Wichtige Bausteine für die Knochengesundheit

Die Peak Bone Mass und das Osteoporoserisiko sind entscheidend von genetischen und endokrinen Faktoren bestimmt, jedoch fällt auch dem Lebensstil mit Aspekten wie körperlicher Aktivität und Nährstoffversorgung eine wichtige Rolle zu. Das Knochengewebe besteht makroskopisch aus dem kompakten Knochen (Kortikalis) und dem trabekulären Knochen (Spongiosa). Das kortikale Gewebe bildet eine Rindenschicht, die einen großen Teil der Mineralstoffe beherbergt (rund 70 %) und mechanische Aufgaben erfüllt. Quantitativ dominierend beim Knochenaufbau ist das Mengenelement Kalzium. Mehr als 99 % des Gesamtkörperbestands dieses Minerals befinden sich im Knochen, das sind circa 1.200 g. In Abhängigkeit von der Nahrung dominieren entweder die Mineralisation und der Knochenaufbau oder eine Demineralisation und Osteolyse. Beobachtungsstudien zeigen, dass eine Kalziumzufuhr von 1.000–1.800 mg/Tag günstige Effekte auf die Knochendichte und das Frakturrisiko bei Erwachsenen ausübt.¹ Der tägliche Bedarf wird von Ernährungsfachgesellschaften aus Deutschland, Österreich und der Schweiz (D-A-CH) mit 1.000 mg täglich für Erwachsene definiert. Dieser Wert gilt auch für Schwangere und Stillende.²

Wesentlich für eine optimale Frakturprävention ist die Kombination von Kalzium mit Vitamin D (plus die Sicherstellung präventiver Serum-Vitamin-D-Spiegel). In Beobachtungsstudien hat sich eine positiv lineare Assoziation zwischen dem Vitamin-D-Status und der intestinalen Absorption von Kalzium gezeigt. Der Status des Vitamins war sowohl bei jüngeren Personen als auch bei Älteren positiv mit der Knochendichte assoziiert.¹ Die tägliche Aufnahme sollte laut Fachgesellschaften 20 µg bei fehlender endogener Synthese betragen.² Dies ist vor allem im Zeitraum Herbst/Winter nötig, in dem selbst bei Sonnenlichtexposition kaum Vitamin D produziert wird, weil der flache Einstrahlwinkel der Sonne verhindert, dass ausreichend UV-B-Strahlung die Haut erreicht. Dies gilt bereits nördlich des 35. Breitengrades und zwischen Oktober und März (zum Vergleich: Österreich liegt auf dem 47. Breitengrad).³

Hervorzuheben ist auch die zentrale Rolle von Vitamin K beim Knochenstoffwechsel. Eine unzureichende Vitamin-K-Versorgung dürfte ein wichtiger pathogenetischer Faktor bei der Entstehung von Osteoporose sein. Knochenproteine wie Osteocalcin, das Matrix-Gla-Protein und das Knochenprotein S sind Vitamin-K-abhängig. Der Mikronährstoff fördert über die Carboxylierung des Knochenproteins Osteocalcin die Utilisation von Kalzium und die Mineralisierung der Knochenmatrix.⁴ Frauen in der Postmenopause, bei denen der Knochenverlust schnell voranschreitet, können von einer Supplementierung mit Vitamin K profitieren. Das Vitamin hat einen additiven Effekt zu Vitamin D in Bezug auf die Erhaltung des Knochens.⁵

Magnesium und Zink

Ein weiterer wichtiger Mikronährstoff für gesunde Knochen ist Magnesium. Vom Gesamtkörperbestand dieses Mineralstoffs sind rund 60 % im Knochen lokalisiert, wobei der Gehalt mit zunehmendem Alter abnimmt, vor allem der mobilisierbare. Magnesium ist ein bedeutsamer Bestandteil der anorganischen Knochenmatrix und stabilisiert amorphe Kalzium-Phosphat-Verbindungen. Die renale Hydroxylierung von 25-OH-Vitamin D₃ zu 1,25-(OH-)2-Vitamin D₃ ist genau wie die Sekretion des Parathormons (PTH) abhängig von einer ausreichenden Magnesiumversorgung. Ein Mangel an Magnesium kann die PTH-Sekretion beeinträchtigen und eine Hypokalzämie begünstigen.⁵

In kontrollierten klinischen Studien hat sich ein positiver Einfluss auf den Knochen-Turnover und auf die Knochendichte durch Magnesium gezeigt. Bei postmenopausalen führte eine Supplementierung des Mikronährstoffs über einen Zeitraum von zwei Jahren zu einem statistisch signifikanten Anstieg der Knochendichte. Weiters hat die Framingham-Studie gezeigt, dass eine hohe diätetische Zufuhr von Magnesium und auch von Kalium mit einer höheren Knochendichte assoziiert ist.⁵ Die Fachgesellschaften empfehlen für erwachsene Männer täglich 400 mg (bis 25 Jahre) beziehungsweise 350 mg (ab 25 Jahren) sowie für erwachsene Frauen 300 mg (bis 25) beziehungsweise 310 mg (ab 25). Schwangere sollten 310 mg aufnehmen, Stillende 390 mg.²

Ein oft unterschätzt Faktor für die Gesundheit der Knochen ist das Spurenelement Zink. In tierexperimentellen Studien führte alimentärer Zinkmangel zu einer um 45 % reduzierten trabekulären Knochenmasse und zu Osteopenie. Zinkmangel gilt auch beim Menschen als eigenständiger Risikofaktor für Osteoporose. Interessant ist auch das Ergebnis einer doppelblinden prospektiven Studie mit postmenopausalen Frauen. Die kombinierte Gabe von Kalzium, Zink, Kupfer und Mangan führte nach zwei Jahren zu einer Zunahme der Knochendichte um 1,48 %, während die alleinige Gabe von Kalzium eine Abnahme von 1,25 % nicht verhindern konnte. In der Placebogruppe nahm die Knochendichte um 3,53 % ab.5 Moderne Forschung geht davon aus, dass die positive Rolle von Zink auf die Knochen an der von RANKL/RANK liegt. Nach Bindung des Proteins RANKL an den Transmembranrezeptor RANK wird eine Signalkaskade gestartet, in deren Ablauf eine Differenzierung und Aktivierung von Osteoklasten stattfindet. Zink dürfte durch die Downregulierung dieser Kaskade einen wesentlichen Beitrag leisten, dass die Osteoklastogenese unterdrückt wird.⁶

Weitere positive Einflüsse auf den Knochenstoffwechsel werden von Kalium (verhindert erhöhte Kalziumexkretion), Vitamin C (Zusammenhang mit Knochendichte) und Vitamin B₁₂ berichtet.³

Debatte um Eiweißzufuhr

Daten zur Bedeutung der Eiweißzufuhr für die Knochen sind etwas widersprüchlich. In früherer Literatur galt eine hohe Proteinzufuhr als Faktor, der eine höhere Kalziumausscheidung aus dem Organismus ­bewirkt. Nach neueren Erkenntnissen scheint die gesamte Ernährung maßgeblich zu sein, in welcher Menge Kalzium ausgeschieden wird.⁷ Epidemiologische Befunde legen jedoch nahe, dass eine sehr hohe Proteinaufnahme in Form von Fleisch und Fleischwaren im jungen und mittleren Lebensalter die Kalziumbilanz verschlechtern kann und damit auch negative Effekte auf die Knochenstruktur hat, wenn die Nahrung zeitgleich einen zu großen Säureüberschuss hat. Eine proteinreiche Ernährung im höheren Lebensalter scheint hingegen das Frakturrisiko sogar zu reduzieren.¹