Ultraspurenelement

HINWEISE AUF VIELE FUNKTIONEN

Vanadium ist ein hartes und beständiges Schwermetall und zählt zu den Mineralstoffen, die wir über die tägliche Nahrung regelmäßig aufnehmen. Als Ultraspurenelement kommt es nur in sehr geringen Mengen im Körper vor. Die höchsten Anteile von Vanadium finden sich in Leber, Nieren und Knochen. Weitere Anteile lassen sich in Eierstöcken, Gebärmutter, im Serum sowie in Milch und in den Haaren nachweisen.

Trotzdem es bislang für den Menschen nicht als essentielles Spurenelement eingestuft ist, gibt es Anlass zur Annahme, dass der Mineralstoff an wichtigen Prozessen im Körper beteiligt ist. Es wurde bisher festgestellt, dass Vanadium zur Mineralisation der Knochen beiträgt und am Stoffwechsel von Hormonen, Eisen, Fetten und Zucker beteiligt ist. Vanadium verbessert die Aufnahme von Traubenzucker durch den Muskel und fördert die Glykogenspiegel in der Leber. In Tierversuchen hemmte es die Aktivität verschiedener Enzyme.

FUNKTION IM FETTSTOFFWECHSEL

Im Fettstoffwechsel schützt Vanadium vor stark erhöhten LDL-Cholesterin-Werten und Triglycerid-Werten.

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FUNKTION IM BLUTZUCKERHAUSHALT

Vanadium ist auch an der Regulation des Blutzuckerspiegels beteiligt. Bereits 1985 berichtete die Fachzeitschrift „Science“, dass Vanadium in Tablettenform eine stabilisierende Wirkung bei Diabetes hat.

Vanadium kann viele Wirkungen von Insulin imitieren. Es gibt Hinweise darauf, dass das Mineral  sogar in Abwesenheit von Insulin wirksam ist.

FUNKTION BEI KNOCHEN UND ZÄHNEN 

Bei der Knochenmineralisierung und der Knochenbildung zeigt Vanadium unterstützende Wirkung.

Vorkommen in der Umwelt

VORKOMMEN VON VANADIUM IST BODENABHÄNGIG

Die Erdkruste weist einen Vanadiumgehalt von ungefähr 110 mg pro Kilogramm auf, wobei Moore und Gneisverwitterungsböden nur wenig Vanadium in die Nahrungskette abgeben. Hohe Anteile an Vanadium enthalten dagegen Böden aus Löß, saurem Granit, Porphyr, Syenit und rotliegendem Sandstein. In reiner Form tritt Vanadium nicht auf, es kommt regelmäßig in Verbindung mit anderen Mineralien vor.

INDUSTRIELLE NUTZUNG UND FREISETZUNG

Vanadium wird industriell vielfältig genutzt. Verwendet wird das Element in einigen Stahlsorten, die zur Lebensmittelherstellung und Lebensmittellagerung dienen. Es kommt auch als Verpackungsmaterial zum Einsatz.

Vanadium wird durch Verbrennung von vanadiumhaltigen Erdölprodukten freigesetzt, die den Eintrag in die Nahrungskette erhöht. Auch bei der Verbrennung von Kohle und beim reinigen von Ölheizungen wird Vanadium frei.

Vanadiumaufnahme

AUFNAHME ERFOLGT ORAL UND ÜBER DIE ATEMWEGE

Vanadium gelangt sowohl über die Nährstoffzufuhr als auch über die Atemluft in den menschlichen Körper. In den Zellen liegt es als 4-wertiges Vanadyl vor. Gebunden wird es im Serum an Transferrin.

Neugeborene und Kinder haben einen deutlich höheren Vanadiumgehalt in Prostata, Rippen und Nieren als Erwachsene.

Vorkommen in Lebensmitteln

MEISTENS IN PFLANZLICHEN PRODUKTEN

Vanadium ist vorwiegend in pflanzlichen Ölen, Fetten, Gelantine, Getreide, Buchweizen, pflanzlichen Lebensmitteln und Schalentieren enthalten – jedoch sind die enthaltenen Mengen kaum bestimmt. Vanadiumreich sind Pilze, Schalentiere, schwarzer Pfeffer, Petersilie, Dillsamen, und schwarzer Tee.

Untersuchungen der Food and Drug Administration ergaben, dass Erwachsene etwa 13 -30 % der täglich aufgenommen Vanadiummenge aus Getreide zu sich nehmen, während 26-57 % aus Getränken stammten.

In der Kuhmilch ist das Mineral an Lactoferrin gebunden.

Auch durch Materialen, die zur Lebensmittelherstellung verwendet werden, reichert sich Vanadium in Lebensmitteln an. Daher enthalten auch Wein und Bier nennenswerte Vanadiumanteile, die über den Verzehr aufgenommen werden.

Tabelle Vanadiumgehalt in Lebensmitteln

LEBENSMITTEL MIT HOHEN UND GERINGEN ANTEILEN 

Lebensmittel Vandium µg/kg Trockengewicht
Obst 10 – 100
Kakao  10
Schwarzer Tee 150
Pilze 500
Bier µg/Liter 28
Backwaren 1 – 25
Hülsenfrüchte 1 – 25
Zucker 1 – 25
Honig 1 – 25
Kopfsalat 500
Konfitüre 1 – 25

Tagesbedarf

KEIN REFERENZWERT FÜR VANADIUM ERMITTELT

Ein Referenzwert für die tägliche Vanadiumzufuhr ist bislang nicht ermittelt worden. Man geht davon aus, dass der Grundbedarf von Vanadium beim Menschen unter 10 µg pro Tag liegt und Vegetarier, die sich neben Obst und Gemüse auch von Milch und Eiern ernähren, eine höhere Vanadiumaufnahme haben. Die Vanadiumaufnahme bei Ovo-Lakto-Veganern wird auf durchschnittlich 9-36 µg täglich geschätzt.

Nachweislich kann der Körper das Metall aus Lebensmitteln und Getränken im Gegensatz zu anderen Schwermetallen

rasch aufnehmen, so dass etwa 5-25 % von dem über die Nahrung aufgenommenen Vanadium verwertet werden kann – die Angaben in der Literatur gehen je nach Quelle in Bezug auf die Aufnahmefähigkeit auseinander.

Der über die Lunge aufgenommene Vanadiumanteil ist höher.

Die Aufnahme von Vanadium aus dem Verzehr von Lebensmitteln und aus dem Trinkwasser gilt in Höhe des geschätzten Tagesbedarfs als unbedenklich.

Für Vanadiumkonzentrationen in Verbindung mit Arbeitsplätzen. gibt es in Deutschland spezielle Grenzwerte in der Luft, die im Rahmen des Arbeitsschutzes eingehalten werden müssen. Die giftigste Vanadiumverbindung ist Vanadiumpentoxid, die jedoch nicht in Nahrungsmitteln vorkommt.

Vanadium in Nahrungsergänzungsmitteln

EINNAHME KANN MIT NEBENWIRKUNGEN VERBUNDEN SEIN

Zur Vanadiumeinnahme aus Nahrungsergänzungsmitteln liegen Daten zu Wirkungen und Nebenwirkungen vor, die aber zum größten Teil aus Tierstudien stammen. Es besteht noch Forschungsbedarf hinsichtlich der Sicherheit und Wirksamkeit von Vanadium in Nahrungsergänzungsmitteln.

Beim Menschen können schon niedrige Vanadiumdosen leichte Beschwerden im Magen-Darmtrakt auslösen. Es kann zu Bauchkrämpfen und lockerem Stuhlgang kommen. Stärkere Wirkungen zeigt die Einnahme von Vanadiumverbindungen bei Diabetikern und bei Tieren. Weitere beobachtete Nebenwirkungen sind Müdigkeit, eine grüne Zunge, Lethargie sowie krankhafte Gewebeveränderungen. Forscher wollen nicht ausschließen, dass insbesondere die möglichen schweren Nierenschädigungen aus Tierversuchen  auch auf den Menschen übertragbar sind und es zu unerwünschte Wirkungen durch zusätzliches Vanadium aus Nahrungsergänzungsmitteln oder angereichteren Lebensmitteln kommen kann.

NAHRUNGSERGÄNZUNGSMITTEL MIT VANADIUM GELTEN ALS UNSICHER

Es konnte bislang für Nahrungsergänzungsmittel mit Vanadium keine sichere, tolerierbare Dosis festgelegt werden, bei der unerwünschte Wirkungen oder Nebenwirkungen ausgeschlossen sind. Experten gehen davon aus, dass erhöhte Risiken wahrscheinlich auf den chronischen Konsum von vanadiumhaltigen Nahrungsergänzungen zurückgeführt werden können, die hohe Vanadiumdosen enthalten.

Insbesondere Schwangere, Stillende, Kinder und Säuglinge gelten als  sensible Untergruppe, die beim Konsum von Vanadium-Nahrungsergänzungsmitteln sehr vorsichtig sein soll. Ihre Vanadium-Einnahmequelle sollte nur aus der Nahrung stammen.

STUDIENLAGE IST NOCH DÜRFTIG

Aktuell sind keine Studienergebnisse verfügbar, die erkennen lassen, dass beim Menschen in Verbindung mit der Vanadiumeinnahme das Erbgut geschädigt wird oder Krebs ausgelöst wird.

Während bei verschiedenen Tierarten in zahlreichen Untersuchungen nachteilige Veränderungen durch Vanadiumgaben nachgewiesen werden konnten, traten diese beim Menschen nicht auf. Die negativen Veränderungen betrafen bei den Versuchstieren Nieren, Milz, Blut, Herz- Kreislaufsystem sowie Entwicklungs- und Fortpflanzungsfähigkeit.

ZULASSUNG VON VANADIUM IN NAHRUNGSERGÄNZUNG NICHT EINHEITLICH

Auch Vanadium ist neben anderen nicht essentiellen Mineralien in Deutschland wegen fehlender Daten bislang nicht durch wissenschaftliche Gremien beurteilt worden, so dass seit vielen Jahren die Empfehlung vorliegt, die Verwendung von Vanadium in Nahrungsergänzungsmitteln bundesweit generell aus Gründen des Gesundheitsschutzes abzulehnen.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) erstellte auf Antrag 2008 ein Gutachten zur Sicherheit und Bioverfügbarkeit von vanadiumhaltigen Nährstoffquellen, die zu ernährungsphysiologischen Zwecken Lebensmitteln einschließlich Nahrungsergänzungsmitteln sowie Lebensmitteln für besondere Zwecke für die Allgemeinbevölkerung zugegeben werden. Beurteilt wurden folgende Vanadiumverbindungen:

  • Vanadiumcitrat
  • Bismalto-Oxovandium
  • Bisglycinato-Oxovandium

Gleichzeitig wurden weitere Vanadiumverbindungen beurteilt, die  Nahrungsergänzungen zu ernährungsphysiologischen Zwecken zugegeben werden sollten. Es handelte sich dabei um folgende Vanadiumverbindungen:

  • Vanadylsulfat
  • Vanadiumpentoxid
  • Ammoniummonovanadat

Das mit Prüfung beauftragte AFC-Gremium stellte fest, dass die vorliegenden Daten nicht ausreichten, um eine tolerierbare obere Aufnahmemenge festzustellen. Festgestellt wurde aber, dass fünf der Verbindungen eine höhere Bioverfügbarkeit aufwiesen, wodurch Verbraucher höheren Vanadiumkonzentrationen ausgesetzt wären, als bei einer normalen Ernährung.

Trotzdem das Gremium beschloss, die überprüften Vanadiumquellen nicht in die Liste der Vitamine und Mineralien aufzunehmen, die in bestimmten Lebensmitteln einschließlich Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden dürfen, gestattete die EFSA in Mitgliedsstaaten der EU die weitere Verwendung dieser Vanadiumverbindungen. Grund sind nationale Ausnahmeregelungen, die in Verbindung mit Unterlagen über die Sicherheit mit positivem Ergebnis geprüft wurden.

Vanadiummangel nicht in der Diskussion

VANADIUMAUFNAHME ÜBER DIE TÄGLICHE ERNÄHRUNG

Da das Element bislang für den Menschen nicht als lebensnotwendig eingestuft wurde, sind Mangelzustände nicht bekannt. Defizite im Vanadiumhaushalt können möglicherweise bei Sportlern oder Diabetikern auftreten.

SYMPTOME VON VANADIUMMANGEL BEI TIEREN, BAKTERIEN UND EINIGEN PFLANZEN

Während es beim Menschen aktuell keine Hinweise auf einen möglichen Vanadiummangel gibt, ist die Bedeutung von Vanadium als lebensnotwendiger Nährstoff für Algen gesichert. Bei höheren Pflanzenarten sind Wissenschaftler sich allerdings nicht einig. Auch für verschiedene Bakterienarten und den Pilz Curvularia inaequalis konnte nachgewiesen werden, dass bestimmte Enzyme ihres Stoffwechsels von Vanadium abhängig sind.

Untersuchungen an Ziegen ergaben, dass eine vanadiumarme Ernährung nicht nur die Futteraufnahme senkte, sondern auch auch das Wachstum von Föten im Muttlerleib drosselte. Es kam außerdem zu schlechterem Erstbesamungserfolg sowie zu einer schlechteren Trächtigkeitsrate und einer höheren Abortrate. Auch die Lämmersterblichkeit war deutlich erhöht. Neugeborene Lämmer mit Vanadiummangel zeigten starke Skelettveränderungen.

Bei vanadiumarm ernährten Ratten erhöhte sich das Schilddrüsengewicht und die Aktivität verschiedener Enzyme ging zurück. Betroffen war das Enzym Carboanhydrase, dass zu hohen Anteilen in den roten Blutkörperchen im Blut enthalten ist, die die Zellen mit Sauerstoff versorgen. Daneben war das Enzym Glucose-6-Phosphathydrogenase (G6PD) betroffen. Ein Mangel des Enzyms kann zur frühzeitigen Auflösung der roten Blutkörperchen (Hämolyse) führen.

Einsatzgebiete

EINSATZ VON VANADIUM

Vanadium wird therapeutisch zur Steuerung des Zuckerstoffwechsels eingesetzt. Zur Senkung des Blutzuckerspiegels kommen verschiedene Vanadiumverbindungen wie Vanadylsulfat oder Natriummetavandat zur Anwendung. Die Einnahme von Vanadium sollte unter ärztlicher Aufsicht erfolgen.

Freiverkäuflich ist Vanadium in homöopathischen Mitteln erhältlich.

Im Bodybuilding und Kraftsport werden Vanadiumpräparate wie z.B. Vanadylsulfat oder elementares Vanadium eingesetzt, um Muskelaufbau und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Trotzdem wissenschaftliche Bestätigungen zur Wirkung bislang nicht erbracht werden konnten, nehmen Kraftsportler bis zu 60 mg Vanadiumsulfat-Ergänzungen oder 18,6 mg elementares Vanadium täglich ein. Zu möglichen Nebenwirkungen und Folgen bei Langzeiteinnahmen gibt es keine Daten und Wissenschaftler können Langzeittoxizitäten nicht ausschließen. Der Verkauf ist in Deutschland verboten, jedoch in EU-Mitgliedsstaaten erlaubt.

Symptome bei erhöhter Vanadiumaufnahme

ERHÖHTE VANADIUMAUFNAHME BIRGT RISIKEN

Da Vanadium die Aktivität von Zink, Kupfer und das antioxidativ wirkende mangan-abhängige Enzym Superoxiddismutase hemmt, können u.a. vermehrt Freie Radikale die Körperzellen schädigen. Experten können sich vorstellen, dass dies ein dafür sein Grund sein könnte, dass Vanadium neben weiteren unerwünschten Wirkungen bei Überdosierungen auch krebsauslösend wirken kann.

Zu Vanadiumvergiftungen kam es beim Menschen nach der oralen Aufnahme von 10-20 mg pro Tag.

KÖRPERLICHE SYMPTOME BEI ERHÖHTER AUFNAHME

Bei Vanadiumaufnahme über die Atemwege kam es zu chronischen Erkrankungen von Bronchien, Lungen und Darm. Neben Grünfärbung der Zunge wurden auch Sehstörungen, Ohrensausen, Übelkeit und Herzrhythmusstörungen beobachtet.

Arbeiter, die mit Vanadium belastet sind, speichern in den Fingernägeln und im Haar geringere Mengen an Cystein.

Bei der erhöhten Aufnahme von Vanadium (mg) sind beispielsweise folgende Reaktionen möglich:

  • Kopfschmerzen
  • Übelkeit
  • Psychosen
  • Depressionen
  • Krämpfe
  • Störungen des Magen-Darmtrakts
WICHTIGE HINWEISE ZU GESUNDHEITSTHEMEN

Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient nicht der Selbstdiagnose und ersetzt keine Arztdiagnose. Bitte beachten Sie hierzu die weiteren Hinweise zu Gesundheitsthemen

Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Karlsruhe: Vanadylsulfat Verbotene Stoffe in Nahrungsergänzungsmitteln

Smith, D.M., Pickering, R.M., Lewith, G.T.: A systematic review of vanadium oral supplements for glycaemic control in type 2 diabetes mellitus. QJM: an International Journal of Medicine

H.K. Biesalski, J. Köhrle, K. Schümann. Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie mit Mikronährstoffen. Georg Thieme Verlag. Stuttgart – New York. 2002

https://www.dge.de/ernaehrungspraxis/vollwertige-ernaehrung/5-am-tag/

https://www.dge.de/fileadmin/public/doc/ws/stellungnahme/DGE-Stellungnahme-Gemuese-Obst-2012.pdf – Gemüse und Obst in der Prävention ausgewählter chronischer Krankheiten

Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährung (SGE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Bonn 2015.

Burgerstein, Dr. Lothar: Burgersteins Handbuch Nährstoffe. 11. vollständig neu bearbeitete und erweiterte Auflage. Haug Verlag. 2007

Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin (BgVV). Toxikologische und ernährungsphysiologische Aspekte der Verwendung von Mineralstoffen und Vitaminen in Lebensmitteln. Teil I: Mineralstoffe (einschließlich Spurenelemente). Vorschläge für Regelungen und Höchstmengen zum Schutz des Verbrauchers vor Überdosierung beim Verzehr von Nahrungsergänzungsergänzungsmitteln (NEM) und angereicherten Lebensmitteln. 18. Januar 2002.

EFSA. Tolerable upeer Intake Levels for Vitamins and Minerals. February 2006. Opinion of the scientific Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies on a Request from the Commission related to the tolerable Upper Intake of Vanadium. (Request N° EFSA-Q-2003-018) (Adopted on 19 February 2004)

Institute of Medicine (US) Panel on Micronutrients. Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium, and Zinc. Washington (DC): National Academies Press (US); 2001. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK222310/ doi: 10.17226/10026

EFSA erstellt Gutachten über vanadiumhaltige Nährstoffquellen. 26.Februar 2008

Autor: Katja Schulte Redaktion
Datum: 05/2016 | aktualisiert 01/2019

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