Zinkstoffwechsel – Funktion, Aufnahme und Störungen

Was ist der Zinkstoffwechsel?

Der Zinkstoffwechsel umfasst alle biochemischen Prozesse, durch die der Körper das essentielle Spurenelement Zink (Zn) aufnimmt, transportiert, in Geweben speichert und wieder ausscheidet. Zink ist an mehr als 300 enzymatischen Reaktionen beteiligt und spielt eine zentrale Rolle im Immunsystem, bei der Zellteilung, der Wundheilung, der Proteinsynthese sowie beim Wachstum und der Entwicklung des Körpers.

Aufnahme von Zink (Resorption)

Zink wird hauptsächlich im Dünndarm – insbesondere im Jejunum – aus der Nahrung aufgenommen. Die Resorptionsrate variiert je nach Zinkgehalt der Nahrung und liegt zwischen 15 und 40 Prozent des aufgenommenen Zinks. Die Aufnahme erfolgt über spezifische Transportproteine, vor allem die sogenannten ZnT-Transporter (Zinc Transporter) und ZIP-Transporter (Zrt-/Irt-like Proteins).

• ZnT-Transporter fördern den Export von Zink aus der Zelle bzw. in Zellorganellen.
• ZIP-Transporter sind für den Import von Zink in das Zytoplasma der Zelle zuständig.

Die Resorption wird durch mehrere Faktoren beeinflusst: Tierisches Zink (z. B. aus Fleisch, Meeresfrüchten) wird besser aufgenommen als pflanzliches Zink. Phytate (Phytinsäure), die in Vollkornprodukten und Hülsenfrüchten vorkommen, hemmen die Zinkaufnahme, indem sie unlösliche Komplexe mit Zink bilden.

Transport im Blut

Nach der Resorption wird Zink über die Pfortader zur Leber transportiert. Im Blutkreislauf ist Zink zu etwa 98 Prozent an Proteine gebunden:

• Etwa 80 Prozent sind an Albumin gebunden.
• Ein kleiner Anteil ist an Alpha-2-Makroglobulin und andere Plasmaproteine gebunden.
• Nur etwa 1–2 Prozent liegen als freies, ionisiertes Zink vor.

Die Leber spielt eine zentrale Rolle bei der Verteilung und Regulierung des Zinkspiegels im Körper. Sie produziert auch das Transportprotein Metallothionein, das Zink binden und speichern kann.

Speicherung und Verteilung im Körper

Der menschliche Körper enthält insgesamt etwa 2–3 Gramm Zink. Es gibt keinen spezifischen Zinkspeicher wie etwa bei Eisen (Ferritin), weshalb eine regelmäßige Zinkzufuhr über die Nahrung besonders wichtig ist. Zink ist in nahezu allen Körperzellen vorhanden, die höchsten Konzentrationen finden sich in:

• Muskulatur (ca. 60 % des gesamten Körperzinks)
• Knochen (ca. 30 %)
• Haut, Leber, Nieren, Pankreas und Augen
• Prostata (besonders hohe Konzentration)

Innerhalb der Zellen wird Zink überwiegend im Zytoplasma, im Zellkern und in verschiedenen Organellen gespeichert, häufig gebunden an Metallothionein oder andere zinkreiche Proteine.

Biologische Funktionen von Zink

Zink übernimmt im Körper strukturelle, katalytische und regulatorische Aufgaben:

• Katalytische Funktion: Zink ist Bestandteil von über 300 Enzymen, darunter Alkoholdehydrogenase, Carboanhydrase und DNA-Polymerase.
• Strukturelle Funktion: Zink stabilisiert die Struktur von Proteinen und Zellmembranen, z. B. in sogenannten Zinkfingern – speziellen Proteindomänen, die bei der Genregulation eine Rolle spielen.
• Regulatorische Funktion: Zink ist an der Regulation der Genexpression, der Immunabwehr und der Signalübertragung beteiligt.

Ausscheidung von Zink

Zink wird hauptsächlich über den Stuhl (fäkal) ausgeschieden, da ein Grossteil des nicht resorbierten sowie des in die Galle und den Bauchspeicheldrüsensaft sezernierten Zinks über den Darm den Körper verlässt. Ein kleinerer Anteil wird über Urin, Schweiss, Hautzellen und Sperma ausgeschieden. Der Körper reguliert die Zinkausscheidung adaptiv: Bei niedriger Zinkzufuhr reduziert der Körper die fäkale Ausscheidung, um den Zinkspiegel aufrechtzuerhalten.

Störungen des Zinkstoffwechsels

Zinkmangel

Ein Zinkmangel kann durch unzureichende Zinkzufuhr, erhöhten Bedarf (z. B. in Schwangerschaft und Wachstumsphasen), Malabsorption oder chronische Erkrankungen entstehen. Symptome sind u. a. Wachstumsstörungen, Immunschwäche, Wundheilungsstörungen, Haarausfall und Geschmacksverlust. Eine seltene genetische Erkrankung des Zinkstoffwechsels ist die Acrodermatitis enteropathica, bei der die Zinkaufnahme im Darm gestört ist.

Zinküberschuss (Zinktoxizität)

Eine übermässige Zinkzufuhr – meist durch hochdosierte Supplemente – kann zu Übelkeit, Erbrechen, Bauchkrämpfen und einer Beeinträchtigung der Kupferresorption führen, da Zink und Kupfer um dieselben Transportproteine konkurrieren. Chronischer Zinküberschuss kann einen Kupfermangel und damit verbundene neurologische Beschwerden verursachen.

Empfehlungen zur Zinkzufuhr

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt für Erwachsene eine tägliche Zinkzufuhr von 7–10 mg (Frauen: 7 mg, Männer: 10 mg). Gute Zinkquellen sind Fleisch (insbesondere rotes Fleisch), Meeresfrüchte (besonders Austern), Käse, Nüsse, Hülsenfrüchte und Vollkornprodukte.

Quellen

1. Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr – Zink. Bonn, 2021. Verfügbar unter: https://www.dge.de
2. Wessels I, Maywald M, Rink L: Zinc as a Gatekeeper of Immune Function. Nutrients. 2017;9(12):1286. doi:10.3390/nu9121286
3. World Health Organization (WHO): Trace Elements in Human Nutrition and Health. Geneva: WHO Press, 1996.