Essentielle Spurenelemente

Chrom (Cr) (S. 103)

W. Marktl

Chemische Grundlagen

Chrom (Cr) gehört zu den Übergangselementen. Cr hat die Ordnungszahl 24, seine relative Atommasse beträgt 51,996. Es tritt in der Natur in verschiedenen Wertigkeitsstufen auf. Die stabilste Form ist das dreiwertige Chrom, das dementsprechend auch am häufigsten vorkommt. Dies trifft auch für das Vorkommen in den Lebensmitteln zu. Cr III ist auch die biologisch aktive Form und ist die einzige Wertigkeitsstufe, die ernährungsmedizinisch von Bedeutung ist. Auch Cr IV ist relativ stabil, wird jedoch in biologischen Systemen rasch zu Cr III reduziert (O’Flaherty et al. 2001). Cr VI ist aus ernährungsphysiologischer Sicht uninteressant, spielt jedoch in der Toxikologie bzw. der Arbeitsmedizin eine Rolle. Entsprechend der Zielsetzung des vorliegenden Buches wird daher in den folgenden Abschnitten vor allem Cr III in den Vordergrund gestellt. Wenn nicht anders angegeben, so ist in den folgenden Abschnitten Cr III immer als Cr angeführt.

Verteilung im menschlichen Organismus

Der Gesamtgehalt an Cr im menschlichen Organismus wird auf ca. 1,7 mg geschätzt (Ducros 1992). Die höchsten Cr-Konzentrationen weisen die Leber, Nieren, Milz, Lunge und Knochen auf (Meißner 2002). Die verschiedenen Gewebe nehmen Cr in unterschiedlichen Mengen auf bzw. geben es ab (Jeejeebhoy 1999). Es gibt jedoch keine unidirektionale Aufnahme von Cr in Organe und Gewebe. Die Organ- und Gewebskonzentrationen von Cr werden metabolisch kontrolliert, und Cr akkumuliert nicht, wie dies für toxische Elemente typisch ist. Es besteht die Vorstellung, dass in Bezug auf die Cr-Aufnahme in die Organe und Gewebe drei Compartments zu unterscheiden sind, die sich hinsichtlich des Cr-Turnovers unterscheiden (Jeejeebhoy 1999): Ein Compartment mit einem raschen Turnover im Bereich von 0,5 bis 12 Stunden. Ein Compartment mit einem mittleren Turnover von 1 bis 14 Tagen. Ein Compartment mit einem langsamen Turnover von 3 bis 12 Monaten. Leber, Milz, weiche Gewebe und Knochen enthalten alle drei Compartments (Jeejeebhoy 1999). Im Compartment mit dem langsamsten Turnover besteht eine Möglichkeit einer gewissen Cr-Akkumulation bei länger dauernder höherer Cr-Zufuhr. Diese Akkumulation hält so lange an, bis die Gehalte in den Organen Werte erreicht haben, von denen an auch ein Ausstrom aus dem Organ erfolgt (Jeejeebhoy 1999).

Eine Abnahme der Cr-Gehalte von Organen und Geweben erfolgt in der unmittelbaren postnatalen Periode. Eine allmähliche Abnahme der Cr-Gewebsgehalte erfolgt auch mit zunehmendem Alter, worauf weiter unten noch eingegangen wird. Als Ursache für diese altersbedingte Abnahme der Cr-Gewebsgehalte wird nicht eine Resorptionsverminderung, sondern eine schlechtere Retention verantwortlich gemacht, die sich in einer erhöhten renalen Cr-Elimination manifestiert. Im Blut enthalten die Leukocyten die höchsten Gewebskonzentrationen. Wegen der weitaus höheren Gesamtzahl an Erythrozyten befinden sich aber 52% des Cr im Blut in den roten Blutzellen (Rückgauer u. Zeyfang 2002). Physiologische Funktionen von Cr Die Wirkungen von Cr im Organismus stehen im Zusammenhang mit den Wirkungen von Insulin. Aus diesem Grund spielt Cr eine Rolle beim Stoffwechsel aller dreier Makronährstoffgruppen. In der älteren wissenschaftlichen Literatur wurde diese die Insulinwirkung fördernde Funktion von Cr einer Struktur zugeschrieben, die als Glukosetoleranzfaktor bezeichnet wurde. Dabei bestand die Vorstellung, dass dieser Glukosetoleranzfaktor aus einer Kombination von Cr, Nikotinsäure, Glycin und Glutaminsäure zusammengesetzt ist.