Kupfer und Eisen · Spurenelemente

Zwei Metalle, die einander weiterreichen

Kupfer und Eisen kommen im menschlichen Körper in sehr ungleichen Mengen vor. Von Eisen trägt ein Erwachsener rund vier Gramm mit sich, von Kupfer etwa achtzig bis hundertzwanzig Milligramm — ein Verhältnis von ungefähr vierzig zu eins. Trotzdem stehen beide Elemente in denselben Stoffwechselwegen, und dort nicht zufällig nebeneinander, sondern hintereinander.

Eisen verlässt die Darmzelle als zweiwertiges Ion. In dieser Form kann es das Transportprotein Transferrin nicht binden; zuvor muss es ein Elektron abgeben. Diesen Oxidationsschritt übernehmen Enzyme, die Kupferatome in ihrem aktiven Zentrum tragen. Kommt der erste Schritt nicht zustande, unterbleibt auch der zweite — deshalb taucht Kupfer in praktisch jeder Darstellung des Eisenstoffwechsels auf.

Für beide Elemente hat die Europäische Kommission gesundheitsbezogene Angaben freigegeben. Iolithglanz zitiert diese Sätze in genau dem Wortlaut, in dem sie im Unionsregister stehen, und ordnet daneben ein, welcher biologische Vorgang jeweils gemeint ist. Was dort nicht steht, steht auch hier nicht.

Die beiden Elemente, einzeln aufgeschlagen

Jedes Element steht für sich. Die Europäische Union hat die Angaben nicht für eine Kombination freigegeben, sondern jeweils für ein einzelnes Element — und so werden sie hier auch wiedergegeben.

1. 01

   Kupfer

   Ordnungszahl 29 · Referenzwert 1,0 mg

   Kupfer ist ein Spurenelement, das der Organismus nicht selbst bilden kann. Der größte Teil des Bestandes liegt in Leber, Gehirn und Skelettmuskulatur. Im Blutplasma ist Kupfer überwiegend an ein Glykoprotein gebunden, das sechs Kupferatome trägt und dort als Ferroxidase arbeitet. Weitere kupferhaltige Enzyme sitzen in der Atmungskette der Mitochondrien sowie in den Membranen von Fresszellen.

   In der Nahrung findet sich Kupfer vor allem in Innereien, Kakaoerzeugnissen, Sesam, Cashewkernen und Vollkorngetreide. Der Referenzwert für die tägliche Zufuhr beträgt nach EU-Vorgabe 1,0 mg.

   „Kupfer trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

   „Kupfer trägt zu einem normalen Eisentransport im Körper bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

2. 02

   Eisen

   Ordnungszahl 26 · Referenzwert 14 mg

   Eisen ist mengenmäßig das häufigste Spurenelement des Körpers. Etwa zwei Drittel des Bestandes stecken im Hämoglobin der roten Blutkörperchen, ein weiterer Teil im Myoglobin der Muskulatur und in den Speicherproteinen der Leber. In Zellen der körpereigenen Abwehr sitzt Eisen unter anderem im aktiven Zentrum von Hämenzymen der Granula sowie in jenem Enzym, das die Bausteine für neue DNA bereitstellt.

   Nennenswerte Mengen liefern Hülsenfrüchte, Hirse, Haferflocken, Kürbiskerne und rotes Fleisch. Der Referenzwert für die tägliche Zufuhr beträgt nach EU-Vorgabe 14 mg.

   „Eisen trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Die biologische Grundlage der drei Angaben

Eine zugelassene Angabe ist das Ergebnis einer Bewertung: Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit sichtet die vorliegenden Studien zu einem Element und einer Körperfunktion, und wenn der Zusammenhang als hinreichend belegt gilt, formuliert die Kommission daraus einen kurzen Satz. Die drei nachstehenden Abschnitte beschreiben, welche Vorgänge in dieser Bewertung eine Rolle gespielt haben.

Kupfer im Phagosom der Fresszelle

Nimmt ein Makrophage ein Bakterium auf, schließt er es in ein membranumhülltes Bläschen ein, das Phagosom. In dessen Wand sitzt eine Transport-ATPase, die Kupferionen aus dem Zellinneren in den Hohlraum befördert. Messungen an isolierten Zellen zeigen dort deutlich höhere Kupferkonzentrationen als im umgebenden Zytoplasma. Dieselbe Zelle hält ihr freies Kupfer sonst extrem knapp: Metallothioneine und spezialisierte Transportproteine, die Chaperone, reichen jedes Ion gezielt weiter, sodass kaum ungebundenes Kupfer vorliegt.

„Kupfer trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012.

Myeloperoxidase: ein Hämenzym in den Granula

Neutrophile Granulozyten sind die zahlenmäßig größte Gruppe der weißen Blutkörperchen. In ihren azurophilen Granula lagert Myeloperoxidase, ein Enzym mit einer Hämgruppe im aktiven Zentrum — und damit mit einem Eisenatom. Es setzt Wasserstoffperoxid und Chlorid zu Hypochlorit um. Das grünliche Hämenzym gibt frischem Eiter seine Farbe; ohne das Eisen im Häm findet die Reaktion nicht statt.

Eisen begegnet einem in der Abwehrzelle noch an einer zweiten Stelle: Ribonukleotid-Reduktase, das Enzym, das Ribonukleotide zu Desoxyribonukleotiden umbaut, trägt in einer seiner Untereinheiten ein Eisenzentrum. Lymphozyten, die sich nach einem Erregerkontakt vermehren, benötigen laufend Nachschub an DNA-Bausteinen — und tragen deshalb besonders viele Transferrinrezeptoren auf ihrer Oberfläche.

„Eisen trägt zu einer normalen Funktion des Immunsystems bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012.

Bevor Eisen transportiert wird, muss es oxidiert werden

Der Eisenexport aus einer Zelle läuft über Ferroportin, das einzige bekannte Ausschleusungsprotein für dieses Element. Was Ferroportin freisetzt, ist zweiwertiges Eisen. Transferrin, das Transportprotein des Blutplasmas, bindet jedoch ausschließlich die dreiwertige Form. Zwischen beiden Schritten steht deshalb eine Oxidation, und die besorgen kupferhaltige Ferroxidasen: im Plasma das erwähnte Glykoprotein mit seinen sechs Kupferatomen, an der Darmwand ein membranständiges Gegenstück.

Genau dieser Übergabepunkt ist der Grund dafür, dass die Union eine eigene Angabe zum Eisentransport unter dem Element Kupfer führt und nicht unter Eisen:

„Kupfer trägt zu einem normalen Eisentransport im Körper bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012.