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Ernährungsphysiologie (Subject) / Mineralstoffwechsel (Lesson)

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• Was sind Mengenelemente? (> 50 mg/kg KM) Na, K, Ca, Mg, Cl, P
• Was sind Spurenelemente? ( < 50 mg/kg KM) Fe (Ausnahme da 60mg/kg) Cu, Zn, Mn, Se, Co, Mo, J, F....
• Wie berechnet man den Bruttobedarf? wie ist die Def.? Notwendiger Gehalt in der Nahrung, Berücksichtigt Resorbtion und Verwertung (Gehalt im Produlkt + endogene Verluste x 100) /  Verwertbarkeit (%) oder: Nettobedarf x 100 / Verwertbarkeit (%)
• Aufgaben von Calcium. Bausubstanz (Knochen, Zahn) Signalübertragung (Nerven..) Sekretion endokriner Drüden z.B. Insulin Blutgerinnug Cofaktor von Enzymen Regulation der Phospholipase A2 ...
• Trockenmasse des Knochens in % GL= Leergewicht des Tiegels GTM = Rückwaage nach der Trocknung bei 103° E = Einwaage des Knochens in Gramm (g) Die Probe wird unter definierten Bedingungen getrocknet und die durch den Wasserverlust entstehende Gewichtsdifferenz (Trocknungsrückstand) ermittelt.Das Ergebnis wird als Trockenmasse in Prozent angegeben. % TM des Knochens =  GTR(g) – GL(g)x 100 / E (g)
• Magnesium im Vollblut  Gesamtbestand des menschlichen Organismus an Magnesium: 20 bis 28 g wovon ca. 65 % auf den Knochen, 35% auf den Intrazellulärraum (va Muskel, nur ca. 1% Extrazellulät) Als sensitiver Parameter zur Diagnostik eines Magnesiummangels hat sich die Bestimmung von Mg im Vollblut oder in den Erythrozyten erwiesen. Die Analyse im Vollblut hat den Vorteil, dass intra- und extrazelluläre Konzentrationen erfasst werden, während das Magnesium im Serum nur die extrazelluläre Situation berücksichtigt. --> Gemessen mit  AAS --> Normal: 25-50mg/L
• Atomabsorbtionsspektroskopie (AAS) Gerät: Atomabsorbtionsspektrometer Aufbau:  Lichtquelle (HKL = Hohlkathodenlampe), eine thermische Atomisierungseinheit (Flamme), ein Monochromator (Aussonderung der Resonanzlinie), ein Detektor (Photomultiplier zur Messung der Strahlungs-intensität), ein Verstärker und eine Auswerteeinheit (PC+ Software).  Funkiton: Eine in feine Tröpfchen zerstäubte Lösung wird in eine Flamme gesaugt. Dabei werden die Elemente zum größten Teil in den atomaren Zustand überführt. Atome können im Grundzustand ganz bestimmte, elementspezifische Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums zwischen 190 und 850 nm absorbieren Licht der Hohlkathodenlampe des zu messenden Elements wird direkt durch die Flamme geleitet, so dass die gebildeten Atome noch in der Flamme bei einer bestimmten Wellenlänge das Licht absorbieren Durch diese Energiezufuhr werden die Atome in Zustände höherer Energie überführt. Hierbei werden Elektronen der äußeren Schale auf höhere Energieniveaus gehoben und das Atom befindet sich im so genannten angeregten Zustand. Die Absorption bzw. die Abschwächung der Intensität des Lichtstrahles entspricht der Konzentration des zu analysierenden Elements und gehorcht demnach dem Lambert-Beerschen Gesetz (siehe Photometrie).  
• Was ist die Ferrozin Mehthode? --> Zur Bestimmung von Eisen im Plasma Serum-Eisen Fe3+ wird durch Detergenz im schwach sauren pH Bereich vonTransferrin getrennt und durch Ascorbinsäure zu Fe2+ reduziert. FerroZine  und Fe2+ bilden einen violetten Farbkomplex, der photometrisch gemessen werden kann.  Transferrin (Fe3+)2 ------------> 2 Fe2+ + Transferrin Fe2+ + FerroZine ----------------> Violetter Farbkomplex Berechnung: Fe (μg/dl) = ΔEXP x cS    /    ΔEXS cS = Fe Conzentration im Standard
• Wie ist die Konochenmatrix aufgebaut? 10 % aus Wasser 20 % aus organischen Materialien (z. B. Kollagen (Typ I), Osteonectin, Osteocalcin, Proteoglycan) 70 % aus anorganischen Stoffen, vor allem aus amorphen Calcium-Phosphor-Salzen, dem Hydroxylapatit (Ca5(PO4)3(OH))
• Was misst man mit dem Knochenasche-Test? → Ossifikationsprozesse Verwendete Knochen: Oberschenkelbein, Wadenbein, Hintergliedamßen Gemessen wird: Trockenmasse, Asche, Ca, P und das Verhältnis Ca/P Die Ergebnisse lassen gravierede Fehler hinsichtlich der Mineralstoffversorgung erkennen gute Mineralisierung des Konochengewebes wird bestimmt durch: --> Angebot der Mengenelemente Ca und P in einem geeignteten Verhältnis ( 1,5-2 /1) --> Ca und P Verfügbarkeit --> Vitamin D- Versorgung
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• Berechnung der Trockenmasse des Knochen in % Gewicht nach der Trocknung / Gewicht vor der Trocknung x 100
• Totale Eisenbindungskapazität Die TEBK überprüft, wie viel Eisen im Serum gebunden wird, wenn man Eisen im Überschuss zusetzt. Eisen ist im Blut hauptsächlich an Trannferrin gebunden. Normalerweise ist dieses  zu einem drittel mit Eisenbeladen. --> Einsenmenge, die zusätzlich aufgenommen werden kann = freie EBK = TEBK - gesamt Eisenkonz im Palsma (FeP) Eine hohe TEBK entspricht einer hohen Transferrinkonzentration.
• latente (freie) Eisenbindungskapazität Die latente oder „freie Eisenbindungskapazität“ ist die Differenz zwischen TEBK und dem gemessenen Serum-Eisen.
• Bedeutung von Phosphor. Regulation zahlreicher Stoffwechelwege (Phosporylierungsreaktionen) Knochen und Zähne (85% des Hydroxylapatit) Besandteil von Nucleinsäuren Besandteil von Phospahten (ATP) und Phospolipiden (Zellmembran) Aufrechterhaltung des Säure-Base-Gleichgewichts pH-Regulierung (Puffer)
• Phosphor, Zufuhrempfehlung 700mg/Tag Zufuhrempfehlungen berücksichtigen eine durchschnittliche Resorbtionsrate von 70% und einen Sicherheitszuschlag Bedarf: 580mg/Tag
• Wie kann man den Calciumgehalt in der Rohasche (Knochen) bestimmen? --> Atomabsorbtions-Spektrometer Aschelösung wird verdünnt, je nach erwartetem Ca-Gehalt. Zugabe von Lanthanchlorid und Salpetersäure Berechnung: mg Ca/ kg Anfangsmasse: Ca (mg/L) x VG (ml) x V     /     E (g) VG = Volumen der Aschelösung V = Verdünnung E(g) = Einwaage in g
• Wie kann Phosphor in der Rohasche (Knochen) bestimmt werden? Photometrisch Zugabe von Ammonium-Vanadat-Molybdat-Lösung + Phosphor --> stabiler gelblicher Farbkompelx --> Erstellen einer Eichkurve oder Berechnung des Eichfaktors. Berechnung mg P / g Anfangsmasse: Δ EX x EF (mg/ml) x VG x V    /     E(g) VG = Volumen der Aschelösung
• Wie kann Magnesium im Vollbut bestimmt werden? Atomabsorbtionsspetroskopie. mg Mg / Liter Vollblut  = c (mg/L)* x V *Wird vom Gerät angegeben -> Einheit abhängig vom Gerät V = Verdünnung
• Was ist der Tagesbedarf an Magnesium? 400 mg
• Was sind gute Magnesium Lieferanten? Vollkorngetreideprodukte, Milchprodukte, Geflügel, Fisch, Kartoffeln, Bananen
• Was ist Transferrin? Transportprotein für Eisen im Plasma.
• Was komplexiert Phytinsäure? - zweiwertige Kationen: Zn, Fe, Ca, Mg, Cu + Schwermetellionen: Cd, Pb
• Was ist Phytinsäure, Bedeutung in der Humanernährung --> Phytinsäure in den Randschichen von Getreidekörnern, dienen als Phosphorspeicher für die Keimung Pflanzeneigene Phytasen spalten während der Teigführung die Phytinsäure und geben die komplexierten Kationen frei. Dieser Vorgang ist abhängig vom pH-Wert(Sauerteig), der Temperatur, der Einwirkungszeit und der Menge an verfügbaremWasser. • Durch die Hydrolyse werden auch komplexierte Schwermetalle freigesetzt, dieprotektive Wirkung der Phytinsäure geht verloren. • Problematisch kann die Phytinsäure bzgl. der Mineralstoffversorgung inEntwicklungsländern werden, in denen hauptsächlich unfermentiertes Brotverzehrt wird.
• Zufuhrempfehlung Phosphor. 700mg/ Tag Jugendluche 1250 --> Wachstum
• Bedarf an Magnesium DACH-Zufuhrempfehlung für Erwachsene: 300-400 mg/Tag Chlorophyll enthält ein zentrales Mg2+-Ion (vgl. Fe2+ beim Häm) → pflanzl.  Lebensmittel (v. a. Getreide) sind gute Mg-Lieferanten (Achtung:  Phytinsäure vermindert Bioverfügbarkeit). Mg-reiche Mineralwässer können ebenfalls zur Versorgung beitragen. Nur in wenigen Lebensmitteln reichlich vertreten: Weizenkleie, Nüsse
• Eisenmangel Symptome:– Hypochrome, mikrozytäre Anämie– Müdigkeit, Kopfschmerz, Konzentrationsstörungen– Haut- und Schleimhautsymptome: Atrophie von Mundschleimhaut, Zunge und Darmschleimhaut, Mundwinkelrhagaden, brüchige Haare und Nägel, Blässe– Störung der Intelligenzentwicklung im Säuglings- und Kleinkindalter Primär sind Säuglinge, Heranwachsende und Frauen vor der Menopause betroffen. Neben Vitamin A- und Jod-Mangel eine der häufigsten Nährstoffmängelweltweit (30%)! Allerdings weniger in den westlichen Industrieländern, z.B. in Deutschlandnur 0,6% manifester Eisenmangel, aber 10% der Frauen u. 3 % der Männer leiden unter latenten und prälatenten Eisenmangelerscheinungen (weitgehend leere Eisenspeicher)Tägliche Verluste von 1mg, v.a. durch abschilfernde Darm- und Hautzellen, Verluste durch Blutungen (1ml Blut = 0,5 mg Eisen)
• Hämatokrit-Wert (Hk) Verhältnis von Erythrozytenvolumen zum Volumen derBlutflüssigkeit (in %) – zu hoch: Thrombose/Emboliegefahr – zu niedrig: meist Anämie durch Fe-Mangel
• Hämatokrit-Wert (Hk) Verhältnis von Erythrozytenvolumen zum Volumen derBlutflüssigkeit (in %) – zu hoch: Thrombose/Emboliegefahr – zu niedrig: meist Anämie durch Fe-Mangel
• Messung der Eisenbindungskappazität --> Prinzip Dem Plasma wirde zur Absättigung des Transferrins ein Überschuss an Fe3+-Ionen versetzt. Ungebundenes Eisen wird mit Mg-hydroxidcarbonat ausgefällt. Im Überstand wird das Eisen mit der Ferrozin-Methode bestimmt. Transferin (Fe3+)2 --------Puffer + Ascorbinsäure-----> 2 Fe2+ + Transferrin Fe2+ + 3 FerroZine ----------> violetterfarb Kompelx

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