Humanernährung Spurenelemente Jod, Selen
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Universitätsherzzentrum<br />
Thüringen<br />
Klinik für Herz- und Thoraxchirurgie<br />
<strong>Humanernährung</strong><br />
<strong>Spurenelemente</strong> <strong>Jod</strong>, <strong>Selen</strong><br />
Michael Schwarzer
<strong>Humanernährung</strong> <strong>Jod</strong>/<strong>Selen</strong> Dr. M. Schwarzer<br />
Gliederung<br />
Universitätsherzzentrum<br />
Thüringen<br />
Klinik für Herz- und Thoraxchirurgie<br />
• <strong>Jod</strong><br />
• Physiologische Relevanz von <strong>Jod</strong><br />
• Aufnahme von <strong>Jod</strong><br />
• Schilddrüse, Hormone und thyreotroper Regelkreis<br />
• Störungen im <strong>Jod</strong>haushalt und deren Behandlung<br />
• <strong>Selen</strong><br />
• Physiologische Relevanz von <strong>Selen</strong><br />
• Aufnahme von <strong>Selen</strong><br />
• <strong>Selen</strong>oproteine<br />
• Störungen im <strong>Selen</strong>haushalt und deren Behandlung
Spurenelement <strong>Jod</strong><br />
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• Im Körper etwa 10-30 mg enthalten<br />
• Davon 75 % in der Schilddrüse<br />
=> Spurenelement<br />
• Referenzwert für die tägliche Zufuhr von <strong>Jod</strong> (DACH) :<br />
• 200 µg<br />
• in Spuren in allen Lebensmitteln enthalten<br />
• größere Mengen in Produkten aus Meerwasser stammend:<br />
• Algen<br />
• Meeresfisch<br />
• Deutschland ist <strong>Jod</strong>mangelgebiet<br />
<strong>Humanernährung</strong> <strong>Jod</strong>/<strong>Selen</strong> Dr. M. Schwarzer
<strong>Humanernährung</strong> <strong>Jod</strong>/<strong>Selen</strong> Dr. M. Schwarzer<br />
Warum braucht der Organismus <strong>Jod</strong>?<br />
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Schilddrüsenhormone enthalten <strong>Jod</strong> und regulieren<br />
• Wachstum<br />
• Knochenbildung<br />
• Gehirnentwicklung<br />
• Energiestoffwechsel
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Aufnahme von <strong>Jod</strong><br />
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Quellen<br />
• Lebensmittel<br />
• Trinkwasser<br />
• <strong>Jod</strong>iertes Speisesalz<br />
• Nahrungsergänzungsmittel<br />
• Arzneimittel<br />
Interaktionen mit anderen Stoffen:<br />
• <strong>Selen</strong> (notwendig für Umwandlung T4 -> T3)<br />
• Eisen (Mangel an Eisen verstärkt Symptome des <strong>Jod</strong>mangels)<br />
• Nitrat (hemmt den <strong>Jod</strong>idtransport)<br />
• Medikamente<br />
• Rauchen (Thiocyanat)<br />
• Antithyreoidale (goitrogene) Substanzen<br />
a. Hemmung der <strong>Jod</strong>idaufnahme (Thiocyanate, Perchlorate)<br />
b. Hemmung der Iodisation (Thiooxazolidone, Thyreostatika)
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Schilddrüse<br />
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• <strong>Jod</strong>speicherung<br />
• Hormonbildung<br />
Peptidhormon Calcitonin<br />
Thyroxin T4,<br />
Trijothyronin T3,
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Thyreotroper Regelkreis<br />
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Biosynthese der Schilddrüsenhormone<br />
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Biosynthese der Schilddrüsenhormone<br />
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Kopplung von Tyrosinresten zu Thyroxin<br />
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Transport/Verteilung der Schilddrüsenhormone<br />
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• Transportproteine<br />
• Thyroxin-bindendes Globulin (TBG)<br />
• Transthyretin (TTR)<br />
• Albumin
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Aktivierung von T4<br />
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Biologisch aktives T3<br />
inaktives T3
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Schilddrüsenhormon in der Zelle<br />
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Ausscheidung von <strong>Jod</strong><br />
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• hauptsächlich über den Urin<br />
• weiterhin über Schweiß und Faeces.
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Krankheitsbilder<br />
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• Hypothyreose<br />
• Angeborene Defekte des Regelkreises TSH Resistenz, der T 3<br />
und T 4<br />
Synthese<br />
-> Kretinismus<br />
• Autoanktikörper gegen Proteine der Schilddrüse oder <strong>Jod</strong>idmangel<br />
-> reduzierter Grundumsatz, verminderte Thermogenese<br />
• Hyperthyreose<br />
• Antikörper gegen TSH Rezeptor wirken wie TSH<br />
-> Morbus Basedow: erhöhter Grundumsatz, erhöhte Thermogenese,<br />
• Struma<br />
Gewichtsverlust, Tachykardie, Exophthalmus<br />
• <strong>Jod</strong>idmangel<br />
-> Vergrößerung der Schilddrüse
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Risikogruppen<br />
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• Schwangere<br />
• Frühgeborene, Neugeborene<br />
• Kleinkinder<br />
• Ältere Menschen (im <strong>Jod</strong>mangel aufgewachsen, funkt.<br />
Autonomie)<br />
• Genetische Disposition für Autoimmunthyreoditis
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<strong>Jod</strong>mangel<br />
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• Chronischer <strong>Jod</strong>mangel<br />
-> vermehrte Freisetzung von TSH<br />
-> kompensatorisches Wachstum der Schilddrüsenfoll.<br />
-> erhöhte <strong>Jod</strong>idaufnahme aus Plasmapool<br />
-> vermehrte Produktion und Sekretion von T 3<br />
-> Hormonspiegel können normal sein<br />
• Alimentärer <strong>Jod</strong>mangel<br />
-> Fetus – Aborte, Fehlgeburten, angeb. Fehlbildungen<br />
-> Neugeborene – erhöhte Sterblichkeit, angeb. Hypothyreose,<br />
psychomotorische Störungen, Taubheit (niedrige Frequenzen)<br />
-> Kinder/Jugendliche – Hypothyreose, reduzierte mentale Leistungsf.,<br />
retardierte körperliche Entwicklung<br />
-> Erwachsene – Struma, Hypothyreose, eingeschr. geistige<br />
Leistungsfähigkeit, Infertilität, jodinduzierte Hyperthyreose
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Verbesserung der <strong>Jod</strong>versorgung<br />
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• Alimentäre <strong>Jod</strong>zufuhr durch jodiertes Speisesalz<br />
(max. 15-25 mg/kg)<br />
führt bei Verzehr von 5g pro Tag zu zusätzlicher<br />
<strong>Jod</strong>aufnahme von 100µg täglich<br />
• nichtgestillte Säuglinge und Kleinkinder haben<br />
niedrigen Salzverzehr!<br />
• Bei Erwachsenen soll die alimentäre <strong>Jod</strong>zufuhr<br />
500µg/d nicht überschreiten
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Zusammenfassung <strong>Jod</strong><br />
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• Essenzielles Spurenelement<br />
• Notwendig für<br />
• Schilddrüsenfunktion<br />
• Wachstum<br />
• Geistige Entwicklung<br />
• Deutschland ist <strong>Jod</strong>mangelgebiet – Prophylaxe
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Spurenelement <strong>Selen</strong><br />
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• Im Körper etwa 5-15 mg enthalten<br />
=> Spurenelement<br />
• Referenzwert für die tägliche Zufuhr von <strong>Selen</strong><br />
(DACH) :<br />
• 30-70 µg<br />
• Gehalt in pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln stark vom<br />
Anbaustandort oder Futtermittel abhängig
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<strong>Selen</strong>quellen in der Nahrung<br />
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• Fleisch<br />
• Fisch<br />
• Hühnereier<br />
• Linsen<br />
• Bohnen<br />
• Buchweizen<br />
5-10µg/100g<br />
20-60µg/100g<br />
10µg/100g<br />
10µg/100g<br />
15µg/100g<br />
15µg/100g
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Warum braucht der Organismus <strong>Selen</strong><br />
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• <strong>Selen</strong> ist in Enzymen aktives Zentrum<br />
• Glutathionperoxidasen<br />
• Dejodasen<br />
• Thioredoxinreduktasen<br />
• <strong>Selen</strong>oprotein P und W<br />
• <strong>Selen</strong>ophosphatsynthetase
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Aufnahme von <strong>Selen</strong><br />
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• Absorption im oberen Dünndarm<br />
• Ausserordentlich hohe Absorptionsrate<br />
-> <strong>Selen</strong>omethionin 90%<br />
• mit Nahrung aufgenommenes <strong>Selen</strong>omethionin folgt dem<br />
Stoffwechselweg der AS Methionin<br />
• <strong>Selen</strong>ocystein wird durch <strong>Selen</strong>-Lyase zu Serin und <strong>Selen</strong>id<br />
abgebaut<br />
• <strong>Selen</strong>id für <strong>Selen</strong>oproteinsynthese genutzt oder ausgeschieden<br />
• <strong>Selen</strong>it durch passive Diffusion aufgenommen<br />
• <strong>Selen</strong>at durch Natrium abhängiges Transportsystem<br />
aufgenommen<br />
• Beide Formen in der Leber in <strong>Selen</strong>id umgewandelt
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Speicherung und Ausscheidung von <strong>Selen</strong><br />
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Speicherung<br />
• <strong>Selen</strong> kann bei Biosynthese von Methionin Schwefel ersetzen<br />
• keine funktionelle Bedeutung<br />
• selten (bei guter Se Versorgung 1 von 1000<br />
Serumalbuminatomen ein Se-Atom)<br />
• Beitrag zu Se-Status des Menschen (mobilisierbare Se Reserve)<br />
Ausscheidung<br />
• Ausscheidung über Niere, gering über Galle, Haut, Atemluft
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<strong>Selen</strong>ocystein<br />
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Thioredoxin-Reduktasen - TxR<br />
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Holmgren and Lu (2010 BBRC 396 (1):120-4
Thioredoxin Reduktasen - TxR<br />
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Holmgren and Lu (2010 BBRC 396 (1):120-4<br />
<strong>Humanernährung</strong> <strong>Jod</strong>/<strong>Selen</strong> Dr. M. Schwarzer
<strong>Humanernährung</strong> <strong>Jod</strong>/<strong>Selen</strong> Dr. M. Schwarzer<br />
Thyroxin-Dejodasen<br />
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<strong>Selen</strong>umsatz<br />
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<strong>Selen</strong>mangel<br />
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Bei chronischer <strong>Selen</strong>zufuhr < 20µg/Tag:<br />
• schuppige Haut<br />
• Nagelveränderungen<br />
• Pseudoalbinismus<br />
• Myopathien mit eingeschränktem Gehvermögen<br />
• selten auch Kardiomyopathien
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Keshan-Krankheit<br />
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• endemische Erkrankung bei Kindern unter 15 und<br />
Schwangeren in China (Provinz Keshan)<br />
• geografisch bedingter <strong>Selen</strong>mangel<br />
• <strong>Selen</strong>zufuhr
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<strong>Selen</strong>vergiftung<br />
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• Letale Dosis (LD50):3-6 mg <strong>Selen</strong>/kg Körpergewicht<br />
als <strong>Selen</strong>it oder <strong>Selen</strong>at (Ratte, Maus, Hund, Katze)<br />
• <strong>Selen</strong>ose<br />
akut: 3,2 – 6,7 mg Se/Tag<br />
chronisch: 0,6 – 0,8 mg Se/Tag<br />
• erst: Übelkeit, Erbrechen, Müdigkeit<br />
• später: knoblauchartiger Atemgeruch<br />
(Dimethylselenid), Haarausfall, Hautläsionen,<br />
Deformation und Verlust der Fingernägel, Durchfall,<br />
Herzmuskelschwäche, Leberzirrhose
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Zusammenfassung <strong>Selen</strong><br />
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• essenzielles Spurenelement<br />
• wichtig für Redoxvorgänge in der Zelle<br />
• eng mit <strong>Jod</strong>stoffwechsel assoziiert<br />
• kein Mangel in Deutschland
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Klausur<br />
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Klausurtermin<br />
Mo 06.02. 14 Uhr<br />
Großer Hörsaal Erbertstraße
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