrative review. J Res Med Sci. 2013 Feb;18(2):144-57. PMID: 23914218; PMCID: PMC3724376

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