Zink – unterschätzte Wirkungen auf Hormone, Immunsystem und Co.

Zink als Salbe ist in nahezu jeder Hausapotheke zu finden. Doch damit ist seine Bedeutung bei weitem nicht erschöpft, denn Zink hat vielfältige und oft unterschätzte Wirkungen auf die Gesundheit.

Es gehört zu den essentiellen Spurenelementen. Das heißt, der Körper ist auf Zink angewiesen und kann es selbst nicht herstellen. Die Bezeichnung Spurenelemente weist auf die im Gegensatz zu den Mineralstoffen geringen Anteile im menschlichen Körper hin: Sie kommen in einer Menge von weniger als 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht (50 mg/kg) beziehungsweise einem Gehalt unter 50 ppm (part per million; Teil pro Million) vor. Sie liefern keine Nahrungsenergie, sind aber für den störungsfreien Ablauf der verschiedenen biochemischen Vorgänge im Körper unerlässlich. Im menschlichen Körper sind 2 bis 4 Gramm Zink, davon 99% intrazellulär, also in den Zellen, verteilt(1). Zink ist neben dem Eisen das mengenmäßig bedeutendste Spurenelement und kann im Körper nur eine kurze Zeit gespeichert werden, so dass es regelmäßig zugeführt werden muss.

Die biologische Bedeutung dieses Elements wurde erstmals 1869 im Schwarzschimmel Asperillus niger beschrieben. Mehr als 50 Jahre mussten vergehen, bis 1926 festgestellt wurde, dass Zink auch im menschlichen Gewebe vorhanden ist. Im Jahre 1939 entdeckten Wissenschaftler, dass es in den roten Blutkörperchen ein Enzym gibt, das für die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser zu Bicarbonat und Protonen verantwortlich und nur in Gegenwart von Zink wirksam ist(2).

Zink kann im Körper nicht für lange Zeit gespeichert werden und muss daher in regelmäßigen Abständen durch geeignete Zinkquellen zugeführt werden.

Tausendsassa Zink: Wirkungen auf die Gesundheit

Zink-Komplexe verbessern Protein-Wirkung

Im Periodensystem steht Zink in der Gruppe der Übergangsmetalle, mit einer Ordnungszahl 30. Auf Grund seiner Elektronenkonfiguration bildet Zink als Zink2+-Ion koordinative Bindungen mit Aminosäuren aus, die auch als Komplexe bezeichnet werden. Solche Bindungen sind von besonderer Bedeutung für Enzyme, die die Eigenschaft haben, biochemische Reaktionen zu beschleunigen oder gar erst möglich zu machen. Die Zink-Ionen befinden sich im aktiven Zentrum von Enzymen. Inzwischen wurden über 300 Enzyme identifiziert, die in Anwesenheit von Zink ihre Aktivität und damit Wirkungen entfalten. In anderen Proteinen stabilisiert Zink die Eiweißstruktur(3). Das Hormon Insulin ist beispielsweise nur aktiv, wenn es als Zink-Komplex vorliegt. Gleichzeitig kann Insulin als Zink-Komplex in der Bauchspeicheldrüse gespeichert werden. Werden die Zink-Ionen durch andere Komplexbildner verdrängt, verringert sich die Insulin-Wirkung(4). Kupfer hat eine ähnliche Elektronenkonfiguration und ähnliche physiko-chemische Eigenschaften wie Zink. Deshalb kann es zu gegensätzlichen Wirkungen zwischen beiden Spurenelementen kommen. So kann eine vermehrte Menge Kupfer die Wirkung von Zink-Proteinen herabsetzen(5).

Wirkungen von Zink auf verschiedene Stoffwechselwege(6):

  • Zwischenstoffwechsel von Kohlenhydraten, Fetten und Aminosäuren(7)
  • Wachstums- und Regenerationsprozesse, wie Kollagensynthese und Wundheilung, beispielsweise das zinkabhängige Enzym Alkalische Phosphatase, das am Knochenaufbau beteiligt ist,
  • Nahrungsverwertung, als Bestandteil verschiedener Verdauungsenzyme, wie zum Beispiel alpha-Amylase und Pankreas-Carboxypeptidase, die in die Verdauung von Eiweißen involviert sind(8),
  • Immunabwehr, beispielweise in der Differenzierung von T-Lymphozyten,
  • Funktion der Sinnesorgane: Sehen, Hören, Riechen, Schmecken,
  • Neurotransmitterstoffwechsel im Gehirn,
  • Hormonstoffwechsel: Insulin, Glukagon, Schilddrüsen-, Wachstums- und Sexualhormone,
  • Reifung männlicher Geschlechtsorgane und Bildung von Spermien (Spermatogenese),
  • Bildung von Haut, Haaren und Nägeln: Zink spielt eine wesentliche Rolle im Stoffwechsel von Cystein, das in Haut und Haaren vorkommt,
  • Vitamin A Stoffwechsel und der Sehprozess, wo Zink als Bestandteil der Alkoholdehydrogenase an der Umwandlung von Retinol sowie an der Synthese des Vitamin A transportierenden Eiweißes (RBP, retinolbindendes Protein) mitwirkt,
  • Regulation des Säure-Basen-Haushaltes, wobei die zink-abhängige Carboanhydrase unter anderem den Sauerstoff- und Kohlendioxidtransport in den Erythrozyten ermöglicht und für eine rasche Abatmung von Kohlendioxid beiträgt,
  • Regulation der Genexpression, das heißt, des Vorgangs, bei dem die genetische Information umgesetzt wird, beispielsweise in ein Protein als Genprodukt unter Mitwirkung der Enzyme RNA- und DNA-Polymerase
  • Antioxydative Abwehr: als zink-abhängiges Enzym setzt die Oxidoreduktase Superoxiddismutase Radikale um.

Zink ist an der Aktivierung von über 300 Enzymen beteiligt, die bis heute bekannt sind. Es greift in diverse Stoffwechselvorgänge (Nahrung, Hormone, Wachstum, Regeneration) ein und ist maßgeblich an der Bildung von Haut, Haaren und Nägeln beteiligt. Diese Wirkungen machen es zu einem echten “Alleskönner”.

Einfluss von Zink auf die Wirkungen von Hormonen

Bekanntestes Hormon ist das Insulin, das Zink für die Herstellung, Speicherung und Ausschüttung benötigt. Der Gegenspieler Glukagon ist gleichfalls auf eine gute Zink-Versorgung angewiesen. Wachstums- und Schilddrüsenhormone benötigen das Spurenelement ebenso wie die Sexualhormone. Für die Entwicklung und Reifung der männlichen Geschlechtsorgane ist das zink-abhängige Testosteron essentiell. Die Fruchtbarkeit der Frau bedarf einer ausgewogenen Menge an Gonadotropinen, beispielsweise des luteinisierenden Hormons (LH), einem Zink-Protein-Hormon-Komplex(9).

Zink im Neurotransmitter-Stoffwechsel für die Gehirnfunktion

Neurotransmitter übertragen als Botenstoffe an den Synapsen Erregungen von einer Nervenzelle zu anderen Zellen. Während Glutamat die Erregbarkeit erhöht, setzt GABA (Gamma-Amino-Buttersäure) diese herab. Zink ist am Auf- und Abbau dieser beiden Neurotransmitter beteiligt. Zusätzlich kann Zink über verschiedene Rezeptoren die Erregbarkeit modulieren.

Die Wirkungen von Zink im Immunsystem

Die an der Immunabwehr beteiligten Lymphozyten unterscheiden sich je nach ihren Aufgaben. Es gibt sogenannte T-Helfer-, T-Killer- und Natural-Killerzellen. Alle drei werden nur in Anwesenheit von Zink aktiv. Aktivierte Lymphozyten schütten sogenannte Lymphokine aus. Diese Botenstoffe steuern die Immunantwort, können beispielsweise Killerzellen aktivieren. Auch die Bildung von Lymphokinen wird durch Zink beeinflusst. Makrophagen, ein weiterer Teil des Immunsystems, die unter anderem für die Produktion von Antikörpern verantwortlich sind, wirken ebenfalls nur bei optimaler Zinkzufuhr.

Antioxidative Aufgaben

Zink ist für die Aufrechterhaltung und die Induktion der Radikalfänger Metallothionin und Superoxiddismutase verantwortlich. Als Gegenspieler von Kupfer und Eisen setzt er deren Reaktivität bei der Radikalbildung herab(10). Zusätzlich hemmt Zink die Resorption von Schadstoffen aus der Umwelt, wie Blei und Cadmium.

Regulation der Genexpression

Zink ist Bestandteil von Transkriptionsfaktoren, die zu den DNA-bindenden Proteinen gehören und die Initiation der RNA-Polymerase während der Transkription bewirken. In der Region, die dabei an die DNA bindet, befinden sich schleifenartige Ausstülpungen, die sich um das Zink-Ion falten. Diese Areale werden als Zinkfinger bezeichnet(11).

Zink-Stoffwechsel bei Herz- und Kreislauferkrankungen

Eine zusätzliche Zinkaufnahme senkte das Auftreten von Angina-pectoris-Schmerzen in der Brust bei Patienten mit Arteriosklerose(12). Bei Bluthochdruckpatienten konnte durch eine zusätzliche Zinkzufuhr die anti-hypertensive Therapie verbessert sowie der Glucose-Stoffwechsel günstig beeinflusst werden(13).

Zink bei Diabetes

Der Typ-2-Diabetes wird von einem Zink-Defizit begleitet, das sich mit erhöhtem HbA1c-Wert verstärkt, als Zeichen einer schlechten Stoffwechsellage. Wird Zink supplementiert, verbessert sich diese, wie in einer Studie nachgewiesen werden konnte(14). Bei adipösen Menschen konnte durch Zink-Gabe die Insulin-Ansprechbarkeit und damit die Zucker-Verwertung verbessert werden(15). Tierversuche zeigten, dass mit einer Zink-Supplementierung Diabetes-Folgeschäden in den Nieren und das Herz betreffend, reduziert werden konnten(16).

Zink in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien

Autoimmunerkrankungen sind im Vormarsch. Etwa 5 bis 8 Prozent der Bevölkerung in Deutschland leiden an Erkrankungen wie Rheuma oder anderen autoimmunen Gelenkerkrankungen, Darm- oder Stoffwechselerkrankungen – mit steigender Tendenz. In einer Studie wurde Zink-Aspartat in Kombination mit verschiedenen Immunsuppressiva untersucht. Im Ergebnis war der immunsuppressive Effekt bei gleichzeitiger Anwendung von Zink-Aspartat bei einem Präparat am größten(17). Bei Kindern mit asthmatischen Beschwerden wurden verminderte Zink-Konzentrationen nachgewiesen(18).

Niedrige Zink-Werte bei Depressionen

Eine kanadische Studie mit 1643 Patienten legte eine Assoziation zwischen dem Schweregrad der Depression und dem Zink-Defizit nahe(19). In einer Berliner Studie an der Charité wurden 1514 ältere Personen (Alter 60-84) befragt und bei fast 16 Prozent von ihnen depressive Anzeichen, begleitet unter anderem von erniedrigten Zink-Konzentrationen, festgestellt(20). Es gibt Hinweise, dass Zink die Effekte von Antidepressiva verbessern kann(21).

Zink bei Erkältungen

Mit Zink-Acetat-Lutsch-Tabletten gelang es in einer US-amerikanischen Studie die Dauer bei Erkältungen von üblicherweise sieben Tagen auf weniger als drei Tagen zu verkürzen(22). In einer Untersuchung an 2216 Pneumonie-Patienten mit einem schweren Verlauf reduzierte die unterstützende (adjuvante) Einnahme von Zink die Mortalitätsrate.(23)

Mit ausreichend Zink besser schlafen

Eine japanische Arbeit beschreibt den Zusammenhang zwischen Zink und der Dauer und der Qualität des Schlafs(24). Schlechter Schlaf ist, wie in einer aktuellen Studie der Techniker Krankenkasse vorgestellt, gekoppelt mit gesundheitlichen Beschwerden wie Rückenschmerzen, Muskelverspannungen. Jeden Dritten in Deutschland plagen Schlafprobleme(25).

Zink in der Therapie von Hauterkrankungen

Hauterkrankungen wie Akne, Ekzeme, Warzen, Psoriasis und Rasacea zeigen deutliche Verbesserungen, wenn Zink als Nahrungsergänzung zugeführt wird(26). Entzündliche Hauterkrankungen reagieren dabei auf die anti-entzündlichen und anti-oxidativen Eigenschaften von Zink(27).

Schäden der Haut, die durch Sonne verursacht werden, können Hautalterung und Krebs verursachen. Eine Studie konnte zeigen, dass die orale Zink-Aufnahme effektiver als die Verwendung von Titanoxid in Cremes als Schutz bei UV-Disposition war(28).

Zink zur Verbesserung der Fruchtbarkeit

Bei Männern mit Fruchtbarkeitsproblemen erhöhte sich nach Zink-Einnahme die Spermienzahl, die Testosteron-Konzentration und schließlich verbesserte sich die Fruchtbarkeit(29). Bei erektiler Dysfunktion steigerte sich die Libido und die sexuelle Leistungsfähigkeit(30).

Zink bei Beschwerden der Frau

Hormonelle Dysbalancen haben häufig Menstruationsbeschwerden, Unfruchtbarkeit oder eine beeinträchtigte Funktion der Eierstöcke zur Folge und werden oft von einem Zink-Mangel begleitet(31).

Zusätzliche Zink-Einnahme kann Menstruationsbeschwerden verringern(32).

Frauen, die an einer schmerzhaften Endometriose (Zellen der Gebärmutterschleimhaut siedeln sich fälschlicherweise außerhalb der Gebärmutterhöhle an) leiden, fallen auch durch einen niedrigen Zink-Spiegel auf. Zusammen mit anderen Antioxidantien (Vitamin C, Vitamin E, Selen) kann Zink die Symptome und das Fortschreiten der Erkrankung vermindern(33).

Quellen

(1) https://www.apotheken-umschau.de/Ernaehrung/Mineralstoff-Zink-das-Multitalent-218239.html

(2) S. Kogan, A. Sood, MS Garnick:  Zinc and Wound Healing: A Review of Zinc Physiology and Clinical Applications. Wounds. 2017 Apr;29(4):102-106.

(3) Rimbach G, Markant A, Pallauf J et al. Zink – Up- date eines essentiellen Spurenelements. Z Ernah- rungswiss 1996; 35: 123–142.

(4) Biesalski HK, Köhrle J, Schümann K: Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. 151-160. Georg Thieme Verlag; Stuttgart/New York 2002

(5) IOM, Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Borone, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium and Zinc. Washington (DC):National Academies Press (US);2001

(6) https://www.rosenfluh.ch/media/ernaehrungsmedizin/2010/01/Physiologische_und_klinische_Bedeutung_von_Zink.pdf

(7) Kasper H: Ernährungsmedizin und Diätetik. 65-66. 10. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München 2004

(8) Schmidt E, Schmidt N: Leitfaden Mikronährstoffe. Urban & Fischer Verlag; München, Februar 2000 302-312

(9)Wenzel KG: Spurenelemente. Zn1-Zn13, Pro Business Verlag; 2. Auflage

(10) Fournier, A.; et, al. Calcium carbonate, an aluminum-free agent for control of hyperphosphatemia, hypocalcemia, and hyperparathyroidism in uremia.Kidney Int (Suppl 18) 1986, 29, S114-9.

(11) Matthews JM, Sunde M. Zinc fingers–folds for many occasions. IUBMB Life. 2002, Dec;54(6):351-5

(12) Eby GA, Halcomb WW. High-dose zinc to terminate angina pectoris: a review and hypothesis for action by ICAM inhibition. Med Hypotheses. 2006;66(1):169-72.

(13) Suliburska J, Skrypnik K, Szulińska M et al.: Effect of hypotensive therapy combined with modified diet or zinc supplementation on biochemical parameters and mineral status in hypertensive patients. J Trace Elem Med Bio. 2018 May;47:140-148

(14) de Carvalho, GB.; Brandão-Lima, PN.; Maia, CS.; et. al.: Zinc’s role in the glycemic control of patients with type 2 diabetes: A systematic review. Biometals. 2017 Apr;30(2):151-162

(15) Cruz KJ, Morais JB, de Oliveira AR et al.:The effect of zinc supplementation on insulin resistance in obese subjects: A systematic review. Biol Trace Elem Res. 2017 Apr;176(2):239-243

(16) Li B, Tan Y, Sun W et al., The role of zinc in the prevention of diabetic cardiomyopathy and nephropathy. Toxicol Mech Methods. 2013 Jan;23(1):27-33

(17) Guttek K, Wagenbrett L, Reinhold A et al.: Zinc aspartate suppresses proliferation and Th1/Th2/Th17 cytokine production of pre-activated human t cells in vitro. J Trace Elem Med Biol. 2018 Sep;49:86-90.

(18) Khanbabaee G, Omidian A, Imanzadeh F, Adibeshgh F, Ashayeripanah M, Rezaei N. Serum level of zinc in asthmatic patients: a case-control study. Allergol Immunopathol (Madr). 2014 Jan-Feb;42(1):19-21.

(19) Swardfager W et al.: Zinc in Depression: A Meta-Analysis. Biol Psychiatry, 2013 Jun 24. pii: S0006-3223(13)00451-4).

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(21) Doboszewska U, Wlaz P, Nowak G, et al.:

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(22) Hemilä, H.; Petrus, EJ.; Fitzgerald, JT.; et. al.: Zinc acetate lozenges for treating the common cold: An individual patient data meta-analysis. Br J Clin Pharmacol. 2016 Nov;82(5):1393-1398.

(23) Wang L, Song Y: Efficacy of zinc given as an adjunct to the treatment of severe pneumonia: A meta-analysis of randomized, double-blind and placebo-controlled trials. Clin Respir J. 2017 May 9.

(24) Cherasse Y, Urade Y.: Dietary zinc acts as a sleep modulator. Int J Mol Sci. 2017 Nov 5;18(11))

(25) https://www.tk.de/tk/pressemitteilungen/bundesweite-pressemitteilungen/965008

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(30) Saad F, Grahl AS, Aversa A, Yassin AA, Kadioglu A, Moncada I, Eardley I. Effects of testosterone on erectile function: implications for the therapy of erectile dysfunction. BJU Int. 2007 May;99(5):988-92.

(31) Kashefi F, Khajehei M, Tabatabaeichehr M, Alavinia M, Asili J. Comparison of the effect of ginger and zinc sulfate on primary dysmenorrhea: a placebo-controlled randomized trial. Pain Manag Nurs. 2014 Dec;15(4):826-33. doi: 10.1016/j.pmn.2013.09.001. Epub 2014 Feb 20

(32) Batool Teimoori, Marzieh Ghasemi, Zeinab Sadat Amir Hoseini, Maryam Razavi. The Efficacy of Zinc Administration in the Treatment of Primary Dysmenorrhea Oman Med J. 2016 Mar; 31(2): 107–111.

(33) Messalli EM, Schettino MT, Mainini G, Ercolano S, Fuschillo G, Falcone F, Esposito E, Di Donna MC, De Franciscis P, Torella M. The possible role of zinc in the etiopathogenesis of endometriosis. Clin Exp Obstet Gynecol. 2014;41(5):541-6.

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