Was Mineralien mit Knochen verbindet

Das menschliche Skelett besteht aus rund 206 Knochen und bildet das tragende Gerüst des Körpers. Neben ihrer mechanischen Funktion dienen Knochen als Reservoir für Mineralien, die an zahlreichen physiologischen Abläufen mitwirken. Rund 99 % des im Körper vorhandenen Calciums sind im Skelett eingelagert, und auch Magnesium findet sich zu etwa 60 % im Knochengewebe.

Die Hartsubstanz des Knochens setzt sich aus einer organischen Grundmatrix — vorwiegend Kollagen Typ I — und einer anorganischen Mineralphase zusammen. Diese Mineralphase besteht zum größten Teil aus Calciumphosphat in kristalliner Form, das in das Kollagengerüst eingelagert wird und dem Knochen seine Druckfestigkeit verleiht.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat Gutachten vorgelegt, auf deren Grundlage die EU-Kommission zugelassene Gesundheitsangaben für bestimmte Mineralien und deren Beitrag zur Knochengesundheit veröffentlicht hat. Diopsidglanz stellt diese Angaben im Kontext wissenschaftlicher Hintergrundinformationen vor.

Mineraldepot Knochen: Hintergrund und Stoffwechsel

Knochengewebe wird fortlaufend auf- und abgebaut. Osteoblasten lagern neue Knochensubstanz an, während Osteoklasten älteres Gewebe resorbieren. Dieses Gleichgewicht — als Knochen-Remodelling bezeichnet — ermöglicht dem Skelett, sich an mechanische Belastungen anzupassen und beschädigte Bereiche zu erneuern. Jährlich werden schätzungsweise 10 % der gesamten Knochenmasse ausgetauscht.

Calcium in der Hartsubstanz

Calcium ist das mengemäßig bedeutendste Mineral im menschlichen Körper. Etwa 1.000 g Calcium befinden sich bei einem Erwachsenen im Skelett, vorwiegend als Hydroxylapatit-Kristalle (Ca₅(PO₄)₃OH). Diese Kristalle lagern sich zwischen den Kollagenfibrillen ein und verleihen dem Knochen Steifigkeit. Der tägliche Referenzwert für Calcium liegt gemäß EU-Verordnung 1169/2011 bei 800 mg.

„Calcium trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Die Calciumhomöostase wird durch ein Zusammenspiel aus Parathormon, Calcitonin und Calcitriol (aktivem Vitamin D) gesteuert. Sinkt der Calcium-Serumspiegel, schüttet die Nebenschilddrüse Parathormon aus, das die Freisetzung von Calcium aus dem Knochen anregt und die renale Rückresorption steigert.

Magnesium als Kofaktor der Knochenmineralisierung

Magnesium macht etwa 0,5–1 % der Knochenmasse aus und beeinflusst die Größe und Anordnung der Hydroxylapatit-Kristalle. In vitro wurde gezeigt, dass Magnesium-Ionen die Kristallisation von Calciumphosphat moderieren, sodass kleinere, gleichmäßigere Kristalle entstehen. Der EU-Referenzwert für Magnesium beträgt 375 mg pro Tag.

„Magnesium trägt zur Erhaltung normaler Knochen bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Darüber hinaus ist Magnesium an der Aktivierung von Vitamin D in der Niere beteiligt und wirkt als Kofaktor der alkalischen Phosphatase, eines Enzyms, das für die Mineralisation der Knochenmatrix von Bedeutung ist.

Nahrung, Resorption und Bedarf — ein Vergleich

Calcium wird hauptsächlich im Duodenum und proximalen Jejunum absorbiert, wobei die Resorptionsrate je nach Zufuhr und Vitamin-D-Status zwischen 20 % und 40 % liegt. Magnesium wird überwiegend im distalen Dünndarm und Dickdarm aufgenommen, mit einer durchschnittlichen Resorption von 30–50 %. Beide Mineralien kommen in Milchprodukten, grünem Blattgemüse, Nüssen und Vollkornprodukten vor, wenngleich in unterschiedlichen Konzentrationen.