Kalzium ist der mengenmäßig bedeutendste Mineralstoff unseres Körpers. Im menschlichen Organismus befinden sich ca. 1-1,4 kg Kalzium, was etwa 1,5 % des 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 demnach eine Bezugsquelle für die menschliche Versorgung 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 im Körper. Das Kalzium aus pflanzlichen Lebensmittel kann aufgrund ihres hohen Mineralstoffgehaltes oftmals gut verwertet werden. Untersuchungen zeigten, 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 du Kalzium vegan durch rein pflanzliche Quellen ausreichend zuführen kannst, erfährst du im Folgenden.
Funktionen
Kalzium befindet sich zu 99 % in Verbindung mit Phosphor als sogenanntes Hydroxylapatit-Salz in der Hartsubstanz (Knochen, Zähne). In dieser kristallinen Verbindung sorgt es für Festigkeit und Stabilität des Gewebes. Durch die quantitativ ausgeprägte Verteilung im Knochen stellen diese auch einen bedeutsamen Kalziumspeicher dar. Der restliche Bestand von ungefähr 1 % Kalzium befindet sich 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 im Stoffwechselgeschehen.
Verschiedene Mechanismen regulieren die Kalziumhomöostase im Blut. Besonders bekanntest sind die zwei antagonistisch wirkenden Hormone Parathormon und Calcitonin: Sinkt der Kalziumspiegel, so wird die Nebenschilddrüse zur Ausschüttung des Parathormons angeregt, denn der Botenstoff bewirkt die Mobilisierung von Kalzium aus den Knochen. Bei steigenden Konzentrationen des Mineralstoffs im Blut kommt der Gegenspieler Calcitonin zum Einsatz. Dieses entstammt der Schilddrüse und hemmt die Kalziummobilisierung aus den Knochen.
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Bioverfügbarkeit
Physiologische Faktoren beeinflussen die individuelle Bioverfügbarkeit von Kalzium. Je nach Alter, Bedarf (Schwangerschaft, Stillzeit), dem aktuellen Versorgungsstatus mit Vitamin D und Kalzium kann der Mineralstoff in unterschiedlichem Maß über den Darm absorbiert werden.
Vitamin D ist engmaschig mit dem Kalziumstoffwechsel verbunden, denn es sorgt für eine adäquate Aufnahme von Kalzium über die Darmschleimhaut und beeinflusst die bedarfsgerechte Ausscheidung über die Niere. Das Vitamin greift ebenso in den Knochenstoffwechsel ein, indem es die kontinuierlichen Auf- und Abbauprozess des Gewebes auf einem gesunden Niveau hält.
Darüber hinaus werden Koffein und Kochsalz häufig als „Kalziumräuber“ genannt, denn eine vermehrte Zufuhr dieser Substanzen kann die Kalziumausscheidung begünstigen. Negative Wirkungen auf den Knochenstoffwechsel sind bei adäquater Kalziumaufnahme dabei aber nicht unbedingt zu befürchten, da gleichzeitig die intestinale Kalziumresorption steigen kann und das Kalzium im Urin wahrscheinlich nicht aus den Knochen stammt. Bei Personen mit erhöhtem Risiko für Nierensteine könnte eine Salzrestriktion die Steinbildung reduzieren (Heaney, 2002; Prezioso et al., 2015).
Vergleich der Bioverfügbarkeit von Kalzium aus tierischen und pflanzlichen Quellen
Kalzium spielt aber auch eine wesentliche Rolle, wie die alltägliche Ernährung den pH-Wert in deinem Körper beeinflusst. Kalzium ist in den Säure-Basen-Haushalt involviert und dient beim Zustand eines Säureüberschusses als Puffersubstanz. Es kann aus dem Knochenspeicher freigesetzt werden und puffert so überschüssige Säurebildner ab, um das Säure-Basen-Gleichgewicht wiederherzustellen. Eine Säurelast könnte bei einer sehr einseitigen Ernährung eventuell durch eine hohe Proteinzufuhr, insbesondere tierischen Ursprungs, und eine gleichzeitig geringe Zufuhr an mineralstoffreichen Lebensmitteln, wie Gemüse und Obst, verursacht werden. Hinsichtlich der Proteine spielen die zwei schwefelhaltigen Aminosäuren Methionin und Cystein eine entscheidende Rolle. Die vermehrte Aufnahme dieser Eiweißbausteine begünstigt die Kalziumausscheidung über den Harn. Studien können aber nicht belegen, dass der Konsum von tierischem Protein zu einer negativen Kalziumbilanz und einem erhöhten Osteroporoserisiko führt, da das im Urin gemessene Kalzium vermutlich nicht aus den Knochen stammt; die Kalziumausscheidung lässt demzufolge keine Rückschlüsse über den Knochenstoffwechsel zu (Fenton et al., 2009; Fenton et al., 2011; Cao und Nielson, 2010; Nicoll und Howard, 2014).
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Ein hoher Obst- und Gemüsekonsum kann aufgrund der Gehalte an Kalium und Magnesium einer potenziellen Kalziurie entgegenwirken. Die bewusste Lebensmittelauswahl kann vegan, d. h. ausschließlich pflanzlich, eine adäquate Bioverfügbarkeit von Kalzium gewährleisten (ADA, 2009).
Worauf bei Kalzium veganer Herkunft zu achten ist
Bestimmte Inhibitoren (Hemmstoffe) aus pflanzlichen Lebensmitteln reduzieren die Bioverfügbarkeit von Kalzium. Wie auch bei der Absorption anderer Mineralstoffe, z. B. Eisen und Zink, können diese Substanzen mit den gelösten Kalzium-Ionen Komplexe eingehen, ihre Ausscheidung fördern und Absorption behindern. 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 %, bei stark oxalathaltigen Lebensmitteln kann sie unter 10 % liegen (ADA, 2009; Weaver et al., 1999). Im Vergleich dazu beträgt die Absorptionsrate aus Milchprodukten rund 30 %. Die Bioverfügbarkeit von mit Kalzium angereichteren Sojadrinks unterscheidet sich je nach verwendeter Kalziumverbindung: In Untersuchungen wurden Kalziumcarbonat, -chlorid und -sulphat in vergleichbarem Umfang wie das Kalzium aus Kuhmilch aufgenommen, die Verfügbarkeit von Tricalcium-Phosphat ist um etwa 25 % geringer und auch das Kalzium aus der Rotalge Lithothamnium calcareum wird schlechter aufgenommen (Agnoli et al., 2017; Scholz‑Ahrens et al., 2020).
Bedarf und Status
Die Ernährungsgesellschaften empfehlen für Erwachsene ab dem 19. Lebensjahr eine Aufnahme von 1000 mg Kalzium täglich (DGE et al., 2016; IOM, 2011; WHO/FAO, 2004). Aufgrund der unterschiedlichen Bioverfügbarkeit kann das allgemeine Ernährungsverhalten die individuell notwendige Menge zur Bedarfsdeckung beeinflussen.
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 liegt im Alter von 25-30 Jahren vor, 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 Lage auf ca. 3,5 % jährlich (Leitzmann und Keller, 2013).
Deinen Kalziumstatus kannst du einerseits über einen Bluttest bestimmen lassen, wobei eine Konzentration zwischen 2,1-2,6 mmol/l als Referenzbereich gilt. 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. Allerdings hängt diese auch von vielen weiteren Faktoren, wie beispielsweise der Vitamin D-Versorgung und sportlicher Aktivität ab. Ein Ernährungstagebuch kann Aufschluss über die Aufnahme geben und somit einen Hinweis, ob die Versorgung kritisch sein könnte.
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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 Proteinzufuhr.
Vorkommen
Eine Vielzahl an pflanzlichen Lebensmitteln enthält Kalzium, allen voran grüne (Blatt-)Gemüsesorten, wie Grünkohl, Rucola, Pak Choi, Brokkoli, Mangold und Spinat. Wildkräuter, wie der Löwenzahn, können zur Kalziumversorgung beitragen. Diese kannst du z. B. in Salaten oder grünen Smoothies verwenden. Trockenfrüchte, Mandeln, Hasel- und Paranüsse, Pseudogetreidearten (Amaranth, Quinoa), Sesam oder Soja und daraus gewonnene Produkte stellen ebenso geeignete Quellen dar. Auch Kichererbsen, Chia- und Hanfsamen sowie Mohn enthalten nennenswerte Mengen. Mineralwässer mit > 40 mg Kalzium/100 ml kannst du ebenfalls zur Bedarfsdeckung heranziehen (Leitzmann et al., 2018). In Tabelle 1 siehst du die Gehalte einiger pflanzlicher Lebensmittel pro 100 g. Bedenke, dass beispielsweise Noriblätter zwar einen hohen Anteil Kalzium haben, in der üblicherweise verzehrten Menge aber eher geringfügig zur Versorgung beitragen können.
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
Betrachtet man die Kalziumzufuhr, so liegen Veganer Untersuchungen zufolge unterhalb der Aufnahme von Vegetariern und Mischköstlern (Larsson und Johansson, 2002; Davey et al., 2003; Ströhle et al., 2011; ADA, 2009).
Im Hinblick auf die Knochenmineraldichte zeigen sich Unterschiede innerhalb der veganen Bevölkerungsgruppe. Veganer mit einer sehr niedrigen Kalziumzufuhr von unter 500 mg/Tag wiesen in einer Studie eine geringe Knochendichte auf, während Veganer mit einer Kalziumaufnahme von über 500 mg täglich in einem vergleichbaren Bereich von Vegetariern und Mischköstlern hinsichtlich der Knochendichte lagen (Appleby et al., 2007).
Zusammenfassung
Kalzium als wichtiger Bestandteil des Knochengewebes ist ein bedeutender Mineralstoff in der Ernährung. Eine ausreichende Kalziumversorgung über die rein pflanzliche Kost kannst du wief folgt unterstützen: Obst und Gemüse liefern teilweise hohe Mengen des Stoffes, wobei du den negativen Einfluss einiger Hemmstoffe in pflanzlichen Lebensmitteln geschickt umgehen kannst. So reduzierst du Phytat z. B. durch das Einweichen von Hülsenfrüchten und Nüssen, Oxalat ist ausschließlich in ausgewählten Gemüsesorten in nennenswerten Konzentrationen zu finden (Spinat, Mangold), Kohlsorten, Brokkoli oder Pak Choi sind wiederum oxalatarm und können demnach gute Kalziumquellen darstellen. Aber auch mit kalziumreichen Mineralwässern kannst du deine Versorgung mit Kalzium vegan gut unterstützten. 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