Kupfermangel – ein unterschätztes Problem?

Kupfermangel

Kupfermangel ist weiter verbreitet als gedacht. Als eines der 11 essenziellen Spurenelemente spielt es vor allem bei der Blutbildung und im Nervensystem eine zentrale Rolle. Aber auch weitere Prozesse wie die Energiebildung, der Eisenstoffwechsel, die Bildung von Bindegewebe und die Nervenfunktion hängen vom Kupferstoffwechsel ab. Daher ist es wichtig zu wissen, wie man einen Kupfermangel erkennt und dagegen vorgeht.

Auf einen Blick

  • Kupfer spielt unter anderem eine wichtige Rolle bei der Blutbildung, im Immunsystem und im Nervensystem.
  • Die empfohlen Tagesdosis liegt zwischen 1,3 mg und 3 mg pro Tag.
  • Kupferhaltige Lebensmittel sind Leber, Schalentiere bzw. Meeresfrüchte, Kartoffeln, Nüsse, Vollkornprodukte, Samen, Gemüse, Pilze, Krebstiere, Fleisch und Schokolade. Auch Trinkwasser kann einen Beitrag zur Kupferzufuhr leisten.
  • Bei einem Mangel ist die Substitution von maximal 10 mg Kupfer pro Tag empfehlenswert.

Kupferstoffwechsel

Der erwachsene Körper enthält in der Regel 100 bis 120 mg Cu2+. Dieses findet sich vor allem in Gehirn, Leber und Nieren. Im Darm wird es über den Kupfer-Transporter 1 in die Darmzellen aufgenommen und ins Blut abgegeben. Je höher die Spiegel im Blut sind, desto mehr Kupfer wird in den Darmzellen an Metallothionein gebunden und mit diesen ins Darmlumen abgeschilfert. Gleiches passiert bei zu hohen Zinkspiegeln, welche so ebenfalls die Kupferaufnahme hemmen können. Der größere Anteil des aufgenommenen Kupfers wird über die Gallenflüssigkeit wieder ausgeschieden.

Kupfer ist Kofaktor vieler Enzyme, die freie Radikale bekämpfen, für den Transport und die Nutzung von Sauerstoff zuständig sind und eine Funktion im Immunsystems sowie bei der Bildung von Katecholaminen (z.B. Adrenalin) und Bindegewebe haben. Auch am Fettstoffwechsel, vor allem dem der Lipoproteine, ist es beteiligt. Zudem spielt es auf zellulärer Ebene eine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel, unter anderem in der Produktion von ATP.

Wie viel Kupfer braucht der Körper und wie wird es aufgenommen?

Die EFSA empfiehlt die tägliche Aufnahme von 1,6 mg bei Männern und 1,3 mg bei Frauen. Die Empfehlungen der WHO liegen mit 2-3 mg/Tag darüber. Die Absorption im Magen-Darm-Trakt schwankt individuell zwischen 20 und 50%. In hohen Dosen kann es potenziell toxische Wirkung entfalten, eine Dosis von bis zu 10 mg pro Tag hat sich jedoch als sicher erwiesen.

Kupferhaltige Nahrungsmittel

Den höchsten Kupfergehalt haben Leber, Schalentiere bzw. Meeresfrüchte, Kartoffeln, Nüsse, Vollkornprodukte, Samen, Gemüse, Pilze, Krebstiere, Fleisch und Schokolade. Auch Trinkwasser kann zum Kupfergehalt der Nahrung beitragen. Wenn die Wasserleitungen aus Kupfer bestehen, kann dies bis zu 1 mg/Tag ausmachen.

Ursachen für Kupfermangel

Kupfermangel kann durch die unzureichende Zufuhr, einen erhöhten Bedarf (z.B. in der Schwangerschaft) oder vermehrte Verluste und Erbkrankheiten bedingt sein. Vermehrte Verluste treten vor allem bei Verbrennungspatienten und bei Nierenersatzverfahren (Dialyse) auf.

Unzureichende Zufuhr

Bisher ging man davon aus, dass eine mangelnde Zufuhr nur bei Fehlernährung oder Essstörungen wie Anorexia nervosa auftritt. Allerdings können auch veränderte Ernährungsgewohnheiten dazu beitragen. Die vegetarische Ernährung enthält in der Regel genug Kupfer, die Aufnahme ist jedoch etwas schlechter. Insgesamt ist eine unzureichende Zufuhr aber weiter verbreitet als ursprünglich gedacht. So nehmen etwa die Hälfte der EU-Bevölkerung und ein Viertel der Bevölkerung in den USA und Kanada weniger als die empfohlene Mindestmenge über die Nahrung auf.

Malabsorption

Bei chronischen Durchfällen und Darmerkrankungen wie Morbus Crohn oder Zöliakie kann die Aufnahme von Kupfer ebenfalls eingeschränkt sein. Wurde bei Magen-Darmoperationen der Zwölffingerdarm entfernt oder umgangen, wie es bei bariatrischen Operationen der Fall ist, kann Kupfer ebenfalls nicht mehr gut aufgenommen werden. Zudem konkurriert Kupfer im Darm mit Eisen, Zink und Vitamin C um die Aufnahme.

Symptome

Die Symptome eines Kupfermangels sind genauso vielfältig wie die Funktionen von Kupfer. Erschöpfung kann ein erstes, unspezifisches Zeichen für einen Mangel sein. Später treten Blutbildveränderungen wie eine Anämie (verringerte Anzahl roter Blutkörperchen), die nicht auf die Eisengabe anspricht, und Leukopenie (verringerte Anzahl der Immunzellen) bis hin zu einer Panzytopenie (verringerte Anzahl aller Blutzellen) auf. Genauso spielt Kupfer eine wichtige Rolle im Nervensystem. Fehlt es in der Entwicklung kann diese unvollständig ablaufen, in späteren Jahren können Myelopathien und Sehnervenstörungen auftreten. Diese bilden sich auch nach Ausgleich des Kupfermangels nur zum Teil wieder zurück.

Weiterhin ist Kupfer wichtig für die Bildung von Katecholaminen (Adrenalin, Noradrenalin, etc.). Auf der Ebene des Immunsystems kann unter anderem die Funktion der neutrophilen Granulozyten eingeschränkt sein und auch Hautsymptome wie eine verzögerte Wundheilung und Dekubiti (chronische Wunden) sind möglich. Zudem wurden Hypercholesterinämie und Osteoporose sowie teilweise lebensgefährliche Herzrhythmusstörungen (Bradykardien) beschrieben. Experimente haben darüber hinaus gezeigt, dass bei Kupfermangel Veränderungen im Fettstoffwechsel und EKG sowie bei der Blutdruckregulation und Glukosetoleranz auftreten.

Wie stellt man einen Kupfermangel fest?

Wenn entsprechende Symptome oder der Verdacht bestehen, kann die Diagnose durch Blutuntersuchungen gestellt werden. Normale Kupferspiegel liegen bei 0,8-1,2 µg/ml (12,6-18,9 µmol/l). Diese müssen aber immer im Zusammenhang mit dem CRP als Entzündungsparameter und Caeruloplasmin beurteilt werden. Caeruloplasmin ist ein Akute-Phase-Protein. Das heißt, dass es bei Entzündungen im Körper vermehrt produziert wird. Deshalb steigen auch die Kupferspiegel im Blut bei Entzündungen an. Ein Kupfermangel liegt vor, wenn die Kupferwerte im Blut kleiner als 12 µmol/L bzw. 0,8 mg/dl und das Ceruloplasmin < 20 mg/dl sind.

Zur Bestätigung können die Kupferausscheidung im 24h-Urin und letztlich die Kupfer/Zink-Superoxiddismutase bestimmt werden. Letztere fällt allerdings erst nach mehreren Wochen ab. Im Rahmen der Diagnostik sollten zudem Eisen, Vitamin B12, Vitamin D und E sowie Zink bestimmt werden.

Behandlung des Kupfermangels

Die Behandlung ist im Prinzip einfach: Das fehlende Kupfer muss zugeführt werden. Dieses kann als Kupfersulfat, Kupferchorid oder Kupfergluconat substituiert werden, wobei das Gluconat am besten löslich ist. Dabei sollte man die Höchstdosis von 10 mg/d nicht überschreiten, vor allem bei parenteraler Gabe.

Welche Rolle spielt Kupfermangel bei Herzerkrankungen?

Neuerdings gibt es auch Hinweise, dass ein Kupfermangel in der Entstehung der koronaren Herzkrankheit eine wichtige Rolle spielen könnte. Studien an Tieren und Menschen haben gezeigt, dass Kupfermangel Herzerkrankungen verursachen kann. Zudem können viele der Risikofaktoren durch eine adäquate Zufuhr verbessert werden. In mehreren Studien konnte ein linearer Zusammenhang zwischen dem Leukozyten-Kupfergehalt und dem Ausmaß der Verengung der Herzkranzgefäße festgestellt werden.

Kupfermangel bei Sportlern

Angaben über die Aufnahme von Kupfer können einen Mangel nicht zuverlässig vorhersagen. Besonders bei Sportlern, die sich über längere Zeiträume hypokalorisch ernähren, um z.B. Gewicht zu machen, sollten die Kupferspiegel überprüft werden. Zudem konnte man feststellen, dass die Kupfersupplementation einem Verlust der Knochendichte entgegenwirken kann. Da ein Kupfermangel auch die Immunfunktion beeinträchtigt, sollten nicht nur Stressfrakturen oder langanhaltende Erschöpfung, sondern auch häufige Infektionen eine Überprüfung der Spiegel veranlassen.

Zusammenfassung

Kupfermangel wird immer häufiger festgestellt, was an veränderten Ernährungsgewohnheiten und neuen Therapieverfahren wie der bariatrischen Chirurgie liegt. Es treten in erster Linie Veränderungen des Blutbildes und Störungen des Nervensystems auf, die durch die Substitution von maximal 10 mg/d nicht immer vollständig ausheilen. Zudem könnte Kupfermangel eine weitreichende Rolle bei der Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen spielen.

Quellen

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Stear, S. J., Castell, L. M., Burke, L. M., Jeacocke, N., Ekblom, B., Shing, C., … & Lewis, N. (2010). A–Z of nutritional supplements: dietary supplements, sports nutrition foods and ergogenic aids for health and performance—part 10. British journal of sports medicine, 44(9), 688-690.

Jonathan Häußer
Über Jonathan Häußer 92 Artikel
Jonathan Häußer ist Arzt in der Weiterbildung zum Facharzt für Orthopädie und Unfallchirurgie und Sportwissenschaftler (B.A. Bewegungswissenschaft) mit einem besonderen Interesse für die Sport- und Notfallmedizin.