Calcium

Calcium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste und dementsprechend in Gewässern, Gesteinen, Böden und Lebewesen weit verbreitet. In tierischen Lebensmitteln ist Calcium in Milch und Milchprodukten gut verfügbar und in nennenswerten Mengen enthalten, während andere tierische Nahrungsmittel eher unbedeutend für die Versorgung mit diesem Mineralstoff sind. Je nach Härtegrad kann auch Trinkwasser beachtliche Mengen an Calcium liefern und einen Beitrag zur täglichen Bedarfsdeckung leisten. Als calciumreich gelten darüber hinaus einige Gemüse wie Grünkohl, Fenchel und Brokkoli sowie verschiedene Nüsse wie Mandeln, Paranüsse und Haselnüsse. Zur groben Schätzung des Calciumgehaltes kann bei pflanzlichen Lebensmitteln folgende Regel angewendet werden: Blätter > Stängel/Stiele > Wurzeln > Samen. Die Verwertbarkeit von Calcium aus Pflanzen ist jedoch eingeschränkt, da Störstoffe wie Phytat, Oxalat und Ballaststoffe die Aufnahme in den Körper hemmen. Kochen, wässern und blanchieren können den Calciumgehalt von Gemüse zusätzlich noch reduzieren. Die Verfügbarkeit von Nahrungscalcium wird darüber hinaus auch von Phosphor und Fett beeinträchtigt. Fördernd auf die Calciumaufnahme in den Körper wirken hingegen Vitamin D, einige Zucker (Lactose, Inulin), Aminosäuren sowie Fruchtsäuren.
 

Der größte Teil des Calciums (99 %) wird im Knochen als Strukturbildner gespeichert. Im Serum stellt ionisiertes Calcium neben albumingebundenem Calcium den überwiegenden Teil des aktiven Mineralstoffs dar. Die Calciumkonzentration des Plasmas wird in einem relativ engen Bereich gehalten (2,20 – 2,65 mmol/l). Die Regulation erfolgt über mehrere Hormonsysteme. Die Mobilisierung von Calcium aus dem Skelettsystem wird durch das Parathormon gefördert und durch Calcitonin sowie durch Östrogene gehemmt. Um dem Knochenabbau während der Nacht entgegenzuwirken, ist daher eine abendliche Einnahme sinnvoll (2). Die biologische Verfügbarkeit von Mineralstoffverbindungen stellt generell eine Herausforderung für die alimentäre, aber auch für die therapeutische Substitution dar. Citratverbindungen von Calcium zeigen in klinischen Versuchen ein wesentlich besseres Aufnahmeverhalten als beispielsweise die entsprechenden Carbonate (3) (4). Calciumcitrat liefert zusätzlich Basenäquivalente, die überschüssige Säuren im Blut neutralisieren (2). Durch eine Azidose wird die physikochemische Freisetzung von alkalischen Knochenmineralien gefördert, was zur Abnahme der Knochendichte führen kann (5). Zudem wirken Citratverbindungen der Gefahr von Steinbildungen entgegen (6).
 

Die Folge einer ungenügenden Calciumversorgung ist eine suboptimale Knochendichte, die sich im Alter mit einem verfrühten Eintreten von osteoporotischen Veränderungen äußert. Ein im Serum nachgewiesener ungenügender Calciumstatus (Hypocalcämie) erfordert eine differenzierte diagnostische Abklärung (Parathormon, Vitamin-D-Metabolite), da die Ursachen dafür vielfältig sein können. In Österreich liegt, laut Ernährungsbericht 2012, die durchschnittliche Calciumaufnahme bei allen Bevölkerungsgruppen weit unter den empfohlenen Werten. Frauen nehmen im Schnitt 860 mg und Männer 891 mg der empfohlenen 1000 mg pro Tag zu sich (Erwachsene zwischen 18 und 64 Jahren). Bei Kindern ist es noch deutlicher: Hier erreichen 86,1 % der Mädchen und 77,5 % der Buben nicht die empfohlene Menge von 1200 mg/Tag. Gleiches gilt für Vitamin D, das eng mit dem Calciummetabolismus in Verbindung steht (7) (9). Vitamin D fördert die Calciumaufnahme im Darm und steigert die Einlagerung in die Knochenstruktur.
 

In der Wachstumsphase des Menschen nehmen Knochengröße, -stabilität und -dichte kontinuierlich zu. Bis zum 20. Lebensjahr sind ca. 90 % der maximalen Knochenmasse angelegt. Liegt die Peak Bone Mass beim jungen Erwachsenen bereits im erniedrigten Bereich, führen die natürlichen altersbedingten Abbauprozesse sehr schnell zu Osteoporose. Eine Substitution von knochenfördernden Nährstoffen ist deshalb bereits in jungen Jahren angebracht, vor allem bei Kindern und Jugendlichen mit unausgewogenen Ernährungsgewohnheiten. Bei älteren Menschen versucht die therapeutische Intervention die gesteigerten Abbauraten der Knochenzellen zu reduzieren und die Stabilität zu verbessern und zu erhalten. Der Nutzen von ausgewogenen Supplementierungen in diesem Indikationsrahmen ist bewiesen und wird nicht mehr in Frage gestellt.
 

Die Prävalenz von Osteoporose und Fragilitätsfrakturen nimmt bei Frauen und Männern jenseits des 60. Lebensjahrs zu und steigt nach dem 75. Lebensjahr exponentiell an. Durch eine ausreichende Versorgung mit Calcium und Vitamin D lässt sich das Auftreten von Knochenbrüchen bei bestehender Osteoporose zumindest teilweise verhindern (13). Evidenzbasierte Daten zeigen, dass eine tägliche Aufnahme von 700 - 800 mg Calcium und 400 I.E. Vitamin D (= 10 µg Vitamin D) eine kostengünstige und sichere Methode darstellt, um die Frakturhäufigkeit bei alten Menschen zu verringern (14). Dies gilt auch für Männer, die zwar mit 15 - 25 % Risiko weniger häufig als Frauen von Osteoporose betroffen sind (> 50 %), bei denen aber die Mortalitätsraten, die mit Frakturen in Verbindung stehen, um ungefähr das 3-Fache höher liegen als bei Frauen (15). Auch bei postmenopausalen Frauen lässt sich durch Calcium- und Vitamin-D-Supplementierung der Verlust der Knochenmasse reduzieren (16).
 

Der Processus alveolaris maxillae, der das Grundgerüst für die Zahnfächer bildet, ist von osteoporotischen Veränderungen ebenso betroffen wie andere Knochenstrukturen im Körper. Mittlerweile gilt als gesichert, dass der Verlust an Knochenmasse im Kiefer mit Parodontose und daraus resultierendem Zahnverlust korreliert (17). Eine abnehmende Knochenmasse im Skelett, insbesondere nach der Menopause, spiegelt sich auch in einem  Masseverlust der Alveolarknochen und mit einer Abnahme der Zahnhaltefähigkeit wider (18). Bei menopausalen Frauen mit diagnostizierter Osteoporose ist zudem eine starke Verringerung der Kammhöhe zwischen den Zahnfächern feststellbar (19). Eine gezielte langfristige Supplementierung mit knochenrelevanten Mikronährstoffen zur diätetischen Behandlung einer Osteoporose stärkt deshalb auch den Zahnhalteapparat und kann einem osteoporosebedingten Zahnverlust wirkungsvoll entgegenwirken (20). Umgekehrt haben beispielsweise Frauen, die kein Calcium supplementieren, ein um 54 % höheres Risiko, Parodontopathien zu entwickeln, als Frauen, die täglich zusätzlich Calcium zu sich nehmen (21).
 

Neben den strukturbildenden Aufgaben im menschlichen Organismus hat extraossäres Calcium als Elektrolyt vielfältige Funktionen. So wird die Muskelkontraktion durch die Freisetzung von Calcium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum eingeleitet. Die Erregung von Nerven wird durch den Einstrom von extrazellulärem Calcium initiiert. Die Sekretion exogener Drüsen wie z.B. die Insulinausschüttung sind calciumabhängige Vorgänge. Calcium ist an der Blutgerinnung beteiligt und stabilisiert die Zellmembranen, indem es an Phospholipide bindet (1).
Hierbei wirkt Calcium häufig als sogenannter „physiologischer Antagonist“ zu Magnesium. Calcium und Magnesium zeigen ihre antagonistischen Eigenschaften vor allem bei der Muskelkontraktion, wodurch sie auch für die Aufrechterhaltung eines physiologischen Muskeltonus eine wesentliche Rolle spielen. Der Aus- bzw. Einstrom von Calciumionen setzt dabei den Prozess der Muskelkontraktion bzw. der Muskelentspannung in Gang. Magnesiumionen hemmen diesen Vorgang, indem sie mit dem Calcium um die Öffnungen in den Zellmembranen konkurrieren, durch die der Ein- und Ausstrom stattfindet (22). Dieser komplexe Vorgang ist vor allem im Ruhezustand des Muskels von Bedeutung. Ein unausgewogenes Calcium-/Magnesium-Verhältnis kann diesen Vorgang stören, was nicht nur Auswirkungen auf den Skelettmuskel haben kann, sondern auch auf die Muskulatur, die durch das vegetative Nervensystem gesteuert wird. Auch bei der Nervenerregung stehen sich Calcium und Magnesium als Antagonisten gegenüber. An den motorischen Endplatten hemmt Magnesium die Acetylcholinfreisetzung, während Calcium das Gegenteil bewirkt (1).
 

Im Herzmuskel stabilisieren Calcium und sein Gegenspieler Magnesium das Erregungspotential. Sowohl durch Hypokalzämie als auch durch Hypomagnesiämie kann es zu Herzrhythmusstörungen, Tachykardien und Veränderungen des Reizleitsystems des Herzens kommen. Durch eine entsprechende Substitution wird der Elektrolythaushalt harmonisiert und eine normale effektive neuromuskuläre Erregbarkeit und Funktion des Herzmuskels gewährleistet (23). Auch bei Herzversagen scheint ein reduzierter Calciumausstrom aus dem endoplasmatischen Retikulum eine erhebliche Rolle zu spielen, wobei die zugrundeliegende Ursache noch unklar ist (24). Ein Herzmuskelkrampf, der zu Angina pectoris und zu Herzinfarkt führen kann, geht mit einem unausgeglichenen Calcium-/Magnesium-Verhältnis einher. Herzrhythmusstörungen sprechen gut auf Calcium- sowie Magnesiumgaben an (25).
Auch hypertonische Patienten weisen häufig erniedrigte Plasma-Calcium-Konzentrationen auf. Durch Supplementierung konnte in Interventionsstudien eine leichte Senkung des Blutdrucks erreicht werden (1).
 

Eine latente Azidose löst vielfältige metabolische und endokrine Abweichungen aus. So kommt es zu einem Verlust von Stickstoff, wodurch der Proteinstoffwechsel beeinträchtigt werden kann. Direkt und indirekt sind davon auch die endokrinen Systeme betroffen. So findet sich beispielsweise bei Azidose ein Abfall der IGF-1-Spiegel infolge einer Sensitivitätsminderung der peripheren Wachstumshormone sowie eine abgemilderte Form des primären Hypothyreodismus und Hyperglucocorticoidismus (26). Mehrere Studien belegen, dass eine latente Azidose sich negativ auf die Knochengesundheit auswirken kann. Es wird vermutet, dass dieser Effekt auf die physikochemische Freisetzung von Knochenmineralstoffen bei einer Abnahme des intrazellulären pH-Wertes beruht (27). Eine chronische Übersäuerung führt zu einer negativen Calciumbilanz und zur erhöhten Abnahme der Knochendichte. Im Gegenzug wurde belegt, dass eine Erhöhung der Zufuhr an basenbildenden Kaliumverbindungen zu einer höheren axialen und peripheren Knochendichte führt und mit geringeren Knochenumbauraten korreliert (28). Die durch die negative Calciumbilanz im Knochenstoffwechsel verursachte Hyperkalziurie kann außerdem die Neigung zu Nierensteinen verstärken (29). Klinische Studien erhärten die Beobachtungen vieler Therapeuten, dass ein Zusammenhang zwischen latenter Azidose und chronisch-entzündlichen Erkrankungen besteht. So korrelieren erniedrigte basische Pufferreserven mit höheren Levels an inflammatorischen Biomarkern (30). Eine erhöhte Zufuhr alkalischer Substanzen zeigt auch als begleitend therapeutisches Instrument gute Erfolge. So konnte die Supplementierung mit basenbildenden Mineralverbindungen bei Patienten mit rheumatoider Arthritis eine signifikante Reduzierung der Erkrankungsaktivität bewirken. Auch der Schmerzindex sank beträchtlich (31). Erniedrigte basische Pufferreserven korrelieren mit dem Auftreten von Insulinresistenz bei Diabetes-mellitus-Typ-2-Erkrankungen (32) sowie mit erhöhten Blutdruckwerten (33). Eine gesteigerte Säurebelastung im Organismus führt zu einem erhöhten Risiko für Bluthochdruck (34).
 

Bei Schwangeren mit zu geringer Calciumaufnahme und bei bestimmten Subgruppen (Jugendliche, bereits bestehende Hypertonie, vorhergegangene Präeklampsie) ist das relative Risiko für das Auftreten von schwangerschaftsinduziertem Bluthochdruck und von Präeklampsie signifikant erhöht. Ein systematischer Review, der zwölf Studien zum Thema Calciumsupplementation und Präeklampsieprävention beurteilte, zeigte, dass vor allem Schwangere mit erhöhtem Präeklampsierisiko sowie Frauen mit niedriger Nahrungscalciumzufuhr von einer Supplementation von zumindest 1 g/d profitieren können (35).
 

Studien dokumentieren, dass sowohl Calcium als auch Magnesium bei PMS lindernd wirken. In einem aktuellen Review bestätigte die Auswertung von randomisierten kontrollierten Studien, dass die Einnahme von Calcium die Symptomatik des PMS verbessert (39). Auch Magnesium zeigt Wirkung. Bei Frauen, die an PMS leiden, kann labordiagnostisch häufig ein erniedrigter intrazellulärer Magnesiumspiegel festgestellt werden. In einer Pilotstudie führte die drei-monatige Supplementation mit 250 mg/d Magnesium zu einer mit höchst signifikanten Verbesserung der Symptome um 35 % (40). Dies bestätigt frühere klinische Daten, bei denen die ergänzende Magnesiumeinnahme zu einer Verbesserung der Stimmungsschwankungen und anderer PMS-Symptome nach dem „Menstrual Distress Questionnaire Score“ führte (41).
 

Epidemiologische Daten zeigen, dass eine hohe Calciumaufnahme das Risiko für Kolonkarzinome vermindern kann. Experimentell ist bereits belegt, dass Calcium das Wachstum von Kolonkarzinomen hemmt und die Zellproliferation der Kolonmukosa sowie die Bildung kolorektaler Adenome inhibiert. Neben der Fähigkeit, mit Fett- und Gallensäuren unlösliche Kalkseifen zu bilden, wird auch eine direkte Wirkung von Calcium auf initiierte Tumorzellen diskutiert (1).
 

Die Meeresalge Lithothamnium coralloides verwendet Calcium und Spurenelemente zum Aufbau ihrer Strukturen. Unter dem Markennamen AlgaeCal steht in Österreich und Deutschland ein standardisierter Markenrohstoff (30 % Calcium) aus getrockneter und gemahlener Lithothamnium coralloides zur Verfügung. In zwei klinischen Studien wurde gezeigt, dass pflanzliches Algencalcium (in Kombination mit Vitaminen und Spurenelementen) die Knochendichte erhöhen kann (42). In einer vergleichenden Zellstudie an Osteoblasten war AlgaeCal den Salzverbindungen Calciumcarbonat und Calciumcitrat deutlich überlegen (43).
 

Original Okinawa-Sangokorallencalcium enthält ausschließlich Sango-Korallencalcium aus Okinawa und wird durch Mahlen fossiler Meereskorallen gewonnen. Der Abbau der Korallen erfolgt unter strikter Einhaltung der Richtlinien zum Schutz und Erhalt der Korallenriffe. Für die Präparate werden lediglich die von den Korallen abgestoßenen fossilen Korallensedimente verwendet, die lebenden Korallenriffe in Okinawa kommen nicht zu Schaden.
Original Okinawa-Sangokorallenpulver wird im Gegensatz zu marktüblichem Korallencalcium in einem genau definierten Unterwasserbereich abgebaut, um eine spezielle Mineralstoffverteilung zu erzielen. Korallen, die knapp unterhalb der Meeresoberfläche wachsen, enthalten relativ hohe Mengen an Calcium. Die fossilen Sangokorallen hingegen liefern Calcium und Magnesium im physiologischen Verhältnis 2 : 1 und eignen sich so zur gezielten natürlichen Substitution beider wichtiger Mengenelemente. Neben Calcium und Magnesium nehmen Korallen im Laufe ihres Lebens weitere Spurenelemente und Mineralien aus dem Meerwasser auf und bauen sie in ihre Strukturen ein. Dadurch stellen sie eine reichhaltige Quelle verschiedenster biologisch wichtiger Substanzen dar. Sangokorallenpulver enthält über 70 verschiedene Spurenelemente, darunter Aluminium, Vanadium, Zinn und Nickel, deren Essentialität für den Menschen derzeit diskutiert wird. Studien konnten zudem belegen, dass das Calcium aus Korallen vom Menschen wesentlich besser absorbiert wird als aus anderen Calciumverbindungen (44).
 

Calbon N ist ein klinisch getesteter Qualitätsrohstoff zur nutritiven Begleittherapie bei Osteoporose und Osteopenie. Calbon N enthält standardisierte Mengen an Calcium und Phosphor gebunden in natürlichen Proteinstrukturen. Beide Mengenelemente sind Bestandteil und Bauelement des Hydroxylapatits des Knochens und damit wesentlich am Aufbau des Stützapparates beteiligt. Klinische Studien mit proteingebundenen Ca/P-Wirkkomplexen zeigten, dass diese eine bessere Wirkung auf die Knochendichte erzielen als reine Calciumgaben. Die therapeutische Wirksamkeit des Markenrohstoffes Calbon N wird in klinischen Studien bestätigt. Während die tägliche Einnahme eines marktüblichen Calciumpräparates mit 500 mg Calcium in einer placebokontrollierten Doppelblindstudie den Knochendichteabbau nicht stoppen konnte, erhöhte die Gabe des Markenrohstoffes Calbon N (500 mg/d, P 224 mg/d) die Knochendichte postmenopausaler Frauen mit Osteopenie um 0,5 % gegenüber dem Ausgangswert (45).

Die Wirkung von Calbon N auf die Knochenmineraldichte (BMD) von postmenopausalen Frauen mit Osteopenie.

Die Studienteilnehmer, die Calbon N einnahmen, setzten die Substitution weitere sechs Monate fort und verbesserten die Knochendichte durchschnittlich um 0,8 % zum gemessenen Ausgangswert. Im Vergleich dazu beträgt der natürliche Substanzverlust des Knochens ab dem 35. Lebensjahr ca. 1 bis 1,5 % pro Jahr.

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Referenzen Interaktionen
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