Magnesium und Antioxidantien - lebensstil-medizin

MagnesiumMagnesium undAntioxidantienIm Jahr 1775 hat Black das ErdalkalimetallMagnesium erstmals beschrieben, wobei anfänglichMagnesium in der Landwirtschaft, vor allembei der Tierhütung als Bittersalz, Verwendungfand. Später wurden Magnesiumsalze zurDarmreinigung und als Abführmittel verwendet.Die Bedeutung von Magnesium wurde inden vergangenen 20 Jahren im Zusammenhangmit Stress, Gefäßendothel, Herzerkrankungen,Herzrhythmusstörungen sowie als wichtigesElektrolyt in der Schwangerschaft näheruntersucht. von PRIM. DR. BERND ZIRMDas Magnesiumdefizit bewirkteinen membrandestabilisierendenEffekt an der Herzmuskelzelleund am Reizleitungssystem,wodurch ernsthafte Rhythmusstörungenbis zu den gefürchtetenTorsaden auftreten können.© Tanya lenDer Magnesiumgehalt der Erdkruste beträgtca. 2 %, im Meerwasser ist Magnesiumdas dritthäufigste Mineral. Allerdings habensich die Bodenverhältnisse in den letztenJahren so verändert, dass durch künstlicheDüngung und Auslaugung der Böden der Magnesiumgehaltsank. Dies wirkte sich aufden Ernährungszustand der Bevölkerungaus, so dass man davon ausgehen kann,dass die heutige Ernährung häufig einDefizit an Magnesiumzufuhr bringt.Das Magnesiumforum Bad Radkersburghat 1996/97 eine Untersuchungbei über 3.000 Österreichern veröffentlicht,wobei sich herausstellte, dass rund20 % der österreichischen Bevölkerung einMagnesiumdefizit haben (Abb. 1)Magnesiumspeicher und -ausscheidungDer durchschnittlich tägliche Bedarf an Magnesium beträgtbeim Normalverbraucher 300 bis 400 mg, entsprechend 12 bis17 mmol, wobei die Niere das bestimmende Organ für die Serummagnesiumkonzentrationim Blut ist. Die Rückresorption von Magnesiumwird im proximalen Tubulus an die Natriumrückresorption gekoppeltund bei Hypovolämie gesteigert. Umgekehrt ist die Magnesiumresorptionbei einer Hypervolämie vermindert, wobei zusätzlich Mineral- und Glukokortikoidesowie das Parathormon die Magnesium resorption verändern.Bei Stresszuständen bei denen es vor allem zu einer hohen Glukokortikoid-und Adrenalinausschüttung kommt, besteht ein Magnesiumverlust,wobei auch Effekte der Leber eine Rolle spielen (Depletion von Magnesium).Beim Sinken des intrazellulären Magne sium spiegels wegenfehlender Bindungsstellen wie bei exzessivem ATP-Verbrauch(Energieverbrauch) spricht man von einer Magnesiumdepletion. ZumAusgleich muss die Magnesiumzufuhr erhöht und die Synthese von Bindungsstellenstimuliert werden.Magnesium als EnergiefaktorMagnesium wird in diesem Zusammenhang zu Recht als »Antistress -mineral« bezeichnet, da neben den Depletions vorgängen auch direkteVerluste über die Niere und über die Haut wie bei vermehrter Schweißneigungvorliegen. Besonders kritisch wird diese Situation bei Mag nesium -2 ÖAZ 0/0000 I 00. Jg. I 0. Monat 0000 www.apoverlag.at

MagnesiumInseratMangelnormalAbb. 1: Verteilung der Serummagnesium -spiegel ( total und ionisiert in mmol/l) inder österreichischen Bevölkerung(n=3271) B. Zirm; Magnesiumforum - Bad RadkersburgAbb. 2: Verteilung der Serummagnesium -spiegel ( total in mmol/l) – Sportler(n = 881)B. Zirm; Magnesiumforum - Bad Radkersburgverlust an der Herzmuskelzelle, wo Magnesiumals Energiefaktor gleichsam alsMotor den Zellbetrieb fördert. Diese Energiepumpensind lebensnotwendig undwerden durch hohe Kalziumspiegel negativbeeinflusst. Dies geschieht vor allem beiZelluntergang und einer Kalziumüberladungbeim akuten Myokardinfarkt. DerZelluntergang fördert diese Automechanismen,wobei zusätzlich eine elektrischeInstabilität und damit Herzrhythmusstörungenauftreten können.Daneben spielt Kalium eine wesentlicheRolle, da Magnesium als Co-Faktor derNatrium-Kalium-ATPase für intra- undextrazelluläre Kaliumverschiebungen verantwortlichist. Daraus ergibt sich, dassein Ausgleich des Kaliumdefizites beigleichzeitigem Magnesiumdefizit nurdurch gleichzeitige Gabe von Kalium undMagnesium erreicht werden kann.Die Magnesium-MengenlehrePflanzliche Magnesiumgehaltin MG/100GWeizenkleie 590Kakaopulver 400Leinsamen 380Weizenkeime 308Nüsse 270Sojabohnen 247Bierhefe 230Hirse (Korn) 170Pistazienkerne 160Bohnen 132Grünkern 130Erbsen 125Reis unpol. 120Grahambrot 92Pumpernickel 71Knäckebrot 68Rosinen 65Brunnenkresse 34Obst, Beeren 30Pilze 24Tabelle 1Magnesium und SportSowohl bei Leistungs- wie bei Hobby -sport spielt Magnesium insofern einewichtige Rolle, da durch Schwitzen undhöhere Energieanforderung der Magnesiumverlustdurch Haut und Harn besondersist. Die österreichische Bevölkerung,sofern sie Sport betreibt, vernachlässigtdies nach eigenen Untersuchungen (MagnesiumforumBad Radkersburg 1997) imhohen Ausmaß, da max. nur 37 % der aktivensportinteressierten Menschen einenguten Magnesiumhaushalt aufweisen.Die Mangelsymptome sind hier nicht nurin den bekannten Bein- und Wadenkrämpf -en zu finden, sondern auch im so genanntenbleiharten Fuß. Wichtig ist, dass beiSportausübung täglich zwischen 300 und600 mg Magnesium zugeführt werdensollten und falls in flüssiger Form eingenommen,Magnesium nur schluckweise,also nicht als Flüssigkeitsersatz, sondernals Elektrolytzufuhr verstanden werdensoll. Mischungen mit Mineralwasser,Orangensaft und Magnesium (z. B. alsMagnofit mit 300 mg) sind zu bevorzugen.Daneben (siehe unten) ist der entsprechendeNahrungsaufbau wichtig. Interessanterweiseführen Untersuchungenbei Probanden unter gutem Magnesiumhaushaltbzw. -zufuhr zu nicht so exzessivenRadikalproduktionen (hoher oxidativerStress) wie ohne Magnesiumzufuhr(Testreihe Bad Kleinkirchheim 2002/2003).Magnesium in unserer NahrungZu den magnesiumreichsten Nahrungsmittelngehören vor allem das gesundeceralienreiche Frühstück sowie viele Getreidesortenwie Weizenkeim, unpolierterReis, Hirse, Haferflocken aber auch Kakao -pulver (entölt), Nüsse und Pistazienkerne.Leinsamen und Weizenkleie enthalten besondersviel Magnesium, während manbei Nussschokolade (Nüsse und Kakaopulver)sowie bei Weißbier (Hefe) großewww.apoverlag.at ÖAZ 0/0000 I 00. Jg. I 0. Monat 0000 3

MagnesiumAbb. 3 Abb. 4Mengen zu sich nehmen müsste, um dentäglichen Bedarf zu decken. Hier ist vorallem auf den Fett- und Zuckergehaltbzw. Alkohol gehalt zu achten.Einen interessanten Aspekt bilden Kaffeeund schwarzer Tee, die ebenfalls relativviel Magnesium enthalten; allerdingsmüssten auch hier die Mengen bei mehrals 10 Tassen pro Tag liegen. Als Alternativebieten sich magnesiumreiche undsalzarme Mineralwässer als Getränk an(siehe Tabelle 1).Ist Magnesium ein Antioxidans?Magnesium hat eine spezifische Wirkungauf das Gefäßendothel, vor allem beiKHK und Stresszuständen, bei denen eszu hohen Adrenalin- und Glukokortikoidausschüttungenkommt. Diese Zuständesind vor allem dann gegeben, wenn oxidativerStress in erhöhtem Ausmaß vorliegtund somit Sauerstoffradikale nicht ausreichendreduziert werden können.In den Stadien der Artherogenese ist bekannt,dass die endotheliale Dysfunktionals Vorläufer zur Plaquebildung und damitzu Herzinfarkt bzw. Schlaganfall führenkann. Dabei ist die StickstoffmonoxidverfügbarkeitNO ein limitierender Faktor fürdie Dilatation des Gefäßes (Abb. 3). DasEndothel des menschlichen Körpers ist alsgroßes endokrines Organ zu betrachten,wobei Stickstoffmonoxid der frühereEDRF (Endothel derived relaxing factor)für ein funktionierendes Endothel verantwortlichist. Das durch die No-Synthase(NOS) generierte NO kommt in 3 Enzymformenvor und führt letztendlich zur Bildungvon zyklischen GMP und damit zurRelaxation des Gefäßes, dabei spielen vasodilatatorischeMediatoren wie Prostazyklineeine wichtige Rolle. ArtherogeneFaktoren die zur Zelladhäsion führen, bevorzugendie Einwanderung von Leukozytenin die Gefäßwand und ermöglichenEntzündungsprozesse im Endothel. Sauerstoffradikaleund somit oxidativerStress aktivieren und induzieren Adhäsionsmoleküle,wobei oxidiertes LDL einenwichtigen Mediator darstellt. Neben dererhöhten Gefäßpermeabilität können Zytokineals Entzündungsfaktoren diesenProzess auf Dauer unterhalten. Es kommtzur vermehrten Ablagerung von Lipiden,die wiederum durch ein gestörtes Hämo -stase-Thrombolysegleichgewicht die Hämo -astaseneigung verstärken.Als Resultat sehen wir auf der einen Seiteeine verminderte NO-Aktivität bzw. NO-Verfügbarkeit mit dem ersten Schritt zurarteriosklerotischen Plaquebildung überSchaumzellbildung, auf der anderen Seiteverändern sich die Gleichgewichte aufGefäßebene so, dass Vasokonstriktion,Vasoproliferation, Vasoinflammation undHämostase zurück bleiben (Abb. 4).Oxidativer- und SystemstressNeben der direkt kalziumblockierendenWirkung scheint Magnesium nämlichüber die Gefäßerweiterung vor allem übereine Verbesserung der Fließeigenschaftendes Blutes zu wirken. Dies geschieht bereitsbei gesunden Menschen mit einemnormalen Magnesiumhaushalt.Kommt es zu einer vermehrten Katecholaminausschüttungwie bei chronischerKHK, besonders beim akuten Myokardinfarktentstehen systemischer Stress undoxidativer Stress durch eine Vermehrungvon Sauerstoffradikalen, die aufgrund einesMangels an antioxidativen Stoffennicht gleicherweise reduziert werden können.Aus dieser Dysbalance von Oxidation(oxidativer Stress) und Reduktion entstehenweiter intrazelluläre Kalziumüberladungen,die zur Nekrose von Organsubstanz(Zelluntergang) führen können. DasMagnesiumdefizit bewirkt einen membrandestabilisierendenEffekt an der Herz -muskelzelle und am Reizleitungssystem,wodurch ernsthafte Rhythmusstörungenbis zu den gefürchteten Torsaden auftretenkönnen.Die Anhäufung von Sauerstoffradikalenam Endothel verstärkt sich dadurch, dassdurch Anstieg der Adrenalinspiegel dieIonenpumpenaktivität am Herzen extremaktiviert ist und die Ioneninstabilität durchKalziumüberladung und gleichzeitigemDefizit an Magnesium und Kaliumionendie Situation noch verschlechtert. Zusätzlichkommt es durch die Xanthinoxidasezu weiterer Sauerstoffradikalbildung undbewirkt ein »Stunning-Myokard«.Aus den oben beschriebenen Prozessenscheinen daher zwei Regelkreise – systemischerStress und Zellstress (oxidativerStress) – eng miteinander verbunden zusein (Abb. 5 und Abb . 6).Unter entsprechender Magnesiumzufuhrwährend eines akuten Geschehens amHerzen können manche Folgewirkungenwie Zelluntergang sowie elektrische Instabilitätund somit Rhythmusstörungen zumindestteilweise verhindert bzw. reduziertwerden. Aus diesen Gründen wird inNotarztwägen häufig Magnesium in par -enteraler Form gemeinsam mit Kaliumverabreicht. Aus demselben Grund solltenKHK-Patienten auf einen guten Magnesiumhaushaltachten. Wenn man dazu nochRisikofaktoren hinzunimmt, so liegt beieiner großen Gruppe von Patienten, wiebei nikotinbelasteten Diabetikern, einedauerhafte Magnesiumsubstitution sehrnahe. Dasselbe gilt für Patienten mit chronischerHerzinsuffizienz, die auf Basis einerKHK entsteht; die hier verordnetenDiuretika führen zu einem renalen Verlust.AntioxidantienauswahlNeben Magnesium, das im antioxidativenSystem vor allem in der Herzmuskelzellezur Energiebereitstellung notwendig ist,besitzen wir im Körper antioxidative Sys -teme, die als biologische Körperabwehrfungieren. Ein gesundes Immunsystemwird mit einer großen Anzahl von Krankheitserregernfertig, allerdings brauchtdieses Immunsystem auch eine entspre-4ÖAZ 0/0000 I 00. Jg. I 0. Monat 0000www.apoverlag.at

MagnesiumAbb. 5 Abb. 6chende Ernährung, um selbst fit und aktivzu bleiben. Die Alarmsignale sind letztlichSymptome, die wir häufig als»Kränkeln« bezeichnen. Wir finden diesevor allem am Wochenende bei belastendenTätigkeiten, wenn plötzlich ein Infektausbricht, der unter der Woche unterStressbelastung noch nicht vorlag. In diesenSituationen verbraucht der Körpervon seinem antioxidativen System vor allemVitamine, wobei beispielsweise eineeinstündige starke psychische Belastung300 mg Vitamin C umsetzt, das Dreifachedessen, was die Deutsche Gesellschaft fürErnährung als Tagesbedarf empfiehlt.Auch stressbedingte Verluste von VitaminB6 und 12 durch Aufregungen und Angstsind nachweisbar. Letztlich sind durchchronische Stresszustände Magnesiumverluste,wie früher angeführt, nachzuweisen.Neben der spezifischen Körperabwehr durchB-Lymphozyten – Killerzellen, Helferzellen,Suppressorzellen – die in der Antigen-Antikörperreaktion eine wich tige Rollespielen, benötigen wir Antioxidantien, diedie reaktiven Sauerstoffsubstanzen (ROS)in Schach halten. Der Körper selbst hatals Schutz für die Zellen körpereigeneSysteme aufgebaut, die wir auch alsprimäre Antioxidantien bezeichnen können.Vor allem Enzyme wie die Super -oxiddismutase (SOD), die Glutathion -peroxidasen (GSHP) sowie das MetallproteinZeruloplasmin verhindern die Bildungvon Hydroxylradikalen. AuchTransferrin ist von Bedeutung.Zu den sekundären Antioxidantien zählenvor allem Vitamin E, Vitamin C, diegroßen Gruppen von Karotinoiden, Flavonoidesowie die Harnsäure, Bilirubinund Glutathion. Diese Gruppe von Antioxidantienstabilisiert freie Radikale undkann dabei selbst zu stabilen Radikalenwerden, die durch ihre Trägheit keinenSchaden mehr anrichten. Spurenelementewie Selen sind dabei zu erwähnen.In den vergangenen Jahren hat sich VitaminD als Antioxidans in den Fokus gestellt,wobei wir neben der Osteoporosebehandlungdiesem Vitamin antioxidativeEigenschaften zusprechen können.Magnesium hat eine spezifischeWirkung auf das Gefäßendothel,vor allem bei KHK undStresszuständen, bei denen es zuhohen Adrenalin- undGlukokortikoidausschüttungenkommt.Vitamin E und Vitamin CZu den wichtigen fettlöslichen Vitaminengehören Vitamin E und C, wobei bei VitaminE das Alpha-Tocopherol die Aufgabe hat,Fettmoleküle unseres Körpers vor demAbbau durch die Lipidoxidation zu schützen.Der Hauptangriffspunkt der freienRadikale sind hier die mehrfach ungesättigtenFettsäuren (MUFs). Die Oxidierungvon Lipiden, das Auftreten von oxidativemLDL sowie das Zerstören der Zellmembranwerden durch Vitamin E verhindert,so dass man dieses Vitamin auch als»Rostschutzmittel« des Körpers bezeichnenkann.Ein besonderer Vertreter des Tocopheroltypssind die Phenole, die wiederum auseinem aromatischen Kohlenstoffsechserring,an dem ein Sauerstoffatom hängt,bestehen. Dieses Sauerstoffatom trägtwiederum ein Wasserstoffatom (OHGruppe) und wird durch das Peroxylradikalabgerissen. Das dadurch entstehendephenolische Radikal ist im Gegensatz zuden lipidischen relativ reaktionsträge, sodass die Kettenreaktion gestoppt wird. Imnächsten Schritt ist es wichtig, dass VitaminC anwesend ist, es bewirkt die Regenerationdes Vitamin E Radikales (sieheAbb. 6).Lycopin, OPC, PolyphenoleDie klassischen pflanzlichen Antioxidantienzu denen vor allem die Flavonoideund Polyphenole zählen, finden sichhauptsächlich in den Schalen verschiedenerObst- und Gemüsesorten. Flavonoidehaben die Fähigkeit, Metallionen mit einerArt Isolierung zu umgeben, die einer Chelatbildunggleich kommt. Auf diese Weisehemmen sie eine Enzymreihe in Bakterienund Viren und entfalten so eine entzündungshemmendeund antivirale Wirksamkeit.Es entstehen stabile freie Radikale,die wiederum träge reagieren. Die wichtigstenVertreter sind:Lycopin. Lycopin ist ein natürliches Karotinoidund starkes Antioxidans. Wir findendie Karotinoide vor allem in Gemüseund Obst mit der charakteristischen gelbrotenFarbe. Die klassischen Vertreter sinddie Karotte und die Tomate. Lycopin besitzteine präventive Wirkung bei Prostata -erkrankungen sowie Erkrankungen, diemit einer stärkeren endothelialen Dysfunktionhin bis zur Arteriosklerose einhergehen.Vor allem die Oxidation des LDLzu Ox-LDL wird durch Lycopin unterbunden.Weiters schützt Lycopin die Glutathionperoxidase,ein wichtiges Enzym zurReduktion von Oxidantien.OPC. OPC ist die Abkürzung für OligomereProantho Cyanidine. Auch hier findenwir ein starkes Antioxidans, das inhohen Konzentrationen in der Schale vonWeintrauben, Brombeeren, Himbeeren,Erdbeeren und Hagebutten vorkommt.Daneben ist Vitamin C ein Inhaltsstoffdieser Früchte. Entzündungshemmungund Reduktion von Histamin stehen imVordergrund. Eine spezielle Fragestellungergibt sich zum Weinkonsum, wobei derGenuss von Rotwein aufgrund der hohenwww.apoverlag.at ÖAZ 0/0000 I 00. Jg. I 0. Monat 0000 5

MagnesiumAbb. 7**) nach S. Ivkovic u. A. Schubert-MüllerAntioxidantien in der Traubenschale inrichtiger Menge genossen – ein 1/8 Litertäglich – empfehlenswert ist. Bei im Eichenfassgezogenen Weinen ist der Anteilder Antioxidantien höher, da Quercetinebenfalls ein Antioxidans darstellt. In derMedizin hat sich dieses Phänomen als»französisches Paradoxon« etabliert, da inden mediterranen Ländern trotz relativfetthaltiger Speisen die Herzinfarktrateniedriger ist als in der übrigen Weltbevölkerung.Auch für das Schlaganfallrisikogelten ähnliche Ergebnisse. Dazu scheinenin südlichen Gefilden eher gesundeÖle in Verwendung zu sein, die nebenObst und Gemüse Basis der mediterranenKüche sind.Polyphenole. In verschiedenen Teesortenist der Polyphenolgehalt zwar unterschiedlichhoch, aber günstig für den Konsumenten.Vor allem der grüne Tee und derschwarze Tee werden aus gleichen Blatt -sorten hergestellt. Der Unterschied liegt inder Erhitzung der Blätter über 100° C wodurchdas blatteigene Enzym Polyphenoloxidaseunwirksam gemacht wird. Erstdann wird der Tee gerollt und getrocknet.Beim schwarzen Tee welkt er ohne Erhitzungbis zu 16 Stunden, wird gerollt, fermentiertund getrocknet. Es findet sich inbeiden Teesorten das Antioxidans Katechin,das ebenfalls in der Weintraubenachzuweisen ist. Zusätzlich ist imschwarzen Tee Theaflavin als Antioxidansnachweisbar.Andere wichtige AntioxidantienZu den wichtigsten Antioxidantien gehörenweiters vor allem die B-Vitamine B1, B1,B5, B6 und B12. Vor allem das VitaminB5, das besser als Niacin bzw. Nikotinsäurebekannt ist, lässt sich in vielenLebensmitteln nachweisen. In tierischenLebensmitteln wie Fleisch findet man esprimär als Nikotinsäureamid, in Pflanzenals Nikotinsäure. Auch Kaffeebohnen enthaltenneben Magnesium eine ansehnlicheMenge von Nikotinsäure. Daneben sindKarfiol und Brokkoli wichtige Niacinträger.Niacin ist im Redoxpotenzial zu finden,wirkt antioxidativ und wird auch zurBehandlung des LDL-Cholesterins medikamentöseingesetzt. Neben Vitamin B6,das für die Biosynthese von Neurotransmitterneine wichtige Rolle spielt und inFleisch und Fisch sowie Gemüse undVollkorn zu finden ist, muss Vitamin B12erwähnt werden. Vitamin B12 wird vorallem bei verschiedenen Stoffwechsel -reaktionen als Co-Enzym gesehen, wobeials eine der wichtigsten Reaktionen dieSynthese von Methionin aus Homocysteinnachweisbar ist. Homocystein selbstspielt bei der Plaqueentstehung im Endothelgemeinsam mit oxidativem LDL einewesentliche Rolle.Zink, welches auch als Enzymaktivatorangesprochen wird, ist für die Insulinbildungund die Speicherung in der Bauchspeicheldrüsenotwendig. In der antioxidativenWirkung verstärkt Zink darüberhinaus die Aktivität der B-Helfer- und B-Killerzellen im Immunsystem.Tertiäre AntioxidantienNeben den körpereigenen primären Antioxidantien(Enzyme SOD etc.) und den sekundärenAntioxidantien wie Vitamine,die wir durch Ernährung oder Substitutionaus der Apotheke zuführen, gibt es Medikamente,die ebenfalls in den Kreis Oxidation– Reduktion direkt oder indirekteingreifen. Dazu gehören z. B. Antihypertensivawie moderne Beta-Blocker (NO)oder Sartane (antiartherosklerotisch) sowieStatine mit den pleiotropen Effekten.FazitEin guter Magnesiumhaushalt ist der bes -te Energielieferant für die Herzmuskelzelle.Mangelzustände führen leichter zuStressüberflutung und können neben denbekannten Mangelsymptomen wie BeinundWadenkrämpfe ein pathologischesGeschehen am Gefäßendothel zusätzlichfördern. Dabei spielen Systemstress undoxidativer Stress eine wichtige Rolle. Einaktiver Lebensstil verlangt die richtigeErnährung mit Magnesium und Antioxidantien,beides sollte aus dem täglichenSpeiseplan – wenn das nicht möglich, zumindestals Supplementation – zugeführtwerden.Autor: Prim. Dr. Bernd ZirmÄrztlicher Direkter LKH Bad Radkersburg,Abteilung für Innere MedizinÄrztliche Arbeitsgemeinschaft für Lebens -stilmedizin, Kurzentrum Bad RadkersburgE-Mail: Bernhard.Zirm@lkh-badradkersburg.atwww.lebensstil-medizin.at6ÖAZ 0/0000 I 00. Jg. I 0. Monat 0000www.apoverlag.at