Mineralstoffe

• Aufnahme im Dünndarm: Erfolgt energieabhängig (genauer Mechanismus noch nicht geklärt)
• Transport im Blut zur Leber: Gebunden an Albumin und Transcuprein
• Aufnahme in die Hepatozyten: Über den spezifischen Kupfertransporter CTR1 (Cu2+-ATPase)
  • Im Hepatozyten: Reduktion von Cu2+ zu Cu+
• Transport über Wilson-Transporter (ATP7B) in den Golgi-Apparat 
• Speicherung: In Form von Coeruloplasmin in den Leberzellen (Apo-Coeruloplasmin + Cu+ → Coeruloplasmin)
  • Bei Bedarf: Abgabe ins Blut

Über Vesikel in die Galle und somit in den Darm

 Als starkes Oxidationsmittel ist Cu2+ Cofaktor zahlreicher Oxidasen , z.B.:

• Cytochrom-c-Oxidase 
• Lysyl-Oxidase 
• Superoxid-Dismutase 

Kupfer- und Eisenstoffwechsel stehen in engem Zusammenhang - Kupfer wird sowohl für die Eisenresorption als auch für die physiologische Verwertung des Eisens (z.B. Einbau in das Häm) benötigt.

• Bedarf: ca. 10–15 mg pro Tag
• Menge und Verteilung im Organismus
  • Menge: ca. 2–3 g
  • Verteilung: 99% intrazellulär 
• Zink in der Nahrung
  • Quellen: Innereien, Fisch, Meeresfrüchte, rotes Fleisch, Weizen

Resorption und Transport

• Aufnahme im Darm: Über einen energieabhängigen Zink-Transporter 
• Transport im Blut: Gebunden an Albumin
• Aufnahme in die Zielzellen: Über spezifische Zinktransporter (ZnT)

Ca. 10 - 40%

Über Galle und Pankreassekret mit den Fäzes

• Cofaktor von Enzymen z.B. 
  • Dehydrogenasen (z.B. Alkohol-, Glutamat-, Malat- und Lactat-Dehydrogenase)
  • Alkalische Phosphatase
  • Carboanhydrase
  • Superoxid-Dismutase
• Bestandteil von regulatorischen DNA-Bindeproteinen (Zinkfinger ) 
• Komplexbildung mit Insulin 
• Beteiligung bei der Androgensynthese (v.a. Testosteron)

Nein

• Bedarf: Ca. 100–200 μg pro Tag
• Menge und Verteilung im Organismus
  • Menge: Ca. 10–20 mg
  • Verteilung: Ca. 75% befinden sich in der Schilddrüse
• Iod in der Nahrung
  • Quellen: Fisch, Fleisch, Milchprodukte

• Aufnahme im Darm: Parazellulär
  • Transport im Blut: Gebunden an Plasmaproteine
  • Aufnahme in die Zielzellen: Über eine Iodidpumpe (Na+/I--Symport)
• Ausscheidung
  • Anorganisches Iodid: Über die Nieren
  • Iodhaltige Schilddrüsenhormone: Nach Glucuronidierung über die Galle

• Bestandteil der Schilddrüsenhormone Triiodthyronin und Tetraiodthyronin (Thyroxin)

Fast 100%

• Bedarf: Ca 0,1 mg pro Tag
• Menge im Organismus: Ca. 3–15mg
• Selen in der Nahrung
  • Quellen: Fisch, Fleisch, Leber, Getreide u.a.

• Resorption und Transport
  • Aufnahme im Darm: Proportional zur Menge in der Nahrung
  • Transport im Blut: An Plasmaproteine gebunden
• Ausscheidung: Mit Urin, Fäzes und Atemluft

Funktion: In Form der Aminosäure Selenocystein ist Selen Bestandteil von Enzymen, z.B.:

• Glutathion-Peroxidase
• Thyroxin-5'-Deiodase

Die wichtigste Funktion von Selen ist die Abwehr von oxidativem Stress!

• Bedarf: Da Schwefel normalerweise in ausreichender Menge über die Nahrung zugeführt wird, gibt es keine Empfehlung für eine tägliche Zufuhr.
• Menge im Organismus: ca. 150 g 
• Vorkommen in der Nahrung
  • Quelle: Proteinreiche Nahrungsmittel, z.B. Fleisch, Fisch, Getreide
  • Vorliegen: Vor allem in den Aminosäuren Methionin und Cystein

• Strukturgebung in Proteinen 
• Bestandteil von Vitamin B1, Vitamin H, Coenzym A
• Als sog. Eisen-Schwefel-Cluster wichtiger Bestandteil der Komplexe der Atmungskette
• PAPS (Phosphoadenosin-Phosphosulfat = "Aktiviertes Sulfat"): Aufbau von Heparin und Chondroitinsulfat

• Mikrozytäre, hypochrome Anämie ("Eisenmangelanämie")
• Mundwinkelrhagaden
• Nagel- und Haarveränderungen

Als starkes Oxidationsmittel ist Cu2+ Cofaktor zahlreicher Oxidasen , z.B.:

• Cytochrom-c-Oxidase 
• Katalase (Entgiftet Wasserstoffperoxid)
• Superoxid-Dismutase (Entgiftet O₂^-)

Hypochrome, mikrozytäre Anämie

• Bestandteil und Cofaktor von Enzymen , z.B.:
  • Carboanhydrase
  • Dehydrogenasen (z.B. Alkohol-, Glutamat-, Malat- und Laktat-Dehydrogenase)
  • Alkalische Phosphatase
  • Superoxid-Dismutase
  • Matrix-Metalloproteinasen
• Bestandteil von regulatorischen DNA-Bindeproteinen (sog. "Zinkfinger")  
• Komplexbildung mit Insulin 
• Beteiligung an der Androgensynthese (v.a. Testosteron)

• Wundheilungsstörungen

• Bestandteil der Schilddrüsenhormone Triiodthyronin und Tetraiodthyronin (Thyroxin)

Mangelerscheinung: Iodmangelstruma

In Form der Aminosäure Selenocystein Bestandteil von Enzymen

• Glutathion-Peroxidase
• Thyroxin-5'-Deiodase

Mangelerscheinungen: 

• Anämie
• Schuppige Haut
• Nagelveränderungen

Sie ist sowohl Kupfer- als auch Zink-haltig

• Bedarf: Ca. 10 mg pro Tag 
• Menge und Verteilung im Organismus
  • Menge: 5–7 g
  • Verteilung: Hämoglobin (ca. 70%), Myoglobin (ca. 10%), Ferritin/Hämosiderin (ca. 15%), Rest: Enzyme, Transferrin, Cytochrome
• Eisen in der Nahrung
  • Quellen: Pflanzliche und tierische Nahrungsmittel, besonders Leber, Weizenkleie, Kürbiskerne, Sesam, Quinoa, Amaranth
  • Vorliegen: Gebunden an Nahrungsproteine (Hämoglobin, Myoglobin)

Reduzierende und antioxidative Substanzen (wie z.B. Ascorbinsäure) erleichtern die Resorption des Eisens, Komplexbildner (wie z.B. Gerbstoffe in Tee und Kaffee) behindern sie.

Die Enterozyten nehmen bevorzugt Fe2+ auf, können aber auch Fe3+ aufnehmen

• Magen: Herauslösen des Eisens aus seiner Proteinbindung durch HCl und Pepsin

Aufnahme im Darm: Im Darm gibt es drei verschiedene Resorptionswege für Eisen, so kann Eisen zum einen als freies Ion, als auch Häm-gebunden (hierdurch effizienteste Resorption möglich) aufgenommen werden. 

1. DMT1-(Divalent Metal Transporter 1)Weg: Resorption von Fe2+ mittels eines H+-gekoppelten Transports 
2. HCP-1-(Häm-Carrier-Protein-1‑)Weg (auch kurz: Häm-Weg): Resorption von Häm-gebundenem Eisen über den Häm-Transporter HCP-1
3. MIP-(Mobilferrin-Integrin-Pathway‑)Weg: Resorption von Fe3+

An Mobilferrin

Eisentransport im Blut: Eisen wird im Blut als Transferrin transportiert

• Bildung des Transferrins
  1. Abgabe von Fe2+ mittels Ferroportin aus den Enterozyten ans Blut
  2. Oxidation zu Fe3+ durch Hephästin
  3. Bindung von Fe3+ an das Transportprotein Apotransferrin  Apotransferrin + Fe3+ → Transferrin
     • Normalerweise sind ca. 20–50% des Transferrins mit Eisen beladen

Wenn eine Zelle Eisen benötigt, exprimiert sie vermehrt Transferrinrezeptoren (TfR) an ihrer Oberfläche

Der Großteil des Plasmaeisens (etwa 80%) gelangt ins Knochenmark und wird dort direkt ins Häm eingebaut!

• Hauptspeicherorte: Hepatozyten sowie die retikuloendothelialen Zellen von Knochenmark und Milz
• Speicherformen
  • Ferritin: Fe3+ + Apoferritin 
    • Freisetzung: Die Ferritinreduktase setzt aus Ferritin einzelne Fe2+-Ionen frei
  • Hämosiderin: Proteinkomplex, der Eisenhydroxid (Fe(OH)3) enthält 
    • Freisetzung: Das in Hämosiderin gespeicherte Eisen ist viel schlechter mobilisierbar als das Eisen aus dem Ferritin
      • Siderosomen: Intrazelluläre Granula, die aus Hämosiderin bestehen und sich in der Berliner-Blau-Färbung mikroskopisch darstellen lassen

Eisen entsteht im Körper hauptsächlich beim Abbau des Hämoglobins, der Großteil wird wiederverwertet

• Ausscheidung über den Darm (abgestoßene Epithelzellen), Niere und Schweiß (insg. ca. 1–2 mg pro Tag)

Frauen sind deutlich häufiger von Eisenmangel betroffen als Männer: Bei der Menstruation gehen etwa 10-15mg Eisen zusätzlich verloren, dies kann jedoch im Normalfall problemlos durch eine erhöhte Eisenresorption ausgeglichen werden. In der Schwangerschaft bleibt die Menstruationsblutung zwar aus, der Eisenbedarf steigt aber aufgrund der vermehrten Blutbildung auf etwa das Doppelte an.