Mikronährstoffmangel und -toxizität

Mikronährstoffmangel und -toxizität beschreiben die beiden Enden der Dosis-Wirkungs-Beziehung für Vitamine, Mineralien und Spurenelemente: Zu wenig führt zu charakteristischen Mangelsyndromen, während ein Überschuss bestimmter Mikronährstoffe Toxizität verursacht. Beide Zustände haben eine biochemische Grundlage in der Störung der Kofaktor-, Antioxidans-, Struktur- oder Signalfunktionen des beteiligten Mikronährstoffs, und insbesondere der Mangel bleibt eine der häufigsten Formen der Mangelernährung weltweit.

Definition

Mikronährstoffmangel ist ein Zustand unzureichenden Körpergehalts oder unzureichender Funktion eines Vitamins, Minerals oder Spurenelements, der eine charakteristische Krankheit hervorruft, während Mikronährstofftoxizität der schädliche Zustand ist, der aus übermäßiger Aufnahme oder Akkumulation resultiert; zusammen definieren sie die Grenzen des sicheren Aufnahmbereichs für jeden Mikronährstoff.

Scope

Dieses Thema behandelt die biochemischen und klinischen Merkmale klassischer Mangelkrankheiten (wie Eisenmangelanämie, Vitamin-A-Mangel, Jodmangel, Skorbut, Rachitis, Beriberi und Pellagra) sowie von Mikronährstofftoxizitäten und Hypervitaminosen. Es befasst sich mit den Konzepten sicherer Aufnahmemengen, Mangel und Überschuss auf Referenzebene und liefert keine diagnostischen Schwellenwerte, Dosierungen oder Behandlungsprotokolle.

Core questions

• Welche biochemische Störung liegt jedem klassischen Mangelsyndrom zugrunde?
• Welche Mikronährstoffe sind im Überschuss toxisch und durch welchen Mechanismus?
• Wie werden sichere Aufnahmemengen und tolerierbare Obergrenzen konzipiert?
• Warum sind einige Mikronährstoffmängel weltweit so weit verbreitet?

Key concepts

• Mangelsyndrome (Anämie, Skorbut, Rachitis, Beriberi, Pellagra)
• Subklinischer versus manifester Mangel
• Hypervitaminose (Vitamin-A- und -D-Toxizität)
• Mineraltoxizität und -überladung
• Sicherer Aufnahmbereich und tolerierbare Obergrenze
• Biomarker des Mikronährstoffstatus
• Anreicherung und Supplementierung als Maßnahmen der öffentlichen Gesundheit

Mechanisms

Mangelzustände entstehen, wenn die biochemische Funktion eines Mikronährstoffs nicht mehr aufrechterhalten werden kann: Unzureichendes Eisen begrenzt die Hämoglobinsynthese und verursacht Anämie; ein Mangel an Vitamin C beeinträchtigt die Kollagenhydroxylierung, was zu Skorbut führt; Vitamin-D-Mangel beeinträchtigt den Kalziumhaushalt und die Knochenmineralisierung, was Rachitis und Osteomalazie verursacht (Holick, 2007); und Niacin- oder Thiaminmangel stört den koenzymabhängigen Energiestoffwechsel, was Pellagra oder Beriberi hervorruft. Toxizität entsteht, wenn die Aufnahme die Fähigkeit des Körpers übersteigt, einen Nährstoff zu nutzen oder zu speichern – insbesondere bei den gespeicherten fettlöslichen Vitaminen A und D sowie bei bestimmten Spurenmetallen –, was zu einer Dosis-Wirkungs-Kurve führt, bei der sowohl Mangel als auch Überschuss schädlich sind und einen sicheren Aufnahmbereich definieren. Da Mikronährstoffe interagieren, birgt die Supplementierung selbst Kompromisse, wie das Gleichgewicht von Nutzen und Risiko bei der Eisensupplementierung zeigt (Georgieff, 2019).

Clinical relevance

Das Erkennen der biochemischen Signaturen von Mangel und Toxizität ist die Grundlage für die Interpretation des Ernährungszustands in den Gesundheitswissenschaften, und die Prävention von Mangel durch Ernährung, Anreicherung und Supplementierung ist eine wichtige Aktivität im Bereich der öffentlichen Gesundheit (Black, 2008; Black, 2013). Dieser Eintrag beschreibt diese Zustände zu Referenz- und Bildungszwecken; er ist keine Anleitung zur Diagnose, Supplementierung oder Behandlung einer Einzelperson.

Epidemiology

Mängel an Eisen, Vitamin A, Jod und Zink gehören zu den führenden ernährungsbedingten Faktoren, die zur globalen Krankheitslast beitragen. Sie betreffen überproportional Kleinkinder und Frauen im gebärfähigen Alter in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen und tragen zu Anämie, Wachstumsstörungen, Blindheit und erhöhter Mortalität bei (Black, 2008; Black, 2013).

Evidence & guidelines

Tolerierbare obere Aufnahmemengen und angemessene Aufnahmemengen, die den sicheren Bereich definieren, werden im Rahmen der Dietary Reference Intake festgelegt, und große Evidenzsynthesen wie die Lancet-Serie zur Unterernährung beeinflussen die globale Ernährungspolitik (Black, 2013). Supplementierungsentscheidungen werden in narrativen und systematischen Übersichten gegen potenzielle Schäden abgewogen (Georgieff, 2019).

History

Die Erforschung von Mangelkrankheiten führte zum Vitamin-Konzept selbst: Skorbut, Beriberi, Rachitis und Pellagra wurden im Laufe des 18. bis frühen 20. Jahrhunderts jeweils als Folge des Fehlens spezifischer Ernährungsfaktoren und nicht als Folge von Infektionen oder Toxinen nachgewiesen. Die Erkenntnis, dass ein Überschuss an gespeicherten Vitaminen ebenfalls schädlich sein kann, etablierte die moderne Ansicht, dass Mikronährstoffe einen begrenzten sicheren Aufnahmbereich haben, und globale Ernährungsprogramme zielten später auf die häufigsten Mängel ab.

Debates

Wann hilft die Mikronährstoffsupplementierung und wann könnte sie schaden?

Eine Supplementierung kann Mangel vorbeugen, ist aber nicht durchweg vorteilhaft, und bei Nährstoffen wie Eisen hängt das Gleichgewicht von Nutzen und potenziellem Schaden vom Ausgangsstatus und Kontext ab, sodass eine pauschale Supplementierung umstritten ist.

Seminal works

• black-2008-dt
• black-2013-dt
• holick-2007-dt

Frequently asked questions

Kann eine Person zu viel von einem Mikronährstoff haben?

Ja. Mehrere Mikronährstoffe, insbesondere die gespeicherten fettlöslichen Vitamine A und D sowie bestimmte Spurenmetalle, können sich zu toxischen Konzentrationen anreichern, wenn die Aufnahme die Anforderungen stark übersteigt, weshalb für sie ein sicherer Aufnahmbereich mit einer Obergrenze definiert ist.

Warum werden Mikronährstoffmängel manchmal als versteckter Hunger bezeichnet?

Da Mängel an Vitaminen und Mineralien die Gesundheit, Entwicklung und Immunität beeinträchtigen können, selbst wenn die Energiezufuhr ausreichend ist und der Mangel äußerlich nicht sichtbar ist, werden sie oft als versteckter Hunger bezeichnet.