Transkript
BIOVERFÜGBARKEIT
«Auf das Salz kommt es an» – zur Bedeutung der Mineralstoffverbindung für die Bioverfügbarkeit
Andreas Hahn, Jan Philipp Schuchardt
Nach den kinetischen Modellen, die in Pharmakologie und Ernährungswissenschaft gleichermassen zur Anwendung kommen, ist die Bioverfügbarkeit eines Stoffes eine Bestimmungsgrösse für dessen Konzentrations-Zeit-Kurve im menschlichen Organismus. Bei einigen Nährstoffen kommt der Verfügbarkeit der jeweiligen Substanz sogar eine grössere Bedeutung zu als dem absoluten Gehalt des Stoffes in einem Lebensmittel beziehungsweise einer Mahlzeit. Entsprechend findet sich bei der Supplementierung von Mineralstoffen bisweilen die Auffassung, dass nur bestimmte Verbindungen ausreichend verfügbar seien und diese Salze bevorzugt verabreicht werden sollten. Bei genauer Betrachtung stellt sich die Situation allerdings weitaus komplexer dar.
Andreas Hahn
Hintergründe
Ernährungswissenschaft und Pharmakologie weisen unter physiologisch-biochemischen Aspekten vielfältige Parallelen auf (1). Die Abgrenzung der beiden Disziplinen erfolgt nicht naturwissenschaftlich, sondern lediglich auf Basis unterschiedlicher rechtlicher Rahmenbedingungen. Beide Disziplinen beschäftigen sich mit wechselseitigen Interaktionen zwischen Stoffen und dem menschlichen Organismus. Pharmakokinetik und Nutrikinetik bzw. Pharmakodynamik und Nutridynamik beschreiben deshalb nicht nur die gleichen Sachverhalte, sie nutzen auch dieselben Methoden zu deren Erforschung. Das LADME-Modell (Abbildung 1) ist somit grundsätzlich auf Nähr- und Arzneistoffe anwendbar: Freisetzung, (enterale) Absorption, Distribution, Metabolisierung und Elimination sind physiologische Grundprinzipien, wenn es um die orale Aufnahme von Stoffen geht. Während allerdings bei körperfremden Substanzen die Bioverfügbarkeit meist unmittelbar Einfluss auf die Konzentration des Stoffes im Organismus und damit dessen erwünschte oder auch toxische Effekte nimmt, ist dies bei Nährstoffen nur bedingt der Fall. Auch vor diesem Hintergrund erweist sich die formale Unterscheidung von Arzneimitteln und Lebensmitteln als naturwissenschaftlich wenig hilfreich. Besonders deutlich wird dies beim Blick auf Vitaminund Mineralstoffpräparate. Sie können – vielfach in der gleichen Dosis – mal Lebensmittel, mal Arzneimittel sein. Es ist evident, dass sich dabei keine Unterschiede bei Kinetik und Wirkung ergeben. Weit bedeutsamer als die rechtliche Differenzierung ist daher, inwieweit die Kinetik eines Stoffes durch Homöostasemechanismen beeinflusst wird oder nicht. So ist es bei Nährstoffen im engeren Sinne notwendig, die
Konzentration innerhalb bestimmter Grenzen zu re-
gulieren, um die physiologischen Funktionen auf-
rechtzuerhalten. Dauerhafte Abweichungen aufgrund
einer Überschreitung des homöostatischen Regelbe-
reichs sind gleichbedeutend mit Störungen der Ge-
sundheit – durch Mangel oder Intoxikation. Verschie-
dene Mechanismen tragen daher dazu bei, den
Organismus durch Anpassung von Absorption, Ver-
teilung, Speicherung und Exkretion vor einer überhöhten wie auch einer unzureichenden Zufuhr zu
Jan Philipp Schuchardt
schützen. Bei körperfremden Stoffen, seien es Arznei-
oder Giftstoffe, finden sich hingegen normalerweise
keine spezifischen Regelmechanismen, die darauf ab-
zielen, einen ausgeglichenen Körper-
bestand zu gewährleisten.
Welche Homöostasemechanismen
zum Tragen kommen, ist bei ver-
schiedenen Nährstoffen sehr unter-
schiedlich. So können Substanzen
wie beispielsweise das Vitamin Co-
balamin oder der Mineralstoff Kal-
zium in erheblichem Umfang ge-
und entspeichert werden, während
bei anderen wie Thiamin die Reten-
tion nur in den Mengen geschieht,
wie dies dem aktuellen Bedarf ent-
spricht. Bei Stoffen wie Natrium, de-
ren Absorption praktisch vollständig
erfolgt, wird der Körperbestand vor-
wiegend durch Anpassung der rena-
len Exkretion reguliert. Eine erhöhte
Aufnahme geht deshalb bei ausrei-
chender Versorgungslage mit einer
höheren Ausscheidung einher. Eisen
hingegen kann nur in sehr begrenz- Abbildung 1: LADME-Modell (für oral aufgenommene Stoffe). tem Umfang eliminiert werden, so- GIT, Gastrointestinaltrakt
Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017 35
BIOVERFÜGBARKEIT
De l’importance des différents composés minéraux pour la biodisponibilité
dass die Anpassung der Absorption von zentraler Bedeutung für die Homöostase ist. Der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen kommt dann eine praktische Bedeu-
Mots clés: Science de la nutrition et pharmacologie – modèle LADME – homéostasie –biodisponibilité
tung zu, wenn die Versorgung des Menschen durch eine geringe Aufnahme des jeweiligen Stoffes und/oder eine eingeschränkte Verwertbarkeit infrage steht.
Les modèles cinétiques montrent que la biodisponibilité d’une substance est un facteur déterminant de sa courbe concentration-temps dans
Praktisch bedeutsam ist dies unter anderem bei Eisen und Folat. Sofern nicht mit Isotopen gearbeitet
l’organisme humain. Pour certains nutriments, la wird, bereiten Studien zur Biokinetik von
disponibilité de la substance a plus d’importance Nährstoffen schon deshalb grundsätzli-
que sa teneur absolue dans un aliment. C’est la che Schwierigkeiten, weil die jeweilige
raison pour laquelle la conception en vigueur en Substanz zwar zu Studienbeginn in defi-
matière de supplémentation de minéraux est que nierter Dosis unter kontrollierten Bedin-
seuls certains composés sont suffisamment dis- gungen verabreicht werden kann, die
ponibles et que ce sont ces sels qui devraieent während des zeitlichen Verlaufs notwen-
de préférence être administrés. Un examen plus dige Ernährung der Probanden den je-
approfondi montre que la situation est toutefois weiligen Stoff aber ebenfalls in variabler
bien plus complexe.
Menge enthält und es hierdurch zu Über-
lagerungen kommt. In experimentellen
Untersuchungen unter artifiziellen Be-
dingungen konnte eine Vielzahl von absorptionshem-
menden beziehungsweise -fördernden Faktoren iden-
tifiziert werden. Welche Bedeutung diesen in der
Praxis zukommt, kann allerdings aufgrund methodi-
scher Einschränkungen nicht beurteilt werden (vgl.
hierzu den indikativen Beitrag von Jent in SZE
02/2017 [2]).
Nicht anders verhält es sich bei der bisweilen zu fin-
denden Diskussion, wonach insbesondere bei Supple-
menten mit Zink, Kalzium und Magnesium darauf ge-
achtet werden sollte, in Form welcher Verbindung diese
verabreicht werden. Dass hierbei, ähnlich wie bei Eisen,
eine verengte Betrachtungsweise zu Fehlschlüssen füh-
ren kann, sei nachfolgend am Beispiel von Magnesium
diskutiert, dem nach einigen Untersuchungen am häu-
figsten supplementierten Nährstoff (3).
Tabelle 1:
Übersicht über endogene und exogene Faktoren mit Einfluss auf die Magnesiumabsorption
endogene Faktoren exogene Faktoren
Verbesserte Absorption geringer Mg2+ Status
MCT (SFA) (?) Proteine (?) Casein Phosphopeptide (?) gering oder unverdauliche Kohlenhydrate (z.B. Oligosaccharide, Inulin, Mannitol und Lactulose) hohe Löslichkeit von Mg2+ gelöstes Mg2+ (z.B. Brausetabletten)
Beeinträchtigte Absorption zunehmendes Alter Ausgeglichener Mg2+-Status hohe einmalige Mg2+-Aufnahmedosis teilweise oder nicht fermentierbare Ballaststoffe (z.B. Hemizellulose, Zellulose und Lignin) LCT (?) Phytat Oxalat pharmakologische Dosen von Kalzium, Phosphor, Eisen, Kupfer, Mangan und Zink Slow-release-Formulierungen (?)
LCT, langkettige Triglyceride, MCT, mittelkettige Triglyceride, SFA, gesättigte Fettsäuren (nach Schuchardt und Hahn 2017 [16])
Magnesium: Bedarf und Versorgung
Im menschlichen Organismus ist Magnesium nach Kalium das wichtigste intrazelluläre Kation. Der Gesamtbestand eines Erwachsenen beträgt je nach Konstitution etwa 22 bis 26 g (4). Der exakte Bedarf an Magnesium ist nur schwer zu ermitteln, da er von verschiedenen Faktoren (z.B. Gesundheitszustand, Nahrungszusammensetzung, Alkoholkonsum, körperlicher Belastung, Schwangerschaft oder Stillzeit) abhängt. In den D-A-CH-Referenzwerten wird für Magnesium eine tägliche Zufuhr von 300 mg für Frauen und 350 mg für Männer empfohlen (5). Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hält eine Aufnahme von 300 bis 350 mg/Tag für adäquat (6).
Intestinale Absorption und Homöostase
Die intestinale Aufnahme von Magnesium erfolgt vor allem im Dünndarm – vorwiegend im distalen Jejunum und Ileum – über einen parazellulären Weg. Hierbei diffundiert der Mineralstoff entlang der Zellzwischenräume, die über tight junctions reguliert werden (7). Es wird inzwischen davon ausgegangen, dass für die Absorption im Dünndarm ausschliesslich dieser parazelluläre Mechanismus verantwortlich ist, da die dortige Absorptionsrate linear mit der luminalen Magnesiumkonzentration korreliert (7, 8). In Caecum und Colon wird der Mineralstoff darüber hinaus über einen transzellulären aktiven Weg unter Beteiligung von TRPM6/7-Kanalproteinen aufgenommen (7, 8). Die Aktivität dieser Kanäle ist über die intrazelluläre Magnesiumkonzentration reguliert und ermöglicht in diesem Bereich eine Anpassung der Absorption an den Bedarf. Generell wird Magnesium als Ion aufgenommen, eine Absorption gemeinsam mit anderen Nährstoffen oder in Form von Komplexen ist nicht bekannt (9). Bei einer täglichen Zufuhr von 370 mg liegt die intestinale Absorptionsrate von Magnesium bei 30 bis 50 Prozent der zugeführten Menge (7). Die Effizienz hängt jedoch wesentlich von der aufgenommen Einzeldosis ab (10, 11). Bei geringer Zufuhr kann die relative Absorptionsquote auf bis zu 80 Prozent ansteigen (8), während sie bei hohen Magnesiumdosen auf 11 Prozent sinkt (12). Überschüssiges Magnesium gelangt sehr schnell zur Ausscheidung. Homöostatische Regelgrösse ist der Plasmaspiegel des Mineralstoffs. Die Regulation erfolgt dabei primär über eine Anpassung der renalen Exkretion (13) auf Ebene der tubulären Rückresorption. Der Prozess steht unter dem Einfluss verschiedener Hormone, wie zum Beispiel Kalzitonin, Parathormon (PTH), antidiuretisches Hormon (ADH) und Glukagon (14). Über den Schweiss werden mit 5 bis 15 mg/l vergleichsweise geringe Mengen abgesondert. Bei starker körperlicher Belastung kann der Magnesiumverlust über den Schweiss hingegen deutlich ansteigen (15).
36 Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017
BIOVERFÜGBARKEIT
Endogene und exogene Einflussfaktoren auf Magnesiumaufnahme und -status
Wie bei anderen Nährstoffen unterliegt auch die intestinale Aufnahme von Magnesium zahlreichen endogenen und exogenen Einflüssen (Tabelle 1, Details bei Schuchardt und Hahn 2017 [16] ). Zu den endogenen Einflussfaktoren gehören das Alter, die Mecha-
nismen der Magnesiumhomöostase und der damit in Verbindung stehende Magnesiumstatus. Generell sinkt die Absorptions von Mikronährstoffen im Gastrointestinaltrakt mit steigendem Alter (17). Dies gilt auch für Magnesium, wie Tier- und Humanstudien zeigen konnten (18, 19). Zudem ist die Absorptionsrate von Magnesium invers mit der Zufuhr korreliert. Die relative Magnesiumabsorption lag in einer Unter-
Tabelle 2:
Human- und Tierstudien zur Bioverfügbarkeit verschiedener Magnesiumsalze und Formulierungen
Design Humanstudien n = 18 Randomisiert, plazebokontrolliert, cross-over
n = 17 Randomisiert, Parallelgruppen n=8 Randomisiert, plazebokontrolliert, Parallelgruppen n = 14 Randomisiert, cross-over n = 24 Randomisiert, plazebokontrolliert, Parallelgruppen n = 58 Randomisiert, cross-over
n = 12 Randomisiert, cross-over
n = 16 Randomisiert, cross-over
n = 46 Randomisiert, plazebokontrolliert, Parallelgruppen n = 16 Cross-over n = 20 Randomisiert, cross-over Tierstudien mit Ratten n = 120 Parallelgruppen
n = 80 Parallelgruppen, Kontrolldiät
n = 80 Randomisiert, Parallelgruppen, Kontrolldiät, stabile Isotope 26Mg2+
Dauer Einmalaufnahme
Einmalaufnahme Einmalaufnahme Einmalaufnahme 7 Tage Einmalaufnahme
Einmalaufnahme
Einmalaufnahme 60 Tage Einmalaufnahme Einmalaufnahme 2 Wochen 4 Wochen
2 Wochen
Mg2+ Salz/ Dosis
3 Mg2+-Salze: Mg-Lactat + Mg-Citrat-Tabletten, Mg-Lactate + Mg-Hydroxid-Tabletten, Mg-Chlorid-Lösung, Mg-Hydroxid-Tabletten 2 Mg2+-Salze: Mg-Oxid, Mg-Citrat 2 Mg2+-Salze: Mg-Acetat, Slow-Mag® Mg-Chlorid
2 Mg2+-Salze: Mg-Citrat, K-Mg-Citrat 3 Mg2+-Salze: Mg-L-Aspartat-HCl-Tabletten, Mg-L-Aspartate-HCl-Granulat, Mg-Oxid-Kapseln 3 Mg2+-Formulierungen: Mg-Phosphat + Mg-Oxid, Mg-Oxid in Hartgelatinekapseln, Mg-Oxid in Hartgelatinekapseln 3 Mg2+-Formulierungen: Mg-Chlorid Lösung, slow release Mg-Chlorid-Tabletten, Mg-Gluconat-Tabletten 3 Mg2+-Salze: Mg-Oxid, Mg-l-Lactat, Mg-Aspartat
3 Mg2+-Salze: Mg-Aminosäure (AS)-Chelat, Mg-Citrat, Mg-Oxid 2 Mg2+-Salze: Mg-Oxid, Mg-Hydroxid-Carbonat 2 Mg2+-Salze: Mg-Citrat, Mg-Oxid
6 Mg2+-Salze: Mg-Carbonat, Mg-Chlorid, Mg-Oxid, Mg-Phosphat, Mg-Sulfat, Mg-Silicat 8 Mg2+-Salze: Mg-Sulfat, Mg-Oxid, Mg-Chlorid, Mg-Phosphat, Mg-Carbonat, Mg-Lactat, Mg-Citrat, Mg-Acetat 10 Mg2+-Salze: Mg-Acetat, Mg-Pidolat, Mg-Citrat, Mg-Gluconat, Mg-Lactat, Mg-Aspartat
Kernergebnis
keine signifikanten Unterschiede
Autor
Bøhmer et al. 1990 (45)
Mg-Citrat besser verfügbar als Mg-Oxide Mg-Acetat besser verfügbar als Mg-Chlorid
Lindberg 1990 (40)
Fine et al. 1991 (12)
keine signifikanten Unterschiede Mg-L-Aspartat-HCl besser verfügbar als Mg-Oxid keine signifikanten Unterschiede
König 1991 (47)
Mühlbauer 1991 (42)
Altura 1994 (46)
keine signifikanten Unterschiede
White et al. 1992 (39)
Mg-Chlorid, -l-Lactate und -Aspartat besser verfügbar als Mg-Oxid Mg-Citrat und Mg-AS-Chelat besser verfügbar als Mg-Oxid keine signifikanten Unterschiede Mg-Citrat besser verfügbar als Mg-Oxide
Firoz and Graber 2001 (43)
Walker et al. 2003 (41)
Tobolski et al. 1997 (49) Kappeler et al. 2017 (44)
keine signifikanten Unterschiede
Cook 1973 (51)
keine signifikanten Unterschiede
Ranhotra et al. 1976 (52)
Organische Mg-Salze
Coudray 2005 (53)
geringfügig
besser verfügbar
als anorganische Mg-Salze
(Details bei Schuchardt und Hahn 2017 [16])
Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017 37
BIOVERFÜGBARKEIT
Abbildung 2: Einflussgrössen auf die Bioverfügbarkeit von Mineralstoffen.
suchung bei einer Gabe von 36 mg pro Tag bei 65 Prozent, während sie bei einer Dosis von 973 mg nur 11 Prozent betrug (12). Dagegen steigt die Effizienz der Magnesiumabsorption, wenn eine definierte Magnesiummenge auf mehrere kleinere Portionen über den Tag verteilt statt auf einmal aufgenommen wird (12, 20–23). Welchen Einfluss der Versorgungsstatus auf die Aufnahme des Mineralstoffs ausübt, lässt sich nicht beurteilen, weil – schon aus ethischen Erwägungen – vergleichende Humanstudien zwischen magnesiumdepletierten und ausreichend mit dem Mineralstoff versorgten Personen nicht vorliegen. Über die Nieren werden täglich je nach Versorgungsstatus und Zufuhrmenge zirka 2400 mg Magnesium glomerulär filtriert und je nach Magnesiumbedarf und -status zu 90 bis 95 Prozent tubulär rückresorbiert (13, 24). Bei Gesunden mit bedarfsgerechter Zufuhr gelangen somit lediglich etwa 5 bis 10 Prozent des filtrierten Magnesiums (ca. 120–240 mg) in den Sekundärharn. Übersteigt die Magnesiumzufuhr den aktuellen Bedarf, kommt es hingegen dosisabhängig zu einem Anstieg der Magnesiumgehalte im Urin. Betrachtet man die exogenen Faktoren mit Einfluss auf die Magnesiumabsorption (Tabelle 1), so umfasst dies eine Vielzahl unterschiedlicher Lebensmittelinhaltsstoffe, für die unter definierten Bedingungen fördernde bzw. hemmende Effekte gezeigt werden konnten. Insbesondere gering beziehungsweise unverdauliche Kohlenhydrate erhöhen die Aufnahme des Mineralstoffes. Hemmend wirken hingegen Oxalsäure sowie Phytinsäure durch Komplexierung des Mineralstoffs (25–27). Auch nur teilweise beziehungsweise nicht fermentierbare Ballaststoffe wie Zellulose, Hemicellulosen oder Lignin zeigen einen inhibitorischen Effekt (28–32). Während hohe Dosen an Kalzium und anderen Mineralstoffen (Phosphor, Eisen, Kupfer, Mangan, Zink) die Magnesiumabsorption vermindern können (33–35), ergab sich in Untersuchungen mit physiologischen Dosen kein Hemmeffekt (36–38).
Das «richtige» Salz – ein heiliger Gral?
Ein weiterer exogener Einflussfaktor, dem in der Werbung für Magnesiumsupplemente gerne ein besonderer Stellenwert zugeschrieben wird, ist die chemische
Verbindung des Mineralstoffs. Begründet wird dies damit, dass Magnesiumverbindungen mit organischen Anionen aufgrund ihrer höheren Löslichkeit eine bessere Bioverfügbarkeit aufweisen sollen und damit überlegen seien. Tatsächlich finden sich allerdings nur vergleichsweise wenige Studien zur Bioverfügbarkeit unterschiedlicher Magnesiumsalze (Tabelle 2). Diese ergeben zudem kein einheitliches Bild. Während einige Untersuchungen unter standardisierten Bedingungen eine leicht bessere Bioverfügbarkeit von organischen Magnesiumverbindungen feststellten (39–44), fanden andere Studien keine Unterschiede zu anorganischen Magnesiumsalzen (39, 45–47). Im Übrigen sind die Differenzen häufig so gering, dass selbst unterschiedliche Galeniken der gleichen Magnesiumverbindung (Oxid als Brausetablette bzw. Kapsel) mit einem grösseren Unterschied in der Verfügbarkeit einhergehen können (48). Die heterogenen Ergebnisse dürften sich vor allem durch methodische Unterschiede erklären und verdeutlichen, dass schon kleine Abweichungen in der Vorgehensweise durch das komplexe Gesamtgeschehen einen Einfluss nehmen. So wurden die Magnesiumsupplemente in einigen Studien gemeinsam mit einer Mahlzeit verabreicht (39,41–46) in anderen nicht (40, 49). Welche Unterschiede bereits hieraus resultieren, ergab eine Cross-over-Studie mit 25Mg2+- und 26Mg2+-Isotopen. Danach lag die Absorption von Magnesium aus Mineralwasser höher, wenn es gemeinsam mit einer Mahlzeit getrunken wurde (52,3 ± 3,9%) als bei alleiniger Aufnahme des Wassers (45,7 ± 4,6%) (50). Diskrepanzen bestehen auch bei weiteren Studienbedingungen. So wurde bei den Bioverfügbarkeitsuntersuchungen vielfach nicht der Magnesiumstatus durch Gabe einer magnesiumdefinierten Diät vereinheitlicht (41, 43, 47). Auch die «Magnesiumhintergrundaufnahme» über Lebensmittel und Wasser während der Untersuchungsphase war vielfach nicht oder unzureichend kontrolliert und lag teilweise sogar höher als die untersuchte Testdosis der getesteten Magnesiumsalze (40, 42, 44, 47). Wird unter solch variablen Bedingungen die Magnesiumausscheidung im Urin über 12 bis 24 Stunden als Mass für die absorbierte Menge herangezogen, sind Schwankungen vorprogrammiert, die das Ergebnis verfälschen können. Eine jüngst publizierte Studie macht das gesamte Dilemma vieler Untersuchungen zur vergleichenden Bioverfügbarkeit verschiedener Mineralsalze deutlich. Die von einem Auftragsforschungsinstitut durchgeführte Produktstudie kam zu dem Ergebnis, dass Magnesiumcitrat eine bessere Bioverfügbarkeit aufweist, weil die Ausscheidung des Mineralstoffs im 24-Stunden-Urin nach Verabreichung von 300 mg Magnesium in Form von Magnesiumcitrat signifikant höher (7,2 ± 1,48 mmol) war als nach Gabe von Magnesiumoxid (6,7 ± 1,43 mmol) (44). Statistische Signifikanz ist allerdings nicht gleichbedeutend mit biologischer Relevanz. Denn tatsächlich entspricht der unter artifiziellen Bedingungen ermittelte Unterschied von 0,565 mmol Magnesium zugunsten des Präparats des Sponsors der Studie lediglich 13,7 mg
38 Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017
BIOVERFÜGBARKEIT
und ist bei Betrachtung der – unklaren und schwankenden – täglichen Gesamtaufnahmemenge an Magnesium von zirka 800 mg als physiologisch irrelevant anzusehen.
Zusammenfassung
Wie die beispielhafte Betrachtung von Magnesium verdeutlicht, unterliegt die Bioverfügbarkeit von Mineralstoffen zahlreichen endogenen und exogenen Einflussfaktoren (Abbildung 2). Deren Bestimmung bereitet bei Nährstoffen nicht nur methodische Probleme, sie erfolgt üblicherweise auch unter möglichst standardisierten – artifiziellen – Bedingungen. Welche Bedeutung den einzelnen Bestimmungsfaktoren in der Praxis zukommt und wie weit sie sich dabei gegenseitig beeinflussen, kann aus den experimentellen Ansätzen mit Einzelfaktoren nicht geschlossen werden, wie auch jüngst von Jent für Eisen verdeutlicht wurde (2). Das trifft auch für die Diskussion um die bessere oder schlechtere Bioverfügbarkeit von verschiedenen Mineralstoffverbindungen zu. Zumindest für Magnesium zeigt sich, dass die vorliegenden Studien vielfach nicht nur methodische Defizite und heterogene Ergebnisse aufweisen, sondern vor allem keine Extrapolation erlauben, welche Bedeutung den Resultaten unter praktischen Bedingungen zukommt. Betrachtet man dann noch, wie gering die in einigen Untersuchungen erzielten Differenzen ausfallen, wird deutlich, dass es nicht «auf das Salz» ankommt. Dies unterstreicht auch eine Studie mit magnesiumdepletierten Ratten, an denen diverse Magnesiumsalze (Oxid, Chlorid, Sulfat, Carbonat, Acetat, Pidolat, Citrat, Gluconat, Laktat, Aspartat) verglichen wurden (53). Obwohl sich die organischen Magnesiumsalze als geringfügig besser verfügbar erwiesen als anorganische Verbindungen, trugen alle Salze in gleicher Weise zur Wiederherstellung normaler Magnesiumspiegel in Plasma und Erythrozyten bei. Ganz offensichtlich beurteilen auch die europäischen und nationalen Arzneimittelzulassungsbehörden und die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) beziehungsweise ihre Vorläuferorganisation die Gesamtdatenlage ebenso. Nicht ohne Grund ist eine Vielzahl verschiedener organischer und anorganischer Magnesiumsalze für die Verwendung in Arzneimitteln und durch RL 2002/46/EG für Nahrungsergänzungsmittel zugelassen, da sie alle geeignet sind, den Magnesiumstatus unter physiologischen Bedingungen zu erhalten und wiederherzustellen.
Korrespondenzadresse: Prof. Dr. Andreas Hahn und PD Dr. Jan Philipp Schuchardt Leibniz Universität Hannover Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung Am Kleinen Felde 30 D-30167 Hannover E-Mail: hahn@nutrition.uni-hannover.de
Literatur: 1. Hahn A, Ströhle A, Wolters M: Ernährung – Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. 3. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesell-
schaft, Stuttgart, 2016. 2. Jent S: Die Bedeutung von Eisenresorptionsförderern und -hemmern bei Eisenmangel. Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 2017; 02: 26–28. 3. Heinemann M, Willers J, Bitterlich N, Hahn A: Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln mit Vitaminen und Mineralstoffen – Ergebnisse einer deutschlandweiten Verbraucherbefragung. J für Verbraucherschutz Leb 2015; 10: 131–142. doi:10.1007/s00003-014-0912-x. 4. Saris NE, Mervaala E, Karppanen H et al.: Magnesium. An update on physiological, clinical and analytical aspects. Clin Chim Acta Int J Clin Chem 2000; 294: 1–26. 5. D-A-CH (Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährung (SGE), Schweizerische Vereinigung für Ernährung (SVE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 1. Auflage, Umschau Braus GmbH, Frankfurt am Main, 2008. 6. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA): Scientific Opinion on Dietary Reference Values for magnesium: Dietary Reference Values for magnesium. EFSA J 2015; 13: 4186. doi:10.2903/j.efsa.2015.4186. 7. de Baaij JHF, Hoenderop JGJ, Bindels RJM: Magnesium in Man: Implications for Health and Disease. Physiol Rev 2015; 95: 1–46. doi:10.1152/physrev.00012.2014. 8. Quamme GA: Recent developments in intestinal magnesium absorption. Curr Opin Gastroenterol 2008; 24: 230–235. doi:10.1097/MOG.0b013e3282f37b59. 9. Vormann J: Magnesium: nutrition and metabolism. Mol Aspects Med 2003; 24: 27–37. 10. Hardwick LL, Jones MR, Brautbar N et al.: Site and mechanism of intestinal magnesium absorption. Miner Electrolyte Metab 1990; 16: 174– 180. 11. Schweigel M, Martens H: Magnesium transport in the gastrointestinal tract. Front Biosci J Virtual Libr 2000; 5: D666-677. 12. Fine KD, Santa Ana CA, Porter JL et al.: Intestinal absorption of magnesium from food and supplements. J Clin Invest 1991; 88: 396–402. doi:10.1172/JCI115317. 13. Quamme GA, Dirks JH: The physiology of renal magnesium handling. Renal Physiol 1986; 9: 257–269. 14. Houillier P: Mechanisms and regulation of renal magnesium transport. Annu Rev Physiol 2014; 76: 411–430. doi:10.1146/annurev-physiol021113-170336. 15. Lukaski HC: Magnesium, zinc, and chromium nutriture and physical activity. Am J Clin Nutr 2000; 72: 585S–93S. 16. Schuchardt JP, Hahn A: Intestinal absorption and factors influencing bioavailability of magnesium – an update. Curr Nutr & Food Sci 2017 (im Druck) 17. Saltzman JR, Russell RM: The aging gut. Nutritional issues. Gastroenterol Clin North Am 1998; 27: 309–324. 18. Coudray C, Feillet-Coudray C, Rambeau M et al: The effect of aging on intestinal absorption and status of calcium, magnesium, zinc, and copper in rats: a stable isotope study. J Trace Elem Med Biol Organ Soc Miner Trace Elem GMS 2006; 20: 73–81. doi:10.1016/j.jtemb.2005.10.007. 19. Verhas M, de La Gueronniere V, Grognet JM et al.: Magnesium bioavailability from mineral water. A study in adult men. Eur J Clin Nutr 2002; 56: 442. 20. Sabatier M, Grandvuillemin A, Kastenmayer P et al.: Influence of the consumption pattern of magnesium from magnesium-rich mineral water on magnesium bioavailability. Br J Nutr 2011; 106: 331–334. doi:10.1017/S0007114511001139. 21. Schütte SA, Ziegler EE, Nelson SE et al.: Feasibility of using the stable isotope 25Mg to study Mg metabolism in infants. Pediatr Res 1990; 27: 36–40. doi:10.1203/00006450-199001000-00013. 22. Lönnerdal B: Magnesium nutrition of infants. Magnes Res 1995; 8: 99–105. 23. Nakamura E, Tai H, Uozumi Y et al.: Magnesium absorption from mineral water decreases with increasing quantities of magnesium per serving in rats. Nutr Res N Y N 2012; 32: 59–65. doi:10.1016/j.nutres.2011.11.001. 24. Rude RK: Magnesium deficiency: a cause of heterogeneous disease in humans. J Bone Miner Res 1998; 13: 749–758. doi:10.1359/jbmr.1998.13.4.749. 25. Kikunaga S, Ishii H, Takahashi M: The bioavailability of magnesium in spinach and the effect of oxalic acid on magnesium utilization examined in diets of magnesium-deficient rats. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 1995; 41: 671–685. 26. Bohn T, Davidsson L, Walczyk T et al.: Fractional magnesium absorption is significantly lower in human subjects from a meal served with an oxalate-rich vegetable, spinach, as compared with a meal served with kale, a vegetable with a low oxalate content. Br J Nutr 2004; 91: 601. doi:10.1079/BJN20031081. 27. Bohn T, Davidsson L, Walczyk T et al.: Phytic acid added to whitewheat bread inhibits fractional apparent magnesium absorption in humans. Am J Clin Nutr 2004; 79: 418–423.
Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017 39
BIOVERFÜGBARKEIT
28. McHale M, Kies C, Fox H: Kalzium and magnesium nutritional status of adolescent humans fed cellulose or hemicellulose supplements. J Food Sci 1979; 44: 1412–1417. 29. Drews LM, Kies C, Fox HM: Effect of dietary fiber on copper, zinc, and magnesium utilization by adolescent boys. Am J Clin Nutr 1979; 32: 1893–1897. 30. Slavin JL, Marlett JA: Influence of refined cellulose on human bowel function and Kalzium and magnesium balance. Am J Clin Nutr 1980; 33: 1932–1939. 31. Behall KM, Scholfield DJ, Lee K et al.: Mineral balance in adult men: effect of four refined fibers. Am J Clin Nutr 1987; 46: 307–314. 32. Taper LJ, Milam RS, McCallister MS et al.: Mineral retention in young men consuming soy-fiber-augmented liquid-formula diets. Am J Clin Nutr 1988; 48: 305–311. 33. Clarkson EM, Warren RL, McDonald SJ et al.: The effect of a high intake of Kalzium on magnesium metabolism in normal subjects and patients with chronic renal failure. Clin Sci 1967; 32: 11–18. 34. Norman DA, Fordtran JS, Brinkley LJ et al.: Jejunal and ileal adaptation to alterations in dietary calcium: changes in calcium and magnesium absorption and pathogenetic role of parathyroid hormone and 1, 25-dihydroxyvitamin D. J Clin Invest 1981; 67: 1599. 35. Spencer H, Norris C, Williams D: Inhibitory effects of zinc on magnesium balance and magnesium absorption in man. J Am Coll Nutr 1994; 13: 479–484. 36. Bohn T: Dietary factors influencing magnesium absorption in humans. Curr Nutr Food Sci 2008; 4: 53–72. 37. Sojka J, Wastney M, Abrams S et al.: Magnesium kinetics in adolescent girls determined using stable isotopes: effects of high and low calcium intake. Am J Physiol 1997; 273: R710–R715. 38. Andon MB, Ilich JZ, Tzagournis MA et al.: Magnesium balance in adolescent females consuming a low- or high-calcium diet. Am J Clin Nutr 1996; 63: 950–953. 39. White J, Massey L, Gales SK et al.: Blood and urinary magnesium kinetics after oral magnesium supplements. Clin Ther 1992; 14: 678–687. 40. Lindberg JS, Zobitz MM, Poindexter JR et al.: Magnesium bioavailability from magnesium citrate and magnesium oxide. J Am Coll Nutr 1990; 9: 48–55. 41. Walker AF, Marakis G, Christie S et al.: Mg citrate found more bioavailable than other Mg preparations in a randomised, double-blind study. Magnes Res 2003; 16: 183–191. 42. Mühlbauer B, Schwenk M, Coram WM et al.: Magnesium-L-aspartate-HCl and magnesium-oxide: bioavailability in healthy volunteers. Eur J Clin Pharmacol 1991; 40: 437–438. 43. Firoz M, Graber M: Bioavailability of US commercial magnesium preparations. Magnes Res 2001; 14: 257–262. 44. Kappeler D, Heimbeck I, Herpich C et al.: Higher bioavailability of magnesium citrate as compared to magnesium oxide shown by evaluation of urinary excretion and serum levels after single-dose administration in a randomized cross-over study. BMC Nutr 2017; 3: 7. doi:10.1186/s40795-016-0121-3. 45. Bøhmer T, Røseth A, Holm H et al.: Bioavailability of oral magnesium supplementation in female students evaluated from elimination of magnesium in 24-hour urine. Magnes Trace Elem 1990; 9: 272–278. 46. Altura BT, Wilimzig C, Trnovec T et al.: Comparative effects of a Mgenriched diet and different orally administered magnesium oxide preparations on ionized Mg, Mg metabolism and electrolytes in serum of human volunteers. J Am Coll Nutr 1994; 13: 447–454. 47. König K, Padalino P, Alexandrides G et al.: Bioavailability of potassium and magnesium, and citraturic response from potassium-magnesium citrate. J Urol 1991; 145: 330–334. 48. Siener R, Jahnen A, Hesse A: Bioavailability of magnesium from different pharmaceutical formulations. Urol Res 2011; 39: 123–127. doi:10.1007/s00240-010-0309-y. 49. Tobolski O, Pietrzik K, Schlebusch H et al.: Excretion of magnesium and calcium after a single dose of two magnesium preparations in a cross-over trial. Magnes-Bull 1997; 19: 92–97. 50. Sabatier M, Arnaud MJ, Kastenmayer P et al.: Meal effect on magnesium bioavailability from mineral water in healthy women. Am J Clin Nutr 2002; 75: 65–71. 51. Cook DA: Availability of magnesium: balance studies in rats with various inorganic magnesium salts. J Nutr 1973; 103: 1365–1370. 52. Ranhotra G, Loewe R, Puyat L: Bioavailability of Magnesium from wheat flour and various organic and inorganic salts. Cereal Chem 1976; 53: 770–776. 53. Coudray C, Rambeau M, Feillet-Coudray C et al.: Study of magnesium bioavailability from ten organic and inorganic Mg salts in Mg-depleted rats using a stable isotope approach. Magnes Res 2005; 18: 215–223. 54. Coudray C, Rambeau M, Feillet-Coudray C et al.: Study of magnesium bioavailability from ten organic and inorganic Mg salts in Mg-depleted rats using a stable isotope approach. Magnes Res 2005; 18: 215–223.
40 Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin 3|2017