Zink

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.

Die empfohlene Zinkzufuhr ist unter anderem von Alter, Geschlecht und der Phytatzufuhr abhängig. Phytat kann Zink im Gastrointestinaltrakt binden und dadurch seine Bioverfügbarkeit vermindern.

Für Erwachsene gibt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) folgende Referenzwerte an:^[1]

• Frauen: 7 mg/Tag bei niedriger, 8 mg/Tag bei mittlerer und 10 mg/Tag bei hoher Phytatzufuhr
• Männer: 11 mg/Tag bei niedriger, 14 mg/Tag bei mittlerer und 16 mg/Tag bei hoher Phytatzufuhr

In Schwangerschaft und Stillzeit gelten teilweise höhere Referenzwerte.

Zinkreiche Lebensmittel sind u.a. Austern, Weizenkeime, Fleisch, Leber, Nieren, Seefisch, Milch und Eier.

Im menschlichen Körper befinden sich insgesamt etwa 2–3 g Zink. Der überwiegende Anteil liegt intrazellulär vor, weniger als 1 % des Gesamtbestands zirkuliert im Plasma.

Die Resorption erfolgt über Carrierproteine an der Mukosa des Dünndarms, wobei nur etwa 10–40 % des Zinks aus der Nahrung aufgenommen werden.^[2] Für die apikale Aufnahme verantwortlich ist das Transportprotein ZIP4, der Export in das Blut erfolgt basolateral über ZnT1. Die tatsächlich resorbierte Menge ist von der Quelle abhängig. Zink aus pflanzlicher Nahrung wird schwerer aufgenommen als aus fleischhaltiger Kost.

Der Transport erfolgt über Bindung an Plasmaproteine, wobei Albumin mit etwa zwei Dritteln den größten Anteil trägt. Der Rest ist überwiegend an α2-Makroglobulin gebunden. Der zelluläre Zinkgehalt der Erythrozyten liegt etwa zehnfach über der Plasmakonzentration und entfällt vor allem auf Carboanhydrase und Cu/Zn-Superoxid-Dismutase. Die Zinkkonzentration im Vollblut beträgt bis zu 8 mg/l.

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

Die Konzentration des Zinks im Plasma folgt einem zirkadianen Rhythmus. Darüber hinaus stimulieren Interleukin 1 und Interleukin 6 die Aufnahme in das Gewebe, während Glukokortikoide die Aufnahme in die Leber stimulieren. Im Rahmen einer Akute-Phase-Reaktion fällt die Plasmakonzentration dadurch ab, ohne dass ein Mangel vorliegt.

Als Spurenelement erfüllt Zink verschiedene Aufgaben im Organismus.

Über 300 Enzyme benötigen Zink als Cofaktor. Zu den Zink-Metalloenzymen zählen unter anderem:

• Alkoholdehydrogenase
• alkalische Phosphatase
• Carboxypeptidase
• Carboanhydrase
• Cu/Zn-Superoxid-Dismutase
• Matrix-Metalloproteinasen

Darüber hinaus binden schätzungsweise rund 10 % aller humanen Proteine Zink.

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

Auch in der Genexpression wird Zink als Bestandteil regulatorischer DNA-Bindungsproteine, sogenannter Zinkfingerproteine, benötigt. Darüber hinaus tritt es auch mit Transfer-RNA (tRNA) in Wechselwirkung.

T-Lymphozyten werden durch ein Oligopeptid namens Thymulin stimuliert, das nur in zinkgebundener Form biologisch aktiv ist.

Zink wirkt auch im Hormonhaushalt. Besonders im Pankreas und den Testes ist der Zinkgehalt hoch, da die Bildung des Testosterons und die Speicherung des Insulins (als Insulin-Zn-Komplex) mithilfe von Zink stattfindet.

Zink ist über die zinkabhängige Carboanhydrase VI (Gustin) an der Funktion der Geschmacksknospen beteiligt. Ein Mangel kann daher zur Hypogeusie führen. Umgekehrt blockieren Zink-Ionen den Protonen-Kanal OTOP (Otopetrin), der an der Wahrnehmung des sauren Geschmacks in spezialisierten Zellen der Zunge beteiligt ist, sodass die Geschmacksqualität sauer vermindert wahrgenommen wird.^[3]

Für die Untersuchung wird 1 ml Serum oder Plasma benötigt.

Die Bestimmung ist stark störanfällig. Zu beachten sind:

• Spurenelementfreie Abnahmegeräte und Aufbewahrungsgefäße verwenden, kein Glas, bevorzugt Polypropylen
• Blutentnahme morgens nüchtern
• Hämolyse vermeiden
• Plasma rasch von den Blutzellen trennen
• Ausgeprägte diurnale Schwankungen sowie den Abfall der Plasmakonzentration nach Nahrungsaufnahme berücksichtigen

Der Referenzbereich ist material- und methodenabhängig und liegt für Serum bzw. Plasma bei etwa 9–21 µmol/l, im Vollblut bei etwa 60–115 µmol/l.

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.

Die Bestimmung erfolgt mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) oder mittels Atomabsorptionsspektroskopie.

Die Zinkkonzentration in Serum oder Plasma wird häufig zur Beurteilung des Zinkstatus verwendet, besitzt jedoch eine eingeschränkte Aussagekraft für den gesamten Zinkbestand des Körpers. Der Messwert kann unter anderem durch Alter, Geschlecht, Tageszeit, Nahrungsaufnahme, Infektionen, entzündliche Prozesse und Veränderungen des Hormon- bzw. Proteinstoffwechsels beeinflusst werden.

Die Interpretation sollte daher zusammen mit klinischen Befunden, Albumin und CRP sowie möglichen Risikofaktoren erfolgen.^[4]

Ein erniedrigter Zinkwert kann folgende Ursachen haben:

• Alimentäre Ursachen
  • Parenterale Ernährung ohne Zinksubstitution
  • Alkoholabusus
  • Ernährungsformen mit hoher Phytatzufuhr bzw. geringer Zink-Bioverfügbarkeit
• Eingeschränkte Resorption
  • Hereditäres Zinkmangelsyndrom (Acrodermatitis enteropathica)
  • Morbus Crohn
  • Colitis ulcerosa
  • Zöliakie
  • Maldigestion und Malabsorption
• Erhöhte Zinkausscheidung
  • Nephrotisches Syndrom (Verlust von eiweißgebundenem Zink)
  • Penicillamin-Therapie
  • Sichelzellanämie (Hyperzinkurie bei chronischer Hämolyse)
• Gestörte Verteilung im Organismus
  • Myokardinfarkt
  • Operationen
  • Stress
  • Infektionen
  • Leberzirrhose

siehe Hauptartikel: Zinkmangel

Ein erhöhter Zinkwert kann folgende Ursachen haben:

• Präanalytische Ursachen, insbesondere Kontamination und Hämolyse (siehe Abschnitt Präanalytik)
• Iatrogene Überdosierung (parenterale Ernährung, Substitution)
• Selbstmedikation mit Nahrungsergänzungsmitteln

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. Eine übermäßige Zinkzufuhr steigert die Bildung von Metallothionein, sodass es durch die Fixierung von Kupfer in den Enterozyten und den Kupferverlust mit den Fäzes zu einem Kupfermangel kommt. Da Coeruloplasmin und Hephaestin als kupferabhängige Ferroxidasen für die Eisenmobilisierung benötigt werden, resultiert daraus sekundär eine gestörte Eisenverwertung. Die Folge sind hämatologische und neurologische Störungen: hypochrome Anämie, Neutropenie, sensomotorische Polyneuropathie, Sehstörungen und Myelopathie.

Ob die Einnahme von Zink-Präparaten prophylaktisch oder therapeutisch bei Erkältungskrankheiten von Nutzen ist, bleibt umstritten. Die vorliegenden Daten 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.^[5]

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