Zinkmangel

Zinkmangel wird in Entwicklungsländern seit langem als häufig auftretendes und zugleich unterschätztes Problem angesehen und auch in Industrieländern gibt es – verglichen mit anderen Nährstoffmängeln – verhältnismäßig viele Menschen, die von einem Zinkmangel betroffen sind. Vegetarier und Personen, die sich überwiegend oder ausschließlich pflanzlich ernähren, weisen besonders häufig einen Zinkmangel auf.

Dabei ist die Aufnahme von Zink für den Menschen unerlässlich. Seine einzigartigen chemischen Eigenschaften verleihen dem essentiellen Nährstoff eine wichtige Rolle bei vielfältigen biologischen Prozessen. So ist er zum Beispiel für die Genexpression, die Gesundheit des Gehirns, die Prävention von Infektionskrankheiten oder das Wachstum und die Entwicklung von Bedeutung. Zunehmende Beweise zeigen außerdem, dass eine Nahrungsergänzung mit Zink die Häufigkeit und die Sterblichkeitsrate bei Infektionskrankheiten im Kindesalter senkt. Dazu zählen Durchfall, Infektionen der unteren Atemwege oder Malaria. In diesem Artikel wird anhand von wissenschaftlichen Studien erklärt, welche Rolle Zink für den menschlichen Körper spielt, wie ein Zinkmangel erkannt und behoben werden kann und welche Personengruppen von einer Zinkergänzung profitieren.

Zink ist eines der am häufigsten vorkommenden Spurenelemente im menschlichen Körper (8). Es wird für die Funktionalität und Aktivität einer Reihe von Proteinen – also von Enzymen, Membranproteinen, Genregulationsproteinen und hormonellen Rezeptoren – benötigt, die an wichtigen Stoffwechselvorgängen beteiligt sind (9). Das essentielle Spurenelement interagiert auf verschiedene Weisen mit diesen Proteinen. So fördert es enzymatische Prozesse und hält die Stabilität der quaternären Struktur der Enzyme aufrecht (10). Alle von der The International Union of Biochemistry and Molecular Biology festgelegten Enzymklassen sind auf Zink angewiesen (8). In Bezug auf diese enzymatischen Prozesse kann Zink eine katalytische Rolle spielen – das heißt, es unmittelbar an katalytischen Prozessen beteiligt –, eine koaktive Rolle, indem es die katalytischen Funktionen reguliert oder eine strukturelle Rolle spielen, indem es die Stabilität der quaternären Struktur der Enzyme aufrechterhält (11). Die sogenannten Metallothioneine sind die am häufigsten vorkommenden Proteine, die Zink als wichtigen Baustein enthalten ​​(12). Diese Proteine ​​haben eine wichtige antioxidative Aktivität und stabilisieren Zellmembranen nur in Gegenwart von Zink (13). Darüber hinaus wird der Nährstoff auch für DNA-Bindungsproteine ​​benötigt, die an der Regulation der Genexpression beteiligt sind (14) (15) (16). Die Glucocorticoid- und Östrogenrezeptoren sind Beispiele für Zinkhormonrezeptorproteine, deren DNA-Bindungsdomäne Zink enthält. Sie gehören zu einer Multigenfamilie, die Rezeptoren für Schilddrüsenhormone, Retinsäure und Vitamin D umfassen (17).

Ein wesentliches Merkmal des Spurenelements ist seine gleichmäßige Verteilung im ganzen Körper. Funktionell ist Zink an folgenden Prozessen beteiligt (10) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24):

• an Zellteilung und -wachstum
• an der Absorption von Darmelektrolyten
• an der Neurotransmission – also für die Kommunikation und Übertragung von Informationen zwischen den Zellen
• an der Immunantwort
• an der Thymusaktivität, die für das Immunsystem oder auch die Schilddrüse von Bedeutung ist – eine nachlassende Thymusaktivität im Alter kann zum Beispiel der Grund für Schilddrüsenerkrankungen sein
• und am Sehvermögen

Infolgedessen werden zahlreiche Funktionen des menschlichen Organismus von einem Zinkmangel beeinträchtigt – insbesondere dann, wenn der Stoffwechsel erhöht ist. Klinische Manifestationen zeigen sich jedoch nur bei schwerem Mangel. Dazu gehören (10):

• Dermatitis
• Durchfall
• neurologische Störungen
• Wachstumsstörungen
• Infektionen
• oder eine verzögerte Heilung des Gewebes nach Verletzungen

Es handelt sich dabei um die häufigsten klinischen Folgen eines Zinkmangels. In jungen Jahren kann ein Zinkmangel die Embryonalentwicklung beeinflussen und die Schwangerschaftsdauer beeinflussen (10). Als Hauptursache für Zinkmangel wird eine mangelhafte Ernährung und damit eine unzureichende Aufnahme über die Nahrung angesehen. Auch können hohe physiologische Anforderungen, übermäßige Verluste durch pathologische Zustände, Darmversagen und die Behandlung mit diversen Arzneimitteln für einen kurz- oder aber langfristigen Zinkmangel verantwortlich sein (25). Im Gegensatz zu einem gewissen Grad an Variabilität, der der Mensch in Bezug auf die Speicherung und Zufuhr anderer Nährstoffe besitzt, verfügt er über keine funktionellen Reserven oder Vorräte an verfügbarem Zink. Es ist also nicht möglich, bei einem Zinkmangel auf Reserven zurückzugreifen und den potenziellen negativen Auswirkungen damit entgegenzuwirken. Eine Ausnahme bilden Neugeborene, die kurz nach der Geburt auf das während der gesamten Schwangerschaft angesammelte Leberzink zurückzugreifen können (26). Diese Aspekte sind für Frühgeborene, die Zink für ein gesundes Wachstum benötigen, von besonderer Bedeutung.

Wozu benötigt der Mensch also Zink? Eine Zusammenfassung soll einen Überblick über die vielfältige Funktion des essentiellen Nährstoffes bieten (10):

• Gesundheit der Augen und Sehvermögen: Zink ist in großen Mengen im Gewebe der Augen enthalten, insbesondere in der Makula und der Aderhaut. Es interagiert mit Taurin und Vitamin A, reguliert die Reaktion des Lichtrezeptors Rhodopsin, moduliert die synaptische Übertragung und dient – als Antioxidans – dem Schutz der Augenzellen vor Schädigungen durch oxidativen Stress.
• Neurotransmission: Zink wird in kleinen Vesikeln gespeichert und bei Bedarf in den umliegenden Bereich entlassen, um die Kommunikation und Übertragung von Informationen zwischen den Zellen zu ermöglichen.
• Wachstum: Zink spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Zellprofileration und -differenzierung. Die Zellprofileration tritt nicht ein, wenn kein Zink vorhanden ist. Es bindet sich an sogenannte Metallothioneine, die überwiegend von verstärkt proliferierenden Geweben exprimiert werden und während der S-Phase des Zellzyklus in den Nukleus (Nervenkern) verlagert werden. Darüber hinaus spielt Zink eine Schlüsselrolle in der Apoptose.
• Immunität und Thymusaktivität: In früheren Tierstudien führte ein Zinkmangel zu einem Schwund von Thymus- und Lymphgefäßen. Thymulin, ein Zink-Peptid, bindet sich an hoch affine Rezeptoren auf den T-Zellen des Immunsystems und unterstützt deren Funktion – etwa ihre Funktion als Suppressor, die allogene Zytotoxizität oder die Produktion von Interleukin-2. Die Thymusaktivität ist von den Zinkkonzentrationen im Blutplasma abhängig. Kleinste Unterschiede in den Konzentrationen können sich bereits auf die Thymusaktivität auswirken. Die Phagozytose – die Nahrungsaufnahme der Zellen – und die Produktion der Zytokine werden von einem Zinkmangel negativ beeinflusst. Darüber hinaus stehen die Zinkkonzentrationen mit dem Wachstum und der Funktion der T- und B-Zellen in Verbindung. Mit sinkenden Zinkwerten nehmen auch Wachstum und Funktion der T- und B-Zellen ab.
• Intestinaler Ionentransport: Zink mindert die intestinale Chlorin-Sekretion, die von den durch Kalzium und Nobelium vermittelten intrazellulären Wegen hervorgerufen wird. Darüber hinaus hemmt Zink die durch Carbachol hervorgerufene Ionensekretion deutlich.

Personen mit Malabsorptionssyndromen – dazu zählen Sprue, Morbus Crohn oder das Kurzdarmsyndrom – haben aufgrund einer erhöhten Ausscheidung über den Urin ein erhöhtes Risiko, einen Zinkmangel zu erleiden (27) (28) (29). Bei einem leichten Zinkmangel sind die Symptome und Funktionsstörungen, die beobachtet werden können, sehr unterschiedlich. Vielfalt der Symptome ist auf seine gleichmäßige Verteilung im ganzen Körper und seine Beteiligung an einem außerordentlich breiten Spektrum an lebenswichtigen Stoffwechselprozesse zurückzuführen.

Zink ist besonders für seine Bedeutung für das Wachstum bekannt. Dementsprechend ist es nicht überraschend, dass das primäre klinische Merkmal eines leichten Zinkmangels eine beeinträchtigte Wachstumsgeschwindigkeit ist (30) (31). Diese kann durch eine Nahrungsergänzung korrigiert werden, wie es z.B. bei Frühgeborenen der Fall ist.

Auch können der Schwangerschaftsausgang oder die Immunfunktion durch eine Supplementierung verbessert werden (32) (33). Oft heißt es auch, die Dauer von Erkältungen könne durch die Einnahme von Zink-Tabletten verkürzt werden – dieser positive Effekt ist zwar nicht unwahrscheinlich, jedoch noch nicht eindeutig bestätigt (34).

Ein schwerwiegender Zinkmangel wurde bei Patienten beobachtet, die intravenös, ohne die Zugabe von ausreichend Zink zu den Infusaten, ernährt wurden (35) und bei Personen, die unter der autosomal rezessiv vererbten Krankheit Akrodermatitis enteropathica leiden (36). Wie das Institute of Medicine betont, ist es nicht verwunderlich, dass die Symptome häufig unspezifisch sind (27). Zu den Symptomen eines schweren Zinkmangels zählen (27):

• Wachstumsverzögerungen
• Alopezie (Haarausfall)
• Magen-Darm-Beschwerden wie Durchfall
• verzögerte sexueller Reifung und Impotenz
• Augen- und Hautverletzungen
• und Appetitverlust

Dabei stimmen klinische Symptome und Laborkriterien nicht immer überein. Diese Inkonsistenz stellt eine große Schwierigkeit bei der Suche nach zuverlässigen klinischen oder funktionellen Indikatoren für den Zinkstatus dar (27). Ein weiteres Rätsel sind die beeindruckenden, aber nicht perfekten homöostatischen Mechanismen, welche die Zinkkonzentrationen im Körper trotz der sehr unterschiedlichen Aufnahme von Zink und der unterschiedlichen Bioverfügbarkeit in einem bestimmten Bereich aufrechterhalten. Dies gilt beispielsweise für die Zirkulation von Zink im Plasma, weshalb die Plasmakonzentrationen nicht immer ein sicherer Indikator für die tatsächliche Versorgung darstellen (37). Immer wieder zeigt sich, dass diese homöostatischen Mechanismen nicht perfekt sind und dass klinisch wichtige Merkmale eines Zinkmangels bei nur mäßigen Einschränkungen der Zinkzufuhr auftreten können, während die zirkulierenden Zinkkonzentrationen nicht von normalen zu unterscheiden sind (27).

Ob der menschliche Organismus ausreichend mit Zink versorgt ist, wird in der Regel über die Blutwerte bestimmt. Mangelt es dem Körper an Zink, nehmen die Konzentrationen im Blutplasma und im Serum ab. Die im Plasma zirkulierende Menge beträgt nur weniger als 0,2% des gesamten Körperzinkgehalts – ein großer Teil ist in den Muskel und der Leber enthalten. Daher können kleine Änderungen der Aufnahme oder Freisetzung in bzw. aus den Geweben einen großen Einfluss auf die Plasma- oder Serumzinkkonzentrationen haben (38).

Die für die Beurteilung des Risikos eines Zinkmangels am häufigsten verwendeten Grenzwerte für die Zinkkonzentrationen im Plasma oder Serum liegen bei Nüchternblutproben am Morgen unter 10,71 μmol/l (< 70 μg/dl) und bei Blutproben, die nicht nüchtern durchgeführt werden, unter 9,95 μmol / l (< 65 μg/dl). Es wird empfohlen, die Tageszeit und den Ernährungsstatus bei der Blutprobe zu erfassen, um eine genauere Diagnose zu ermöglichen (38).

Aufgrund homöostatischer Mechanismen werden die Zinkkonzentrationen im Körper trotz der sehr unterschiedlichen Einnahme von Zink in einem bestimmten Bereich aufrechterhalten. Die Diagnose über die Blutentnahme gibt zwar einen guten Hinweis auf den Zinkstatus, dennoch spiegeln die gemessenen Zinkwerte nicht immer die tatsächliche Versorgung wider. Die zuverlässigste Methode zur Diagnose eines Zinkmangels könnte das Ansprechen auf eine Zinkergänzung und die zu beobachtenden Veränderungen sein (38). Es kann deshalb sinnvoll sein, bei Verdacht auf einen Mangel entsprechende Präparate einzunehmen und festzuhalten, ob sich die Symptome verbessern.

Der Gesamtzinkgehalt im menschlichen Körper beträgt 2–4 g, wovon sich von 12–16 μM im Blutplasma befinden (1) (3). Obwohl es sich um einen kleinen Plasmapool handelt, ist er schnell austauschbar und mobil. Es erfordert einen gewissen Zinkbedarf, um einen stabilen Zustand aufrechtzuerhalten, da der menschliche Körper kein hierauf spezialisiertes Speichersystem besitzt, wie es zum Beispiel bei Eisen der Fall ist. Die höchsten Konzentrationen finden sich in Muskeln, Knochen, Haut und Leber (40) (41).

Die empfohlene tägliche Zufuhr hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie etwa dem Alter, dem Geschlecht, oder dem Gewicht der Person. Darüber hinaus unterscheiden sich die empfohlenen Werte von Land zu Land. Das US Food and Nutrition Board empfiehlt eine Einnahme von 11 mg pro Tag für erwachsene Männer und 8 mg pro Tag für erwachsene Frauen (42). Die Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) ist etwas niedriger angesetzt und liegt bei 10 mg bzw. 7 mg pro Tag (43).

Das sind die Empfehlungen der DGE bezüglich der Zufuhr von Zink nach verschiedenen Altersgruppen (43):

Sowohl die Weltgesundheitsorganisation (WHO) als auch die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) berücksichtigen bei der Festlegung der empfohlenen Werte die beeinträchtigende Wirkung von Phytat, das im Rahmen der Ernährung aufgenommen wird. Die WHO unterteilt die verschiedenen Ernährungsweisen nach ihrer potenziellen Absorptionseffizienz von Zink pro Phytat-Zink-Molverhältnis in drei Gruppen: eine hohe (<5), moderate (5–15) und niedrige (> 15) Zink-Bioverfügbarkeit (44). Die EFSA bietet unterschiedliche Zink-Referenzempfehlungen für Ernährungsweisen mit einer Phytat-Aufnahme von 300, 600, 900 und 1200 mg pro Tag (45).

Wie bereits erwähnt, hängt die Bioverfügbarkeit – also der Anteil, der dem menschlichen Körper tatsächlich zur Verfügung steht und nutzbar ist – von der Zusammensetzung der Nahrung ab. Nicht verdauliche pflanzliche Liganden wie Phytat, einige Ballaststoffe und Lignin-Chelat-Zink hemmen die Aufnahme von Zink (1). Andere Faktoren, die die Absorption von Zink beeinflussen, sind Kalzium und Eisen. Zink ist in vielen Lebensmittelgruppen vorhanden und seine Konzentration und Bioverfügbarkeit variieren erheblich. Zu den Lebensmitteln mit der höchsten Zinkkonzentration gehören rotes Fleisch, einige Schalentiere, Hülsenfrüchte, angereichertes Getreide und Vollkornprodukte (42).

Die Ernährung einer Person entscheidet darüber, ob diese von einem Zinkmangel gefährdet ist. Zink aus tierischen Quellen hat eine höhere Bioverfügbarkeit als das aus pflanzlichen Quellen. Ein höheres Risiko, einen Zinkmangel aufzuweisen, haben deshalb (46):

• Menschen, die auf den Verzehr von rotem Fleisch verzichten
• Vegetarier
• Veganer
• und Menschen in Entwicklungsländern, die sich überwiegend von pflanzlichen Lebensmitteln ernähren

Für eine Nahrungsergänzung werden verschiedene Zinkpräparate angeboten – das in ihnen enthaltene Zink kann sich jedoch in Bezug auf seine Bioverfügbarkeit unterscheiden. Zink, das an Aminosäuren wie Aspartat, Cystein und Histidin gebunden ist, weist die höchste Absorptionskonzentration auf, gefolgt von Zinkchlorid, -sulfat und -acetat. Liegen Erkrankungen vor, die für eine erhöhte Aufnahme oder eine erhöhte Ausscheidung von Zink verantwortlich sind, oder ein ausgeprägter Zinkmangel vor, empfiehlt es sich also, auf solche Zinkpräparate mit einer hohen Bioverfügbarkeit zurückzugreifen. Am niedrigsten ist die Bioverfügbarkeit von Zinkoxid (47).

Nach Angaben der WHO ist Zinkmangel derzeit die fünfthäufigste Todes- und Krankheitsursache in Entwicklungsländern. Schätzungen zufolge ist etwa ein Drittel aller Menschen von einem Zinkmangel betroffen. Weltweit ist Zinkmangel für ungefähr 16% der Infektionen der unteren Atemwege, 18% der Malaria- und 10% der Durchfallerkrankungen verantwortlich. Während ein schwerer Zinkmangel selten ist, kommt ein leichter bis mäßiger Mangel weltweit relativ häufig vor (48) (49).

Im Allgemeinen werden Zinkpräparate als sicher angesehen, dennoch können bei der Einnahme – wie bei nahezu allen herkömmlichen und alternativen Arzneimitteln – Nebenwirkungen auftreten. Dabei handelt es sich in der Regel um milde Nebenwirkungen.

In einer Studie, in der Zinkpräparate zur Behandlung von Erkältungen eingesetzt wurde, konnten gelegentlich milde Nebenwirkungen festgestellt werden, die jedoch nicht eindeutig auf das Zink selbst zurückgeführt werden konnten. Zu den gelegentlich auftretenden Nebenwirkungen zählten Übelkeit, Verstopfung, Durchfall, Bauchschmerzen, Mundtrockenheit und Mundreizungen (50).

Der Zinkgehalt von Lebensmitteln steht eng mit ihrem Proteingehalt in Verbindung. Die reichhaltigsten Nahrungsquellen für Zink sind tierische Lebensmittel wie Schalentiere, rotes Fleisch oder Geflügel. Rotes Fleisch enthält in etwa doppelt so viel Zink wie weißes Fleisch. Auch sind pflanzliche Eiweißquellen wie Bohnen, Linsen, Kichererbsen und Erbsen relativ reich an Zink. In Vollkorngetreide ist Zink in den Kleie- und Keimanteilen enthalten, die jedoch normalerweise durch das Mahlen verloren gehen, weshalb sich Reis und Weißbrot als verhältnismäßig schlechte Quellen erweisen. Milchprodukte enthalten nur mäßige Mengen des Spurenelements (38).

Selbst in Industrieländern ist die Aufnahme aufgrund des übermäßigen Verzehrs von sehr schlechten Zinkquellen wie Erfrischungsgetränken, raffiniertem Brot, Kuchen und Süßigkeiten häufig suboptimal. In vielen Bevölkerungsgruppen der Entwicklungsländer ist der Verbrauch von Fleisch und tierischen Erzeugnissen gering, weshalb es hier häufiger zu einem Mangel kommt (38).

Diese Lebensmittelgruppen werden als gute bzw. schlechte Quellen klassifiziert (38):

Das Spurenelement ist für seine Bedeutung für das Wachstum und die Gesundheit von Kindern bekannt – weshalb eine erhöhte Aufnahme in der Schwangerschaft ebenso wie die angemessene Aufnahme von Kindern sehr wichtig ist. Es hat sich gezeigt, dass eine Zinkergänzung sowohl einen präventiven als auch einen therapeutischen Nutzen bei der Verringerung der Morbidität und Mortalität einer Vielzahl von Infektionskrankheiten im Kindesalter sowie bei einer positiven Auswirkung auf das Wachstum von Kindern hat (38). Doch Zink ist auch im erwachsenen Alter essentiell. Ein Zinkmangel begünstigt oxidativen Stress und die Entstehung von verschiedenen, wie etwa neurologischen, Erkrankungen. Die Bedeutung von Zink und die positiven Vorteile einer Nahrungsergänzung bei verschiedenen Erkrankungen und unter verschiedenen Umständen wurden in zahlreichen Humanstudien untersucht und bestätigt.

Aufgrund der vielfältigen grundlegenden biochemischen Funktionen von Zink in Bezug auf die Zellen des menschlichen Körpers gibt es ein breites Spektrum physiologischer Anzeichen für einen Zinkmangel. Diese Anzeichen variieren je nach Schweregrad der Erkrankung. Zu den Organsystemen, von denen bekannt ist, dass sie durch einen Zinkmangel beeinträchtigt werden, gehören das epidermale, gastrointestinale, zentralnervöse sowie das Immun-, Skelett- und das Fortpflanzungssystem (51).

Zink gegen Infektionen

Das Spurenelement ist sowohl für die Prävention als auch für die Behandlung verschiedener Infektionen geeignet. Dabei ist die Verabreichung von Zinkpräparaten gerade für die Gesundheit von Kindern in Entwicklungsländern von großer Bedeutung, die über die Nahrung nur verhältnismäßig wenig Zink zu sich nehmen und häufiger an den Folgen von Infektionen sterben. Zu den am besten untersuchten Infektionskrankheiten, die mit Zink behandelt oder reduziert werden können, zählen Durchfälle und Lungenentzündungen.

1. Zink gegen Durchfall
   Durchfall ist ein charakteristisches Merkmal der Acrodermatitis enteropathica – eine genetische Störung der Zinkabsorption (51) (52). Es wird angenommen, dass es aufgrund einer Beeinträchtigung des Immunsystems und des Transports der Darmschleimhautzellen zu Durchfällen kommt (53). Dass tatsächlich der Mangel an Zink für Durchfälle verantwortlich sein kann, wird aufgrund der vorteilhaften Wirkungen von Zinkpräparaten als erwiesen angesehen (54).
2. Zink gegen Lungenentzündungen
   In Studien konnte eine erhebliche und statistisch signifikante Verringerung der Prävalenz von Lungenentzündung bei Kindern in Entwicklungsländern durch eine Nahrungsergänzung mit Zink festgestellt werden (55). In diesen 10 durchgeführten Studien nahmen die betroffenen Kinder 5 bis 7-mal pro Woche zusätzliches Zink ein – entweder für die Dauer der Erkrankung oder aber für 2 Wochen.
3. Zink gegen Malaria
   Es gibt starke, allerdings nicht eindeutige Hinweise darauf, dass Nahrungsergänzungen mit Zink das Auftreten von Malaria in endemischen Gebieten reduzieren kann. Nach einigen Studien scheint das das Auftreten durch eine Zinkergänzung verringert zu werden (56) – es gibt jedoch auch Studien, in denen keine Wirkung einer Zinkergänzung gegen Malaria nachgewiesen werden konnte (57). Ob und wie gut Zinkpräparate tatsächlich zur Prävention von Malaria-Episoden geeignet ist, muss in weiteren Studien überprüft werden.

Zink für die Gesundheit von Kindern

Zink ist für die Gesundheit, die Entwicklung und das Wachstum von Föten, Neugeborenen und Kindern von großer Bedeutung. Typische Anzeichen eines Zinkmangels bei Neugeborenen sind Wachstumsstörungen und Dermatitis (10) (58) (59). Darüber hinaus kann der Zinkstatus in den ersten Lebenswochen das Auftreten vieler anderer pathologischer Zustände begünstigen (10). In einer Meta-Analyse aus dem Jahr 2015 wurden die wesentlichen Folgen eines Zinkmangels in der frühen Kindheit zusammengefasst, auf die im Folgenden näher eingegangen wird (10).

1. Zinkmangel als Ursache für Dermatitis
   Hautausschläge, die häufig als Candida, Ekzem oder Impetigo diagnostiziert werden, gelten als die häufigsten klinische Merkmale eines Zinkmangels, der häufig als Candida, Ekzem oder Impetigo diagnostiziert wird (58) (60). Bei Frühgeborenen können Hautveränderungen in der vorderen Halsfalte auftreten (58) (60). Erfahrungen aus Studien zeigen, dass Kinder mit einem Zinkmangel in der Regel bereits innerhalb einer Woche auf eine orale Zinkergänzung ansprechen (61). Durch eine Nahrungsergänzung können die Zinkwerte normalisiert und der Hautzustand verbessert werden. Nach Normalisierung der Werte tritt die Dermatitis in der Regel nicht wieder auf (61). Heute gibt es zahlreiche Studien die belegen, dass ein viele der bei Frühgeborenen beobachteten Hautläsionen, die bereits nach der ersten Lebenswoche auftreten können, auf einen Zinkmangel zurückzuführen sein können (10) (62) (63) (64), weshalb eine angemessene Aufnahme von Zink in der Schwangerschaft von großer Bedeutung für die Prävention von Dermatitis ist. Außerdem wird empfohlen, bei Neugeborenen mit dermatologischen Manifestationen stets den Zinkspiegel zu überprüfen (10).
2. Zinkmangel als Ursache für neurologische Schädigungen
   Zink reguliert die Expression der Neutrophine, welche der Verbindung von Nervenzellen dienen und deren Regeneration fördern (10) (65) (66). Babys mit einem sehr geringen Geburtsgewicht haben ein hohes Risiko für hypoxische Hirnschäden, bei denen das Gewebe nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Der Schweregrad der Hirnschädigung wird durch die Aktivität zinkabhängiger Metallothioneine beeinflusst (67) und steht in einigen Hypoxie-Modellen direkt mit den Zinkkonzentrationen in Verbindung (68). Zink scheint auch für die Modulation des Tonus der Gefäße des Großhirns von wesentlicher Bedeutung zu sein (69). Die verminderte Fähigkeit, den Tonus von Gehirngefäßen zu kontrollieren, ist für die Entwicklung einer hypoxisch-ischämischen Schädigung und einer intraventrikulären Blutung – also einer Blutung in den Hirnkammern – bei Frühgeborenen von entscheidender Bedeutung (66).
3. Zinkmangel als Ursache für bronchopulmonale Dysplasien
   Als bronchopulmonale Dysplasie (BPD) wird eine chronische Lungenerkrankung von Neugeborenen bezeichnet, die häufig bei frühgeborenen Kindern auftritt. In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich das klinische Erscheinungsbild von bronchopulmonalen Dysplasien erheblich verändert. Bei Frühgeborenen mit einem Gestationsalter von unter 28 Wochen ( Geburtsgewicht in der Regel <750 g) können neue BPD-Typen auftreten, die durch einen Wachstumsstillstand der Atemwege oder durch destruktive Läsionen gekennzeichnet sind, und geringe Überlebenschancen zur Folge haben (70). Eine Ernährungshilfe ist hier unerlässlich, um die Entwicklung der Atemwege zu fördern und weitere Entzündungsschäden durch die mechanische Beatmung und lokale oder systemische Infektionen zu verhindern (70). Aus diesen Gründen haben renommierte wissenschaftliche Gesellschaften eine spezifische Nahrungsaufnahme zur Vorbeugung bronchopulmonaler Dysplasien empfohlen (71). Die Wirkung von antioxidativen Enzymen ist wichtig, um den durch mechanische Beatmung verursachten oxidativen Schaden zu verringern (72). Zink fördert die epitheliale Entwicklung, ist an den enzymatischen Reaktionen beteiligt, die der Reparatur von Gewebeschäden zugrunde liegen, schützt vor Infektionen und moduliert die Entzündungsreaktion in den Atemwegen (73). Es wird deshalb angenommen, dass Zink für die Prävention einer bronchopulmonalen Dysplasie eine wesentliche Rolle spielt. Klinische Studien, die diesen Zusammenhang eindeutig belegen, liegen jedoch noch nicht vor.

Zink in der Schwangerschaft

Eine angemessene Aufnahme von Zink in der Schwangerschaft ist für die Embryogenese unerlässlich, wie durch zahlreiche Studien eindeutig belegt wurde. Eine wichtige Funktion von Zink ist die Regulation der Chromatinstruktur und -funktion und damit die Expression von Genen, die für die Embryogenese essentiell sind (10) (74). Folglich kann ein Zinkmangel während der Embryogenese den endgültigen Phänotyp aller Organe beeinflussen (75). Eine unzureichende Aufnahme erhöht das Risiko für Totgeburten, Wachstumsverzögerungen und Missbildungen wie Neuralrohrdefekten, wie in klinischen Studien gezeigt wurde (76) (77) (78). Allerdings stammt die Mehrheit der Belege für die Rolle von Zink bei der Embryogenese aus der Beobachtung der phänomenologischen Auswirkungen eines Zinkmangels in Tiermodellen, wobei es auch Humanstudien gibt, die die Bedeutung von Zink nahelegen (10). Es wird auch angenommen, dass diese Bedeutung eine Ursache für die Schädigungen ist, die ein Alkoholkonsum in der Schwangerschaft zur Folge haben kann. Alkohol verändert den Zinkstoffwechsel und führt zu schwerwiegenden Konsequenzen für den Fötus (10) (79) (80) (81).

Zink gegen neurologische Erkrankungen

Laut einer Meta-Analyse aus dem Jahr 2017 gibt es eine breite Palette von neurologischen Erkrankungen, bei denen die Aufrechterhaltung der Zinkspiegel im Körper beeinträchtigt ist, weshalb deren Pathogenese mit einem Zinkmangel in Verbindung gebracht wird (82). Dazu gehören Depressionen, Schizophrenie oder auch die Parkinson-Krankheit.

1. Zink und Depressionen
   Die Hinweise auf eine Rolle von Zink bei Depressionen haben in den letzten zehn Jahren, nachdem festgestellt wurde, dass depressive Patienten niedrigere Serumzinkspiegel aufweisen und dass die Schwere von Depressionen mit sinkenden Zinkspiegeln ansteigt, stark an Bedeutung gewonnen (83). Weitere Studien weisen darauf hin, dass sich der Serumzinkspiegel nach einer erfolgreichen Therapie mit Antidepressiva normalisieren kann (84) (85). Eine Erklärung für die Rolle von Zink bei Depressionen ist die Fähigkeit, sogenannte NMDA-Rezeptoren zu regulieren (86). Studien haben gezeigt, dass Zink und andere Antagonisten des NMDA-Rezeptors antidepressiv wirken (87). Auch die Beobachtungen aus früheren Tierstudien stützen auch die Annahme, dass Zink- und NMDA-Rezeptoren eng mit der Entwicklung und dem Schweregrad einer Depression zusammenhängen (82).
2. Zink und Schizophrenie
   Schizophrenie ist eine psychische Störung, die durch einen Ausfall der Assoziationen zwischen dem eigenen Denken, den Emotionen und dem Verhalten gekennzeichnet ist und zu einer fehlerhaften Wahrnehmung, unangemessenen Handlungen und Stimmungen oder einem Rückzug von der Realität in die Fantasie führt (82). Es handelt sich um eine Erkrankung mit sowohl neurodegenerativen Pathologien als auch neurologischen Entwicklungsstörungen, die möglicherweise auf einen mütterlichen Zinkmangel und genetische Risikofaktoren zurückzuführen sein könnten (88). Die Annahme, dass ein Zinkmangel in der Schwangerschaft zu einem verminderten Gehirnvolumen führt, wird durch Erfahrungen aus Tiermodellen gestützt (89). Beim Menschen wurde eine Verringerung der Zinkkonzentrationen im Gehirn von 30 bis 50 Prozent bei früh auftretenden Schizophrenien nachgewiesen (90). Da ein pränataler Zinkmangel möglicherweise nicht die einzige Ursache für Schizophrenien ist, könnten auch Wechselwirkungen mit anderen Risikogenen oder anhaltende Zinkdefizite für als mögliche Ursachen in Frage kommen.
3. Zink und die Parkinson-Krankheit
   Die Parkinson-Krankheit ist eine anhaltende degenerative Störung des zentralen Nervensystems (ZNS), die sich hauptsächlich auf das motorische System auswirkt. Die Symptome entwickeln sich langsam im Laufe der Zeit. Zu den häufigsten Symptomen gehören Zittern, Steifheit, langsame Bewegungen und Schwierigkeiten beim Gehen. Darüber hinaus können Denk- oder Verhaltensprobleme können auftreten, auch Demenz ist im fortgeschrittenen Krankheitsstadium keine Seltenheit. Bei Patienten, die von der Parkinson-Krankheit betroffen sind, kann häufig ein Zinkmangel beobachtet werden (91) (92). Zwar gibt es kaum Humanstudien, die die Wirksamkeit einer Nahrungsergänzung mit Zink bei Parkinson-Patienten belegen, jedoch einige Tierstudien, die ihre Wirksamkeit bekräftigen (82). So zeigte eine Studie an Drosophila-Fliegen, die Muskelanomalien, Bewegungsstörungen, Flugunfähigkeit aufgrund der Degeneration der indirekten Flugmuskulatur aufweisen und so die Symptome der Parkinson-Krankheit beim Menschen nachahmen, dass eine Nahrungsergänzung diese Symptome linderte (93). Beim Menschen wird eine früh einsetzende Parkinson-Krankheit mit einer Mutation des sogenannten PARK9-Gens in Verbindung gebracht , die – wie Studien bestätigen – zu einer Verringerung der lysosomalen Zinkspeicherung führt (94) (95), weshalb sich der Ausgleich der Spiegel durch eine Nahrungsergänzung als sinnvoll erweisen könnte. Bei Parkinson-Patienten kann gleichzeitig eine Ansammlung von Zink in verschiedenen Bereichen des Gehirns beobachtet werden, die mit der Entwicklung von Parkinson in Verbindung gebracht werden (96). Die Beobachtungen deuten stark darauf hin, dass die Zinkhomöostase – also die Aufrechterhaltung der Zinkkonzentrationen durch Mechanismen des menschlichen Körpers – bei der Parkinson-Krankheit verzerrt ist und als solche eine Rolle bei der Pathogenese der Krankheit spielen kann (82).