Kupfer ist ein wichtiges Spurenelement, das die Blutbildung und Immunfunktion unterstützt. Aber Achtung: Zu viel Kupfer kann ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen. Wie viel ist zu viel, und welche gesundheitlichen Risiken sollten Sie kennen? Finden Sie es heraus.
Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B12. Doch vor allemsekundäre Pflanzenstoffesind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.
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Definition
Kupfer (Cu) ist ein Schwer- oder Halbedelmetall und ein essenzielles Spurenelement für den menschlichen Organismus. Der lateinische Name "Cuprum" stammt von "Cyprium", was "Erz von der griechischen Insel Zypern" bedeutet, wo man im Altertum Kupfer gewann.13
Vorkommen
Kupfer ist weitverbreitet und kommt z.B. in Kakaopulver (3,8 mg/100 g), Sojagranulat (3,0), Steinpilz (2,0), Haselnüsse (1,7), Grünkohl (1,5), Hirse (0,8), Amaranth (0,5) und Vollkornmehl (0,4) vor.2 Muttermilch ist arm an Kupfer. Neugeborene haben daher stark erhöhte Kupfergehalte in der Leber, also einen Kupferspeicher für die Stillzeit.1
Lager- und Zubereitungsverluste
Es gibt kaum Mineralstoffverluste. In pflanzlichen Lebensmitteln können Phytate die Kupferaufnahme hemmen. Einweichen, Keimung und Fermentation von Getreide und Hülsenfrüchten aktivieren das darin enthaltene Enzym Phytase, das Phytat abbaut und so die Kupferverfügbarkeit verbessert.3 Lesen Sie dazu mehr im Artikel Phytinsäure bzw. Phytat und das Einweichen oder Keimen.
Ernährung - Gesundheit
Im menschlichen Körper erfüllt Kupfer vielfältige Funktionen. So trägt Kupfer zur Erhaltung von normalem Bindegewebe und zur Funktion des Immunsystems bei. Kupfer spielt ausserdem eine wichtige Rolle als Antioxidans, beim Energiestoffwechsel, im Nervensystem, beim Eisentransport sowie bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung der kardiovaskulären und skelettalen Gesundheit.12
Die Schätzwerte für eine angemessene Zufuhr von Kupfer laut D-A-CH-Gesellschaften liegen bei 1–1,5 mg pro Tag für Jugendliche ab 15 Jahren und Erwachsene. Die tatsächliche Zufuhr eines Erwachsenen mit westlicher Ernährung beträgt ca. 2 mg pro Tag.1,7
Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome
Mangelerscheinungen treten bei uns nur unter extremen Bedingungen (z.B. Darm- und Nierenerkrankungen, parenterale Ernährung, Kuhmilchernährung von Säuglingen) auf. Symptome sind Blutarmut, Immunschwäche, Knochenveränderungen und Depigmentierungen. Ein Kupfermangel kann zudem zu geschwächten Herz- und Blutgefässwänden führen, was auf eine verringerte Aktivität des Enzyms Lysyloxidase zurückzuführen ist.3,11
Überversorgung
Übermässige Kupferaufnahme führt zu Arthritis und anderen Entzündungen im Bereich der Atemwege und des Verdauungstrakts und kann Bluthochdruck und Störungen des Leberstoffwechsels begünstigen. Zusätzlich sorgt ein erhöhter Kupferspiegel für die vermehrte Bildung von freien Radikalen und kann so zu Depressionen und Nervenkrankheiten führen. Bei der Erbkrankheit Morbus Wilson treten ähnliche Symptome auf. In diesem Fall ist die Funktion von Kupfertransportproteinen gestört, was die Ausscheidung von Kupfer behindert.
Es gibt verschiedene Quellen in der Umwelt, die bei einer Langzeitbelastung zu einer Kupfervergiftung führen können. Dies z.B. durch einen erhöhten Kupferwert des Leitungswassers durch Verwendung alter Rohre oder durch die in der Landwirtschaft eingesetzten kupferhaltigen Fungizide und Pestizide. Anorganisches Kupfer im Trinkwasser und in Nahrungsergänzungsmitteln ist anders verarbeitet als Kupfer aus der Nahrung und daher giftiger.1
Eine sehr beunruhigende Studie ergab, dass in der Allgemeinbevölkerung diejenigen, die im obersten Fünftel der Kupferaufnahme liegen, wenn sie sich auch noch relativ fettreich ernähren, ihre kognitiven Fähigkeiten mehr als dreimal so schnell wie normal verlieren.8
Funktionen im Körper
Kupfer weist folgende Funktionen im Körper auf:1,6,11
Blutbildung: Caeruloplasmin, das wichtigste Transportprotein für Kupfer, ist an der Oxidation von Eisen ( Fe2+-> Fe3+) beteiligt. Erst hierdurch kann das Transportprotein Transferrin das dreiwertige Eisen binden und es an den Ort der Hämoglobinsynthese bringen.
Enzyme des endogenen antioxidativen Systems: Kupfer ist Bestandteil von Enzymen wie die Cytochrom-C-Oxidase oder die Superoxiddismutase. Die Cytochrom-C-Oxidase sorgt dafür, dass in der Atmungskette die Reaktionen von Sauerstoff zu Wasser reibungslos ablaufen. Ist dies nicht der Fall, entsteht vermehrt Superoxid, ein Sauerstoffradikal. Die Superoxiddismutase kann Superoxid neutralisieren.
Pigmentstoffwechsel: In Form des Enzyms Tyrosinase ist Kupfer an der Bildung von Melanin beteiligt. Melanin ist ein Farbpigment in Haut und Haar und schützt vor UV-Strahlung.
Skelett und Bindegewebe: Kupfer ist am Enzym Lysyloxidase beteiligt, das die beiden Bindegewebseiweisse Kollagen und Elastin verflechtet. Dies sorgt für Struktur und Elastizität von Knochen, Bändern, Knorpel und Blutgefässen.
Zentralnervensystem: Kupfer ist beteiligt an der Bildung der schützenden Myelinschichten rund um die Nervenfasern.
Kupfer spielt eine entscheidende Rolle für das normale Funktionieren des Herz-Kreislauf-Systems.
Aufnahme und Stoffwechsel
Der Körper resorbiert Kupfer schnell und scheidet es auch wieder schnell aus. Täglich nimmt er etwa 1–1,5 mg Kupfer auf. Die Resorptionsrate ist von anderen Lebensmitteln abhängig. Zu hohe Konzentrationen an Ballaststoffen, Eisen, Zink, Phosphor, Cadmium, Sulfid und Phytinsäure vermindern die Resorption von Kupfer. Vitamin C, organische Säuren und Aminosäuren fördern durch eine Reduktion von Cu2+ zu Cu+ die Resorption. Generell sind die Resorptionsraten hoch und liegen bei 55–75 %. Die Resorption findet grösstenteils im Dünndarm statt.
Bei niedrigen Konzentrationen steigern aktive Transportmechanismen die Resorption, und die Ausscheidung (via Galle) sinkt. Bei hohen Konzentrationen findet die Resorption dann vorwiegend durch passive Diffusion statt, und die Ausscheidung steigt.3
Speicherung - Verbrauch - Verluste
Der Körperbestand beträgt zwischen 80 und 100 mg und ist vorwiegend im Skelett (40 %), in der Muskulatur (24 %), in der Leber (15 %) und im Gehirn (10 %) gespeichert. Der Transport im Blut erfolgt grösstenteils mit dem Protein Caeruloplasmin. Dieses Protein spielt auch eine Rolle im Eisenstoffwechsel. Die biologische Halbwertszeit von Kupfer aus der Nahrung beträgt 13-33 Tage, die Ausscheidung über die Galle ist der wichtigste Ausscheidungsweg.3,5,9
Strukturen
Das Übergangsmetall Kupfer (Cu) kommt in der Natur als Cu+ und Cu2+ vor und liegt in der Nahrung und im Organismus grösstenteils an Proteinen gebunden vor.10
Literaturverzeichnis - 13 Quellen
1.
Biesalski HK, Grimm Peter. Taschenatlas der Ernährung. 3. Auflage. Georg Thieme Verlag: Stuttgart und New York. 2004.
2.
US-Amerikanische Nährwertdatenbank USDA.
3.
Elmadfa I, Leitzmann C. Ernährung des Menschen. 5. Auflage. Verlag Eugen Ulmer: Stuttgart. 2015.
4.
Leitzmann C, Keller M. Vegetarische Ernährung. 3. Auflage. Verlag Eugen Ulmer KG: Stuttgart. 2013.
5.
De Groot H, Farhadi J. Ernährungswissenschaft. 6. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel: Haan-Gruiten. 2015.
6.
Zimmermann M, Schurgast H et al. Burgersteins Handbuch Nährstoffe. 9. Auflage. Karl F. Haug Verlag: Heidelberg. 2000.
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