Chelate in der Fütterung

Chelate, Chelatkomplexe oder Chelatverbindungen

…..verschiedene Begriffe, die das gleiche meinen.

Organische Mineralchelate werden als besonders potente und natürliche Mineralstoff- und Spurenelementlieferanten in Nahrungs- und Futtermittelergänzungen angepriesen. Sie sollen den anorganischen Mineralverbindungen überlegen sein. Sind sie das aber wirklich?

Zur Chemie der Chelate

Chelate sind chemisch gesehen Komplexe. Und zwar ganz besonders stabile Komplexe, bestehend aus einem Zentralatom und einem oder mehreren sogenannten Liganden, mit denen das Zentralatom an mindestens 2 Stellen verbunden ist. Das Zentralatom ist ein Mineralstoff/Metall, die Liganden sind organische Substanzen (z.B. Amine und organische Säuren) oder anorganische Moleküle.  Das Wort Komplex leitet sich aus dem Lateinischen ab und bedeutet umschlossen. Das Wort Chelate leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet Krebsschere. Die Liganden (man spricht auch von Chelatoren) umklammern also das Zentralatom. Um das Zentralatom aus dieser Umklammerung zu lösen, müssen zunächst alle Bindungen innerhalb des Kompexes gelöst werden.

Die Chelatierung verändert die Reaktionen

Die Chelatierung kann einen Schutz des Zentralatoms vor anderweitiger chemischer Reaktion darstellen, sie kann das Metall kaschieren und als Lösungsvermittler dienen. Durch die Verbindung mit den Liganden verändert sich nämlich das Löslichkeitsverhalten des Minerals/Metalls in Abhängigkeit von Temperatur und pH-Wert. Das wiederum kann ein Vor- oder ein Nachteil sein. So kann man die Chelatbildung dazu nutzen, bei Vergiftungen Metalle aus dem Körper herauszuschleusen (mittels EDTA als Ligand). Die unlöslichen Komplexe werden dann ausgeschieden. Chelatbildung im Verdauungstrakt kann die Resorption von Mineralstoffen gänzlich unmöglich machen. So bindet z.B. Oxalsäure aus Spinat und Amaranth das Calcium im Verdauungstrakt zu einem unlöslichen und damit nicht verwertbaren Komplex, der ungenutzt ausgeschieden wird. Im einen Fall ist die Chelatbildung erwünscht und wird therapeutisch genutzt, im anderen Fall ist sie unerwünscht und kann im Rahmen der Ernährung sogar zu Unterversorgungen beitragen.

Chelate in der Natur

Chelate bzw. die Chelatbildung sind in der Natur und in lebenden Organismen weit verbreitet. Die Chelatbildung spielt eine wichtige Rolle bei der Kompostierung. Im Intermediärstoffwechsel erfüllen organische Chelate vielfältige Aufgaben. Das Chlorophyl der Pflanzen (Magnesium als Zentralatom), das Hämoglobin unseres Blutes (mit Eisen als Zentralatom) und Vitamin B12 (mit Cobalt als Zentralatom) sind Chelate. Chelatierte Mineralstoffe mit Aminsosäuren als Liganden sind funktionelle Bestandteile von Enzymen. Erst die Komplexbildung ermöglicht den Mineralstoffen in all diesen Beispielen, ihre Funktion im Stoffwechsel zu erfüllen.

Mit der natürlichen Nahrung, mit pflanzlichen und tierischen Produkten, werden vor allem mit organischen Säuren chelatierte Mineralstoffe aufgenommen. So gesehen kommt die Substitution mit organischen Chelaten der natürlichen Ernährung näher als die Substitution mit  anorganischen Verbindungen bzw. mit anorganischen Chelaten.

An dieser Stelle sei noch einmal betont, dass es organische und anorganische Chelate gibt. Die Aussage, es handele sich bei einer Verbindung um ein Chelat, sagt also nichts darüber aus, ob die Bindungspartener des Mineralstoffs organischer oder anorganischer Natur sind!

Zur Löslichkeit von Chelaten

Voraussetzung für die Resorption (für die Aufnahmen in die Darmwand) ist, dass das Mineral aus der Verbindung, in der es aufgenommen wurde oder die sich im Verdauungstrakt beabsichtigt oder unbeabsichtigt gebildet hat, herausgelöst wird. Je leichter löslich eine Verbindung in dem Darmabschnitt ist, in dem die Resorption stattfindet, um so größer die Chance auf Aufnahme in die Darmschleimhaut. Liegt ein Mineral im Darm in einem Chelatkomplex vor, hängt es von den Liganden ab, ob und in welchem Umfang eine Resorption möglich ist.  Ein geeigneter Ligand kann auch verhindern, dass konkurrierende Bindungspartner das Metall abfangen und so einer Verwertung/Resorption entziehen, indem er es unbeschadet bis zum Ort der Resorption geleitet.  Vitamin C ist z.B. ein Ligand für Metallionen. Durch die Bildung von Eisen-Chelaten erhöht Vitamin C z.B. die Eisen-Resorption und durch die Bildung von Calcium-Chelaten die Calcium-Resorption. Manche Liganden sorgen also für eine bessere Verwertbarkeit des Mineralstoffs, andere (z.B. Oxalsäure und Phytinsäure) binden das Mineral unter den Bedingungen im Magen-Darm-Trakt so fest in einem unlöslichen Komplex, dass es nicht resorbiert werden kann.

Zur Bioverfügbarkeit von Chelaten

Die Löslichkeit ist aber nur ein Einflußfaktor der Verfügbarkeit und außerdem ist die im Labor festgestellte Löslichkeit nur ein theoretischer Wert unter standardisierten Laborbedingungen. Die Verhältnisse im Magen-Darm-Trakt sind nicht kalkulierbar. Das Zusammenspiel verschiedener Nahrungsbestandteile, das wechselnde Milieu im Darm, Medikamente und die Versorgungslage des Organismus mit einem Mineral beeinflussen die Verfügbarkeit – und zwar bei grundsätzlich jeder Art der Verbindung, in der das Mineral angeboten wird. Niemand kann sagen, was unter den individuellen und wechselnden Bedingungen im Darm tatsächlich exakt abläuft. Was für die eine Tierart, für das eine Individuum zutrifft, muss für die anderen noch lange nicht stimmen.

Welche Verbindung ist zu bevorzugen?

Hier würde wohl jeder antworten: Die, die ihren Zweck erfüllt, nämlich den Körper mit dem Fehlenden zu versorgen, von der man keine unnötig große Menge braucht, die keine unerwünschten Nebenwirkungen hat…

Alle zur Nahrungsergänzung zugelassenen Mineralzusätze erfüllt diesen Zweck auch. Wieviel mg man von der jeweiligen Mineralverbindung braucht, hängt entscheidend vom Mineralgehalt der Verbindung und der Bioverfügbarkeit ab. Ein direkter Mengenvergleich sagt nichts aus. Ein Beispiel: 1 g Calciumcarbonat enthält 400 mg Ca, 1 g Tricalcumcitrat enthält ‘nur’ 210 mg Ca. Orientiert man sich am Ca-Gehalt und gleicht diesen mit dem Bedarf ab, würde man vom Calciumcitrat die doppelte Menge geben, obwohl seine Bioverfügbarkeit größer ist. Was dann im Endeffekt zu einer Mehraufnahme führt, die weder geplant noch wirklich kalkulierbar ist. Ein anderer Fehler wäre es, einen Ca-Bedarf von z.B. 10 mg mit 10 mg des Carbonates oder des Citrates decken zu wollen. Damit würde das Ziel weder mit der einen noch mit der anderen Verbindung erreicht.
Grundsätzlich gilt, dass – um den Organismus mit einer bestimmten Menge eines Mineralstoffes zu versorgen – bei geringerer Bioverfügbarkeit eines Minerals aus einer bestimmten Verbindung von dieser Verbindung mehr aufgenommen werden muss als von einer Verbindung mit größerer Bioverfügbarkeit des Minerals. Welche Mengen eines Minerals aus verschiedenen Verbindungen tatsächlich nach Verdauung und Resorption im Stoffwechsel unter verschiedenen Bedingungen bei den verschiedenen Individuen der unterschiedlichen Tierarten verfügbar sind, ist nicht ausreichend untersucht. Insofern ist jede Nahrungsergänzung mit Mineralstoffen eine äußerst dubiose Angelegenheit.

Sinn und Unsinn von Ergänzungen

Grundsätzlich gilt, dass Nahrungsergänzung/Substitution nur Sinn macht, wenn ein Mangel vorliegt. Bevor man sich also überlegt, in welcher Verbindung ein Mineral zugeführt werden sollte, sollte man klären, ob das überhaupt nötig ist. Im Mangel nützen alle Verbindungen um die Speicher aufzufüllen und bei ausreichender Versorgung kann mit jeder Verbindung bei routinemäßiger und unreflektierter Verabreichung eine Überversorgung mit äußerst nachteiligen Folgen provoziert werden.

Ob man von der einen Verbindung etwas mehr und von der anderen etwas weniger braucht, ist in einer Mangelsituation zweitrangig. Im übrigen paßt sich der Körper an die Versorgung an. Im Mangel wird mehr aus der Nahrung resorbiert, im Überschuss weniger – egal aus welcher Verbindung. Pharmakologisch, biologisch und klinisch sind die verschiedenen Mineralverbindungen äquivalent.

Langfristig ist es in jedem Fall sinnvoller, die Ernährung insgesamt bedarfsgerechter zu gestalten.

Sind organische Chelate “natürlicher” als anorganische Mineralverbindungen?

Organische Chelate werden als natürliche (und damit implizit bessere) Mineralquellen beworben. Natürlich, weil sie Mineralverbindung mit organischen Säuren sind. Was aber Unsinn ist. Calciumcarbonat als Calciumsalz der anorganischen Kohlensäure ist nicht weniger natürlich als Calciumcitrat als organische Verbindung von Citrat und Calcium.  Als Zusatzstoffe bzw. in Ergänzungsfuttermitteln wird auf synthetisch hergestellte Verbindungen zurückgegriffen, aus der Natur stammen da höchsten die Ausgangssubstanzen. Bei der Produktion werden technische Hilfsstoffe eingesetzt, die nie rückstandslos entfernt werden können. Es dürfen sogar gentechnisch manipulierte Mikroorganismen eingesetzt werden. Von natürlich kann da also auch bei organischen Mineralstoffverbindungen kaum die Rede sein.

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