Zink

Zink ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol Zn und der Ordnungszahl 30. Es zählt zwar zu den Übergangsmetallen, ähnelt aber in seinen Eigenschaften eher den Erdalkalimetallen. Für den Menschen ist es ein wichtiges Spurenelement, das mit der Nahrung zugeführt werden muss.

Zink liegt bei Raumtemperatur als bläulich bis blassgrauer Feststoff vor. Es hat eine relative Atommasse von 65,4 u. Der Schmelzpunkt liegt bei 419,5 °C.

Der tägliche Bedarf eines Erwachsenen liegt in etwa bei 10–15 mg. Im Körper finden sich etwa 2–3 g Zink, welches zu 99 % intrazellulär vorliegt.

4.1. Resorption

Die Resorption erfolgt energieabhängig an der Mukosa des Dünndarms, wobei nur etwa 10–40 % des Zinks aus der Nahrung aufgenommen werden. Für die Resorption verantwortlich ist das Transportprotein ZIP4, das einen hohen Anteil an der Aminosäure Cystein aufweist. Die genaue resorbierte Menge ist dabei von der Quelle abhängig. Zink aus pflanzlicher Nahrung wird schwerer aufgenommen als aus fleischhaltiger Kost.

4.2. Transport

Der Transport erfolgt über Bindung an Plasmaproteine, wobei das Albumin die größte Rolle spielt. Im Blut liegt Zink auch in Form von Zinkprotoporphyrin in den Erythrozyten vor. Die Gesamtmenge von Zink im Vollblut beträgt bis zu 8 mg/Liter.

4.3. Ausscheidung

Die Ausscheidung erfolgt vornehmlich über die Faeces als Bestandteil der Galle und des Pankreassaftes. Zu einem geringeren Teil (< 10 %) wird Zink über die Niere ausgeschieden.

4.4. Regulation

Die Konzentration des Zinks im Plasma folgt einem zirkadianen Rhythmus. Darüber hinaus wird die Aufnahme in das Gewebe durch Interleukin 1 und Interleukin 6, die Aufnahme in die Leber durch Glukokortikoide stimuliert.

Als Spurenelement erfüllt Zink verschiedene Aufgaben im Organismus.

5.1. Cofaktor und Stabilisator

Viele Enzyme benötigen Zink als Cofaktor. Unter den mehr als 70 Zink-Metalloenzymen befinden sich zahlreiche Dehydrogenasen (z.B. Alkoholdehydrogenase, Lactat-Dehydrogenase, Malat-Dehydrogenase), alkalische Phosphatase, Pankreas-Carboxypeptidase, Carboanhydrase, Superoxid-Dismutase und Matrix-Metalloproteinasen.

Außerdem werden durch Zink Proteinstrukturen stabilisiert, was die Membranfluidität beeinflusst.

5.2. Genexpression

Auch in der Genexpression wird Zink als Bestandteil regulatorischer DNA-Bindungsproteine, so genannte Zinkfingerproteine, benötigt. Darüber hinaus tritt es auch in Wechselwirkung mit tRNA.

5.3. Immunsystem

T-Lymphozyten werden durch ein Oligopeptid namens Thymulin stimuliert, das Zink enthält.

5.4. Hormonhaushalt

Ein weiterer Wirkungsbereich des Zinks befindet sich im Hormonhaushalt. Besonders im Pankreas und den Hoden ist der Zink-Gehalt hoch, da die Bildung des Testosterons und die Speicherung des Insulins (als Insulin-Zn-Komplex) mit Hilfe von Zink stattfindet.

5.5. Geschmackswahrnehmung

Durch Zink-Ionen wird der Protonen-Kanal OTOP (Otopetrin) blockiert, der an der Wahrnehmung des sauren Geschmacks in spezialisierten Zellen in der Zunge beteiligt ist. Folglich fällt die Wahrnehmung der Geschmacksqualität sauer vermindert aus.^[1]

6.1. Angeborener Zinkmangel

Das hereditäre Zinkmangelsyndrom auch Acrodermatitis enteropathica genannt, ist eine sehr seltene, autosomal-rezessiv vererbte Erkrankung, bei der es zu einer Resorptionsstörung von Zink kommt.

6.2. Erworbener Zinkmangel

Ein erworbener Zinkmangel kann akut oder chronisch auftreten. Akut tritt er zum Beispiel im Rahmen von Infektionen, Entzündungen und Stresssituationen auf. Der chronische Mangel tritt z.B. im Rahmen von parenteraler Ernährung ohne Zinksubstitution auf. Weitere Gründe für chronischen Zinkmangel können Resorptionsstörungen oder Leberzirrhose sein.

6.3. Symptomatik

Durch die vielfältigen Wirkungen von Zink sind auch die Störungen bei Zinkmangel weitreichend. Unter anderem kann es zu Wundheilungsstörungen kommen, da Zink indirekt Wachstum und Differenzierung des Bindegewebes sowie direkt die Bindegewebsproduktion und die Verhornung der Haut beeinflusst.

Zusätzlich kann Zinkmangel noch zu Fertilitäts- und Wachstumsstörungen, Immundefizienz und Veränderungen an Haut und Nägeln führen. Darüber hinaus sind Patienten mit Zinkmangel besonders anfällig für Pilzinfektionen.

7.1. Material

Für die Untersuchung wird 1 ml Serum benötigt.

7.2. Referenzwerte

• Erwachsene: 70 bis 120 µg/dl
• Neugeborene: 60 bis 90 µg/dl

Hinweis: Referenzwerte sind häufig vom Messverfahren abhängig und können von den o.a. Werten abweichen. Ausschlaggebend sind die Referenzwerte, die vom Labor angegeben werden, das die Untersuchung durchführt.

7.3. Messmethode

Der Zinkwert wird mittels Atomabsorptionsspektometrie bestimmt.

7.4. Interpretation

7.4.1. Erniedrigtes Zink

• Alimentäre Ursachen
  • Parenterale Ernährung ohne Zinksubstitution
  • Alkoholabusus
  • Streng vegetarische Ernährung
• Eingeschränkte Resorption
  • Hereditäres Zinkmangelsyndrom
  • Morbus Crohn
  • Colitis ulcerosa
  • Zöliakie
  • Maldigestion und Malabsorption
• Erhöhte Zinkausscheidung
  • Nephrotisches Syndrom (Verlust von eiweißgebundenem Zink)
  • Penicillamin-Therapie
• Gestörte Verteilung im Organismus
  • Myokardinfarkt
  • Operationen
  • Stress
  • Infektionen
  • Leberzirrhose
• Eingeschränkte Speicherung
  • Sichelzellanämie

7.4.2. Erhöhtes Zink

• Übertriebene Medikation
• Selbstmedikation (Nahrungsergänzungsmittel)

Zink, Eisen, Kupfer und Vitamin A beeinflussen sich wechselseitig in der Absorption aus dem Magen-Darm-Trakt. Kupfer wird in den Enterozyten stärker an Metallothionein gebunden als Zink. Die übermäßige Zinkzufuhr steigert die Bildung von Metallothionein, sodass es durch die Fixierung von Kupfer in den Enterozyten und durch den Kupferverlust mit den Fäzes zu einem Kupfermangel im Plasma und konsekutiv auch zu einem Eisenmangel kommt. Die Folge sind neurologische und hämatologische Störungen: sensomotorische Polyneuropathie, Sehstörungen, Myelopathie, Anämie.

Ob die Einnahme von Zink-Präparaten prophylaktisch oder therapeutisch bei Erkältungskrankheiten von Nutzen ist, bleibt umstritten. Die vorliegenden Daten (Stand 2024) weisen darauf hin, dass Zink nur geringe oder gar keine Auswirkungen auf die Vorbeugung von Erkältungen hat, aber die Dauer einer Erkältung verkürzen kann. Allerdings treten unter der Medikation zusätzliche Nebenwirkungen (z.B. Geschmacksstörungen, Magen-Darm-Beschwerden) auf.^[2]

• BfArM. Gemeinsame Expertenkommission zur Einstufung von Stoffen. Stellungnahme zur Einstufung von zinkhaltigen Produkten (Nr. 01/2023), abgerufen am 05.07.2023