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Spurenelement auch Mikroelement wird allgemein ein chemisches Element genannt das nur in geringer Konzentration oder Spuren vorkommt bei ausserst geringer Konzentration wird auch von Ultra Spurenelement gesprochen Die Haufigkeiten chemischer Elemente unterscheiden sich erheblich betrachtet man ihr Vorkommen im Sonnensystem im Planeten Erde in Gesteinen der Erdkruste im Wasser von Ozeanen oder beispielsweise im menschlichen Korper Innerhalb der jeweiligen Haufigkeitsverteilung werden die haufigen Elemente als Mengenelemente von den seltenen Spurenelementen geschieden Wahrend in der Geochemie Stoffanteile und Begleitelemente von Gesteinen und Mineralen in Konzentrationen unter 0 1 bzw 1000 ppm als Spurenelemente bezeichnet werden bevorzugt die analytische Chemie meist einen Schwellenwert von 100 ppm bzw 100 µg g 100 mg kg oder 0 01 Davon zu unterscheiden ist der enger gefasste biologische Begriff Als essentielle Spurenelemente werden in der Biologie chemische Elemente bezeichnet die fur ein Lebewesen umgangssprachlich meist auf den Menschen bezogen essentiell notig sind und in Massenanteilen von weniger als 50 mg kg im Organismus vorkommen Bei Konzentrationen von weniger als 1 µg kg wird gelegentlich auch von Ultraspurenelementen gesprochen 1 Mikroelemente gehoren zu den Mikronahrstoffen Inhaltsverzeichnis 1 Fur den Menschen essentielle Spurenelemente 1 1 Auflistung von Spurenelementen 1 2 Ultra Spurenelemente 2 Sonstige Bedeutung 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseFur den Menschen essentielle Spurenelemente BearbeitenEine zu geringe Menge oder gar das Fehlen essentieller Spurenelemente ruft in Lebewesen Mangelerkrankungen hervor Durch solche Mangelerscheinungen etwa einer Anamie bei Eisenmangel oder einer Schilddrusenvergrosserung bzw unterfunktion bei Iodmangel wird die Unentbehrlichkeit Essentialitat eines Elementes offensichtlich Andererseits konnen auch Spurenelemente wie jeder Stoff ab einer gewissen Dosis in zu hohen Mengen nachteilige Folgen haben Spurenelemente werden ublicherweise beim Essen und Trinken mit der Nahrung aufgenommen die sie in Spuren enthalt Bei verminderter Aufnahme vermehrter Ausscheidung oder erhohtem Bedarf kann es zu einer Unterversorgung des Korpers mit Spurenelementen kommen Mogliche Grunde dafur sind Ernahrungsgewohnheiten z B geringe Auswahl einseitige Bevorzugung besondere Zubereitungsformen bzw abtrennende Aufbereitungsprozesse von Lebensmitteln Regionale Gegebenheiten beispielsweise sehr geringes Vorkommen in Ackerboden oder Trinkwasser erhohter Verlust etwa durch Durchfallerkrankungen oder starkes Schwitzen veranderte Bedingungen fur Aufnahme Ausscheidung und Bedarf bei unterschiedlichen StoffwechselerkrankungenMedizinisch wird Eisen Fe wegen seiner Wirkungsweise den Spurenelementen zugeordnet im Menschen ist es durchschnittlich mit etwa 60 mg kg enthalten Fluor F zahlt dagegen nicht zu den essentiellen Spurenelementen allerdings hat Fluorid F einen Karies vorbeugenden Effekt Als angemessene Fluoridzufuhr fur Erwachsene empfiehlt das Bundesinstitut fur Risikobewertung Jahr 2006 auch bei schwangeren und stillenden Muttern eine durchschnittliche Gesamtmenge von 3 1 mg pro Tag 2 Ein ahnlicher Wert von 0 05 mg kg Korpergewicht fur die tagliche Zufuhr wird von dem die EU Kommission wissenschaftlich beratenden Ausschuss fur Nahrungsmittelsicherheit empfohlen Jahr 2013 3 Die tagliche Hochstmengenempfehlung Tolerable Upper Intake Level UL betragt 7 mg fur Erwachsene 2 bzw 0 1 mg kg Korpergewicht 3 Eine zu hohe Fluoridzufuhr kann zu einer Fluorose der Zahne dentale Fluorose 4 und des Skeletts ossare Fluorose fuhren Fur eine Reihe von Spurenelementen sehr geringer Konzentration ist bis heute ungeklart ob sie nur als akzidenteller zufalliger Bestandteil im Menschen vorkommen oder ob ihnen irgendeine physiologische Funktion zukommt Diese werden als Ultra Spurenelemente bezeichnet Auflistung von Spurenelementen Bearbeiten Fur den Menschen essentielle Spurenelemente sind 1 5 6 Cobalt Co als Komponente von Vitamin B12 Eisen Fe Iod I Aufnahme als Iodid I Kupfer Cu Mangan Mn Molybdan Mo Selen Se Zink Zn Fur den Menschen moglicherweise essentielle Spurenelemente sind Arsen As Bor B Chrom Cr Nickel Ni Rubidium Rb Silicium Si Vanadium V Zinn Sn Element Gute Quelle Bedeutung fur den Korper Empfohlene Zufuhr pro TagChrom Fleisch Vollkornprodukte Pflanzenole Bier In Westeuropa ist Stahl Verarbeitung Kochgeschirr die wichtigste Quelle 7 ungeklart umstritten 8 9 Glucosestoffwechsel 10 11 20 100 µg Schatzwert 30 140 µg 12 Cobalt Tierische Produkte aller Art Bestandteil von Cobalamin Vitamin B12 nur als solcher essentiell 0 2 µg keine Empfehlung 12 Eisen Schweineleber Sauerkraut u a Eisen aus pflanzlichen Nahrungsmitteln wird allgemein schlechter resorbiert durch gleichzeitige Aufnahme von reduzierenden Nahrungsbestandteilen insbesondere Ascorbinsaure Vitamin C kann die Resorptionsrate bei pflanzlichem Eisen aber deutlich erhoht werden 13 ausfuhrlich im Artikel Eisenmangel Bestandteil vieler Enzyme und z B des Hamoglobins 10 15 mg 12 Iod Meeresfische Krustentiere essbare Algen Bestandteil der Schilddrusenhormone 200 µg 12 Kupfer Vollgetreide Nusse Kakao einige grune Gemuse Innereien von Wiederkauern Fische und Schalentiere Bestandteil zahlreicher Redoxenzyme Bestandteil lebenswichtiger Enzyme und Proteine essentiell fur das Wachstum von Sauglingen die Knochenstarke die Reifung von roten und weissen Blutzellen den Eisentransport den Cholesterin und Glukosestoffwechsel die Herzmuskelkontraktion und die Entwicklung des Gehirns 1 1 5 mg 12 Mangan Schwarztee Nusse Vollgetreide und grunes Blattgemuse Aktivator und Bestandteil zahlreicher Enzyme antioxidativer Metabolismus Knorpel und Knochensynthese Gluconeogenese 1 mg 2 5 mg 12 Molybdan Allgegenwartig ubiquitar Bestandteil des universellen Molybdan Cofaktors 50 100 µg 12 Nickel Bestandteil der Urease der Methyl Coenzym M Reduktase manchen Hydrogenasen der Kohlenmonoxid Dehydrogenase 12 25 30 µg 12 Selen Tierische Proteine aus selengefutterten Nutztieren Mitteleuropa Eier Fleisch Bestandteil von 30 50 Selenoproteinen wie der Glutathionperoxidase 1 5 µg kg 30 70 µg 12 Silicium Hirse Bier essentieller Bestandteil der Mucopolysaccharide in Epithelien und Bindegewebe 14 15 Etwa 1 4 g im menschlichen Korper 16 30 mgVanadium Hulsenfruchte Nusse Meeresfruchte verschiedene Wirkungen im Korper etwa Stimulierung der Glykolyse in der Leber Hemmung der Gluconeogenese Essenzialitat ungeklart lt 10 µgZink Tierische Lebensmittel vor allem Kase Innereien Muskelfleisch einige Fischsorten und besonders Schalentiere Zinkabhangige Enzyme sind an nahezu allen Lebensvorgangen z B Synthese von Kollagen Thymulin Testosteron oder Abbau von Alkohol durch Alkoholdehydrogenase beteiligt 12 15 mg 7 10 mg 12 Position im Periodensystem der chemischen Elemente H HeLi Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S Cl ArK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br KrRb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I XeCs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At RnFr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No LrDie vier organischen Grundelemente Mengenelemente essentielle Spurenelemente wahrscheinlich essentielle SpurenelementeUltra Spurenelemente Bearbeiten In der Biochemie ist ein Ultra Spurenelement definiert als ein chemisches Element das normalerweise weniger als ein Mikrogramm pro Gramm lt 1 µg g unter 1 ppm bzw 0 0001 Gewichtsprozent eines bestimmten Organismus ausmacht und dennoch eine bedeutende Rolle in dessen Stoffwechsel spielt Ultra Spurenelemente beim Menschen sind neben Cobalt auch Nickel und Silicium sowie moglicherweise Vanadium Chrom Bor Brom Lithium Arsen und Zinn 1 17 18 19 Womoglich sind einige Ultra Spurenelemente in der Ernahrung wichtiger als derzeit anerkannt Zum Beispiel gibt es Hinweise aus Studien am Menschen dass Bor eine vorteilhafte Wirkung auf den Kalziumstoffwechsel die Gehirnfunktion den Energiestoffwechsel und moglicherweise auf Immunprozesse hat Fur Chrom wird eine bedeutsame Funktion bei der Potenzierung der Insulinwirkung im Metabolismus von Glucose und Lipiden bzw eine vorteilhafte Wirkung bei Diabetes mellitus diskutiert 20 Da bisher fur keines dieser Elemente eine spezifische biochemische Funktion identifiziert wurde ist ihre ernahrungsphysiologischen Bedeutung noch nicht geklart Der vermutete Bedarf an Ultra Spurenelementen hat jedoch das Interesse der Nahrungserganzungsmittelindustrie geweckt Sonstige Bedeutung BearbeitenNeben den oben genannten Aspekten sind Spurenelemente im Sinne von chemischen Fingerabdrucken u a auch bei archaologischen archaometrischen anthropologischen oder kriminaltechnischen Untersuchungen von Bedeutung Durch deren Bestimmung konnen Ruckschlusse auf Herkunft Lebensweise Zeitraum oder Verunreinigung von Artefakten und Beweisstucken gewonnen werden 21 In der Geochemie spielen Spurenelement Informationen bei der Diskussion der Entstehungsgeschichte von Gesteinen und Mineralen eine wichtige Rolle Literatur BearbeitenIvor E Dreosti Trace Elements Micronutrients and Free Radicals 1 Ed Totowa Humana Press New Jersey 1991 ISBN 978 0 89603 188 3 Jeremy M Berg John L Tymoczko Lubert Stryer Biochemie 6 Auflage Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2007 ISBN 978 3 8274 1800 5 Donald Voet Judith G Voet Biochemistry 3 Auflage John Wiley amp Sons New York 2004 ISBN 0 471 19350 X Bruce Alberts Alexander Johnson Peter Walter Julian Lewis Martin Raff Keith Roberts Molecular Biology of the Cell 5 Auflage Taylor amp Francis 2007 ISBN 978 0 8153 4106 2 Weblinks Bearbeiten nbsp Wiktionary Spurenelement Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme UbersetzungenEinzelnachweise Bearbeiten a b c Heinrich Kasper Ernahrungsmedizin und Diatetik 11 Auflage Munchen 2009 ISBN 978 3 437 42012 2 a b Bundesinstitut fur Risikobewertung Hochstmengen fur Bor und Fluorid in naturlichen Mineralwassern sollten sich an Trinkwasserregelungen orientieren Stellungnahme Nr 024 2006 des BfR vom 7 Februar 2006 S 13 a b Stellungnahme des die EU Kommission wissenschaftlich beratenden Ausschusses fur Nahrungsmittelsicherheit EFSA Panel on Dietetic Products Nutrition and Allergies NDA Scientific Opinion on Dietary Reference Values for Fluoride In EFSA Journal Band 11 Nr 8 August 2013 doi 10 2903 j efsa 2013 3332 Dental Fluorosis Aliasgharpour Mehri Trace Elements in Human Nutrition II An Update In International Journal of Preventive Medicine Band 11 Nr 2 Januar 2020 doi 10 4103 ijpvm IJPVM 48 19 PMID 32042399 PMC 6993532 freier Volltext Klevay L Coronary heart disease the zinc copper hypothesis Am J Clin Nutr 1975 Jul 28 7 764 74 PMID 1146731 Review Memento vom 26 September 2011 im Internet Archive PDF 103 kB Food Standards Agency FSA John B Vincent Chromium Biological Relevance In Encyclopedia of Inorganic Chemistry John Wiley New York 2005 Stearns DM Is chromium a trace essential metal In Biofactors 11 Jahrgang Nr 3 2000 S 149 62 doi 10 1002 biof 5520110301 PMID 10875302 Harry Binder Lexikon der chemischen Elemente Hirzel Verlag Stuttgart 1999 ISBN 3 7776 0736 3 Erika Fink Ernahrung und Diatetik WVG Stuttgart 2002 ISBN 3 8047 1933 3 a b c d e f g h i j k Gerhard Eisenbrand Peter Schreier Alfred Hagen Meyer ROMPP Lexikon Lebensmittelchemie 2 Auflage 2006 Ausgabe 2 Georg Thieme Verlag 2014 ISBN 978 3 13 179282 2 S 1098 Claus Leitzmann Andreas Hahn Vegetarische Ernahrung UTB 1868 Verlag Eugen Ulmer Stuttgart 1996 ISBN 3 8252 1868 6 K Schwarz New essential trace elements Sn V F Si Progress report and outlook In Trace Element Metabolism in Animals 2 University Park Press Baltimore MD 1974 S 366 F H Nielsen H H Sandstead Are nickel vanadium silicon fluorine and tin essential for man A review In Am J Clin Nutr 27 1974 S 515 520 PMID 4596029 Gisela Boeck Kurzlehrbuch Chemie Ausgabe 2 Georg Thieme Verlag 2008 ISBN 978 3 13 151772 2 S 209 J Mann amp A S Truswell editors Essentials of Human Nutrition 3rd edition 2007 Oxford Oxford University Press Kazuhiro Yamada Interrelations between Essential Metal Ions and Human Diseases Hrsg Astrid Sigel Helmut Sigel Roland Sigel Metal Ions in Life Sciences Band 13 Springer 2013 Chapter 9 Cobalt Its Role in Health and Disease S 295 320 doi 10 1007 978 94 007 7500 8 9 Nielsen Forrest H Ultratrace Elements in Nutrition Annual Review of Nutrition Vol 4 21 41 Volume publication date July 1984 F H Nielsen Nutritional requirements for boron silicon vanadium nickel and arsenic current knowledge and speculation In FASEB journal official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology Band 5 Nr 12 September 1991 ISSN 0892 6638 S 2661 2667 PMID 1916090 Spurenelemente bei der Himmelsscheibe Abgerufen am 21 Oktober 2021 Normdaten Sachbegriff GND 4056595 6 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Spurenelement amp oldid 237185259