Zink und seine Bedeutung für die Sinnesleistungen
nach Barbara Becher

Es wird allgemein akzeptiert, dass die Leistungen von Augen und Gehör mit zunehmendem Alter nachlassen und tatsächlich treten Beeinträchtigungen der Sinnesfunktionen Sehen, Hören, Riechen und Schmecken bei älteren Menschen häufiger auf, als bei jungen. Diese Störungen können aber auch als Begleitsymptome bei Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Leberzirrhose und Morbus Crohn auftreten oder durch den langfristigen Gebrauch bestimmter Medikamente hervorgerufen werden. Die Induktion eines Zinkmangels spielt hierbei nicht selten eine Rolle. Daher kann, zur Wiederherstellung und Verbesserung der Sinnesfunktionen eine Zinktherapie hilfreich sein.

Die Zinkversorgung ist durch Alter und Krankheit besonders gefährdet In der Bevölkerungsgruppe der älteren Menschen ist das Risiko einer Unterversorgung mit Zink deutlich erhöht. Die Ursachen hierfür liegen überwiegend in einer unzureichenden Zinkaufnahme durch falsche Ernährung, verminderte Zinkresorption oder erhöhte Zinkverluste, bedingt durch Erkrankungen, die im Alter gehäuft beobachtet werden. Auch die langfristige Einnahme bestimmter Medikamente und Mehrfachmedikationen können hierzu beitragen. Verzehrstudien ergaben, dass die durchschnittliche tägliche Zinkaufnahme älterer Personen bei 7-11 mg und damit deutlich im Bereich der Unterversorgung liegt. Insbesondere einkommensschwache Gruppen wiesen bei diesen Untersuchungen größere Defizite in ihrer Nahrungszusammensetzung auf.

Untersuchungen der Serumzinkwerte bei älteren Menschen (Altersbereich: 61 bis 96 Jahre) ergaben deutlich verminderte Werte gegenüber dem Normwert. Von den 79 untersuchten Personen hatten nur 14, also weniger als 20%, einen Serumzinkspiegel innerhalb des Normbereichs, aber auch bei diesen Personen lag der Zinkwert gerade nur im unteren Grenzbereich.

Eine sechswöchige Zinksupplementation konnte bei den meisten untersuchten Probanden den Zinkspiegel bis in den mittleren Normbereich anheben. Dies deutet darauf hin, dass sich der Zinkstatus mit zunehmendem Alter nicht grundsätzlich zu niedrigeren Werten hin verändert, sondern, dass häufig eine nicht ausreichende Versorgung vorliegt. Andere Untersuchungen bestätigen, dass die Gesamtausscheidung von Zink bei älteren Menschen häufig größer ist, als die Bruttoaufnahme. Die Folge hiervon ist eine zunehmende Erschöpfung der Zinkreserven. Eine marginale Zinkversorgung und latente Zinkmangelzustände sich jedoch nicht nur in der älteren Bevölkerung anzutreffen. Bei einer serologischen Reihentestung an über 1700 zufällig ausgewählten Personen wurde bei 45% der Untersuchten ein erniedrigter Zinkwert gemessen. Bestimmte Risikogruppen sind dabei stärker von einem Zinkmangel bedroht. Neben älteren sind vor allem chronisch kranke Menschen gefährdet. Bei ihnen lassen sich auch am häufigsten typische Zinkmangelsymptome wie eine gestörte Dunkeladaptation, verminderter Geruchs- und Geschmackssinn und auch eine verminderte Abwehrleistung des Immunsystems beobachten. Beim Auftreten dieser Symptome sollte eine orale Zinksubstitution1 vorgenommen werden, da ein alimentärer Ausgleich des Zinkmangels oft nur schwer möglich ist.

Treten bestimmte Symptome auf, kann die Untersuchung des Zinkstatus sinnvoll sein, um den Zusammenhang mit einem möglichen Zinkmangel aufzudecken. In der Praxis hat sich die Untersuchung des Vollbluts bewährt.

Mögliche Symptome bei Zinkmangel:

Geruchs- und Geschmacksstörungen
Appetitlosigkeit
Gewichtsverlust
Adynamie (Kraftslosigkeit, chronisches Müdigkeitssyndros)
Apathie
Depressionen
Beeinträchtigung des Sehvermögens
Blutbildungsstörungen
Geschwächtes Immunsystem
Gonadenunterfunktion (Unterfunktion der Keimdrüsen [Hoden, Eierstöcke] )
Haarausfall
Hautveränderungen
Wundheilungsstörungen

Wieviel Zink täglich?
(Empfehlungen der DGE für die tägliche Zinkaufnahme bei gesunden Personen)

Säuglinge
0-2 Monate 3mg
3-5 Monate 4mg
6-11 Monate 5mg

Kinder/Jugendliche
1- 3 Jahre 8mg
4-6 Jahre 10mg
7-12 Jahre 12mg
13-19 Jahre (w/m) 12/15mg

Erwachsene
über 19 Jahre (w/m) 12/15mg

Schwangere 20mg
Stillende 25mg

Geruchs- und Geschmacksstörungen sind erste Warnzeichen
Beeinträchtigungen des Geruchssinnes und Störungen im Geschmackssinn gehören zu den typischen, frühzeitig auftretenden Symptomen eines Zinkmangels. Die Ursache des Zinkmangels kann dabei eine unzureichende Versorgung mit dem essentiellen Spurenelement sein, wie sie bei Mangel- und Fehlernährung bei Diäten, durch hohen Alkoholkonsum, durch falsche Zusammenstellung der Nahrung oder auch bei parenteraler Ernährung entstehen kann.

Sehr häufig entsteht ein Zinkmangel aber auch als Folge verschiedener Erkrankungen, die den Zinkstoffwechsel negativ beeinflussen. Dabei können eine verminderte Fähigkeit zur Verwertung des Nahrungszinks, ein erhöhter Bedarf oder eine gesteigerte Ausscheidung vorliegen. Besonders Erkrankungen der inneren Organe, die in die Zinkhomöostase einbezogen sind, führen häufig zu einem sekundären Zinkmangel.

Typische Mangelsymptome treten bei einer Reihe von Erkrankungen als Begleiterscheinungen auf. Gut dokumentiert sind Geruchs- und Geschmacksstörungen bei chronischen Lebererkrankungen, insbesondere der Leberzirrhose, Nierenfunktionsstörungen, chronisch entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa und bei Diabetes mellitus. Aber auch der langfristige Gebrauch bestimmter Pharmaka kann zu Imbalancen im Zinkstoffwechsel führen und Mangelsymptome hervorrufen.

In diesen Fällen wurden bisher Störungen der Sinnesfunktionen im Zusammenhang mit Zinkmangel beobachtet:

Acrodermatitis enteropathica (vererbliche chronische Hautkrankheit)
Alkoholismus
Anorexia nervosa (ohne Appetit, Magersucht, psychogene Essstörung)
Colitis ulcerosa
Dauergebrauch bestimmter Pharmaka (z.B. Diuretika, Laxantien, Hormonpräparate)
diabetes mellitus
Down-Syndrom
hohes Alter
Hypo- und Hyperthyreose
Langanhaltende Diarrhoen
Leberzirrhose
Morbus Crohn
Niereninsuffizienz
parenterale Ernährung
psychiatrische Erkrankungen
Schwangerschaft

Die genauen Mechanismen, die bei der Zinkdepletion zu Geruchs- und Geschmacksstörungen führen, sind noch nicht vollständig geklärt. Sicher sind daran aber sowohl neurosensorische wie enzymatische Prozesse beteiligt. Trotz strikter Zinkhomöostase im Gehirn hat eine länger dauernde Unterversorgung mit Zink auch Auswirkungen auf dieses Organ.
Sogar relativ frühzeitig auftretende Symptome sind Störungen beim Geruchs- und Geschmacksempfinden. In vielen Fällen dieser Störungen kann aber eine Zinksupplementation die Ausfälle beheben. Unabhängig durch welche, meist mit einem Zinkmangel assoziierte Grunderkrankung die Störungen verursacht werden, zeigt sich eine Zinksubstitution nicht selten erfolgreich.

Das reichhaltige Angebot verschiedener Nahrungsmittel läßt vermuten, daß hierzulande eine Unterernährung und eine Versorgung mit wichtigen Mikronährstoffen quasi ausgeschlossen ist. Untersuchungen über die Verzehrgewohnheiten der Deutschen wie die Nationale Verzehrstudie von 1991 (NVS) zeigten aber, daß die Ernährungslage der Bevölkerung weit vom Idealzustand entfernt ist. Insbesondere bei der Versorgung mit einigen essentiellen Vitaminen und Spurenelementen wie Vitamin C und E, Zink und Selen können bei unausgewogenen Ernährungsgewohnheiten größere Defizite entstehen.

Zink schützt Schleimhautzellen
Die Substitution von Zink ist bei der Behandlung von Beeinträchtigungen des Geruchs- und Geschmackssinnes in vielen Fällen erfolgreich, allerdings nur solange es sich um funktionelle Störungen handelt. Ist der Krankheitsprozeß soweit fortgeschritten, daß Schleimhautoder Nervengewebe unwiederbringlich zerstört ist, kann selbstverständlich auch eine Zinktherapie nichts mehr ausrichten.

Zink gehört neben anderen essentiellen Mikronährstoffen zu den wichtigsten Elementen für den reibungslosen Zellstoffwechsel und schützt darüber hinaus durch seine starke antioxidative Potenz, die Integrität der Zelle. Dies bedeutet insbesondere auch für die Mund und Nase auskleidenden Schleimhäute eine höhere Stabilität und Resistenz gegenüber schädigenden Einflüssen und eine verbesserte Regenerationsfähigkeit. Daher ist es wichtig, bei chronischen, entzündlichen Prozessen, die sich im Nasen-Rachen-Raum abspielen, eine ausreichende Zinkversorgung sicherzustellen, um das Risiko einer dauerhaften Schädigung des rezeptortragenden Schleimhautepithels zu minimieren.

Funktionen und Metabolismus von Zink im Gehirn
Für die Sinnesleistungen sind nicht nur die Vorgänge an den externen Organen Auge, Ohr, Nase und Mund von Bedeutung, sondern auch die Verarbeitung der Reize im Gehirn. Dabei spielt auch das Spurenelement Zink eine wichtige Rolle. Sowohl die exzitatorische wie die inhibitorische Reizleitung im Gehirn wird durch zinkabhängig gebildete Neurotransmitter vermittelt. Weiterhin sind die Prozesse der Umwandlung der chemischen Reize verschiedenster Substanzen in elektrische Signale, die dann im Gehirn z.B. als Geruch oder Geschmack Gestalt annehmen, von Zink als Cofaktor der Proteinsynthese abhängig.

Das Gehirn ist durchaus nicht das zinkreichste Körpergewebe. Mit etwa 20mg Zink pro Gramm Feuchtgewicht liegt sein Zinkgehalt eher im unteren Bereich. Auch die Verteilung des Zinks in den verschiedenen Regionen des Gehirns ist nicht gleichmäßig. Den höchsten Gehalt fand man im Hippocampus, den niedrigsten im Thalamus-/ Hypothalamus-Bereich und der Medulla oblongata. Mittlere Werte finden sich in Kleinhirn, Mittelhirn, Kortex, Korpus striatum und im Bulbus olfactorius. Die höchsten Zinkkonzentrationen finden sich in den Moosfasern und deren synaptischen Vesikeln, was auf eine Funktion des Zinks bei der Neurotransmission hindeutet.

Die Aufnahme des Zinks ins Gehirn erfolgt vermutlich aus dem Blut über die Blut-Hirn-Schranke durch einen aktiven Transportmechanismus. Hierfür spricht die 20fach höhere Konzentration des Zinks in den Moosfasern gegenüber der im Plasma. Im Durchschnitt beträgt die biologische Halbwertszeit des Zinks im Gehirn 12,3 Tage und ist damit recht lang. Bei Zinkmangel erhöht sich die Halbwertszeit, und das Metall wird im Gehirn retiniert. Diese strikte Aufrechterhaltung der Zinkhomöostase deutet auf die lebenswichtigen Funktionen dieses essentiellen Spurenelementes in diesem Organ hin.

Neurotransmitter und synaptische Signalübertragung
Die Funktionen von Zink im Zentralen Nervensystem sind sehr vielseitig. Neben den für die Entwicklung wichtigen Enzymen, gibt es im Gehirn eine Reihe weiterer zinkabhängiger Enzyme. Darunter solche, die für die Synthese und Metabolisierung von Neurotransmittern verantwortlich sind. Noradrenalin und Adrenalin werden über die Zwischenstufen Dopa und Dopamin aus der Aminosäure Tyrosin gebildet. Die dabei beteiligten Enzyme Dopamin-beta-hydroxylase und Phenylethanolamin-N-methyltransferase unterliegen dabei einer zinkabhängigen Regulation. So konnte man bei Zinkmangel-Ratten erhöhte Dopamin- und Noradrenalinkonzentrationen im Gehirn nachweisen, was auf einen gestörten Metabolismus dieser beiden Katecholamin-Transmittersubstanzen hinweist.

Die Katecholamin-Transmitter sind aber nicht die einzigen Botenstoffe im ZNS, die zinkabhängig reguliert werden. Auch die Neurotransmitter Glutaminsäure und gamma-Aminobuttersäure (GABA) werden von Zink beeinflußt. Glutaminsäure entsteht aus alpha-Ketoglutarat, einem Metabolit des Citratzyklus, unter der katalytischen Wirkung der Glutamatdehydrogenase. gamma-Aminobuttersäure, ein inhibitorischer Transmitter, wird wiederum aus Glutaminsäure von der Glutamatdecarboxylase synthetisiert. Beide Enzyme werden durch Zink beeinflußt und zeigen Aktivitätsverluste bei Zinkmangel. Die Folge kann ein Mangel an den entsprechenden Botenstoffen sein.

Zink scheint aber nicht nur in die Synthese von einigen Transmittersubstanzen involviert zu sein, sondern auch bei der synaptischen Signalübertragung eine Rolle zu spielen. Aufgrund des hohen Gehalts dieses Spurenelementes im Hippocampus wurden die meisten Untersuchungen bisher an dieser Hirnregion vorgenommen. Hier konzentriert sich das Zink in den synaptischen Vesikeln der Endköpfe der Moosfaseraxone. Auf einen Reiz hin wird Zink in den extrazellulären Raum freigesetzt und anschließend wieder aufgenommen. Vieles ist dabei noch unklar. Für die Beteiligung von Zink an der synaptischen Signalübertragung werden verschiedene Möglichkeiten diskutiert, die von direkter Signalübertragung über Kontrolle der Abgabemengen anderer Transmitter bis zur Funktion als Neuromodulator, z.B. über die Beeinflussung von Ionenkanälen, reichen.

Weiterhin gibt es Hinweise, daß Zink bei der Modulation von postsynaptischen Rezeptoraffinitäten eine Rolle spielen könnte. Es soll bei der Down-Regulation von Opioid-Rezeptoren beteiligt sein und weiterhin bei der Wechselwirkung anderer neuroaktiver Substanzen wie GABA und Acetylcholin mit ihren Rezeptoren. Die genaue Aufklärung dieser Vorgänge bedarf jedoch noch weiterer eingehender Forschung.

Die Bedeutung von Zink beim Sehvorgang
Bei vielen Menschen läßt besonders bei einsetzender Dämmerung und im Dunkeln die Sehleistung drastisch nach. Dies kann z.B. im Straßenverkehr gefährliche Auswirkungen haben. Hier läßt sich oft beobachten, daß viele Autofahrer aufgrund mangelnder Sehleistung bei Dunkelheit sehr unsicher werden. Dieses Phänomen verstärkt sich noch bei blendendem Gegenverkehr oder bei Nässe. Die Ursache hierfür liegt häufig in einer mangelnden Sehleistung durch eine gestörte Dunkeladaptation, die man fälschlich oft auch als Nachtblindheit bezeichnet.

Die mangelnde Fähigkeit der Augen, sich an schlechte oder sich plötzlich verändernde Lichtverhältnisse anzupassen, kann auf einem Zinkmangel beruhen, denn dieses essentielle Spurenelement ist wesentlich an den im Auge ablaufenden Prozessen zur Visualisierung beteiligt. Vitamin A, das als Retinal den Sehprozeß vermittelt, wird durch ein spezielles, zinkabhängiges Protein, das Retinol-bindende Protein (RBP), aus der Leber in seine Zielorgane transportiert. Auch die Umwandlung von Retinol (Vitamin A) in den aktiven, am Sehprozeß beteiligten Aldehyd Retinal erfolgt durch eine zinkabhängige Alkoholdehydrogenase. Ein Zinkmangel kann daher zu einem Mangel an Sehpurpur im Auge führen und dadurch eine Dunkeladaptationsstörung verursachen.

Auch die Makuladegeneration, eine Erkrankung der Macula lutea, führt zu einem fortschreitenden Sehverlust. Während bei dieser Erkrankung der äußere Gesichtsfeldrand erhalten bleibt, wird durch Zerstörung der Fovea centralis, dem Ort des schärfsten Sehens, die Sehfeldmitte nach und nach völlig zerstört.

In einer prospektiven, doppelblind durchgeführten Studie wurde Patienten mit bestehender Makuladegeneration 2mal 40 mg Zink pro Tag über einen Zeitraum von 6 Monaten verabreicht. Die Studienauswertung nach 12 bzw. 24 Monaten erbrachte geringere visuelle Verluste in der Verumgruppe als in der Placebogruppe. Die adjuvante Zinktherapie kann diese Augenerkrankung sicher nicht heilen, scheint aber eine Möglichkeit zu sein, den Krankheitsfortschritt zu verzögern.

Zinkmangel macht schwerhörig
Nicht nur Sehen, Riechen und Schmecken sind von einer ausreichenden Zinkversorgung abhängig, sondern auch das Hören. Ähnlich wie im Auge sind auch im Ohr die Funktionen von Zink und Vitamin A eng miteinander verknüpft.
Experimentelle Befunde nach chronischem Zink- und Vitamin-A-Mangel ähneln den histologischen Beobachtungen an menschlichen Höhrschnecken bei der Altersschwerhörigkeit. Der Hörverlust tritt überwiegend im Bereich hoher Frequenzen auf. Zurückgeführt werden die Beeinträchtigungen des Gehörs auf degenerative Veränderungen am Ganglion spirale cochleae und im Corti-Organ, dem Sinnesepithel der Gehörschnecke. Der Mangel an Zink und Vitamin A führt besonders im fortgeschrittenen Alter zu einer beschleunigten Atrophie der Nervenzellen und deren Fasern am basalen Ende der Schnecke.

In der therapeutischen Praxis sollte aufgrund der engen Beziehungen von Zink und Vitamin A bei beobachteten Vitamin-A-Mangelsymptomen vor allem auch an einen Zinkmangel gedacht werden. Eine Unterversorgung mit Vitamin A ist in unseren Breiten nur sehr selten anzutreffen, die Bereitstellung dieses Vitamins in seinen Erfolgsorganen wird aber durch einen Zinkmangel gefährdet und führt ebenfalls zu der typischen Symptomatik.

Ebenso wie Störungen im Geruchs- und Geschmacksempfinden finden sich bei einer Reihe von Erkrankungen mit assoziiertem Zinkmangel auch eine Hochtonschwerhörigkeit und Dunkeladaptationsstörungen. Die Altersschwerhörigkeit ist kein unabwendbarer physiologischer Alterungsprozeß, sondern über- wiegend eine Folge endogener und exogener Schädigungen des Ohres im Laufe des Lebens, wozu auch die Unterversorgung mit Zink zu rechnen ist.

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