Kalzium ist der mengenmäßig bedeutendste Mineralstoff unseres Körpers. Wir finden ca. 1-1,4 kg Kalzium im Organismus, was 1,5 % unseres Körpergewichtes ausmacht (Leitzmann und Keller, 2013). Die ursprüngliche Quelle von Kalzium ist der Erdboden, wie das auch bei den anderen Mineralstoffen der Fall ist. Pflanzen nehmen dieses auf und stellen folglich unsere primäre Bezugsquelle dar.
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Bei der Versorgung mit dem Mineralstoff zählt nicht nur der Kalziumgehalt eines Lebensmittels, denn mindestens genauso wichtig ist die Bioverfügbarkeit, d.h. seine Absorption, Verstoffwechselung und Nutzung in unserem Körper. Das Kalzium aus pflanzlichen Lebensmittel kann aufgrund des hohen Mineralstoffgehaltes dieser Produkte und der damit verbundenen basischen Verstoffwechselung oftmals besser verwertet werden als jenes aus tierischen Nahrungsmittel. Untersuchungen konnten bereits zeigen, dass ein hoher Konsum an tierischem Protein (Fleisch, Milch und -produkte) mit einer erhöhten Kalziumausscheidung über den Harn einhergeht. Was hinter diesem Phänomen steckt und wie man Kalzium vegan durch rein pflanzliche Quellen ausreichend zuführen kann, wollen wir im Folgenden nachgehen.
Funktionen
Kalzium befindet sich zu 99 % in Verbindung mit Phosphor als sogenanntes Hydoxylapatit-Salz in unserer Hartsubstanz (Knochen, Zähne). In dieser kristallinen Verbindung sorgt es für Festigkeit und Stabilität des Gewebes. Durch die quantitativ ausgeprägte Verteilung im Knochen stellen diese zusätzlich einen bedeutsamen Kalziumspeicher unseres Organismus dar. Den restlichen Bestand von ungefähr 1 % Kalzium finden wir sowohl in Zellen als auch im Blutplasma. Dort übernimmt der Stoff Funktionen bei der Blutgerinnung, dient als Botenstoff für die Kontraktion von Muskeln und die Nervenreizweiterleitung. Außerdem aktiviert Kalzium bestimmte Enzyme in unserem Stoffwechselgeschehen.
Die Regulation der Kalziumhomöostase im Blut wird mit Hilfe von zwei antagonistisch wirkenden Hormonen geregelt. Sinkt der Kalziumspiegel, so wird die Nebenschilddrüse zur Ausschüttung des Parathormons angeregt, denn der Botenstoff signalisiert die Mobilisierung von Kalzium aus den Knochen. Bei steigenden Konzentrationen des Mineralstoffs im Blut kommt der hormonelle Gegenspieler zum Einsatz, denn das Calcitonin aus der Schilddrüse hemmt die Kalziummobilisierung aus den Knochen.
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Bioverfügbarkeit
Physiologische Faktoren beeinflussen unsere individuelle Bioverfügbarkeit von Kalzium. Je nach Alter, Bedarf (Schwangerschaft, Stillzeit), unserer aktuellen Versorgung mit Vitamin D und Kalzium steht uns der Mineralstoff mehr oder weniger über die Absorption im Darm zu Verfügung.
Vitamin D ist engmaschig mit dem Kalziumstoffwechsel verbunden, denn es sorgt für eine adäquate Aufnahme von Kalzium über die Darmschleimhaut und beeinflusst die Ausscheidung bedarfsgerecht über die Niere. Das Vitamin greift ebenso in den Knochenstoffwechsel ein, indem es den kontinuierlichen Auf- und Abbauprozess des Gewebes auf einem gesunden Niveau hält.
Darüber hinaus können Koffein und Kochsalz als „Kalziumräuber“ genannt werden, denn eine vermehrte Zufuhr dieser Substanzen begünstigt die Kalziumausscheidung.
Vergleich der Bioverfügbarkeit von Kalzium aus tierischen und pflanzlichen Quellen
Kalzium spielt aber auch eine wesentliche Rolle, wie unsere alltägliche Ernährung den pH-Wert unseres Körpers beeinflusst. Kalzium ist in den Säure-Basen-Haushalt involviert und dient beim Zustand eines Säureüberschusses als Puffersubstanz. Bei einer latenten, d.h. leichten, chronischen Säurelast unseres Blutes und Gewebes, kann Kalzium aus dem Knochenspeicher freigesetzt werden und puffert überschüssige Säurebildner ab, um unser Säure-Basen-Gleichgewicht wiederherzustellen. Diese Säurelast wird durch eine hohe Proteinzufuhr, insbesondere tierischen Ursprungs, und eine gleichzeitig geringe Zufuhr an mineralstoffreichen Lebensmitteln, wie Gemüse und Obst, verursacht. Hinsichtlich der Proteine spielen zwei schwefelhaltigen Aminosäuren (Methionin, Cystein) eine entscheidende Rolle. Die vermehrte Zufuhr dieser Eiweißbausteine begünstigt die Kalziumausscheidung über den Harn. Studien belegen, dass der reichhaltige Konsum an tierischem Protein zu einer negativen Kalziumbilanz führt. Methionin ist beispielsweise eine wesentliche Proteinkomponente der Kuhmilch. Wissenschaftlich gesehen besteht eine direkte Korrelation zwischen der Höhe des Proteinkonsums und der Kalziumausscheidung über die Niere sowie dem Auftreten von Knochenbrüchen. Diese Ausführungen bzgl. des Einflusses der Lebensmittel auf die Entstehung einer sog. latenten Azidose (leichte, chronische Säurelast) und ihre Auswirkungen auf die (Knochen-)Gesundheit sind Gegenstand der aktuellen Forschung und können noch nicht abschließend bewertet werden, da sich die These stark in der Diskussion befindet.
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Im Gegensatz dazu können wir durch einen hohen Obst- und Gemüsekonsum einer potenziellen Kalziurie entgegenwirken, denn durch den hohen Gehalt an Mineralstoffen wird die Säurelast verringert. Außerdem steht die Zufuhr an pflanzlichem Protein in negativem Zusammenhang mit der Kalziumausscheidung und dem Auftreten von Hüftfrakturen, dem Folgeereignis der Osteoporose. Daraus lässt sich schließen, dass die Zufuhr an Kalzium vegan, d.h. ausschließlich pflanzlich, eine adäquate Bioverfügbarkeit gewährleisten kann (Bushinsky et Frick, 2000; Sebastian et al., 2002; Jacob et al., 2013; Lemann et al. 2003).
Worauf bei Kalzium veganer Herkunft zu achten ist
Einen weiteren Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von Kalzium nehmen bestimmte Hemmstoffe, auch Inhibitoren genannt, aus pflanzlichen Lebensmitteln ein. Wie auch bei der Absorption anderer Mineralstoffe, z.B. Eisen und Zink, können diese Substanzen mit den gelösten Kalzium-Ionen Komplexe eingehen und ihre Ausscheidung fördern. Kalzium und alle weiteren Mineralstoffe müssen als geladenes Teilchen (Ion) in gelöster Form vorliegen, um auch über die Darmschleimhaut aufgenommen werden zu können. Bekannte Inhibitoren sind Phytate aus Getreide und Hülsenfrüchten oder auch Oxalate, beispielsweise aus grünem Blattgemüse (Spinat, Mangold). Die Kalziumabsorption aus oxalatarmen Gemüsesorten (Kohl, Pak Choi, Brokkoli) beträgt ca. 50-60 %, während wir aus stark oxalathaltigen Lebensmittel nur etwa 25 % des enthaltenen Kalziums aufnehmen (ADA, 2009). Vergleichsweise beträgt die Absorptionsrate aus Milchprodukten rund 30 %, genauso wie jene aus Kalzium angereicherten Sojamilchprodukten (Zhao et al., 2005).
Bedarf und Status
Die Ernährungsgesellschaften geben für Erwachsene ab dem 19. Lebensjahr eine Empfehlung von 1000 mg Kalzium täglich aus. Wie sich bereits aus der Bioverfügbarkeit herauslesen lässt, kann der individuelle Bedarf unter anderem auf das allgemeine Ernährungsverhalten zurückgeführt werden. Die WHO sieht eine tägliche Kalziumzufuhr von 600 mg/Tag als bedarfsdeckend an, sofern der Anteil an tierischem Protein in der täglichen Ernährung reduziert würde (Joint FAO/WHO, 2004). Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit sieht eine tägliche Zufuhr von 750 mg als bedarfsdeckend an (EFSA, 2015).
In der Wachstumsphase besteht aufgrund des Aufbaus der Skelettmuskulatur ein erhöhter Bedarf. Dieser steigt altersabhängig und erreicht im Jugendalter von 13-19 Jahren mit 1200 mg/Tag den Höhepunkt. Die maximale Knochendichte erreichen wir im Alter von 25-30 Jahren, danach findet ein langsamer, stetiger Abbau von 0,5-1,5 % pro Jahr statt. Dieser Prozess steigt insbesondere bei Frauen in der Menopause aufgrund der hormonellen Umstände auf ca. 3,5 % jährlich (Leitzmann et Keller, 2013).
Der Kalziumstatus kann einerseits über einen Bluttest bestimmt werden, wobei man mit einer Konzentration zwischen 2,1-2,6 mmol/l im Referenzbereich liegt. Jedoch ist die Serumkonzentration kein optimaler Marker, da diese aufgrund der Regulationsmechanismen in sehr engen Grenzen konstant gehalten wird. Bei einer Unterversorgung wird Calcium aus dem Knochen mobilisiert – die Serumkonzentration bleibt daher auch dann über sehr lange Zeit im Normalbereich. Als Indikator für die langfristige Kalziumversorgung kann die Messung der Knochenmineraldichte herangezogen werden.
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Mangel
Im Kinder- und Jugendalter zeigt sich eine unzureichende Kalziumversorgung an einer mangelhaften Knochenmineralisierung, die z.B. mit Minderwuchs oder Zahnentwicklungsstörungen einhergehen kann. Im späteren Verlauf wird eine geringe Knochendichte als Osteopenie bzw. pathologisch als Osteoporose (Knochenschwund) bezeichnet. Dadurch steigt das Risiko für Knochenbrüche, die im höheren Alter bedrohlich werden können. Für stabile und gesunde Knochen spielen jedoch neben einer ausreichenden Kalziumversorgung weitere Faktoren eine entscheidende Rolle. Dazu zählen unsere Versorgung mit Vitamin D (primär über die körpereigene Synthese, angeregt durch die UV-B Strahlung des Sonnenlichts), die Versorgung mit weiteren Nährstoffen (z.B. Vitamin K), Antioxidantien, ausreichend Bewegung und eine adäquate, nicht übermäßige Proteinzufuhr.
Vorkommen
Kalzium findet sich in einer Vielzahl an pflanzlichen Lebensmitteln, wobei allen voran grüne (Blatt)Gemüsesorten, wie Grünkohl, Rucola, Pak Choi, Brokkoli, Mangold und Spinat genannt werden können. Wildkräuter, wie der Löwenzahn, kann man als „Kalziumbomben“ bezeichnen und sie finden z.B. in Salaten oder grünen Smoothies Verwendung. Trockenfrüchte, Mandeln, Hasel- und Paranüsse, Pseudogetreidearten (Amaranth, Quinoa), Sesam oder auch Soja und daraus gewonnene Produkte dienen ebenso als geeignete Quellen. Zudem sind Kichererbsen, Chia– und Hanfsamen sowie der Mohn zu nennen. Die Zufuhr von Mineralwässern mit > 40 mg Kalzium/100 ml kann ebenfalls zur Bedarfsdeckung beitragen (Leitzmann et al., 2018).
Tabelle 1: Gehalt an Kalzium in pflanzlichen Lebensmitteln (Elmadfa et al., 2007; BLS)
| Kalzium | |
|---|---|
| (mg/100 g) | |
| hohe Gehalte (> 500 mg/100g) | |
| Mohn | 1460 |
| Noriblatt | 1034 |
| Sesam, Samen und Mus (Tahin) | 780 |
| Spirulina-Pulver | 644 |
| mittlere Gehalte (100-500 mg/100g) | |
| Mandeln | 252 |
| Haselnüsse | 225 |
| Amaranth | 214 |
| Grünkohl, roh | 212 |
| Feigen getrocknet | 190 |
| Rucola, roh | 160 |
| Paranüsse | 130 |
| Spinat, roh | 117 |
| Fenchel, roh | 109 |
| Tofu | 105 |
| Mangold, roh | 103 |
| niedrige Gehalte (< 100 mg/100g) | |
| Oliven | 96 |
| Brokkoli | 87 |
| Walnüsse | 87 |
| Quinoa | 80 |
| Rosinen | 85 |
| Aprikosen, getrocknet | 82 |
| Mineralwässer | 0,2 bis > 56 |
Status bei veganer Ernährung
Im Hinblick auf die Kalziumzufuhr liegen Veganer mit 550-600 mg täglich deutlich unter der Aufnahme von Vegetariern und Mischköstlern, die im Durchschnitt knapp unter 1000 mg/Tag beträgt (Larsson et Johansson, 2002; Davey et al., 2003).
Betrachtet man die Knochenmineraldichte als Parameter für die Kalziumversorgung, zeigen sich Unterschiede innerhalb der veganen Bevölkerungsgruppe. Veganer mit einer sehr niedrigen Kalziumzufuhr von unter 500 mg/Tag weisen dabei eine geringere Knochendichte auf, während Veganer mit einer Kalziumaufnahme von über 500 mg täglich in einem vergleichbaren Bereich von Vegetariern und Mischköstlern hinsichtlich der Knochendichte liegen (Appleby et al., 2007).
Aus epidemiologischer Sicht besitzen Bevölkerungsgruppen mit einem hohen Konsum an tierischem Eiweiß (Europa, USA) eine deutlich höhere Osteoporoserate mit einem gleichzeitig höheren Risiko für Knochenfrakturen als Populationen mit kaum vorhandenen Milchkonsum bzw. überwiegend pflanzlicher Kost, wie Asien und Afrika (Warensjö et al., 2011; Campbell et Campbell, 2011).
Zusammenfassung
Kalzium als wichtiger Bestandteil des Knochengewebes ist mengenmäßig der bedeutendste Mineralstoff unserer Ernährung. Die Kalziumversorgung über eine rein pflanzliche Kost lässt sich einfach umsetzen: Durch den reichlichen Verzehr an Obst und Gemüse schafft man Raum für eine optimale Bioverfügbarkeit, wobei einige Hemmstoffe in pflanzlichen Lebensmitteln geschickt umgangen werden können. Phytat wird z.B. durch das Einweichen von Hülsenfrüchten und Nüssen reduziert und Oxalat ist ausschließlich in ausgewählten Gemüsesorten in nennenswerten Konzentrationen zu finden (Spinat, Mangold). Kohlsorten, Brokkoli oder Pak Choi stellen wiederum oxalatarmes Gemüse dar und dienen folglich als adäquate Kalziumquellen. Aber auch mit kalziumreichen Mineralwässern kann unsere Versorgung mit Kalzium vegan gut unterstützt werden. Insbesondere Kinder, Schwangere und Stillende sowie ältere Personengruppen sollten vermehrt ein Augenmerk auf ihre Kalziumzufuhr legen.
Der Inhalt dieses Artikels kann und soll eine individuelle Vegane Ernährungsberatung nicht ersetzen. Im Verzeichnis für Vegane Ernährungsberatung findest du, in deiner Nähe vor Ort oder online, fachkundige Unterstützung.
Folgende Lebensmittel sind in meiner Ernährung enthalten…
Täglich: Mandeln, Paranüsse, Walnüsse, Chiasamen/Leinsamen, Haferflocken, Spinat, Bananen, Äpfel, Kiwi, Beeren, Petersilie, Romasalat, Paprika, Tomaten, Gurke, Champignons, Staudensellerie
Täglich aber im Wechsel: Süßkartoffel, Tofu, Kichererbsen, Bohnen, Linsen
1-3x pro Woche: Quinoa, Rukola, Feldsalat, Sonnenblumenkerne, Sesam, Reis, Karotten
1-3x pro Monat: Brokoli, Hirse, Vollkornnudeln
Ich denke, die Richtung stimmt 🤔
Wieder ein sehr interessanter Vortrag, liebe Lisa-Michelle. Aber wenn Du von Ca, Vit. D und der Knochengesundheit nzw. -krankheit [Osteoporose] sprichst, darfst Du keinnesfalls die K Vitamine vergessen. Ein besonders guter Lieferant dafür ist Grünkohl [817 µg/100 g] mit Abstand gefolgt von Portulak, Schnittlauch und Spinat, diese haben nur etwas über 300 µg/100 g.
Liebe Grüße
Albert
Hallo lieber Albert,
tatsächlich spielen Vitamin D und K eine gemeinsame Rolle im Knochenstoffwechsel. Vitamin D bzw. Calcitriol beeinflusst den Calciumstoffwechsel und hält die Calciumkonzentration im Blut aufrecht. Vitamin K dient als Kofaktor des Enzyms y-Glutamylcarboxylase, welches die y-Carboxylierung von proteingebundenen Glutamatresten zu sog. Gla-Proteinen katalysiert, die hierdurch aktiviert werden. Zu diesen zählen auch das im Knochen gebildete Osteocalcin sowie das Matrix-Gla-Protein (MGP) in Knorpel und Gefäßwand. Erst wenn das Osteocalcin in dieser Weise aktiviert wurde, kann es Calcium im Knochen binden. Daneben hat MGP die Aufgabe eine potentielle „Verkalkung“, die durch die hohen Calcium- und Phosphat-Konzentrationen im Blut entstehen kann, zu kontrollieren bzw. zu hemmen. Erhöhte Spiegel von untercarboxyliertem Osteocalcin sind mit einer niedrigen Knochendichte und einem erhöhten Fakturrisiko assoziiert.
Nun gibt es unterschiedliche Formen von Vitamin K: Phyllochinon (K1) kommt in hohen Konzentrationen (bis ca. 500 µg/100 g) in allen grünen Pflanzen vor, da es als Teil des Photosyntheseapparates in den Chloroplasen lokalisiert ist. Menachinon (K2) wird dahingegen von grampositiven Bakterien wie E. coli oder B. subtilis synthetisiert und befindet sich daher z.B. in fermentierten Lebensmitteln, wie Natto (900 µg/100 g MK-7) sowie in tierischen Lebensmitteln (weitaus geringere Konzentrationen an MK-4). Die besondere Wirksamkeit von K1 zu K2 ist dadurch zu erklären, dass K1 bevorzugt in der Leber aufgenommen und hier kurzzeitig gespeichert werden kann, wohingegen K2 sich in extrahepatischen Geweben (Knochen, Knorpel, Gefäßwand) konzentriert.
Eine unzureichende Vitamin-K-Versorgung resultiert also in einer verringerten Mineralisierung des Knochens. In einigen Studien konnte eine Beziehung zwischen hoher Vitamin K-Aufnahme, höherer Knochendichte und verminderter Frakturrate festgestellt werden: Metaanalysen ergaben, dass die Supplementierung bei vorwiegend postmenopausalen Frauen mit MK-4 (15 bzw. 45 mg (!!!)/Tag) zu einer Verbesserung der Mineralisierung und einem Rückgang der Frakturraten führte. Eine Interventionsstudie bei postmenopausalen Frauen mit 180 µg MK-7/Tag über drei Jahre ergab eine signifikante Verbesserung der Knochendichte. Andere Studien konnten diesen Zusammenhang jedoch nicht zeigen (Biesalski 2016); wiederum andere Studien unterschieden nicht zwischen den Formen des Vitamin K und kamen zu ähnlichen korrelativen Ergebnissen (Hahn et al., 2016).
Eine offizielle Empfehlung bzgl. der Höhe der Aufnahme von Vitamin K in Bezug auf eine präventive Wirkung bzw. das Osteoporoserisiko gibt es zum aktuellen Zeitpunkt noch nicht, wobei die allg. D-A-CH-Empfehlung bei bis zu 80 µg/Tag liegt. Da eine vollwertige vegane Ernährung mit einem hohen Anteil an grünem Blattgemüse bereits zu einer ausreichenden Versorgung mit Phyllochinon führt und die Möglichkeit besteht, Natto in seinen Speiseplan als MK-7-Quelle aufzunehmen, würde ich persönlich aktuell diese Möglichkeit favorisieren, zumindest bis weitere Studien vorliegen. Gröber und Holick (2015) kommen zu dem Schluss, dass so lange noch keine eindeutigen Empfehlungen für Vitamin K2 als MK-7 vorlägen, könne man sich unter präventiven Aspekten an einer Dosierung von 0,5-1 µg pro kg Körpergewicht orientieren.
Liebe Grüße, Dominik