Kupfer bei chronischen Entzündungen und Eisenmangel

von | Dez 26, 2018 | Nährstoffe

Kupfer ist nicht nur ein wertvoller Werkstoff, sondern auch ein lebensnotwendiges Spurenelement im menschlichen Körper. Seine hohe Relevanz für die menschliche Gesundheit wird dennoch immer noch stark unterschätzt. Dies gilt vor allem für Menschen mit einer Immunschwäche und chronischen Entzündungen. 

Genauer genommen sollten bestimmte Menschen Kupfer mehr Beachtung schenken und verstehen, welche Rolle es im menschlichen Körper spielt. Kupfer ist nämlich von höchster gesundheitlicher Relevanz bei:

  • Zinküberschuss (!),
  • chronischer Entzündungen und Infektion (insb. im Darm durch Dysbiose oder Candida),
  • Schwäche des angeborenen Immunsystems,
  • Eisenverwertungsstörungen (insb. ATP-Mangel),
  • Störung der Herzfunktion,
  • Blutarmut (Anämie),
  • Bindegewebsschwäche der Blutgefäße,
  • Gewichtsverlust,
  • Blässe,
  • Histaminintoleranz (DAO-Mangel)
  • sowie Abbauschwächen anderer biogenen Aminen (Tyramin, etc.). 

Aber nun alles der Reihe nach.  

Mehr Details zu diesem spannenden Spurenelement erfährst du in folgendem Artikel:

1) Allgemeines zu Kupfer

 

Man könnte Kupfer in erster Linie auch als den kleinen unbeliebten Stiefbruder des Spurenelement-Superstars namens Zink bezeichnen. Dies deshalb, weil sich die beiden Spurenelemente im Darm um die Aufnahme in den Körper streiten. Kupfer steht dabei regelmäßig im Schatten von Zink.

Aber auch Kupfer kommt in jeder Zelle vor und spielt eine zentrale Rolle in Energiegewinnung (ATP-Bildung), Immunsystem, Blutgefäßbildung, Pigmentierung der Haut, Bildung von Neurotransmitter und dem Abbau von Histamin sowie anderer biogene Amine. Ein Kupfermangel wirkt sich vor allem auf die Funktion des Immunsystems und des Herzens aus, wie wir in den folgenden Kapiteln noch sehen werden.

 

1.1.) Die Leber ist das zentrale Kupferspeicherorgan

Wie für viele andere Nährstoffe auch ist die Leber (Leberzellen, also Hepatozyten) das wichtigste Speicherorgan des menschlichen Organismus, so auch für Kupfer. Großteils zu finden ist Kupfer jedoch in Bindegewebe und Knochen (47 %), Skelettmuskeln (27 %) sowie zirkulierend im Gehirn (9 %) und im Blut (6%). Erst der Rest findet sich in der Leber (11%) (40,41).

Zusammengerechnet umfasst der gesamte Kupferanteil im Körper 80-150 mg, womit es nach Eisen und Zink das dritthäufigst vorkommende Spurenelement im menschlichen Organismus darstellt. Mit dem Alter nimmt die Kupferkonzentration im Körper stärker zu.

 

1.2.) Zur Aufnahme von Kupfer in den Körper

Für die Absorption von Kupfer bedarf es vor allem ausreichend Magensäure (23). Kupfer kann sogar über Magengewebe aufgenommen werden (24). In den Darm gelangendes Kupfer steht bei der Absorption in Konkurrenz mit anderen Nährstoffen wie vor allem Zink und Eisen, aber auch Calcium und Molybdän (alles zweiwertige Metalle der Ernährung).

Nach erfolgreicher Aufnahme im Darm transportieren die Proteine Transcuprein, Albumin und Histidin Kupfer über die Pfortader (vena portae) zur Leber, die es über den sogenannten hCtr1-Carrier als Transportprotein aufnimmt. In der Leber wird Kupfer dann entweder in Enzyme, sonstige Proteine oder in die Gallensäure eingebaut. Der Körper schützt sich grundsätzlich vor einem Kupfermangel, indem er Kupferaufnahme im Darm hochfährt und diese bei einem Überschuss senkt.

 

1.3.) Welche Bedeutung hat Kupfer im Eisenstoffwechsel?

Einerseits unterstützt Kupfer die Eisenaufnahme im Darm (75), andererseits ist es wesentlich an dessen Stoffwechsel beteiligt.

Im Blut ist Kupfer zum Großteil eng an das Transportprotein (Glykoprotein) Coeruloplasmin gebunden. Coeruloplasmin wiederum dient der Speicherung und dem Transport von Kupfer und gehört zur Alpha2-Globulinfraktion des Blutes. Es nimmt eine wichtige Funktion im Eisenstoffwechsel wahr, indem es zweiwertiges (Fe II) zu dreiwertigem Eisen (Fe III) oxidiert und dieses damit für das Eisen-Transportprotein Transferrin verfügbar macht.

Ohne Coeruloplasmin kommt es daher zu einer Hemmung des Eisenstoffwechsels. Dies erklärt auch, weshalb Kupfermangel ursächlich für eine hypochrome („farbschwache“) Anämie durch gestörte Bildung roter Blutkörperchen (=Erythrozyten) bzw. durch Mangel an rotem Blutfarbstoff (Hämoglobin) sein kann, die nicht auf die Einnahme von Eisen anspricht.

Zusammengefasst hemmt ein Kupfermangel die Eisenaufnahme im Darm und auch dessen Stoffwechsel.

 

1.4.) Warum wirkt „freies“ Kupfer schädlich?

Neben Coeruloplasmin kommt Kupfer im Blut auch lose gebunden an das Transportprotein Albumin als „freies“ Kupfer vor, welches wesentlich bioaktiver ist als an Coeruloplasmin gebundenes und damit auch oxidativer wirkt.

Im Verhältnis sind 85-95% des Kupfers im Blut an Coeruloplasmin gebunden und 5-15% an Albumin (36). Eine Störung des Verhältnisses Coeruloplasmin:Albumin kann erhebliche gesundheitliche Auswirkungen haben, wie sich an der Kupferspeicherkrankheit Morbus Wilson erkennen lässt(siehe hierzu weiter unten). Eine potentiell oxidativ-toxische Wirkung von freiem Kupfer ist jedoch auch ohne Erkrankung an Morbus Wilson anzunehmen (40,41).

 

1.5.) Ausscheidung von überschüssigem Kupfer über die Galle

Überschüssiges Kupfer wird in Form von Coeruloplasmin zu etwa 80 % in der Galle mit dem Stuhl ausgeschieden. Daneben wird 15 % des überschüssigen Kupfers über die Darmwand in das Lumen sezerniert und ebenfalls über den Stuhl ausgeschieden. Nur 2-4 % werden renal mit dem Urin ausgeschieden, jedoch können bei tubulären Defekten (=Nierenschäden) die Verluste über die Nieren mit dem Urin signifikant ansteigen.

2) Kupfer, das Immunsystem und chronische Entzündungen

 

Kupfer wirkt grundsätzlich aktivierend auf das Immunsystem. Ein Kupfermangel hingegen führt zu einer deutlich eingeschränkten Immunreaktion auf Antigene wie zum Beispiel auf krankmachende Keime wie Bakterien und Pilze (5,6).

Bei einem Kupfermangel sammeln sich nämlich bestimmte Gruppe weißer Blutzellen des angeborenen Immunsystem, die Neurophile, in der Leber an (7). Dies führt einerseits zu einer Verminderung der neutrophilen Granulozyten im Blut (sog. Neutropenie) und bei erhebliche Kupfermängel auch zu einer zusätzlichen Aktivierung der Neutrophile (56,57), die eine Leberentzündung zur Folge haben kann.

Daneben wird auch die Funktion der und der Signalweg zu anderen Immunzellen und zwar zu den Makrophagen, den Fresszellen des Immunsystems, eingeschränkt (58,59,60,61).

Makrophagen und Neutrophile benötigen kupferhaltige toxische Sauerstoffradikale (ROS, englisch „reactive oxygen species“) für die sogenannte „Phagozytose“, also die Abtötung von pathogenen Keimen innerhalb eines sog. „Phagosoms“, einem membran-gebundenden Einschluss von krankmachenden Keimen. Zellen außerhalb des Phagosoms werden durch die freien Radikale hingegen nicht geschädigt (62,63).

Auch das erworbene Immunsystem unterstützt Kupfer, indem es die Zahl von CD4-Lymphozyten erhöht, wie in einer Rattenstudie nachgewiesen (75).

Zusammenfassend ist Kupfer jedenfalls eine antimikrobielle Wirkung zuzusprechen. Insgesamt ergibt sich durch Kupfermangel quasi eine Einschränkung der Reichweite und Effektivität des Immunsystems und dadurch ein erhöhtes Risiko für Infektionen (Bakterien, Pilze, Parasiten, etc.)Nachdem Kupfer dem Immunsystem quasi „Munition“ liefert, fehlt es dem Immunsystem bei einem Kupfermangel hingegen hingegen an Schlagkraft, eine Infektion schnell, effizient und vollständig zu bekämpfen. Stattdessen entzündet sich das betroffene Gewebe chronisch und latent, weil die Immunreaktion nicht abklingen kann. Hier zeigt sich auch die Bedeutung von Kupfer bei chronischen Infekten und chronischen Entzündungen, insbesondere solche des Darms ansteigen.

Als eigene Anmerkung ist an dieser Stelle allerdings festzuhalten, dass nicht nur das menschliche Immunsystem Kupfer für die Bildung von ROS als „Munition“ gegen Krankheitskeime braucht, sondern sich krankmachende Keime mithilfe von kupferhaltigen Enzymen (SOD) gegen diese Radikale wehren können (siehe hier zu Candida). Die Gabe von Kupfer ist demnach ein zweischneidiges Schwert bei Infektionen, wobei jedoch davon auszugehen ist, dass der Bedeutung für den menschlichen Körper (vor allem bei einem eindeutigem Kupfermangel) der Vorzug vor dem Verzicht wegen einer Infektion zu gewähren ist.

3) Kupfer und Herz-Kreislauf

 

Die Studienergebnisse von Kupfer am Herzgewebe sind sehr unterschiedlich. Menschen mit einer eingeschränkten Herzdurchblutung (Herzischämie) weisen niedrige Kupferspiegel auf (49). Kupfer ist einerseits als Kofaktor des Enzyms Lysyl-Oxidase maßgeblich am Aufbau von Blut- und Herzgefäßen beteiligt (49), andererseits schützt als Kofaktor des Enzyms SOD das Herzgewebe (50). Auf der Gegensetite werden aber bei herzkranken Menschen auch erhöhte Kupferspiegel im Blut nachgewiesen (51,52). Die Studienlage und die Bedeutung von Kupfer ist bei Herz-Kreislauferkrankungen ist also nicht eindeutig.

Bei gravierenden Mängeln kommt bei Mäusen jedenfalls zu Herzversagen durch Verstopfung (15). Die eingeschränkte Herzfunktion kurz vor einer Kardiomyopathie, also einer diagnostizierten Herzmuskelerkrankung, konnte in Rattenstudien durch die Gabe von Kupfer behoben werden (16). In einer Mäusestudie wurde eine durch Kupfermangel ausgelöste Hypertrophie (anormale Gewebswucherung) des Herzgewebes mit der Gabe von Kupfer reversiert (17).

Auch in Betroffenen von Arteriosklerose wurden erhöhte Kupferspiegel nachgewiesen, die auch als Marker auf eine koronare Arterienerkrankungen hindeuten (53, 54).

4) Die Wirkung von Kupfer lässt sich anhand vieler Enzyme erklären

 

Die Wirkung von Spurenelementen auf die Gesundheit lässt sich oft schon durch deren Mitwirkung an Enzymen erklären. Enzyme, die für ihre katalytische (=beschleunigende) Aktivität Metallionen benötigen, werden Metalloenzyme genannt.

Auch Kupfer ist ein Kofaktor mehrerer dieser Enzyme (Enzyme enden übrigens immer mit „-ase“!) und aktiviert diese. Übrigens kann man anhand der vielen folglich beschriebenen „Oxidasen erkennen, dass Kupfer hauptsächlich oxidativ wirkt, was für sich genommen weder nur schlecht noch nur gut ist.

Hier einige dieser von Kupfer abhängigen Enzyme: 

  • Cytochromoxidase oder auch Cytochrom-c-Oxidase (COX): Dieses Enzym ist notwendig für die Energiegewinnung aus Nahrung. Genauergesagt vollzieht es den letzten enzymatische Schritt in der Sauerstoffverwertung mit der höchsten Energieausbeute (=ATP-Produktion) im Energiestoffwechsel der Mitochondrien (noch genauer: im Redoxsystem der Elektronentransportkette bzw. der Atmungskette Komplex IV). In diesem Zusammenhang wirkt Kupfer durch einen höheren Sauerstoffumsatz oxidativ. Übrigens ist COX auch zuständig für die Entgiftung des Toxins Cyanid (=Blausäure), welches bei Tabak- und Drogenkonsum (zB Marihuana) vermehrt aufgenommen wird.
  • Ohne Kupfer kommt es daher zu einem starken ATP-Mangel, der weitreichende und schwerwiegende Auswirkungen auf den gesamten Stoffwechsel hat, nachdem ATP (Adenosintriphosphat) die energetische Universalwährung fast aller Körperfunktionen darstellt.
  • Superoxid-Dismutase 1 (Kupfer,Zink-Superoxiddismutase; Cu,Zn-SOD; SOD1): Dieses Enzym enthält sowohl Kupfer als auch Zink und dient dem Abbau von Superoxid im Zytosol (=Zellplasma). Superoxid (O2-) wiederum ist ein freies Radikal, welches durch die Sauerstoffverwertung in den Mitochondrien entsteht und welches oxidativ und damit im Übermaß zellschädigend wirkt. Die Mitwirkung von Kupfer an SOD erklärt auch, weshalb Kupfer antioxidativ wirkt. SOD schützt also vor reaktivem Sauerstoff, indem es dieses entweder zu Sauerstoff oder zu Wasserstoffperoxid umwandelt (1,2). Kupfer und Zink sind übrigens nicht nur in SOD 1 im Zellplasma, sondern auch in extrazellulärem (dh außerhalb der Zelle) SOD 3 enthalten. 
  • Oxidativer und nitrosativer Stress durch Kupfermangel: Wird Superoxid nicht durch SOD abgebaut, kann es oxidativen Schaden anrichten (oxidativer Stress), dabei Blutgefäße schädigen oder sich sogar Stickstoff zu einem noch stärkeren Radikal namens Peroxynitrit verbinden, welches den Stoffwechsel stark beeinträchtigen kann (nitrosativer Stress). Ein Mangel an diesem Enzym führt zum Beispiel auch zu amyotrophen Lateralsklerose [ALS] mit fortschreitender Muskelschwäche. In besonderem Maße schützt schützt SOD auch das Herz- und Blutgefäßgewebe (50) und die Retina (55). 
  • Dopamin-ß-Hydroxylase: Dieses kupferhaltige Enzym ist notwendig für die Biosynthese von Noradrenalin (Norepinephrin) und Adrenalin (Epinephrin) aus dem Neurotransmitter Dopamin. 
  • Lysyloxidase: Dieses Enzym dient der Quervernetzung der beiden Bindegewebsarten Kollagen und Elastin, stabilisiert damit Fasern und dient unter anderem auch der Reparatur von Herz- und Blutgefäßen. Auch das Knochenwachstum und die Hautgesundheit ist von diesem Enzym abhängig. Bei einem Kupfermangel kommt es infolge eines Lysyloxidase-Mangels zu schlechter Hautqualität, Bindegewebsschwäche, Knochenschwäche, Gewichtsverlust und Wachstumsstörungen. 
  • Diamino-Oxidase (DAO): Außerhalb von Zellen (=extrazellulär) werden biogene Amine (unter anderem auch Histamin) vom Enzym DAO abgebaut. Biogene Amine entstehen etwa als Abbauprodukte unter anderem im Tyrosin-, Phenylalanin-, Tryptophan-, Histidin- sowie im Stoffwechsel anderer Aminosäuren. Beim Menschen wird es im Darm, den Nieren und in der Plazenta produziert. Ein DAO-Mangel im Darm führt zur Histaminintoleranz und wegen dem Eindringen von Histamin in die Zelle eventuell sogar zu einer Überlastung des Methylierungszyklus. Die Gabe von Kupfer kann die Verträglichkeit von Nahrungsmittel mit biogenen Aminen erheblich erhöhen und den DAO-Spiegel wieder anheben. 
  • Monoamin-Oxidase (MAO): Auch dieses Enzym dient dem Abbau von biogenen Aminen wie Serotonin, Histamin und Dopamin. Es kommt im Gegensatz zur extrazellulären DAO innerhalb der Zelle und zwar innerhalb der Mitochondrien vor. Liegt ein Kupferüberschuss vor kann dies auch zu Histapenie führen, also einem Mangel an Histamin.

Nachdem Histamin am Schlaf-Wach-Rhythmus beteiligt ist, kann ein durch DAO- oder MAO-Mangel eingeschränkter Abbau von Histamin zu Schlafstörungen führen.

 

  • Tyrosinase: Dieses Enzym ermöglicht die Bildung von Melanin aus der Aminosäure Tyrosin und damit die Pigmentierung der Haut. Blässe kann deshalb auf einen Kupfermangel hindeuten, weil es dann zu einer Störung bei der Bildung von Pigmenten (Ergrauen der Haare und Hautpigmentstörung bzw. gestörte Farbstoffverteilung der Haut) kommt.

5) Sonstige Wirkungen von Kupfer

 

Die Wirkung von Kupfer auf den Fettstoffwechsel ist in Studien unterschiedlich ausgefallen. Einerseits unterstützt Kupfer in Rattenstudien die Aktivität von körpereigenen Antioxidanz-Enzymen (Glutathion-Peroxidase) und damit in Folge ein gesünderes Verhältnis von Gesamtcholesterin, HDL-, LDL-Cholesterin und Triglyceride (76), allerdings konnte diese Wirkung in Humanstudien bisher nicht bestätigt werden (77).

6) Bisher nicht erwähnte Kupfermangelsymptome 

 

Bereits im Zusammenhang mit den kupferabhängigen Enzymen sowie der Bedeutung von Kupfer für Immunsystem und die Herzfunktion wurden einige Kupfermangelsymptome erläutert. Daneben wurden noch einige andere Mangelsymptome nachgewiesen.

In Rattenstudien wurden mit kupferarmen Diäten mit variierendem Kupfergehalt erhöhte Entzündungsreaktionen auf Stressoren (7) sowie Veränderungen von Blutgefäßfunktion, Mitochondrienstruktur und Herzfunktion (8,9) festgestellt. Im Zusammenhang mit Blut ergab sich eine Änderung des Blutflusses (Durchblutung) (10) sowie eine erhöhte Blutungsneigung (11).

Im Zusammenhang mit Entzündungen wurden erhöhte Spiegel pro-entzündliche Enzyme (COX-2) festgestellt (12). Kupfer ist beteiligt der Entwicklung von dermalen Papillzellen (DPCs), weshalb ein führt Kupfermangel auch zu Haarausfall führen kann (64).

In Humanstudien kommt es bei gravierenden Mängeln zu Myelopathie (18,19), also einer degenerativen Schädigung des Rückenmarks, die mit Ataxie (=gestörte Muskelbewegungen) und Haltungsschäden (sog. „sway back“-Haltung) einhergeht. Hier ähnelt ein Kupfermangel einem Vitamin B12-Mangel (20, 21, 22). Sonstige neurologischen Symptome eines Kupfermangels sind Polyneuropathie, Muskelschwäche, Entzündung des Augennervs und einer Demyelinisierung des Gehirns (76).

Bei gravierenden Mängeln kommt es bei Rattenstudien zu erheblichen Entzündungen (13,14) und einer eingeschränkten Aktivierung der Schilddrüsenhormone bzw. Umwandlung von T4 zu T3 (77).

7) Magensäuremangel und sonstige Ursachen für Kupfermangel 

 

Durch die Aufnahmekonkurrenz kann es durch erhöhte Aufnahme anderer zweiwertiger Metalle wie Kalzium, Zink, Eisen und Molybdän durch Nahrungsergänzungsmittel, aber auch durch phytat- und damit getreidereiche Ernährung zu einem Kupfermangel kommen. Auch sonstige Malabsorption durch Magensäuremangel (insb. durch Protonenpumpenhemmer oder Magen-Bypass), starker Durchfall oder chronische Magen-Darm-Entzündungen hemmen die Aufnahme im Darm.

Erhöhte Verluste entstehen durch Nierenerkrankungen beim nephrotisches Syndrom, wo es durch tubulären Defekten (dh Schäden der Tubuluszellen der Nieren) zu einem renalen (dh über die Nieren und den Urin) Verlust von Coeruloplasmin oder Albumin kommen kann. Solche Flüssigkeitsverluste stellen sich auch bei schweren Verbrennungen ein. Ein erhöhter Verbrauch bzw. Mehrbedarf entsteht durch Rauchen und Drogenkonsum (erhöhter Verbrauch des Enzyms COX), größerem Blutverlust und Gabe bestimmte Medikamente (zB Steroide).

Sonstige Mangelursachen sind: Zöliakie, Verzehr von Kuhmilch, Luftverschmutzung, Aufholwachstum nach Mangelernährung im Kindesalter, parenterale Ernährung, Kwashiorkor (Protein-Mangelernährung mit niedrigen Albuminwerte im Blut und Absinken des kolloismotischen Drucks).

8) Gallenstau und sonstige Ursachen für Kupferüberschuss 

 

Wenn man sich ansieht, dass Kupfer hauptsächlich über die Galle ausgeschieden wird, ist klar, dass ein Stau der Gallenflüssigkeit in der Gallenblase (sog. „Cholestase“) ursächlich für einen Kupferüberschuss sein kann. Ein Kupfer IUD (engl. für intrauterine device) als Verhütungsmittel führt hingegen nicht zu einem Kupferüberschuss (65,66).

9) Ernsthafte Krankheiten im Zusammenhang mit Kupfer  

 

Bei der Kupferspeicherkrankheit Morbus Wilson kommt es wegen einer verminderten Kupferausscheidung über die Galle zu einer Kupferanlagerung in der Leber und anderen Organen und zu dortigen Entzündungen (zB Leberzirrhose). Die Krankheit ist selten (1:30.000) und genetisch bedingt (autosomal-rezessiv, dh sie tritt nur auf, wenn die Mutation bei beiden Elternteilen vorhanden ist). Sobald die Speicherkapazität der Leber überschritten wird, schwemmt die Leber Kupfer in den Kreislauf, welches dann das Transportprotein Coeruloplasmin überlastet und sich somit an Albumin bindet.

Wegen einer Störung des Kupfereinbaus in das Transportprotein Coeruloplasmin wird Kupfer vermehrt lose an Albumin gebunden und damit das Verhältnis Coeruloplasmin:Albumin gestört.

Dieses wegen der losen Verbindung stark bioaktive „freie“ Kupfer wird im Körper verteilt, kann sich leichter in verschiedenen Organen ablagern und dort oxidativen Schaden anrichten (37,38). Es wird angenommen, dass eine Genvariation des Gens ATP7B für die eingeschränkte Bindungskapazität von Kupfer zu Coeruloplasmin sowohl für Morbus Wilson als auch für Alzheimer mitverantwortlich ist (69,70). Ob Kupfer Alzheimer verursacht oder eine Störung des Kupferstoffwechsels (und damit eine mangelnde Bioverfügbarkeit von Kupfer) dafür ursächlich ist, ist noch nicht geklärt.  

Das Menkes-Syndrom ist hingegen eine seltene angeborene Form des Kupfermangels. Sie ist eine rezessive, x-chromosomale Störung der Kupferresorption im Darm und der Kupferverwertung. Sie geht einher mit abnormer Faltenbildung der Haut und einer verminderter Myelinisierung (=Schutzschicht) der Nervenbahnen mit Hirnatrophie, Hyperthermie, Aneurismen sowie Spindelhaarwuchs. Die betroffenen Jungen sterben meist in den ersten zwei Lebensjahren.

10) Wie hoch sollte Kupfer dosiert werden?  

 

Der mittlere Tagesbedarf liegt zwischen 1 mg bis 3 mg (lt. D-A-CH-Referenzwerten) für die täglich empfohlene Nährstoffzufuhr. Bei Normalkost beträgt die tägliche Aufnahme in Mitteleuropa ca. 1 -2 mg, bei vollwertiger Kost bis zu 5 mg. Der toxikologisch relevante Wert UL (englisch für „Tolerable Upper Intake Level„) liegt hingegen bei 10 mg pro Tag (3).

11) Was sollte sonst noch bei der Einnahme von Kupfer bedacht werden? (Nebenwirkungen)  

 

Weil Kupfer ein starkes Brechmittel ist, kann die Einnahme von Kupfer akut zu Übelkeit und Brechreiz führen. Wegen der Reizung der Schleimhäute von Magen und Darm kann die Gabe von Kupfer Durchfall und Schmerzen im Darmbereich bewirken, die mit dem Absetzen reversibel sind.

Wegen seinem Beitrag zu oxidativem Stress kann Kupfer Angststörungen verschlimmern (42), was sich  auch durch die Hemmung der Rezeptoren des inhibierenden Neurotransmitters GABA (43,44) erklären lässt. Das GABAerge Neurotransmittersystem steht nämlich mit Angst und Depression in Verbindung (45). Menschen mit Depressionen weisen zudem erhöhte Kupferspiegel im Blut auf (46,47,48).

Siehe allerdings im Folgenden auch zu Gegenindikationen und Zink.

12) Wann sollte Kupfer nicht eingenommen werden? (Gegenindikationen und Überschusssymptome)  

 

Viele der Gegenindikationen von Kupfer beruhen auf seiner Konkurrenz zu Zink und seinen oxidativen Eigenschaften. Erst wenn das antioxidativ wirkende Zink fehlt, wird dieser Mangel durch die Gabe von Kupfer verschlimmert und Zinkmangelsymptome kommen zum Vorschein. So zum Beispiel bei Kryptopyrrolurie (KPU), Östrogendominanz und Depressionen, die sich teilweise auf einen Zinkmangel zurückführen lassen. Man darf nicht vergessen, dass Kupfer hauptsächlich oxidativ wirkt, ob dies nun gut oder schlecht ist. Ist jedoch ausreichend Zink als Gegenspieler vorhanden, sollte die Gabe von Kupfer kein Problem darstellen.

Als sonstige Gegenindikationen gelten ansonsten bestimmte koronare Herzerkrankungen (51, 52) und neurodegenerative Erkrankungen, die aufgrund eines gestörten Kupferstoffwechsels mit erhöhten Kupferspiegeln im Blut einhergehen. Dazu gehört insbesondere Alzheimer (67,68), bei dem solche erhöhte Kupferspiegel gefunden wurden.

Es wird angenommen, dass eine Genvariation des Gens ATP7B für die eingeschränkte Bindungskapazität von Kupfer zu Coeruloplasmin sowohl für Morbus Wilson als auch für kupferinduzierten Alzheimer verantwortlich ist (69,70). Dennoch ist die Studienlage zur Rolle von Kupfer bei Alzheimer nicht eindeutig und die Diskussion, ob Kupfer ursächlich für Alzheimer ist oder sogar zur Besserung der Erkrankung beitragen kann, noch nicht abgeschlossen.

13) Was kann man gegen einen Kupferüberschuss tun?  

 

Dazu kann man sich ansehen wie die Kupferspeicherkrankheit Morbus Wilson behandelt wird. Zink hindert die Aufnahme von Kupfer im Darm und wird deshalb bei dieser Krankheit alternativ eingesetzt. Das Medikament D-Penicillamin als Chelatbildner bildet einen Komplex mit Kupfer, der renal ausgeschieden wird (immer in Kombination mit Pyridoxin [Vitamin B6] oder Prednison).

Die Ausscheidung erhöhen auch größeren Mengen von Vitamin B6, Mangan, Zink, Molybdän  und alpha-Liponsäure. Bei akuter Vergiftung wird Dimercaprol eingesetzt. Kupfervergiftungen werden mit cysteinreiche Protein D-Penicillamin oder Triethylentetramin-dihydrochlorid behandelt. Generell sind Chelatbildner wie schwefelhaltige Nahrungsergänzungsmittel dazu in der Lage Schwermetalle wie Kupfer zu binden (zB Cystein, N-Acetyl-Cystein, Alpha-Liponsäure).

14) Wie sieht es mit der Konkurrenz von Kupfer und Zink aus?  

 

Spurenelemente benötigen für deren Absorption über die Darmbarriere sogenannte Transportproteine. An dieser Stelle erklärt sich auch die Konkurrenz von Zink und Kupfer bei deren Absorption im Darm. Beide teilen sich nämlich mehrere dieser Transportproteine. Das sind einerseits der Zinktransporter ZnTs (25,26) sowie insbesondere der zweiwertige Kationen-Transporter DMT1 (27), welcher auch noch andere zweiwertige Metalle transportiert und damit die Konkurrenz zu anderen zweiwertigen Metallen erklärt (28). Kupfer hat daneben auch noch einen eigenen Transporter, den Kupfertransporter 1 (CRT1), der wiederum auch von Zink und Eisen besetzt werden kann (28).

Neben der Konkurrenz an den Transportproteinen erhöhen hohe Konzentrationen von Zink im Darm auch die Sekretion des Proteins Metallothionein (29,39.). Dieses dient dem Schutz des Körpers vor Überdosierungen durch Kupfer und Zink und bindet diese willkürlich (!) im Darm, um deren Absorption zu vermindern und um sie auszuscheiden. Hohe Konzentrationen von Metallothionein im Darm führen jedoch tendenziell zu einer eingeschränkten Kupferaufnahme (71,72). Dies betrifft zumindest Zinkdosierungen in stark überschießender Höhe von 600mg (73).

15) Was verbessert und was stört die Kupferaufnahme sonst noch? (Bioverfügbarkeit von Kupfer)  

 

Wie bereits erwähnt, stören Zink und Eisen die Kupferaufnahme am meisten. Die Absorption von Kupfer kann aber auch durch verschiedene Stoffe weitere Stoffe gehemmt werden. Als weiteres zweiwertiges Spurenelement in Konkurrenz zu Kupfer wäre Molybdän zu nennen, das aber nicht nennenswert zu einer Hemmung führt, sofern es nicht mit Nahrungsergänzung aufgenommen wird. Für eine Hemmung der Kupferaufnahme durch in Getreide enthaltenem Super-Antinährstoff Phytat (Phytinsäure), welcher die Absorption von Spurenelementen generell erheblich hemmt, bestehen unterschiedliche Studienergebnisse (31, 32). In Erwägung zu ziehen sind beispielsweise auch zu viel Ballaststoffe, Calcium, Sulfid und Cadmium.

Daneben unterstützen Diäten mit hohem Proteinanteil die Aufnahme von Kupfer in Menschen und bei Ratten (33,34,35). Aminosäuren fördern grundsätzlich die Absorption von Kupfer, wie zum Beispiel Glycin, Tryptophan und Methionin (74), die die Speicherung von Kupfer fördern. Hemmend wirkt die Aminosäure Histidin auf die Kupferspeicherung und Cystein wiederum reduziert, ähnlich wie Vitamin C, zweiwertigen Kupfer zu einwertigem, welcher folglich zu geringeren Mengen absorbiert wird.

16) Welche Nahrungsmittel enthalten Kupfer?  

 

Trinkwasser (Kupferleitungen), Innereien (Leber), Schokolade, Schalentieren sowie in Nüssen und Kakao, Fische, teilweise in grünem Gemüse, Getreide, Tee, Rosinen, Hülsenfrüchte.

17) Welche Formen von Kupferpräparaten gibt es?  

Chelatierung, dh die Bindung von Spurenelementen an eine Aminosäure, wird die Bioverfügbarkeit von Spurenelementen insofern erhöht, als dass ein weiterer Absorptionskanal, und zwar jener der Aminosäuren, geöffnet wird. An diesem Aminosäure-Transporter spielt auch die Konkurrenz von Zink und Kupfer nur mehr eine untergeordnete Rolle. Kupferchelate sind wegen ihrer mangelnden Konkurrenz zu anderen Metallen zu bevorzugen (zB Kupfer-Glycinat oder -bisglycinat). Eine hohe Bioverfügbarkeit weisen auch Kupferpräparate mit Verbindung zu organischen Säuren wie Kupferglukonat oder Kupfer-Orotat auf. Kupfersulfat hat hingegen keine gute Bioverfügbarkeit.

18) Wie kann man einen Kupfermangel testen lassen?  

 

Ein erstes Indiz für einen Kupfermangel sind erniedrigte Neutrophile im Blut.

Im Blut liegt der Referenzbereich für die Kupferkonzentration zwischen 80 und 140 Mikrogramm pro 100 ml. Generell zu bevorzugen sind Untersuchungen des Vollbluts.

Bei erniedrigtem Kupfer im Blut sollte auch das Enzym Coeruloplasmin getestet werden. Dieses ist unter anderem erniedrigt bei Nierenerkrankungen (oder Morbus Wilson) und erhöht bei Infektionen und Entzündungen (Coeruloplasmin ist ein Akute-Phase-Protein) sowie Gelbsucht, Gallenstau und bösartigen Tumoren.

Eine weitere Möglichkeit ist der Test der Aktivität kupferhaltiger Enzyme wie der Superoxiddismutase (SOD) oder der Cytochrom-C-Oxidase (COX) der Thrombozyten und deren Kupfer-Gehalt.

Referenzen

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