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Rohstoffe für Diätetik und Pharmazie
CHROM ALS SPURENELEMENT
1. Die Essentialität von Chrom.
Chrom ist ein für die menschliche und tierische Ernährung essentielles Spurenelement. SCHWARZ (1959) hatte an Ratten Lebernekrosen und eine Glucoseintoleranz beobachtet, die durch eine in Hefe, Fleisch und verschiedenen Nahrungsmitteln vorkommende chromhaltige Komponente - den sogenannten Glucosetoleranzfaktor (GTF) - behoben werden konnte. Die genaue Struktur des Glucosetoleranzfaktors ist bis heute unbekannt. Sicher ist, daß er dreiwertiges Chrom enthält. Vermutet wird, daß es sich um durch Nikotinsäure und bestimmte Aminosäuren komplexiertes Chrom handelt. Bei parenteral ernährten Patienten traten diabetesähnliche Beschwerden, besonders Glucoseintoleranz, auf, die durch Insulin nicht, wohl aber durch Gaben von (anorganischem) Chrom behoben werden konnten (JEEJEEBHOY, 1977, FREUND, 1979). Glucoseintoleranz ist gekennzeichnet durch einen im Vergleich zum Normalfall leicht erhöhten Glucoseblutspiegel und durch einen langsameren Abfall des Glucoseblutspiegels nach einer Glucosebelastung (Hyperglykämie). Interessanterweise haben Chromgaben nicht nur bei hyperglykämischen Probanden eine Normalisierung des Glucoseblutspiegels zur Folge. Auch bei hypoglykämischen Patienten wird der Glucoseblutspiegel normalisiert (d.h. in diesem Fall erhöht) (ANDERSON, 1983, I). Die Wirkung des Chroms scheint in einer Potenzierung der Wirkung des Insulins zu liegen. Chrom kann Insulin also nicht ersetzen (ANDERSON, 1978)
2. Physiologie, Absorption, Ausscheidung, sonstige Funktionen
Die Absorption von in der Nahrung enthaltenem Chrom erfolgt rasch (BOREL, 1984), allerdings wird immer nur ein geringer Anteil (0,4 bis 3%) des angebotenen Chroms aufgenommen (ANDERSON, 1985). Dieser Anteil ist abhängig von der angebotenen Chrommenge: Bei einer täglichen Einnahme von 10 Mikrogramm Chrom werden 2% absorbiert, bei Einnahme von 40 Mikrogramm nur mehr 0,4%. Die Ausscheidung absorbierten Chroms erfolgt über den Urin. Erhöhte Chromverluste treten auf nach Glucosebelastung (also auch bei einer an Einfachzuckern reichen Ernährung) (ANDERSON, 1983, II), besonders hohe nach körperlicher Belastung (ANDERSON, 1982) und auch nach schwereren Verletzungen (BOREL, J. et al., 1984, II). Chrom spielt auch eine wichtige Rolle bei der Zellteilung, die jedoch noch wenig erforscht ist (FLORO, 1984). 3. Spezielle Formen von diätetischem Chrom und deren Wirkung Komplexe des Chroms werden besser absorbiert als einfaches anorganisches Chrom (MERTZ, W., 1969). So wird Chrom in Form des GTF (des Glucosetoleranz- faktors) zu 10% bis 25% absorbiert (JEEJEEBHOY, 1984). Damit dürfte auch die sehr viel raschere Wirkung von Chrom-Komplexen im Vergleich zu anorganischem Chrom zusammenhängen. Anderson (ANDERSON, 1983, I) fand bei Supplementierung mit 200 Mikrogramm anorganischem Chrom pro Tag und Person erst nach zwei Monaten eine Verbesserung der Glucosetoleranz. Bei einer Supplementierung mit GTF hingegen stellt sich ein Effekt bereits nach einer Woche ein (POTTER, 1985). Wegen der schlechten Absorption anorganischer Chromverbindungen hat man Chromsalze organischer Säuren hergestellt und untersucht. So hat TOEPFER (1977) Verbindungen aus Chrom, Nikotinsäure, Glutaminsäure, Cystein und Glycin hergestellt, die biologische Aktivität zeigten und die als künstliche Glucosetoleranzfaktoren gelten können. Eine weitere derartige, jedoch besser definierte und auch stabile Verbindung ist das Chrom(tri)picolinat. Da die Picolinsäure zwei Koordinationsstellen aufweist (am Sauerstoff- und am Stickstoffatom), handelt es sich bei dieser Verbindung um ein Chelat, bei dem alle sechs Koordinationsstellen des dreiwertigen Chroms abgesättigt sind. Die Verbindung zeigt besondere Löslichkeitseigenschaften, die vermutlich für ihre Wirkung verantwortlich sind. Bei Versuchen fand man die erwartete normalisierende Wirkung auf den Blutglucosespiegel schwach diabetischer Personen. Bei jungen Männern, die an Gewichtstrainingsprogrammen teilnahmen, hatte die sechswöchige Einnahme von 200 Mikrogramm Chrom als Chrompicolinat pro Person und Tag eine signifikante Abnahme von Körperfett und zugleich eine Zunahme der Muskelmasse zur Folge (EVANS, 1989).
Literatur
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ANDERSON, R.A. et al., 1982: Effects of exercise (running) on serum glucose,
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effects on glucose, insulin and lipid variables, Metabolism, 32: 894-899.
ANDERSON, R.A. et al., 1983, II: Effect of Chromium supplementation on urinary
Cr excretion of human subjects and correlation of Cr excretion with selected
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ANDERSON, R.A. et al., 1985: Chromium intake, absorption and excretion of
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BOREL, J. S. et al., 1984, I: Chromium, in Biochemsitry of the Essential
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175-199
BOREL, J. et al., 1984, II: Chromium intake and urinary chromium excretion of
trauma patients, J. Biol. Trace Elements Res., 6: 317-326.
EVANS, Gary W., 1989: Int. J. Biosocial Med. Res., 11, 163-180.
FLORO, N.A., et al., 1984: Effect of chromium(III) on poly (dG-dC)
conformation. Biochemical Biophys. Res. Commun. 124, 106-113
FREUND, H. et al. , 1979: Chromium deficiency during total parenteral
nutrition, J. Am. Med. Ass., 241: 496-498.
JEEJEEBHOY, R.C. et al., 1977: Chromium deficiency, glucose intolerance, and
neurophathy reversed by chromium supplementation in a patient receiving
long-term total parenteral nutrition, Am. J. Clin. Nutr., 30: 531-538.
JEEJEEBHOY, K. N., 1984: Zinc and chromium in parenteral nutrition. Bull. N.Y.
Acad Med. 60, 118-123
MERTZ, W., 1969: Chromium occurrence and function in biological systems,
Physiol Rev., 49: 163-239.
POTTER, F.j. et al., 1985: Glucose metabolism in glucose intolerant older
people during chromium supplementation, Metabolism 34, 199-204.
SCHWARZ, K.; MERTZ, W., 1959: Chromium and the glucose tolerance factor, Arch.
Biochem. Biophys. 85, 292-295.
TOEPFER, E.W. et al., 1977: J. Agric. Food Chem., vol. 25, No. 1, 1977, 162-166
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