Vanadium
Vanadium ist ein chemisches Element mit dem Symbol „V“ und der Ordnungszahl 23. Es ist ein weiches, silbergraues
und leitendes Übergangsmetall.
In der Natur kommt es so gut wie nie in seiner elementaren Form vor, sondern nur in Verbindung mit mehr als 65
verschiedenen Mineralien. Seine Verwendung findet das Metall in der Stahlproduktion, um Stahllegierungen besonders
belastungs- und widerstandsfähig zu machen.
Vanadium und seine biologische Bedeutung
Marine Algen benötigen Vanadium in einem gewissen Maße für den Aufbau und Funktion eines bromabhängigen Enzyms,
der Bromperoxidase. Seescheiden sind auf Vanadium angewiesen, denn die Konzentration an Vanadium in ihrem Blut ist
100 mal höher als die Konzentration im umgebenden Seewasser. Ähnliches gilt auch für die Seegurken. Es wurde
vermutet, dass hier Vanadium die sauerstofftransportierende Rolle des Eisens bei Säugetieren einnimmt.
Diese Vermutung konnte aber nie bestätigt werden. Eine genaue Rolle des Vanadiums bleibt in diesem Zusammenhang
ungeklärt. Einige Mikroorganismen benutzen eine Vanadium-Nitrogenase zur Stickstofffixierung, z.B. Azotobacter.
Hier ersetzt Vanadium Eisen oder Molybdän und gibt der Nitrogenase leicht veränderte Funktionen.
Höhere Pilze, z.B. Amanita muscaria (Fliegenpilz) und verwandte Arten, akkumulieren Vanadium in ihren Fruchtkörpern
(bis zu 500 Milligramm pro Kilogramm Trockengewicht). Auch hier ist die biologische Bedeutung und Verwendung des
Vanadiums nicht bekannt. Es gibt Vermutungen, dass die Giftbildung etwas mit der Anwesenheit von Vanadium zu tun
haben könnte.
Bei Tieren und Vögeln, in diesem Fall Ratten und Hühnern, ist bekannt, dass sie Vanadium in sehr kleinen Mengen
benötigen. Ein Vanadiummangel resultiert bei ihnen in einem reduzierten Wachstum und einer herabgesetzten
Fortpflanzung. Schwarz und Milne zeigten, dass ein Zusatz von Vanadium zu einer aminosäurereichen Diät das Wachstum
der Ratten um 40 Prozent erhöhte. Die optimale Dosierung lag bei 10 Mikrogramm pro 100 Gramm Nahrungsmittel.
Verabreicht wurden Natriumvanadate (Vanadate sind Salze der Vanadium-Säuren). Die verschiedenen Vanadate zeigten
verschiedene Effekte auf das Wachstum der Tiere. (http://www.jstor.org/pss/1731776)
Physiologie
Die erwähnten Vanadate besitzen biologische Funktionen, die denen von Phosphaten ähnlich sind. Von daher ist es
den Vanadaten möglich, an bestimmte Enzyme anzubinden, die auch von den Phosphaten genutzt werden. Da es hier zu
einer kompetitiven Bindung kommt und die Vanadate eine stärkere Bindung zu den Enzymen haben als die Phosphate,
sind sie in der Lage, die Phosphorylierung zu blockieren. Die Natrium-Kalium-ATPase z.B. ist ein Enzym, das den
Transport von Kalium und Natrium durch die Zellmembran in die Zelle bewerkstelligt. Vanadate können also diesen
Transport verlangsamen bzw. zum Erliegen bringen.
Vanadium und Diabetes
Man hat beobachtet, dass Vanadium in der Leber die Glykolyse stimuliert und die Gluconeogenese hemmt. Beide
Prozesse gleichzeitig sind in der Lage, den Blutzucker deutlich zu senken. Dies böte sich natürlich für die
Behandlung von Diabetes Patienten an.
Zunächst aber eine interessante Beobachtung bei einem künstlich erzeugtem Diabetes bei Ratten durch Alloxan und
einem Heilpilz, Grifola frondosa, der reich an Vanadium ist:
Hypoglycemic activity of Grifolafrondosa rich in vanadium.
Cui et al.
College of Food and Bioengineering, Shandong Institute of Light Industry, Jinan,
People's Republic of China.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19283341
Alloxan ist ein starkes Oxidationsmittel, das im Tierversuch die insulinproduzierenden Beta-Zellen der
Bauchspeicheldrüse zerstört und dadurch einen insulinabhängigen Diabetes verursacht. So wurde in dieser Arbeit der
blutzuckersenkende Effekt des Heilpilzes Grifola frondosa (Klapperschwamm, Laubporling, Maitake), der hohe
Konzentrationen an Vanadium enthält, untersucht.
Dazu wurden mit Alloxan vorbehandelte Mäuse genommen und Mäuse, bei denen durch Adrenalingabe ein erhöhter
Blutzucker induziert wurde. Gemessen wurden der Blutzucker und das HbA1c, das als ein Langzeitparameter für einen
bestehenden Diabetes dient. Danach wurde der vanadiumreiche Maitake-Pilz verabreicht. Die Blutglukose- und
HbA1c-Messungen ergaben eine deutliche Senkung der Werte bei den Alloxan-Mäusen. Bei den Adrenalin-Mäusen zeigte
sich durch die Pilzgabe eine Verhinderung des adrenalinbedingten Blutzuckeranstiegs. Zudem zeigte sich ein
gradueller Gewichtsanstieg bei den Alloxan-Mäusen. Diese Arbeit gibt Grund zur Vermutung, dass vanadiumreiches
Maitake eine interessante Alternative in der Behandlung des Diabetes Typ-2 sein kann.
Eine weitere Arbeit mit Mäusen und Heilpilzen kommt aus dem Jahr 2010:
A Contemporary Treatment Approach to Both Diabetes and Depression by
Cordyceps sinensis, Rich in Vanadium.
Guo et al.
Key Laboratory of Mental Health, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences,
Beijing, People's Republic of China, School of Pharmacy, Shandong University of Traditional Chinese Medicine,
Jinan, People's Republic of China and Molecular Biology Laboratory of Guang'anmen Hospital, China Academy of
Chinese Medical Sciences, Beijing, People's Republic of China.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19948751
Diabetes mellitus wird begleitet von hormonellen und neurochemischen Veränderungen, die einen Einfluss haben können
auf Erregbarkeit und Depressionen. Diabetes und Depression beeinflussen sich auf negative Weise: Depression führt
zu einer schlechten Kontrolle der Stoffwechsellage und die hohen Blutzuckerwerte verschlimmern die Depression. Von
daher vermuteten die Forscher, dass die Kombination von Vanadium mit dem Heilpilz Cordyceps sinensis Depressionen
bei Diabetikern verhindern kann und gleichzeitig langfristig in der Lage ist, die Stoffwechsellage zu verbessern.
Vanadiumverbindungen sind in der Lage, Insulinaktivitäten zu simulieren. Dieses „Imitat“ kann zusätzlich positive
Effekte auf die Blutzuckerverläufe haben und auch indirekt die Stimmung beeinflussen. Cordyceps selbst hat einen
antidepressiven Effekt und ist in der Lage, diabetesbedingte Blutzuckerspitzen zu senken. Von daher glauben die
Forscher, dass die Kombination aus Vanadium und Cordyceps eine ernstzunehmende Alternative in der Behandlung des
Diabetes mellitus sein kann.
Eine weitere Studie mit Mäusen und Pilzen wurde mit dem Schopftintling und Vanadium und anderen Spurenelementen
durchgeführt:
Comparison of hypoglycemic activity of trace elements absorbed in
fermented mushroom of Coprinus comatus.
Lv et al.
College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology,
Qingdao, People's Republic of China.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19283342
Die Effekte von fermentiertem Coprinus comatus, der angereichert wurde mit Spurenelementen wie Vanadium, Chrom,
Zink, Magnesium, Kupfer, Eisen und Nickel, auf den Glukosestoffwechsel wurden in dieser Arbeit untersucht. Für die
Arbeit wurden Mäuse benutzt, die mit Alloxan behandelt worden waren. Die Forscher untersuchten die Blutzuckerwerte,
Glykohämoglobin und die Glykogensynthese der Mäuse. Gleichzeitig wurde die Glukoneogenese von normalen Mäusen
bestimmt. Dann erhielten die Mäuse den vanadiumreichen Coprinus.
Als Folge konnten die Forscher eine signifikante Abnahme von Blutzuckerwerten und Glykohämoglobin bei den
Alloxan-Mäusen beobachten. Gleichzeitig erhöhte sich bei diesen Mäusen die Glykogensynthese signifikant. Die
Glukoneogenese bei den normalen Mäusen war deutlich herabgesetzt, bei einer gleichzeitigen Verbesserung der
Glukosetoleranz bei diesen Mäusen. Die letzten Ergebnisse traten jedoch nicht bei den anderen Gruppen auf.
Abschließend lässt sich festhalten, dass die Kombination aus Vanadium und Coprinus signifikante günstige Effekte
auf den Glukosestoffwechsel der Mäuse ausübt.
Eine entsprechende Studie am Menschen scheint es leider noch nicht zu geben. Finanzielle und wirtschaftliche Gründe
kann man hier als den ausschlaggebenden Grund für dieses Fehlen vermuten, ist doch das Geschäft mit den synthetisch
erzeugten Antidiabetika weitaus ertragreicher, wenn auch nebenwirkungsfreudiger.
Es gibt drei Studien mit Vanadylsulfat und Diabetes beim Menschen. Eine sei davon stellvertretend hier kurz
dargestellt, da beide Studien mit lächerlich geringen Fallzahlen arbeiten und daher fast ohne Aussagekraft
sind:
Effects of vanadylsulfate on carbohydrate and lipid metabolism in patients
with non-insulin-dependent diabetes mellitus.
Boden et al.
Division of Endocrinology/Diabetes/Metabolism and the General Clinical Research
Center, Temple University Schools of Medicine and Pharmacy, Philadelphia, PA,
USA.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8781301
Die andere beiden Studien von Halberstam et al. beinhalten nur 6 (!) Probanden mit NIDDM (nicht insulinpflichtiger
Diabetes mellitus). Die Ergebnisse decken sich im Wesentlichen mit denen dieser Arbeit. Diese Arbeit versucht die
Sicherheit und Wirksamkeit von Vanadylsulfat (VOSO4) in einer einfach-blinden, Plazebo kontrollierten Studie zu
beurteilen. Es nahmen teil 8 Probanden – 4 Männer und 4 Frauen – mit NIDDM, die zweimal täglich 50 Milligramm
orales Vanadylsulfat für den Zeitraum von 4 Wochen erhielten. 6 dieser Probanden – 4 Männer und 2 Frauen – setzten
die Studie fort und bekamen anschließend für 4 Wochen ein Plazebo. Es wurden Clamptechniken durchgeführt zur
Bestimmung der Insulinresistenz vor und nach der Vanadylsulfat- bzw. Plazebo-Gabe.
Vanadylsulfat verursachte gastrointestinale Beschwerden bei 6 Probanden während der ersten Woche, wurde danach aber
gut vertragen. Die Vanadylsulfat-Gabe bewirkte einen Abfall der Nüchternglukose von 20 Prozent, was statistisch
signifikant war. Sie senkte den Glukoseauswurf der Leber während des Blutzuckerabfalls von 5 auf 3,1 Mikromol pro
Kilogramm, eine ebenfalls signifikante Senkung. Die Verbesserung der Nüchternblutzuckerwerte und der reduzierten
hepatischen Glukoseproduktion blieb in der Plazebo-Phase erhalten. Vanadylsulfat zeigte keinen Einfluss auf den
gesamten Glukoseumsatz des Körpers, die Glykogensynthese, die Glykolyse, die Kohlenhydratoxidation oder die
Lipolyse während der Clamptests zur Insulinresistenzbestimmung. Von daher schlossen die Forscher, dass
Vanadylsulfat in dieser benutzten Dosierung gut vertragen wurde, bei einer bescheidenen Reduktion des
Nüchternblutzuckerwerts und der hepatischen Insulinresistenz. Jedoch wandten die Autoren ein, dass es noch zu
ermitteln gilt, ob höhere Dosierungen über längere Zeiträume als ähnlich sicher anzusehen sind.
Täglicher Bedarf und Quellen
Zur Zeit herrscht noch keine genaue Kenntnis über den tatsächlichen täglichen Bedarf an Vanadium. Von daher wird
nicht empfohlen, Kinder mit vanadiumhaltigen Nahrungsergänzungsmittels zu versorgen. Für Erwachsene sollten
zwischen 10 und 30 Mikrogramm mehr als ausreichend sein. Eine Durchschnittsdiät enthält zwischen 6 und 18
Mikrogramm. Die tägliche Höchstdosis liegt unter 1,8 Milligramm. Alles, was darüber hinaus geht, ist mit hoher
Wahrscheinlichkeit toxisch und sollte vermieden werden.
Der Körper ist in der Lage, nur 5 Prozent des Vanadiums in Lebensmitteln zu absorbieren. Die besten
Vanadiumlieferanten unter den Nahrungsmitteln sind Pilze, Schalentiere, schwarzer Pfeffer, Petersilie, Dill, Bier,
Wein, Getreide und Getreideprodukte (und synthetische Süßstoffe, die aber nicht unbedingt zu empfehlen sind
aufgrund ernstzunehmender schädlicher Wirkungen auf den Organismus).
Vorsichtsmaßnahmen
Es ist nicht auszuschließen, dass es Interaktionen zwischen Vanadium und Medikamenten gibt. Von daher sollte ein
Patient, der auf eine Dauermedikation eingestellt ist, seinen Arzt befragen, ob eine zusätzliche Einnahme eines
Vanadiumpräparates zu empfehlen ist. So ist es immerhin denkbar, dass eine gleichzeitige Anwendung von Insulin oder
anderen Antidiabetika und Vanadium zu einer Hypoglykämie (zu niedriger Blutzucker) führen kann.
Starke Hypoglykämien können lebensbedrohliche Formen annehmen. Weiter ist eine Interaktion mit blutverdünnenden
Medikamenten denkbar. So sollte eine kombinierte Gabe mit Warfarin, Heparin, Aspirin und Clopidogrel vermieden
werden, da hier eine erhöhte Gefahr von Blutungen gegeben sein kann.
|
