Zwei weniger bekannte Spurenelemente

Chlor und Schwefel

Ulrike Hacker, 05.01.2012

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Chlor

Wo es in uns zu finden ist

Chlor, das in der Natur ausschließlich in ionisierter Form als Chlorid auftritt, gehört zu jenen Elektrolyten, die im menschlichen Körper hauptsächlich im extrazellulären Raum zu finden sind. Ca. 90% sind in den Zellzwischenräumen gelagert. Insgesamt enthält der menschliche Körper eine Menge, die mit ca. 50mg pro kg Körpergewicht angegeben werden kann. In der Extrazellularflüssigkeit stellt es das wichtigste Anion dar.

Chlor gehört aus chemischer Sicht zu den Halogenen, ist demnach sehr bindungsfreudig und salzbildend. Es ist Bestandteil der Blut- und Lymphflüssigkeiten sowie zu großen Teilen der Verdauungssäfte. Die Magensäure als chemische Salzsäure HCL enthält Chlorid in größeren Mengen. Auch das Gehirnwasser ist nennenswert konzentriert. Das intrazelluläre vorliegende Chlor ist zu etwa einem Drittel im Skelett eingelagert.

Die Resorption erfolgt im gesamten Darmkanal. Unabhängig von der zugeführten Menge wird Chlorid beinahe verlustfrei aufgenommen. Die Ausscheidung erfolgt nach Filterung in der Niere hauptsächlich über den Harn und in geringen Mengen durch den Stuhl. Die hohe Salzkonzentration (Kochsalz ist bekanntlich die chemische Verbindung aus Chlor und Natrium) des Schweißes lässt den Schluss zu, dass bei stärkerem Schwitzen auch hier nennenswerte Verluste entstehen, die es folglich bei der täglichen Zufuhr über die Nahrung zu berücksichtigen gilt.

Sowohl Aufnahme als auch Ausscheidung sind eng mit dem Natrium- und Kaliumhaushalt verbunden. Die Abstimmung der Konzentration aus den beiden Kationen und dem negativ geladenen Chlorid gewährleistet die notwendige elektrische Neutralität der Körperflüssigkeiten.

Warum man es braucht

Da Chloridionen die am häufigsten im extrazellulären Raum auftretenden Anionen darstellen, ist an erster Stelle ihre Bedeutung für die Regulation der elektrischen Spannung zwischen dem Zellaußen- und –innenraum zu nennen. Hier tritt Chlorid, wie bereits angedeutet, im Zusammenspiel mit Natrium- und Kaliumionen in Aktion. Veränderungen der Stoffkonzentrationen bestimmen das Membranpotenzial, aus dem sich etwa die Übertragung von Nervenimpulsen, die Erregbarkeit von Muskelzellen sowie die Kanalbildung für bestimmten Transportvorgängen ergeben. Wenn Chlorid auch nicht allein Sorge für die Regulierung der Spannung trägt, so ist es doch als Gegenspieler der genannten positiv geladenen Ionen unverzichtbar.

Auf gleiche Weise trägt Chlorid zur Regulation des Wasserhaushaltes bei. Wie bereits an anderer Stelle geschildert, ist ihm als gelöstes Teilchen im Zellzwischenraum eine osmotische Wirkung zuzuschreiben. Eine ausgewogene Konzentration der Elektrolyte inner- und außerhalb der Zelle bewirkt die Aufrechterhaltung des osmotischen Drucks und eine Verteilung des Gesamtkörperwassers, so dass stets etwa zwei Drittel im intrazellulären und ein Drittel im extrazellulären Raum vorhanden sind. Störungen des Wasserhaushaltes äußern sich nicht nur durch eine Verschlechterung der optischen Erscheinung, sondern beeinträchtigen auch diverse Körperfunktionen, wobei hier vordergründig negative Auswirkungen auf das Herz-Kreislaufsystem zu nennen sind.

Chlor ist zudem an der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts beteiligt. Es wirkt hier wiederum in Interaktion mit Natrium, Kalium und anderen Elektrolyten so wie deren Verbindungen. Chlorid bildet im Blut eine Pufferbase, dient also der Aufnahme von freien Protonen aus Säuren zur Neutralisierung des pH-Wertes. Die Konzentration des Chlors im Plasma sollte bei einem ausgeglichenen Säure-Basen-Haushalt ungefähr der Natrium-Konzentration entsprechen.

Nicht zuletzt erfüllt Chlorid wichtige Funktionen im Verdauungstrakt, wo es in Verbindung mit Wasserstoff die eingangs genannte Magen-, bzw. Salzsäure HCL bildet. Der Magensaft enthält u.a. eine ca. 0,5%ige Salzsäurelösung. Die in den sogenannten Belegzellen produzierte Magensäure aktiviert aus dem Aminosäurekomplex Pepsinogen das Enzym Pepsin, welches im sauren Milieu des Magensaftes der Eiweißspaltung dient. Der niedrige pH-Wert des Magens bewirkt ferner eine Abtötung von Keimen in der zugeführten Nahrung.

Zusammenfassend sei angemerkt, dass sich schwerlich eine Körperfunktion benennen lässt, die primär von einer ausreichenden Chlorid-Zufuhr abhängig ist. Sehr viele Prozesse sind allerdings an einen ausgewogenen Elektrolythaushalt gebunden, der nur durch eine vollständige Versorgung gewährleistet werden kann.

Was ohne passiert

Chlorid ist Bestandteil von Natriumchlorid, also dem gemeinen Kochsalz. Die in den Industrienationen gängige Ernährungsweise gewährleistet, wie es hinlänglich bekannt sein sollte, eine mehr als ausreichende Salzzufuhr. Entsprechend tritt eine Unterversorgung mit Chlor im Regelfall nicht auf. Mangelerscheinungen sind hier entweder auf Unter- oder Fehlernährung, z.B. in Folge einer Essstörung, oder auf organische Erkrankungen zurückzuführen. So führen etwa Nierenleiden häufig zu einer Störung der Filterprozesse, bzw. zu vermehrter Urinausscheidung, wodurch es zum Chlorverlust kommt. Auch eine Übersäuerung des Körpers führt dazu, dass entsprechende Mechanismen das Chlorid reduzieren, um einen Ausgleich zur Vermehrung negativ geladener Ionen zu schaffen. Ferner erfährt der Körper generell einen Mineralstoffverlust, wenn es zu starkem Schwitzen, Durchfall oder Erbrechen kommt.

Da dem Chlorid diverse metabolische Funktionen zuzuordnen sind, äußert sich ein Mangel folgerichtig auch in vielfältigen Symptomen. Zudem geht ein Abfall der Chloridkonzentration praktisch immer mit einem Abfall der Natriumkonzentration einher, so dass sich hier die Erscheinungen vermischen. Beispielhaft seien Herz-Rhythmus-Störungen, Muskelschwäche und –krämpfe, Schwindel, Übelkeit und Ödeme genannt, also jene unspezifischen Ausprägungen, die stets mit einer Unterversorgung mit den Mengenelementen einhergehen. Schwerwiegender sind die Auswirkungen der bei Chloridverlusten einsetzenden Kompensationsmechanismen. Wenn beispielsweise durch anhaltendes Erbrechen Chlorid verloren geht, geben die Belegzellen der Magenschleimhaut des Ausgleichs wegen vermehrt Chlorid in den Magen ab, womit stets die rückkoppelnde Abgabe des basischen Bicarbonat ins Blut verbunden ist. Hierdurch kann es zu einem Anstieg des Blut-pH-Wertes kommen.

Wie viel, woher, wo am besten?

Während sämtliche Mineralstoffe als populäre Nahrungsergänzungsmittel in Apotheken und Drogerien eine Dauerpräsenz genießen, glänzt Chlor hier so konsequent durch Abwesenheit, dass es dem medizinisch weniger Interessiertem eher als Desinfektionsmittel im Schwimmbad, weniger aber als essenzieller Nährstoff im Bewusstsein bleiben mag. Tatsächlich ist in diesem Zusammenhang eine gewisse Sorglosigkeit hinsichtlich einer hinreichenden Versorgung über die gewöhnliche Ernährung gerechtfertigt. Das angesprochene Kochsalz als primäre Chloridquelle gewährleistet i.d.R. stets eine mindestens ausreichende Zufuhr.

Über den genauen täglichen Bedarf herrscht unter den Wissenschaftlern große Uneinigkeit; selbst die Deutsche Gesellschaft für Ernährung demonstriert mit einer unpräzisen Empfehlung von 1,7 bis 5g pro Tag keine wirkliche Entschlossenheit. Dass die Zufuhrmenge auch hier je nach Geschlecht, Alter, körperlicher Aktivität etc. variiert, versteht sich von selbst. Angesichts der wenig heiklen Versorgungssituation lässt sich die Sinnhaftigkeit des Ringens um eine exakte Quantifizierung durchaus anzweifeln.

Chlorid kann mit jedem Lebensmittel zugeführt werden, das Kochsalz enthält – und hiermit ist beinahe jedes Lebensmittel als Chloridquelle geeignet. Davon abgesehen, dass viele Nahrungsmittel wie z.B. Seefisch von Natur aus einen gewissen Salzgehalt aufweisen, wird Natriumchlorid bei praktisch jeder industriellen Verarbeitung eingesetzt. Es gilt also, dass der Chloridgehalt umso größer ist, je stärker ein Lebensmittel verarbeitet wurde. Zudem enthalten tierische Produkte i.d.R. mehr Chlorid als pflanzliche. Aus unseren Ernährungsgewohnheiten ergeben sich als vordergründig zu nennende Quellen Fleisch- und Wurstwaren, Käse, Fertiggerichte, Konserven sowie Brot, Knabber- und sonstiges Gebäck.

Schwefel

Wo es in uns zu finden ist

Wenn es eine Gemeinsamkeit zwischen Chlor und Schwefel gibt, dann ist es diese: beide Stoffe werden eher mit Gift assoziiert, als dass ihr Beitrag zur körperlichen Gesundheit die verdiente Würdigung erfährt. Tatsächlich ist auch Schwefel im menschlichen Organismus in einer Menge zu finden, die etwa einem viertel Prozent des Körpergewichtes entspricht. Es tritt hier, was ihm ebenfalls mit anderen Elektrolyten gemein ist, ausschließlich in gebundener Form auf. Ein kleiner Anteil ist in jeder Zelle vorhanden, aber vor allem in Haut, Haaren und Fingernägeln liegt eine besonders hohe Schwefelkonzentration vor.

Die individuell variierende Gesamtkörpermenge von 150 bis 300g Schwefel erklärt sich überwiegend durch jene Verbindungen, die in den Eiweißen enthalten sind. Schwefel ist zum einen Bestandteil der Aminosäure Cystein, welche im Faserprotein Keratin zu finden ist. Keratin bildet die Knochen- und Knorpelmasse, findet sich aber auch in der oben erwähnten Haut-, Haar- und Nagelsubstanz, worin die hier erhöhte Schwefelkonzentration ihre Begründung findet.

Des Weiteren ist die Aminosäure Methionin schwefelhaltig. Methionin fungiert als sehr universeller Katalysator und Enzymaktivator und ist u.a. an der Entstehung von Hormonen und dem körpereigenen Kreatin beteiligt. Methionin kann vom Körper nicht selbst synthetisiert werden und wird ausschließlich durch die Nahrung aufgenommen. Cystein hingegen ist nicht-essenziell; Methionin kann es in der Leber produzieren.

Schwefel ist zudem Bestandteil der Aminosulfonsäure Taurin, welches vielen als Inhaltsstoff von Energydrinks präsent sein dürfte. Auch Taurin kann vom Körper in ausreichenden Mengen, wiederum unter Beteiligung des Methionin, selber hergestellt werden. Ihm werden verschiedene Funktionen wie z.B. eine Beteiligung am Muskelwachstum, die Übertragung von Nervenimpulsen oder entgiftende Wirkungen in der Galle zugeschrieben.
Auch die B-Vitamine Thiamin und Biotin sind schwefelhaltig.

Warum man es braucht

Die Funktionalität des Schwefels ergibt sich bei Betrachtung jener Stoffe, in denen er zu nennenswerten Teilen enthalten ist. Als wesentlicher Bestandteil des Keratins sorgt er für die Haut- und Haargesundheit und beugt brüchigen Fingernägeln vor. In diesem Zusammenhang sei auch eine Mitwirkung an der Kollagenbildung erwähnt, jenem Fasereiweiß also, das als Bestandteil von Skelett, Gelenken, Gewebe und Sehnen entscheidende Stabilisierungsfunktionen erfüllt. Schwefel transportiert außerdem Zink in das Bindegewebe, wodurch es straffende Wirkung erzielen kann.

Weitere wesentliche Funktionen, die sich hauptsächlich auf die Bildung nicht-essenzieller Stoffe und Enzyme beziehen, sind mit der Erläuterung der drei schwefelhaltigen Amino-, bzw. Aminosulfonsäuren vorweggenommen. Gerade das Methionin ist zusätzlich an diversen anderen Stoffwechselvorgängen beteiligt, trägt etwa zur Immunabwehr und zum Schutz der Nervenzellen bei, wodurch dem Schwefel gar eine stimmungsaufhellende und entspannende Wirkung zugesprochen wird. Auch für die Produktion des anabolen Hormon Insulin wird Schwefel benötigt. Er ist zudem Bestandteil des Gallensaftes, jener Körperflüssigkeit also, die einen Großteil der Fettverdauung übernimmt. Sulfate, d.h. die Salze des Schwefels, besitzen eine entgiftende Wirkung.

Angesichts der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten jener Eiweiße, die sich wiederum aus den schwefelhaltigen Aminosäuren zusammensetzen, ließe sich die Aufzählung beliebig ausdehnen.

Was ohne passiert

Tatsächlich ist gravierender Schwefelmangel so selten, dass sich detailiert beschriebene Symptome einer Unterversorgung in der Literatur kaum finden lassen. Die Aufnahme und Verwertung ist im gesunden Körper von der zugeführten Menge scheinbar völlig losgelöst. Am ehesten sind ein Mangel bei einer stark eiweißarmen Diät und Mangelerscheinungen in Form einer Verschlechterung des Hautbildes und der Haarqualität denkbar.

Wie viel, woher, wo am besten?

Die Empfehlungen bezüglich der täglich zuzuführenden Menge variieren je nach wissenschaftlichem Standpunkt innerhalb einer Bandbreite von 13 bis 25mg je Kilogramm Körpergewicht. Sowohl für sich im Wachstum befindliche Kinder und Jugendliche als auch für ältere Menschen, bei denen sich bereits ein Abbau der Knorpel- und Knochensubstanz eingestellt hat, kann eine Erhöhung der Zufuhr notwendig sein. Generell lässt sich die angegebene Dosierung durch die gewöhnliche Nahrungsaufnahme leicht decken.

Wenn Schwefel Bestandteil der Proteine ist, eignen sich folgerichtig eiweißreiche Lebensmittel als Lieferanten; die auf Bodybuilding und Kraftsport ausgerichtete Ernährung ist demnach schwefelreich. Eier und in besonderem Maße das Eigelb stellen eine hervorragende Quelle dar. Gleiches gilt für Fisch, Fleisch und sämtliche Milchprodukte. Bei vegetarischer und veganer Lebensweise kann auf pflanzliche Nahrungsmittel wie z.B. Knoblauch, Zwiebeln und sonstiges Lauchgemüse zurückgegriffen werden. Auch Salat, Kohl und einige Obst-, Beeren- und Nusssorten enthalten Schwefelverbindung. Zudem werden Schwefelsäuren und –salze vielen Lebensmitteln in der Verarbeitung als Zusatzstoff beigegeben. So dient z.B. die E-Nummer 220 – Schwefeldioxid - als Antioxidations- und Konservierungsmittel.

Als Nahrungsergänzungsmittel wird Schwefel nicht in Reinform, sondern als organische Verbindung Methyl-Sulfonyl-Methan (MSM) vertrieben. Sie entspricht genau jener natürlichen und für den Körper gut verwertbaren Erscheinungsform, die hauptsächlich im pflanzlichen, tierischen und menschlichem Organismus vorliegt. Bedingt durch die zunehmende industrielle Verarbeitung von Lebensmitteln, mit der i.d.R. eine Abnahme des natürlichen MSM-Gehalt der Nahrung verbunden ist, nehmen einige Menschen zu wenig davon zu sich. Als ergänzendes Präparat soll es z.B. schmerzstillend und entzündungshemmend bei Gelenkerkrankungen wirken und Allergiebeschwerden lindern. Heilpraktiker preisen es als hochwirksame Alternative zur Schulmedizin an. Bei einer ausgewogenen Ernährung auf Basis frischer, unverarbeiteter Lebensmittel sollte eine zusätzliche Supplementierung mit Schwefel nicht notwendig sein.

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