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Magnesium gegen Calcium: Über das richtige Verhältnis

Wer von gesunden Knochen redet, der wird schnell auf die Notwendigkeit von Calcium zu sprechen kommen. Dabei sind Calcium- und Magnesiummangel (Hypokalzämie, Hypomagnesiämie) eine umfassende Bedrohung der Gesundheit.

Es gibt wohl kein Produkt auf dem Markt, welches sich als förderlich für einen „gesunden Knochenapparat“ anpreist und dabei nicht betont, wie reich an Calcium dieses Produkt doch ist.

Es ist gerade so, als ob Knochen nur Calcium benötigen, und sonst nichts.

Alle diese Faktoren spielen beim Knochenstoffwechsel eine zentrale Rolle, ohne die Calcium alleine überhaupt keine physiologische Bedeutung für die Knochen hätte: Vitamin D und Magnesium.

Auch ein Vergleich von Vitamin D und Magnesium und ihre Bedeutung für die Gesundheit der Knochen zeigt in der Regel eine komplette Unterbewertung von Magnesium seitens der Schulmedizin.

Und wenn es um Nahrungsprodukte der Lebensmittelindustrie für Kinder geht, dann gibt es wohl kaum ein Produkt, das nicht mit einem hohen Calciumanteil Werbung für die Güte des jeweiligen Produkts macht.

Calcium nachbetrachtet

Die offizielle Gesundheitspolitik, Schulmedizin und angeschlossene Medien haben uns seit Jahrzehnten gepredigt, dass Calcium Osteoporose verhindert. Jede Institution, die etwas mit Gesundheit zu tun hat, hat uns den Mythos aufs Auge gedrückt, dass eine ausreichende Einnahme von Calcium für den Aufbau von starken Knochen und Zähnen notwendig ist.

Aber gibt es Studien, die gezeigt haben, dass Calcium alleine zu diesen, an ein Wunder grenzenden Effekten in der Lage ist?

In diesem Beitrag zitiert Dr. Mercola eine Anfang der 2000er Jahre durchgeführte Studie (leider ohne Quellenangabe). Diese Studie zeigte, dass Patienten mit einem Übermaß an Calcium in den Koronararterien, die zudem noch Statine einnehmen, ein 17-fach höheres Risiko für einen Herzinfarkt haben als Patienten mit niedrigen Calciumwerten.
Die Autoren der Studie schlossen daraus, dass die wichtigsten bestimmenden Faktoren für einen Herzinfarkt die Konzentrationen von LDL-Cholesterin und Calciumablagerungen in den Koronararterien sein müssen.

Effects of dietary calcium compared with calcium supplements on estrogen metabolism and bone mineral density1,2,3,4

Diese Studie aus dem Jahr 2007 zeigte, dass es offensichtlich nicht gleichgültig ist, woher das Calcium stammt. Die Autoren beobachteten, dass Calcium, das aus natürlichen Nahrungsmitteln stammt (also nicht Nahrungsergänzungsmitteln), bei Frauen jenseits der Menopause eine günstige Veränderung des Östrogenhaushalts bewirkt, was sich in einer besseren Knochendichte und damit in einer besseren Gesundheit der Knochen auswirkt. Solche Effekte lassen sich bei mit Calcium angereicherten Nahrungsergänzungsmitteln nicht beobachten.

Die Professorin Sabine Rohrmann von der Universität Zürich, Institut für soziale und präventive Medizin, kommentierte diesen Sachverhalt so (übersetzt):

„Die Supplementierung von Kalzium ist bei Medizinern und der Öffentlichkeit eine akzeptierte Vorgehensweise. Der Grund dafür ist, dass man hier von einer natürlichen und daher sicheren Art und Weise ausgeht, wie man Osteoporose und dadurch verursachte Knochenbrüche im Vorhinein verhindern kann. Aber es wird jetzt deutlich, dass die Einnahme von ein oder zwei Dosen Kalzium täglich nichts mit einer natürlichen Zufuhr zu tun hat, und daher nicht die gleichen metabolischen Effekte mit sich bringt, wie wir sie bei der Einnahme über natürliche Nahrungsmittel erhalten.“

Vascular events in healthy older women receiving calcium supplementation: randomised controlled trial.

Auch diese Studie wurde mit Frauen jenseits der Menopause durchgeführt (Durchschnittsalter 74 Jahre). Hier erhielten 732 Frauen Calcium in Form einer Nahrungsergänzung. 739 Frauen erhielten ein Placebo. In den darauf folgenden fünf Jahren wurden beide Gruppen beobachtet, in welchem Ausmaß kardiovaskuläre Ereignisse eintraten. Dazu zählten Tod, plötzlicher Herztod, Herzinfarkt, Angina, andere Formen von Brustschmerz, Schlaganfall etc.

Es zeigte sich, dass in der Verumgruppe (Calcium-Gruppe) ein deutlich erhöhter Trend für kardiovaskuläre Ereignisse im Vergleich zur Placebogruppe zu verzeichnen war. Das Risiko für Herzinfarkt lag in der Calcium-Gruppe um 49 Prozent höher als in der Placebogruppe. Das Risiko für Schlaganfälle war in der Calcium-Gruppe um 37 Prozent erhöht.

Effect of calcium supplements on risk of myocardial infarction and cardiovascular events: meta-analysis. 

Ich bin zwar kein Freund von Metaanalysen. Aber inzwischen gewinnt diese Form der „Beweisführung“ immer mehr an Popularität. So auch in dieser Arbeit aus Neuseeland aus dem Jahr 2010. Die Autoren hatten hier die Literatur nach der Frage durchforstet, ob eine Supplementierung mit Calcium das Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse erhöht.
Die in die Analyse eingeschlossenen Studien waren randomisierte, placebokontrollierte klinische Studien mit Calciumpräparaten zur Supplementierung und einer Dosierung von 500 Milligramm und höher pro Tag. Außerdem mussten die Studien mindestens 100 Teilnehmer aufweisen, um mit berücksichtigt zu werden. Die Studiendauer musste ein Jahr und länger betragen.

Die Auswertung der 15 Studien, die die Autoren dazu gefunden hatten, ergab, dass die Supplementierung mit Calcium (ohne gleichzeitige Gabe von Vitamin D) mit einem erhöhten Risiko für Herzinfarkt verbunden zu sein scheint. Daher plädieren die Autoren dafür, die Empfehlungen für die Supplementierung von Calcium bei Osteoporose grundlegend neu zu überdenken.

Oft übersehen wird, dass Calcium noch eine ganze Reihe anderer Aufgaben erfüllt. Das Mineral ist als primärer Signalstoff und für die Muskel- und Nervenaktionen wichtig. Allerdings sind zu hohe Werte ein ebenso hohes Risiko für geistige Einschränkungen beim Älterwerden wie zu niedrige.

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Calcium und Magnesium müssen immer im Zusammenhang gesehen werden

2024 wurden die Ergebnisse einer Studie über 1220 Krankenhauspatienten veröffentlicht:

The Concurrent Association of Magnesium and Calcium Deficiencies with Cognitive Function in Older Hospitalized Adults

Die Wissenschaftler ermittelten die Calcium- und Magnesiumwerte der Teilnehmer, die sich auch kognitiven Leistungstests unterziehen mussten (Clock-Drawing Test, CDT und Mini-Mental State Examination,MMSE). Die Menschen mit niedrigen Calcium-, beziehungsweise Magnesiumwerten, schnitten schlechter ab als Teilnehmer mit optimalen Konzentrationen der Minerale. Besonders deutlich war der Zusammenhang, wenn beide Erdalkalimetalle reduziert waren. Eine Rolle für die Aufrechterhaltung der Nervenfunktion scheint auch der Phosphatspiegel einzunehmen. Phosphat braucht der Körper für die Bildung der „biologischen Energiewährung“ ATP, das die Neurone in großen Mengen benötigen.

Die Wissenschaftler weisen darauf hin, dass bei vielen Menschen eine hohe Phosphataufnahme einer geringen Calciumzufuhr gegenübersteht. Das Verhältnis von Calcium zu Phosphat beträgt oft nur 0,3:1, während eine Relation von 1:1 bis 1,3:1 günstiger wäre. Zu hohe Phosphatwerte können dazu führen, dass Calcium aus den Knochen herausgelöst wird. So entstehen Osteoporose und zunehmende Gefäßablagerungen. Zudem leiden Menschen mit hohen Phosphatkonzentrationen oft unter starkem Übergewicht. Sie sollten Fleisch und Hülsenfrüchte als üppige Phosphatquellen in der Ernährung reduzieren.

Einfaches Kalk ist nicht zu empfehlen

Die meisten Nahrungsergänzungsmittel enthalten heute Calciumkarbonat, welches eine minderwertige Form von Calcium ist. Das gilt nicht für Eierschalen, die ein vielfältiges Spektrum synergistisch wirkender Mineralien in sich tragen. Schon ein halber Teelöffel dreimal täglich liefert rund 1,3 g Calcium. Knochenpulver ist nicht empfehlenswert, da hier Schwermetalle enthalten sind.

Calciumcitrat ist gut resorbierbar, aber nicht als optimal zu bezeichnen, wie zum Beispiel Calciumorotat, einem Calcium-Salz der Orotsäure. Dieses Salz ist die einzig bekannte Form von Calcium, das in der Lage ist, effektiv Zellmembranen zu durchwandern und in die Zelle einzudringen. Um die Resorption von Calcium zu steigern, ist auf eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D3 zu achten. Dann wird das Mineral auch nicht in Weichgeweben und Blutgefäßen abgelagert, sondern dahin geleitet, wo es mengenmäßig hingehört: In die Knochen. Auch eine optimale Zufuhr von Vitamin K2 sollte sichergestellt sein. Gute Quellen sind Sauerkraut, Natto, Edamer, Brie und Gouda.

An dieser Stelle könnte man einwenden, dass man ja statt Nahrungsergänzungsmitteln Milch, die ja bekannterweise so reich an Calcium sein soll, zur Supplementierung verwenden kann. Und wer keine Milch mag, der mag möglicherweise andere Milchprodukte, wie Käse oder Joghurt.

Der aktuelle Calciumwert im Blut (Serum) zeigt den Mineralmangel (Hyperkalzämie) nicht an. Denn im Körper wird bei einem mangelhaften Angebot in der Nahrung das Parathormon (PTH) ausgeschüttet. Der Botenstoff ist sozusagen ein Hilfeschrei des Organismus’, der nun beginnt, Calcium aus den Knochen zu mobilisieren. Die Folge ist dann eine reduzierte Knochendichte bei „guten“ Blutwerten. Eine weitere Konsequenz dieser „Knochenauswaschung“ sind Ablagerungen in den Gefäßen und in Weichteilen. Genügend Calcium im Essen kann diesen Prozess verhindern und nicht, wie so oft vermutet, die Arteriosklerose beschleunigen.

Magnesium und seine Vorzüge

Im Jahr 2014 veröffentlichte Professor Abrams von der Universitätsklinik von Houston, Texas, einen Beitrag, der zeigte, dass die Zufuhr und Resorption von Magnesium die bestimmenden Parameter für den Inhalt an Mineralien in den Knochen und der Knochendichte bei Kindern zwischen vier und acht Jahren sind. Für Calcium gibt es diesen Zusammenhang offensichtlich nicht (Magnesium metabolism in 4-year-old to 8-year-old children.). Auch hier stellen die Autoren fest, dass „die üblich angebotene Kindernahrung in den USA die Notwendigkeit der Zufuhr von Magnesium als relativ unbekannten Faktor für die Knochengesundheit praktisch nicht berücksichtigt.“

Er ergänzt, dass eine Reihe von Nährstoffen bei Kindern für die Entwicklung von gesunden Knochen notwendig ist. Eine zentrale Rolle scheint hier Magnesium einzunehmen. Calcium sei wichtig, aber, mit Ausnahme der Kinder und Erwachsenen mit einer zu geringen Zufuhr, keinesfalls wichtiger als Magnesium.

Weiter gibt es Grund zu der Annahme, dass eine Erhöhung der Mineraldichte in Knochen von zwei Prozent durch eine Erhöhung von jeweils 100 Milligramm Magnesium täglich erzielt wird. Solche Korrelationen scheint es für Calcium in dieser Form nicht zu geben.

Magnesium ist nicht nur für die Knochen wichtig. Dieses vierthäufigste Mineral im Körper ist für rund 600 Enzymfunktionen unentbehrlich. Die Steuerung von Nervenrezeptoren (N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptoren, NMDA) gehört dazu, die bei Störungen durch den Mineralmangel zu kognitiven Beeinträchtigungen führen. Auch die Mitochondrien brauchen Magnesium für die ATP-Produktion, die unserem Stoffwechsel Energie bereitstellt. Daneben schützt das Erdalkalimetall biologische Strukturen vor dem Angriff freier Radikale. Diese antioxidative Wirkung ist vor allem für die Neurone von entscheidender Bedeutung. Aus diesen Gründen kann chronischer Magnesiummangel zu neurodegenerativen Erkrankungen führen.

Zufuhr von Magnesium

Als die Ernährung der Menschen noch einen natürlicheren Charakter hatte, nahmen die Menschen mit ihrer Ernährung Magnesium und Calcium in einem Verhältnis von 1:1  auf. Und dieses Verhältnis scheint optimal zu sein. Ein Verhältnis von 1:1 bis 2:1 (beispielsweise 800 Milligramm Kalzium gegenüber 400 Milligramm Magnesium) kann noch als adäquat angesehen werden. Das Gros der heutigen Nahrungsmittel jedoch enthält im Durchschnitt bis zu zehnmal mehr Calcium als Magnesium.

Daher ist es nicht verwunderlich, wenn es zu einer Überversorgung mit Calcium kommt, bei einer gleichzeitigen Unterversorgung mit Magnesium. Magnesium ist nicht nur für die Knochengesundheit von Bedeutung. Vielmehr hat das Mineral für den Organismus eine ganze Reihe von anderen Bedeutungen, wie ich in diesem Beitrag diskutiert hatte: Magnesium (Vorkommen, Wirkung usw.) und Magnesiummangel beheben.

Ich hatte hier erläutert, dass Nahrungsergänzungsmittel mit Magnesium oder Tabletten zur Supplementierung ebenfalls nicht unbedingt problemfrei für die Betroffenen zu sein scheinen. Es gibt Probleme bei der Resorption und gelegentlich Nebenwirkungen.

Bei Nierenfunktionsstörungen sind solche Präparate kontraindiziert. Auch hier gilt weitestgehend, was wir schon für das Calcium diskutiert haben: Die natürliche „Darreichungsform“ in Form von natürlichen Nahrungsmitteln ist und bleibt immer noch die beste Art und Weise, sich mit Magnesium zu versorgen. Ich hatte eine Liste an Lebensmitteln beigefügt, die zeigt, dass man nicht unbedingt exotische Nahrungsmittel zu sich nehmen muss, um sich ausreichend mit Magnesium zu versorgen. Wer viel Obst isst, der ist bereits so gut wie auf der sicheren Seite.

Die offizielle Empfehlung der DGE in Bezug auf die tägliche Zufuhr von Magnesium lautet 300 – 350 Milligramm. In den USA werden 350 – 400 Milligramm pro Tag empfohlen. Es gibt aber Hinweise, dass die doppelte Menge pro Tag die optimale Zufuhr zu sein scheint.

Magnesium mit grünem Blattgemüse aufzunehmen, ist heutzutage gar nicht so einfach. Durch die zunehmend ausgewaschenen Böden sind solche Produkte inzwischen erschreckend mineralienarm. Sind also Supplementionen erforderlich, bietet sich Magnesiumthreonat an. Dieses Mineral kann biologische Membranen am ehesten durchdringen und gelangt so an alle erforderlichen Stellen, auch ins Gehirn und in die Mitochondrien. Die Initialtherapie sollte allerdings mit 200 mg Magnesiumcitrat pro Tag beginnen. Diese Verbindung wirkt am wenigsten abführend und eignet sich daher am besten, die individuelle Tagesdosis zu bestimmen. Wer dann weiß, wie viel er oder sie einnehmen darf/soll/muss, kann auf andere Präparate umsteigen. Das Verhältnis von aufgenommenem Magnesium zu Calcium sollte rund 1:2 betragen.

Eine andere Form der Magnesiumzufuhr läuft über die Haut. Epsom-Salz ist eine pharmazeutische Darreichungsform von Magnesium, genauer gesagt: Magnesiumsulfat. Dieses Salz ist sehr gut wasserlöslich.

Daher eignet es sich gut als Badesalz. Ein Bad mit diesem Badesalz und einer entsprechenden Verweildauer kann ebenfalls für eine Verbesserung der Magnesiumbilanz sorgen. Daneben gibt es Dispersionen mit Magnesium-Salzen („Magnesium-Oil“) und auch Sprays. Diese Präparate werden auf die Haut aufgetragen.

Insgesamt enthält das Blut nur ein Prozent des gesamten Magnesiums, das sich im Organismus befindet. Der Löwenanteil befindet sich also in den Zellen. Auch hier scheinen die Knochen eine Art Speicherfunktion zu haben. Denn wenn der Blutwert unter ein Prozent absinkt, holt sich der Organismus die notwendigen Reserven aus dem Knochen, ähnlich wie beim Calcium auch.

Fazit

Magnesium ist extrem wichtig, nicht nur für eine Reihe von Funktionen im Organismus, sondern auch für einen physiologisch normalen Knochenmetabolismus. Um keine Missverständnisse aufkommen zu lassen: Derartige physiologische Verhältnisse sind ohne Calcium ebenfalls nicht denkbar. Darum ist Calcium ebenso wichtig wie Magnesium, und zwar im Verhältnis von 2:1.

Die augenblickliche und schon seit langem bestehende Einschätzung von Calcium für die Knochengesundheit dagegen ist maßlos übertrieben, was sich in einer Unzahl von industriell gefertigten Nahrungsmitteln äußert, die alle nur deswegen gesund sein wollen, weil so viel Calcium in ihnen steckt.

Das unausgeglichene Verhältnis von  Calciumund Magnesium dagegen stellt sicher, dass solche Nahrungsmittel das komplette Gegenteil sind. Und wir haben hier noch nicht von den anderen Zutaten gesprochen, die kaum der Gesundheit förderlich sind, wie Zucker, Konservierungsstoffe, künstliche Aromen und andere Chemie.

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Beitragsbild: pixabay.com – jhenning

Dieser Beitrag wurde letztmalig am 13.01.2025 überarbeitet und ergänzt.

Calcium – Alles zu Bedarf, Quellen, Mangel – zu wenig Calcium oder zu viel

Kalzium, meistens “Calcium” geschrieben, wird im Periodensystem der Elemente mit “Ca” abgekürzt. Das Metall hat die Ordnungszahl 20, weil die Atome des Elementes 20 Protonen enthalten und die Atomhülle aus 20 Elektronen besteht.

Ca gehört zur Gruppe der Erdalkalimetalle, ist also verwandt mit Magnesium, Strontium, Beryllium, Barium und Radium. Diese Elemente sind in ihren chemischen Eigenschaften teils den Alkalimetallen, teils den Erdmetallen recht ähnlich.
Alle Erdalkalimetalle sind zweiwertig. So gibt ein Ca-Atom in einer Verbindung zwei Elektronen an einen elektronegativeren Partner ab, wobei doppelt positiv geladene Kationen (Ca++) und zweifach negative Anionen entstehen.

Diese Anionen sind in den Mineralen der Erdkruste am häufigsten Carbonat, Sulfat, Silikat und Phoshpat. Bekannte Calcium-Verbindungen sind Marmor, Kalkstein, Kreide, Gips und Tafelspat. Wenn sich die Minerale in Wasser lösen, zerfallen die Ca-Verbindungen in ihre Kationen und Anionen. Neben Ca++ diffundieren dann CO32-, PO43- und SO42- in wässriger Lösung.

In elementarer Form kommt das hochreaktive Calcium im Erdmantel nicht vor, ist dort aber in kristallinen Verbindungen mit einem großen Anteil vertreten. Es ist das fünfthäufigste Element der festen Erdhülle.

Die physiologische Bedeutung von Calcium

Im Organismus des Menschen ist Calcium mit ca. 1 kg das am häufigsten vorkommende Mineral. 99 % davon bilden als mineralische Bestandteile die Knochen und Zähne.

Damit haben wir, streng genommen, ein inneres Gerüst (Skelett), das zum großen Teil aus Metall besteht.

Daher gehört Calcium zu den Mengenelementen, die mit mehr als 50 mg pro kg Körpergewicht im Organismus vorkommen. Der größte Teil ist im  Hydroxylapatit der Zähne und Knochen gebunden. Dieses Calcium-Phosphat mit einem hexagonalen Kristallgitter besitzt einen sehr hohen Härtegrad. Neben Calcium und Phosphat ist auch Fluorapatit für die Bildung der Zähne erforderlich.

Nur etwa 1 % des Calciums im Organismus sind in den Körperflüssigkeiten gelöst. Mit diesem geringen Gesamtanteil gehören die freien Erdalkali-Kationen allerdings zu den lebenswichitgen Elektrolyten, die Grundlage des Wasserhaushaltes sind. Das osmotische Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Kompartimenten kann nur aufrechterhalten werden, wenn die gelösten Mineralien in den Grenzen ihrer erforderlichen Konzentration vorliegen.

In der Zellflüssigkeit (Zellpalasma) ist der Gehalt des Erdalkalimetalls mit 0,0002 mmol/l nahe Null. Extrazellulär, beispielsweise im Blutplasma, beträgt die Konzentration des frei gelösten Calciums dagegen 1,4 mmol/l. Hinzu kommt rund 1,0 mmol/l gebundenes Calcium, das mit Proteinen verknüpft oder in komplexierter Form im Blutplasma vorliegt.

Diese Komplexe bestehen aus Calciumlactat, Calciumcitrat, Calciumsulfat, Calciumhydrogencarbonat oder Calciumphosphat.

Zur Osmolarität trägt allerdings nur die Menge des gelösten Elektrolytes bei. Dabei verteilt sich Wasser über Zellmembranen hinweg, indem es der Konzentration der Elektrolyte wie Ca++ folgt. Wassermoleküle sind sehr klein und gelangen ohne Weiteres durch die Membran hindurch. Die großen Kationen wie Calcium müssen aber mit speziellen Transport-Proteinen über die Zellmembran geschleust werden.

Diese Proteine können sich öffnen und schließen, wodurch die Konzentration des Calciums diesseits und jenseits einer Membran gesteuert werden kann. Der Ca-Transport mit dem Konzentrations-Gefälle (“bergab”) wird als passiv bezeichnet, weil dafür keine Stoffwechsel-Energie  aufgewendet werden muss. Dies bewerkstelligen die Calcium-Kanäle.

Gegen das Gefälle (“bergauf”) transportiert werden Calcium-Kationen entweder durch Antiporter wie den Natrium-Calcium-Austauscher oder durch die Stoffwechselenergie verbrauchenden Calcium-ATPasen. Der Antiporter ist elektrogen und wird durch das Natrium-Gefälle gespeist.

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Die Bedeutung von Calcium im Muskel

In den Muskelzellen (bzw. Muskelfasern, die verschmolzene Muskelzellen darstellen) lösen Calcium-ATPasen die Kontraktion aus. Dabei kommt es innerhalb der Muskelzellularräume zu einer Erhöhung der Ca-Konzentration im Cytosol, wo sich die kontraktilen Proteine befinden. In der inaktiven Muskelfaser ist die Ca-Konzentration sehr niedrig, allerindgs nur im Cytoplasma und nicht im Sarkoplasmatischen Retikulum.

In diesen Zell-Organellen wird Calcium gespeichert, um bei einer nervalen Reizung der Faser Calcium ins Cytoplasma auszuschütten. Dabei pumpen Calcium-ATPasen in den Membranen des Sarkoplasmatischen Retikulums Ca-Ionen ins Cytoplasma.

Dort sind die kontraktilen Proteine Actin und Myosin eingebettet, die nun unter Calcium-Anlagerung und durch Einwirkung von Stoffwechsel-Energie aneinander entlang gleiten können. Die Muskel-Aktionen einschließlich der Herztätigkeit sind daher absolut Calcium-abhängig. Daneben steuert Calcium auf diese Weise auch die Bewegung amöboider Zellen wie die der Phagozyten des Immunsystems.

Weitere spezielle Funktionen von Calcium

Ähnlich wie bei der Muskelerregung spielt Calcium auch für den Sehvorgang eine wichtige Rolle. Im Erregungszustand steigt im Cytoplasma der Photorezeptoren die Calcium-Konzentration an, weil die Kationen aus den Discs der Sehzellen hinein ins Cytoplasma transportiert werden. Dadurch schließen sich die Natrium-Kanäle der Photorezeptoren, wodurch eine Hyperpolarisation ausgelöst wird.

Eine weitere Aufgabe von Calcium ist die Blutgerinnung. Diese ist eine Kaskade von Aktivierung und Desaktivierung von Gerinnungsfaktoren (12 an der Zahl), von denen das Calcium den Gerinnungsfaktor IV darstellt. Neben anderen Faktoren bewirken die positiven Calcium-Kationen, dass sich andere Gerinnungs-Faktoren an die Phospholipide der Zellmembranen binden können, die negative Ladungen tragen.

Also ohne Calcium gäbe es auch keine Blutgerinnung und es käme bei Verletzungen spätestens zu lebensbedrohlichen Blutverlusten.

Neben diesen Funktionen ist Calcium als Co-Faktor zahlreicher Stoffwechsel-Reaktionen beteiligt. Die Kationen übernehmen dabei oft die Rolle eines Second Messengers, der an das Protein Calmodulin bindet und so enzymatische Reaktionen regulieren kann.

Die physiologische Regulation des Calcium-Haushalts

Die Calcium-Kationen-Konzentration reguliert der Körper nicht nur in den Zellen, sondern auch in den Extrazellular-Räumen. Dieses dynamische Gleichgewicht zwischen den Kompartimenten wird als Calcium-Homöostase bezeichnet.

Den Calcium-Stoffwechsel beurteilt der Arzt anhand der Calcium-Konzentration im Blut. Als Normwert gilt dabei ein Gehalt von 2,2 bis 2,6 mmol/l (entspricht 8,4 bis 10,5 mg dl). Dies ist die Gesamtmenge des Erdalkalimetalls, das im Serum etwa zur Hälfte in gebundener Form und zur anderen Hälfte in freier, ionisierter Form vorliegt.

Weicht der Parameter vom Normfenster ab, so ist der Calcium-Stoffwechsel gestört. Die Blutserum-Konzentration steuert der Körper mit den beiden Peptidhormonen Parathyrin (Parathomon) und Calcitonin sowie dem Vitamin D3 (Calcitriol).

Die Regulation des Calcium-Haushalts hängt eng mit der Steuerung der Phosphat-Verteilung zusammen. Auf einem Mangel an Calcium im Blut reagieren die Nebenschilddrüsen mit einer Drosselung der Calcitonin-Produktion. Dieser Botenstoff steigert die Calcium-Ausscheidung über die Nieren und hemmt die Freisetzung des Erdalkalimetalls aus den Knochen.

Der Gegenspieler des Calcitonins ist das Parathyrin. Dieses Hormon schütten die Nebenschilddrüsen bei einem Serum-Calcium-Mangel verstärkt aus, weil es den Calcium-Abbau im Knochen fördert, die Calcium-Ausscheidung der Nieren drosselt und dafür die Phosphat-Exkretion erhöht.

Auf diesem Wege steigt der Calcium-Gehalt im Blut, allerdings hat dies auf die Dauer zur Folge, dass die Knochen brüchig werden. Man spricht daher von einer Knochenentkalkung oder Osteoporose, die besonders bei älteren Leuten einsetzen kann. Dies geschieht beispielsweise dann, wenn die Nieren zu wenig Calcitriol (Vitamin D3) ausschütten.

Der Vitalstoff wirkt als Hormon, das den Darm dazu anregt, mehr Calcium aufzunehmen. Gleichzeitig halten die Nieren unter der Wirkung des Botenstoffes mehr Phosphat zurück. Daneben hemmt Vitamin D3 die Produktion von Parathyrin in den Nebenschilddrüsen.

Steigt der Calcium-Gehalt im Blut zu stark an, drosseln die Nebenschilddrüsen die Synthese des Parathyrins und steigern die Ausschüttung von Calcitonin. Dadurch scheiden Nieren und Darm mehr Calcium aus und die Knchen bauen das Erdalkalimetall verstärkt ein.

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Hyperkalzämie

Sind die Blut-Werte des Calciums im Blut erhöht, dann spricht man von einer Hyperkalzämie.

Die Störung stellt über einen verlängerten Zeitraum eine außerordentliche Belastung für die Nieren dar. Je nach Gravidität der Hyperkalzämie kann es sogar zu einer Nierenfunktionsstörung kommen bzw. Nierenversagen. Weitere Kennzeichen sind Muskelschwäche, Herzrhythmus-Störungen, Hypertonie, Demenz und Leistungsabfall bis zum Koma. Daneben treten Magen-Darm-Störungen mit Verstopfung, Übelkeit und Erbrechen auf.

Oft sind Schilddrüsenerkrankungen die Ursache der Hyperkalzämie. Maligne Tumore oder eine Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion) führen dann zu einer verstärkten Produktion von Parathyrin. Krebs kann auch eine Freisetzung von Calcium aus den Knochen zur Folge haben, wodurch das Serum-Calcium ebenfalls ansteigt. Manchmal ist die Erkankung auch auf Beeinträchtigungen der Nieren zurückzuführen, die zu wenig Calcium ausscheiden.

Dabei können auch genetische Erkrankungen oder Medikamenten-Nebenwirkungen eine Rolle spielen. Eine weitere Möglichkeit sind Überdosierungen von Clacium-Präparaten oder von Vitamin D3. Auch ein Wasserverlust durch Alkoholabusus, Schwitzen, Durchfall oder Erbrechen kann die Calcium-Konzentration im Blut erhöhen, weil der relative Wassergehalt sinkt.

Der Arzt erkennt an den Calcium-Werten in Blut und Urin sofort, dass eine Hyperkalzämie vorliegt. Dann sollte der Patient viel trinken, um das Blut-Calcium zu verdünnen und den Verzehr einiger Lebensmittel stoppen. Dazu gehören vor allem Milch-Produkte. Biphosphonate und Calcitonin sind angezeigte Medikamente.

Risiken einer übertriebenen Calcium-Supplementierung?

Werden große Calciummengen über die Nahrung aufgenommen, dann steigt auch das Risiko für die Ausbildung eines Prostatakarzinoms um den Faktor 2,5. Laut einer Studie von der Harvard School of Medicine, die 47.750 Probanden beobachtete, stieg das Risiko proportional in Abhängigkeit des verzehrten Calciums.

So hatten die Männer, die zwischen 1500 und 2000 mg Calcium täglich einnahmen, ein 1,87-mal höheres Risiko für Prostatakrebs als die, die nur 500 bis 750 mg täglich konsumierten. Die Gruppe, die über 2000 mg (= 2 g) Calcium aufnahmen, hatten ein relatives Risiko von 2,43 gegenüber der 500-mg-Gruppe.

Die Forscher dieser Studie glauben, dass eine hohe Konzentration an Calcium in der Lage ist, die Zelldifferenzierung zu stören und auf diese Art die Ausbildung eines aggressiven und undifferenzierten Prostatakarzinoms auszulösen. Diese Ergebnisse wurden durch eine Studie der Universität von Wisconsin/Madison bestätigt.

Auch hier beobachteten die Forscher ein 2,5-fach erhöhtes Risiko für ein tödlich verlaufendes Prostatakarzinom. Die Gabe von Calcium ohne einen Vitamin D-Zusatz scheint das Risiko für einen Herzinfarkt zu erhöhen. Eine Meta-Analyse von der Universität von Auckland aus dem Jahr 2010 konnte beobachten, dass Calciumpräparate das Herzinfarktrisiko um 30 Prozent steigern.

Der Effekt tritt ab einer täglich aufgenommenen Menge von 800 mg Calcium auf, wenn nicht gleichzeitig Vitamin D eingenommen wird. Ein weiterer Nebeneffekt war die deutlich erhöhte Anzahl an Schlaganfällen und Todesfällen in der Calcium-Gruppe. Und wenn dann die Niere schon einen “Knacks” hat, dann werden zu hohe Calcium-Konzentrationen noch problematischer, besonders für ältere Menschen.

Hypokalzämie – Zu wenig Calcium

Sind die Werte erniedrigt, dann ist dies eine Hypokalzämie, bei der der Calciumspiegel im Blut unter 2,2 mmol/l abfällt. Dann kommt es zu Muskelkrämpfen und Atemnot durch eine Übererregbarkeit des Nervensystems.

Im EKG können Veränderungen auftreten (QT-Veränderung). Es sind auch Krämpfe (Spasmen) in der glatten Muskulatur möglich.  Daneben leiden die Patienten unter Bauchschmerzen, erhöhtem Blasendruck und Durchfall. Grund dafür sind Beeinträchtigungen des Elektrolythaushaltes.

Im chronischen Verlauf der Hypokalzämie können sich Demenz, Depressionen, Angstzustände, Osteoporose und Schädigungen des Sehnervens manifestieren.

Fehl- und Mangelernährung mit zu geringer Calcium-Aufnahme sind seltene Ursachen der Erkrankung. Häufiger kann es vorkommen, dass ein Patient unter Vitamin-D-Mangel leidet. Oft lösen auch endokrine Erkrankungen wie die Nebenschilddrüsen-Insuffizienz (Hypoparathyreoidismus) eine Hypokalzämie aus.

Schilddrüsenkrebs ist eine weitere Ursache, die zu einer Überproduktion von Calcitonin führt. Daneben kommt es bei einer Nierenschwäche zu einer Unterproduktion von Calcitriol mit der Folge eines Calcium-Mangels. Auch können Absorptions-Störungen des Darmes einen verminderten Calcium-Spiegel nach sich ziehen.

Der Arzt muss auch an Nebenwirkungen von hantreibenden Medikamenten (Diuretika) denken, wenn sich ein Patient mit Hypokalzämie vorstellt.

An den Blut- und Urinwerten kann der Calcium-Mangel erkannt werden. Dann ist eine Sofort-Intervention mit Calcium-Präparaten angezeigt. In Notfällen muss dies per Infusion erfolgen. Sollte der Zustand länger anhalten, ist auch die Gabe von Vitamin D angebracht, allerdings muss hier die Balance zwischen Calcium-Überschuss und Mangel gehalten werden. Dies erfordert die regelmäßige Kontrolle der Blutwerte.

Empfehlungen zum Bedarf und Aufnahme von Calcium

Die empfohlene tägliche Zufuhrmenge an Calcium liegt für Erwachsene bei 450 und 1000 mg. Allerdings sind diese Mengen fast vollkommen nutzlos, wenn nicht genug Vitamin D3 vorliegt, das für den Einbau des Calciums in die Knochen verantwortlich ist. Calcium wird über die Niere ausgeschieden. Diese Ausscheidung kann erhöht werden, indem man die Zufuhr von Salz, Proteinen, Alkohol und Kaffee erhöht.

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Hier einmal eine altersabhängige Empfehlung der täglichen Calciumzufuhr:

  • Säuglinge unter 4 Monate – 220 mg
  • Säuglinge zwischen 4 bis 12 Monate – 400 mg

Kinder

  • 1 bis 4 Jahre – 600 mg
  • 4 bis 7 Jahre – 700 mg
  • 7 bis 10 Jahre – 900 mg
  • 10 bis 13 Jahre – 1100 mg

Jugendliche und Erwachsene

  • 13 bis 19 Jahre – 1200 mg
  • 19 bis 50 Jahre – 1000 mg

Senioren

  • ab 50 – 1200 wegen einer geringeren Resorptionsfähigkeit. Bei eingeschränkter Nierenfunktion muss die Dosis dann reduziert werden.

Eine Minimalgrenze festzulegen ist fast ein Ding der Unmöglichkeit. Dies liegt begründet in Schwankungen der Calcium-Resorption, die abhängig ist von aktuellen Calcium-Spiegeln und dem aktuellen Bedarf. Verschiedene Lebens- und Ernährungsmuster des Einzelnen bestimmen auch über die Höhe der Minimaldosis.

Resorptionsverluste von 50 Prozent können den Bedarf durch die Nahrungsaufnahme deutlich erhöhen. Schwangere und stillende Frauen haben auch einen erhöhten Bedarf. Wie schwer es sein muss, die Mindestgrenze zu ziehen, zeigen die Empfehlungen der verschiedenen Länder und der WHO.

Während die WHO bei Erwachsenen 450 mg als Minimalgrenze setzt, empfehlen die Österreicher mehr als das Doppelte (1000 mg). Japan gibt seinen Säuglingen mindestens 400 mg jeden Tag; die USA und die Österreicher geben auch hier das Doppelte.

Bei Jugendlichen empfiehlt die WHO 650 mg; Kanada, die USA und Österreich geben die Empfehlung von 1000 bis 1200 mg täglich.

Calcium in Nahrungsmitteln

Nahrungsmittel mit einem vergleichsweise hohen Calciumgehalt sind:
Mohnsamen, Hartkäse, Schnittkäse etc.

Nahrungsmittel mit einem moderat hohen Gehalt sind:

Sesam, Nüsse, Weichkäse, Milch, Joghurt, Kefir, Molke, Brennnesseln, Grünkohl, Brokkoli, Meerrettich, Fenchel, getrocknete Feigen.

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Quellen:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18768497?dopt=Abstract
https://cebp.aacrjournals.org/content/17/9/2302
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20671013?dopt=Abstract

Beitragsbild: iStock

Bei Osteoporose sind nicht nur Kalzium und Vitamin D wichtig

Für Menschen, die an Osteoporose leiden, gibt es ergänzende Erkenntnisse aus neueren Untersuchungen. Neben Vitamin D und Kalzium benötigen die Knochen zum Aufbau einer stabilen Knochenmasse auch Vitamin K.

Die Knochenstabilität entsteht durch Osteocalcin, einer Eiweißverbindung, die sich mit der Hilfe von Vitamin K bildet und auch den befürchteten Knochenabbau bei Osteoporose stoppen hilft.

Eine Studie aus dem Jahr 1999, bei der mehr als 72.000 Teilnehmerinnen untersucht wurden, zeigte deutlich, dass Frauen die wenig Vitamin K1 zu sich nahmen, ein stark erhöhtes Risiko für durch Osteoporose verursachte Knochenbrüche aufwiesen (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9925126).

Interessant war in dem Zusammenhang auch: Litten die Frauen an einem Vitamin-K-Mangel und wiesen gleichzeitig Vitamin D im Überfluss auf, so erhöhte sich das Osteoporoserisiko noch weiter. Ein ausgewogenes Verhältnis von Vitamin K zu Vitamin D scheint also äußerst wichtig für die Stabilität der Knochen.

Unsere Knochen benötigen außerdem Magnesium in ausreichenden Mengen. Kommt es zu einem Magnesiummangel, so entzieht unser Körper den Knochen den lebenswichtigen Mineralstoff, um ihn an anderer Stelle einzusetzen.

Dies kann Osteoporose zur Folge haben. Studien belegen, dass Knochenschwund oft mit einem Magnesiummangel einhergeht (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23912329).

Das universell einsetzbare Vitamin C hilft beim Knochenaufbau ebenfalls mit und gewinnt somit eine besondere Bedeutung auch in der Therapie bei Osteoporose. (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12700617). Wer also an Osteoporose leidet, sollte zusammen mit seinem Therapeuten über die Einnahme dieser Vitalstoffe sprechen.

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Positiv unterstützend wirkt übrigens auch ein ausgeglichener Säure-Basen-Haushalt. Denn Säure kann unter anderem Kalzium aus dem Knochen herauslösen.

Ein wesentlicher Punkt ist auch die Bewegung, auf die Menschen, die an Osteoporose leiden, auf gar keinen Fall verzichten dürfen. Denn zum einen kann das mit der Nahrung aufgenommene Kalzium sich besser in die Knochen einlagern, wenn wir körperlich aktiv sind.

Zum anderen fördert Sport unsere Muskelkraft sowie die Koordination und verringert so das Sturzrisiko und die daraus resultierenden Knochenbrüche.  Bewegung hält außerdem die Zellen, die für den Knochenaufbau wichtig sind, in Bewegung.

Diese Zellen heißen Osteoblasten und sie werden durch Bewegung stimuliert. Belastung durch Zug und Druck mittels kräftigendem Körpertraining zeigt sehr gute Wirkung speziell auf die Röhrenknochen bei Osteoporose.

In Fitness-Studios sind solche Trainings unter professioneller Anleitung zu finden. Aber auch Walking, Wandern und Joggen beugen dem Abbau der Knochen vor. Oft übernimmt sogar die Krankenkasse die Kosten für das gezielte Training.

Im Körper wird das erhalten, was gebraucht wird und deshalb gibt die Belastung durch Bewegung dem Körper eindeutig die Information, dass neben vielem anderen auch die stabile Knochensubstanz benötigt wird.

Hormontherapien sind nicht ratsam, auch wenn sie nach wie vor noch immer gerne verschrieben werden, was im Interesse der Pharmaindustrie verständlich ist.

Für den Menschen jedoch beinhaltet eine Hormontherapie mit Östrogenen und Gestagen nicht nur ein erhöhtes Brustkrebsrisiko, sie gilt auch als potentieller Auslöser von Thrombosen, Schlaganfall, Gallenblasenerkrankungen, Demenz und Inkontinenz (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18319414).

Fazit

Eine gesunde, ausgewogene Ernährung und viel Bewegung wirken sich bei Osteoporose sehr positiv aus. Vor allem die Vitalstoffe Kalzium, Magnesium, Vitamin D, Vitamin K und Vitamin C sollten in ausreichenden Mengen auf den Teller kommen. Bei einem starken Mangel kann, in Absprache mit dem Therapeuten, die gezielte Einnahme einzelner Vitalstoffe sinnvoll sein.

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Beitragsbild: 123rf.com – Puwadol-Jaturawutthichai