Zink: Funktionen, Aufnahme und Stoffwechsel

Zink ist eines der wichtigsten Spurenelemente: Hunderte von Enzymen, Immunität, Wundheilung, Geschmack und hormonelle Regulierung hängen davon ab. Im Körper eines Erwachsenen sind davon nur 2-3 Gramm vorhanden, doch ohne diese geringe Menge funktioniert fast kein System. Die Redaktion erklärt, wie Zink physiologisch wirkt und warum es im Zusammenhang mit Sport so oft erwähnt wird.

Was ist Zink und wo befindet es sich im Körper?

Zink ist ein Übergangsmetall, das im Körper in Form des zweiwertigen Ions Zn²⁺ vorliegt. Im Gegensatz zu Eisen oder Kupfer verändert es seine Wertigkeit bei biologischen Reaktionen nicht und nimmt daher nicht direkt an Redoxprozessen teil. Diese chemische „Stabilität“ macht es zu einem idealen strukturellen und katalytischen Bestandteil von Proteinen.

Der Gesamtzinkgehalt im Körper eines Erwachsenen beträgt etwa 2–3 g. Etwa 85 % dieser Menge sind in der Skelettmuskulatur und den Knochen konzentriert. Erhebliche Konzentrationen finden sich auch in Prostata, Netzhaut, Haut, Leber und Nieren.

Weniger als 1 % des gesamten Zinks zirkuliert im Blutplasma und es ist grösstenteils an Albumin gebunden. Deshalb spiegelt der Zinkspiegel im Serum nicht seine Reserven im Gewebe wider: Der Körper versucht, die Konzentration im Blut auch bei einem mässigen Mangel stabil zu halten.

Es gibt im Körper keine speziellen „Depots“ von Zink, ähnlich den Eisenreserven im Ferritin. Das bedeutet, dass das Spurenelement regelmässig mit der Nahrung aufgenommen werden muss. Bei unzureichender Zufuhr kann es insbesondere in Phasen intensiven Wachstums oder Belastungen relativ schnell zu Mangelerscheinungen kommen.

Biologische Funktionen: Enzyme, Gene, Signale

Die bekannteste Rolle von Zink ist die Beteiligung an der Arbeit von Enzymen. Hunderte von Enzymen aller wichtigen Klassen enthalten oder benötigen es. Dazu gehören Carboanhydrase, die dabei hilft, Kohlendioxid zu entfernen, Laktatdehydrogenase, alkalische Phosphatase, Alkoholdehydrogenase und Kupfer-Zink-Superoxiddismutase, eines der wichtigsten antioxidativen Enzyme.

Die zweite grosse Gruppe sind die sogenannten „Zinkfinger“. Hierbei handelt es sich um Strukturmotive in Proteinen, bei denen das Zinkion die Form der Bindungsstelle an die DNA beibehält. Tausende Transkriptionsfaktoren, darunter auch Steroidhormonrezeptoren, nutzen solche Motive. Daher beeinflusst Zink indirekt die Aktivierung von Genen.

Die dritte Rolle ist das Signalisieren. Freie Zinkionen werden in geringen Mengen aus Zellvesikeln freigesetzt und wirken als Second Messenger, beispielsweise in Synapsen des Gehirns und in Zellen des Immunsystems. Diese Funktion ist weniger erforscht, erklärt aber, warum Zink so viele verschiedene Prozesse beeinflusst.

In der Praxis äussert sich dies durch spezifische physiologische Effekte. Zink ist notwendig für:

• Zellteilung, Wachstum und Wundheilung;
• Werke der angeborenen und erworbenen Immunität, insbesondere T-Lymphozyten;
• Synthese, Speicherung und Sekretion von Insulin;
• Spermatogenese und normaler Testosteronspiegel;
• Geschmacks- und Geruchswahrnehmung;
• des antioxidativen Schutzes der Zellen.

Regulation von Aufnahme und Stoffwechsel

Zink wird hauptsächlich im Dünndarm aufgenommen. Ein spezieller Transporter, ZIP4, transportiert Ionen in die Zellen des Darmepithels, ein anderer, ZnT1, transportiert sie ins Blut. Innerhalb der Zellen bindet Zink an das Protein Metallothionein, das als temporärer Puffer und Regulator der Aufnahme fungiert.

Der Körper passt sich flexibel an die Aufnahme des Spurenelements an. Bei einem Mangel an Zink in der Nahrung erhöht sich der Anteil des aufgenommenen Zinks und die Verluste aus dem Darm nehmen ab. Im Übermass hingegen nimmt die Assimilation ab. Dieser homöostatische Mechanismus schützt vor Schwankungen, weist jedoch Grenzen auf, die durch einen längeren Mangel oder übermässige Nahrungsergänzungsdosen überwunden werden können.

Die Zusammensetzung von Lebensmitteln hat einen grossen Einfluss. In Vollkornprodukten, Hülsenfrüchten und Samen enthaltene Phytate binden Zink und reduzieren dessen Aufnahme. Tierisches Protein hingegen verbessert die Bioverfügbarkeit. Aus diesem Grund wird Vegetariern manchmal mehr Zink empfohlen als Menschen, die sich gemischt ernähren.

Zink wird hauptsächlich über den Darm ausgeschieden, weniger über Urin und Schweiss. Bei Menschen, die viel Sport treiben, kann sich der Schweissverlust bemerkbar machen, wobei die Menge stark von Person zu Person und von den Bedingungen abhängt.

Zinkmangel: Ursachen und Erscheinungsformen

Ein schwerer Zinkmangel ist in Industrieländern selten, ein leichter bis mittelschwerer Zinkmangel kann jedoch recht häufig auftreten. Risikogruppen sind schwangere und stillende Frauen, ältere Menschen, Vegetarier und Veganer, Menschen mit Darmerkrankungen, chronischen Nierenerkrankungen, Alkoholabhängigkeit sowie Personen, die den Kaloriengehalt ihrer Ernährung über einen längeren Zeitraum einschränken.

Klassische Mangelerscheinungen – Wachstumsverzögerung bei Kindern, verminderter Appetit, beeinträchtigter Geschmack, schlechte Wundheilung, Haarausfall, Dermatitis, Durchfall, häufige Infektionen. Bei Männern kann ein langfristiger Mangel zu Hypogonadismus und einer beeinträchtigten Spermatogenese führen.

Die Diagnose wird dadurch erschwert, dass es keinen zuverlässigen Biomarker für den Zinkstatus gibt. Zink im Blutserum ist der am häufigsten verwendete Indikator, nimmt jedoch bei Entzündungen, nach dem Essen und abhängig von der Tageszeit ab. Der BOND-Panel-Review (King et al., 2016) betont, dass das Testergebnis in Verbindung mit der Ernährung und dem klinischen Erscheinungsbild interpretiert werden sollte.

Daher lohnt es sich nicht, einen Mangel anhand von Symptomen wie Müdigkeit oder brüchigen Nägeln selbstständig zu „diagnostizieren“. Diese Anzeichen sind unspezifisch und können Dutzende anderer Ursachen haben. Bei Verdacht auf einen Zinkmangel ist es am besten, die Ernährung gemeinsam mit einem Arzt oder Ernährungsberater abzuklären.

Zink und körperliche Aktivität

Das Interesse der Sportwissenschaft an Zink lässt sich auf mehrere Umstände zurückführen. Erstens ist der grösste Teil des Spurenelements in den Muskeln konzentriert. Zweitens ist Zink Teil der Enzyme des Energiestoffwechsels und des antioxidativen Schutzes, die während des Trainings intensiv arbeiten. Drittens beeinträchtigt es die Immunität, was in Zeiten hoher Arbeitsbelastung wichtig ist.

Studien zeigen, dass intensives Training die Verteilung von Zink zwischen Gewebe und Blut verändern und den Verlust von Zink in Schweiss und Urin erhöhen kann. Rezensionen, darunter Micheletti et al. (2001) haben das Risiko eines verminderten Status bei Sportlern diskutiert, insbesondere bei solchen, die den Energiewert der Ernährung einschränken.

Sportler in gewichtskontrollierenden Sportarten – Gymnastik, Kampfsport, Langstreckenlauf und Vegetarier – sind am stärksten gefährdet. Für sie sollte die Beurteilung der Zink-, Eisen- und Kalziumversorgung der Ernährung ein Standardbestandteil der Zusammenarbeit mit einem Ernährungsberater sein.

Gleichzeitig ist es wichtig, die Rolle von Nahrungsergänzungsmitteln nicht zu überschätzen. Wenn Zink in der Nahrung ausreichend vorhanden ist, führt die zusätzliche Einnahme nicht zu einer Steigerung von Kraft, Ausdauer oder Testosteron. Mehr zur Evidenzbasis verraten wir Ihnen in einem separaten Artikel.

Redaktionelle Schlussfolgerungen

Zink ist ein unverzichtbares Spurenelement, das für die Funktion von Hunderten von Enzymen, Tausenden von regulatorischen Proteinen, der Immunität, dem Hormonsystem und der Gewebeheilung benötigt wird. Davon im Körper nicht viel vorhanden ist und keine besonderen Reserven vorhanden sind, ist eine regelmässige Zufuhr mit der Nahrung zwingend erforderlich.

Die Aufnahme von Zink hängt von der Zusammensetzung der Nahrung ab: Tierisches Eiweiss verbessert sie, Phytate aus pflanzlichen Produkten verschlechtern sie. Zu den Risikogruppen eines Mangels zählen Vegetarier, Menschen mit Kalorienrestriktionen, schwangere Frauen und Menschen mit Darmerkrankungen.

Für Sportler ist Zink wichtig, aber nicht magisch: Nahrungsergänzungsmittel machen nur dann Sinn, wenn die Ernährung den Bedarf nicht deckt. In allen anderen Fällen steht eine abwechslungsreiche Ernährung im Vordergrund.

Unsere Artikel „Vorteile von Zink für Sportler: Evidenzbasis“, „Nebenwirkungen von Zink“ und „Wie man Zink einnimmt: Dosierung, Zeitpunkt der Einnahme, Dauer“ helfen, das Thema fortzusetzen.

Liste der verwendeten Literatur

1. King JC, Brown KH, Gibson RS, et al. Biomarkers of Nutrition for Development (BOND) — zinc review. J Nutr. 2016;146(4):858S–885S.
2. Institute of Medicine. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington, DC: National Academies Press; 2001.
3. Maret W, Sandstead HH. Zinc requirements and the risks and benefits of zinc supplementation. J Trace Elem Med Biol. 2006;20(1):3–18.
4. Lönnerdal B. Dietary factors influencing zinc absorption. J Nutr. 2000;130(5S Suppl):1378S–1383S.
5. Micheletti A, Rossi R, Rufini S. Zinc status in athletes: relation to diet and exercise. Sports Med. 2001;31(8):577–582.
6. Prasad AS, Mantzoros CS, Beck FW, et al. Zinc status and serum testosterone levels of healthy adults. Nutrition. 1996;12(5):344–348.
7. National Institutes of Health, Office of Dietary Supplements. Zinc: Fact Sheet for Health Professionals.