• Calcium und Vitamin D
  • PTA-Fortbildung
01. November 2017

Nicht nur wichtig für den Knochen!

Essen
In Deutschland sind viele Menschen mit Vitamin D und Calcium unterversorgt. Sonnenlicht und die richtige Ernährung können die Situation verbessern. Das ist wichtig für den Knochenstoffwechsel und viele andere physiologische Vorgänge.

Nicht einmal in den reichen Industrieländern führen die meisten Menschen die von den medizinischen Fachgesellschaften empfohlenen Tagesmengen an Vitaminen und Spurenelementen zu. Laut der Nationalen Verzehrstudie II nehmen etwa 50 Prozent der deutschen Bevölkerung weniger als 1000 Milligramm Calcium auf. Auch der von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung angegebene Wert des Vitaminspiegels im Serum von ganzjährig 50 Millimol/Liter wird nur von jedem zweiten Menschen in Deutschland erreicht. Im Rahmen der Gesundheitsinformation und Prävention können hier Apotheker und PTA eine wichtige Rolle spielen, um Patienten anzusprechen und zu informieren. Wer die Zusammenhänge des Knochenaufbaus verstehen möchte, kommt an Calcium und Vitamin D nicht vorbei. Der Mineralstoff und das Vitamin gehören fest zusammen, um die Mineralisierung der Knochen im Körper zu gewährleisten. In den Leitlinien des Dachverbands Osteologie (DVO) werden beide zur begleitenden Basistherapie und zur Prävention der Osteoporose genannt.

CALCIUM – CHEMISCH BETRACHTET
Calcium ist ein natürlich vorkommendes Element, das zu den Erdalkalimetallen gehört. Es wurde 1808 von Humphry Davy entdeckt. Im Periodensystem ist es mit der Ordnungszahl 20 in der zweiten Hauptgruppe einsortiert. Bei Raumtemperatur befindet es sich in einem festen Aggregatzustand. Reines Calcium ist ein silbrig-weißes Metall und kann sich an der Luft sogar selber entzünden. Ein analytischer Hinweis auf Calcium, ist die hellrote Flamme, mit der es verbrennt. Mit Wasser reagiert es unter Bildung von Calciumhydroxid und Wasserstoff relativ heftig. An der Luft entsteht Calciumoxid. Elementares Calcium wird durch Reduktion von Calciumoxid mit Aluminium bei hohen Temperaturen hergestellt. In der Natur kommt Calcium nur als Verbindung vor. Es ist Bestandteil vieler Mineralien, wie Kalkstein, Gips, Marmor. Daher kommt auch sein Name, abgeleitet vom lateinischen „calx“ – dem Begriff, den die Römer für Kalkstein nutzten. Calcium ist das fünfthäufigste Element der Erdkruste. In den Alpen sind große Kalksteinfelder zu finden. Industriell wird Kalkstein in der Stahlherstellung, als Füllstoff für Kunststoffe und bei der Papierproduktion genutzt. Calcium ist ein essentieller Bestandteil von Mensch, Tier und Pflanze. Es ist notwendig für den Knochenaufbau, Inhaltstoff von Muscheln, Zähnen und Blättern. Außerdem hat es wichtige Funktionen in der Signaltransduktion im Nervensystem.

Solarium
Solarienbesuche, um einen Vitamin D-Mangel auszugleichen, werden von den Fachorganisationen aus den Bereichen Strahlenschutz, Risikobewertung, Medizin und Ernährung nicht empfohlen.

Calciumstoffwechsel Calcium ist der mengenmasig groste Mineralstoff-Bestandteil des menschlichen Korpers. Etwa ein Kilogramm des Korpergewichtes geht zuruck auf Calcium, das zu 99 Prozent in Knochen und Zahnen vorkommt. Hier ist Calcium in der Verbindung des Hydroxylapatits vertreten. Es sorgt fur Stabilitat und Festigkeit des Skeletts, ist aber gleichzeitig auch Calciumspeicher, um bei Bedarf Calcium ins Blut abzugeben. Calcium-Ionen sind an der Blutgerinnung, dem Glykogenstoffwechsel, der Akti. vierung von Enzymen und Hormonen, sowie der Erregungsweiterleitung und Muskelkontraktion beteiligt. Im Blut liegt Calcium zur Halfte ionisiert als Ca2+ vor. Der Rest ist an Proteine oder komplex (als Calciumcitrat, Calciumhydrogencarbonat, Calciumsul.fat, Calciumphosphat oder Calciumlactat) gebunden und somit nicht diffusionsfahig.

Nur Calcium-Ionen sind biologisch aktiv und erfullen die Signalfunktionen im Stoffwechsel. So steuert zum Beispiel der Calciumeinstrom in die Zelle uber die Bildung von Aktionspotentialen die Freisetzung von Neurotransmittern aus den prasynaptischen Speichervesikeln und ausreichende Calciumkonzentrationen sind notwendig fur die Ausbildung von Neuriten, also Nervenzellfortsatzen. Im Serum betragt die Calciumkonzentration etwa 10 bis 12 Milligramm/Deziliter (2,2 . 2,6 Millimol/Liter). Diese Konzentration wird durch das Zusammenspiel von Parathormon, Calcitonin und Vitamin D in der physiologischen Balance gehalten. Auserdem sind die Schilddrusenhormone Thyroxin und Trijodthyronin, aber auch Estrogene, Androgene, Insulin und Glucagon an der Regulation beteiligt. Fur den Korper hat die Aufrechterhaltung der biochemischen und physiologischen Prozesse vor der Knochenmineralisation Prioritat. Besteht also ein Mangel im Blut, so wird Calcium aus dem Knochen, dem grosen Calciumspeicher, freigesetzt.

Calcium kann nicht selber gebildet, sondern muss dem Korper von ausen zugefuhrt werden. Das aus der Nahrung aufgenommene Calcium wird unter Mitwirkung von Vitamin D aus dem Dunndarm resorbiert und gelangt dann in den Extrazellularraum. Ein Teil wird in die Zellen hinein transportiert, ein weiterer Teil wird uber die Nieren glomerular filtriert und wieder ausgeschieden. Die Urinausscheidung von Calcium ist bei konstanter Calciumzufuhr uber die Nahrung gleichbleibend, die Steigerung der Natriumaufnahme kann sie jedoch erhohen. Etwa ein Drittel des Calciums, das uber die Nahrung zugefuhrt wird, wird auch resorbiert. Die Resorptionsrate wird durch einige Stoffe beeinflusst. So verringern gleichzeitig aufgenommene Oxalsaure und Phytinsaure die Calciumresorption durch Bildung schwerloslicher Komplexe. Zitronensaure und Lactose hingegen verbessern die Resorption.

Bei der Regulation der Calciumspiegel ist der Phosphathaushalt eine wichtige Größe. Calcium- und Phosphationen bilden zusammen Calciumphosphatsalze, die ein geringes Löslichkeitsprodukt haben – also ausfallen würden, wenn eine der beiden Ionensorten zu sehr in ihrer Konzentration ansteigen würde. Um den gesamten Calciumspiegel im Blut zu steigern, reicht es also nicht, Calciumsalze aus dem Knochen freizusetzen, sondern gleichzeitig muss die Phosphatkonzentration reduziert werden. Die Feinjustierung des Calciumund Phosphathaushaltes erfolgt durch das Parathormon, das in der Nebenschilddrüse gebildet wird, Calcitriol, der aktiven Form von Vitamin D und in geringem Maße durch den Einfluss des Parathormongegenspielers Calcitonin. Wenn der Calciumplasmaspiegel abfällt, wird in der Nebenschilddrüse Parathormon gebildet. Dieses führt in der Niere zu einer vermehrten Umwandlung von 25-Hydroxycholecalciferol in das biologisch aktive Calcitriol und in der Folge zur Bildung von Calbindin – das die Calciumresorption aus Nieren und Darm steigert.

Des Weiteren sorgt Parathormon über eine Stimulierung der Osteoklasten für die Mobilisierung von Calcium- Ionen aus dem Knochengewebe und senkt gleichzeitig die Phosphatspiegel durch Hemmung der Phosphatrückresorption in der Niere. Calcitriol fördert die Mineralisierung des Knochens durch Stimulation der Calcium- und Phosphatresorption aus Niere und Darm. Calcitonin wird dann ausgeschüttet, wenn ein bestimmter Schwellenwert an Calcium überschritten wird. Nun wirkt Calcitonin als Gegenspieler des Parathormons und senkt den Calcium-Plasmaspiegel, indem es zusammen mit Estrogen die Einlagerung von Calcium in die Knochen verstärkt und gleichzeitig die Reabsorption in der Niere senkt.