Die Rolle von Spurenelementen für die Gesundheit
Die Bedeutung und Auswirkungen von Spurenelementen auf die menschliche Gesundheit erkunden.
― 6 min Lesedauer
Inhaltsverzeichnis
Sp trace Elemente sind winzige Mengen von Mineralien, die wichtig für unsere Gesundheit sind. Die sind in sehr geringen Mengen in unseren Körpern vorhanden, normalerweise weniger als 100 Teile pro Million. Diese kleinen Mengen sind entscheidend für Wachstum, Entwicklung und normale Körperfunktionen. Unsere Körper können diese Spurenelemente nicht selbst produzieren, also müssen wir sie aus Essen, Wasser und Luft bekommen.
Es gibt zwei Hauptkategorien von Spurenelementen: essentielle und nicht essentielle (oder toxische). Essentielle Spurenelemente sind notwendig für unser Wohlbefinden, während nicht essentielle schädlich sein können, wenn sie zu hoch sind.
Die Mengen an Spurenelementen können je nach Wohnort stark variieren. Das liegt daran, dass die Qualität von Essen, Wasser und Luft von Ort zu Ort unterschiedlich sein kann. Während essentielle Spurenelemente in kleinen Mengen gebraucht werden, können sie schädlich sein, wenn ihre Werte zu hoch werden.
Faktoren, die die Spurenelemente beeinflussen
Warum die Mengen an Spurenelementen zwischen Menschen unterschiedlich sind, ist nicht ganz klar. Die Forschung hat sich hauptsächlich auf die Nahrungsaufnahme und Umweltfaktoren wie Umweltverschmutzung konzentriert. Aber auch die Genetik könnte eine grosse Rolle spielen.
Zum Beispiel ist Eisen ein Spurenelement, das bei manchen Menschen aufgrund genetischer Mutationen zu viel werden kann. Diese Krankheit nennt sich Hämochromatose. Zu verstehen, wie unsere Gene die Spurenelemente beeinflussen, könnte uns mehr darüber sagen, wie diese Elemente in unseren Körpern funktionieren.
Es gab nicht viele grosse Studien, die sich mit den genetischen Faktoren hinter Spurenelementen beschäftigt haben. Einige Studien haben gezeigt, dass es einen genetischen Einfluss auf die Mengen bestimmter Spurenelemente wie Kupfer und Zink gibt. Viele Studien haben allerdings nur ein oder zwei Spurenelemente gleichzeitig betrachtet.
Spurenelemente und Gesundheit
Forschung hat gezeigt, dass sowohl essentielle als auch nicht essentielle Spurenelemente mit verschiedenen Gesundheitsproblemen verbunden sind. Einige Studien deuten darauf hin, dass Spurenelemente eine Rolle bei neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson, Autoimmunerkrankungen, hormonellen Problemen, Krebs und Knochengesundheit spielen könnten.
Die Ergebnisse dieser Studien können unterschiedlich sein. Einige zeigen, dass Spurenelemente schützende Effekte haben, während andere auf schädliche Effekte hinweisen. Der Grossteil dieser Forschung ist beobachtend, was bedeutet, dass andere Faktoren die Ergebnisse beeinflussen könnten. Um klarere Ergebnisse zu erhalten, haben Wissenschaftler Methoden wie Mendelsche Randomisierung entwickelt, die helfen können, Ursachen zu bestimmen.
Zwei grosse Studien in Norwegen haben Spurenelemente im Blut von Menschen gemessen. Diese Studien sammelten genetische Daten und suchten nach Zusammenhängen zwischen Spurenelementen und verschiedenen Gesundheitsausgängen. Das Ziel ist, genetische Faktoren zu entdecken, die mit Spurenelementen verbunden sind und deren potenziellen Einfluss auf die Gesundheit zu erkunden.
Genetische Varianten im Zusammenhang mit Spurenelementen
In der kombinierten Analyse der zwei Studien fanden Forscher 20 genetische Orte, die mit den Werten von 14 Spurenelementen in Blutproben verbunden sind. Einige dieser Spurenelemente waren essentiell, wie Kupfer und Zink, während andere toxisch waren, wie Blei und Arsen.
Von den 20 genetischen Assoziationen, die gefunden wurden, waren zehn aus vorherigen Studien bekannt, während elf neue Entdeckungen waren. Ein wichtiger Befund hing mit Mangan zusammen, wo mehrere genetische Varianten mit dessen Werten im Blut verknüpft waren.
Die Forscher bemerkten auch, dass einige der genetischen Varianten, die sie identifiziert haben, Proteine betreffen, die Spurenelemente im Körper transportieren. Diese genetischen Faktoren zu verstehen, kann helfen zu erklären, wie Spurenelemente in unserem Körper aufgenommen und verwendet werden.
Variabilität im genetischen Einfluss
Die Forscher schätzten den Einfluss der Genetik auf die Werte von zehn Spurenelementen. Sie schätzten die Erblichkeit, also wie viel der Variation in den Spurenelementen Genetisch erklärt werden kann. Die Schätzungen reichten von niedrig bei einigen Spurenelementen bis moderat bei anderen.
Für essentielle Spurenelemente war die Erblichkeit im Allgemeinen höher im Vergleich zu nicht essenziellen. Dieser Unterschied deutet darauf hin, dass unsere Körper Mechanismen entwickelt haben könnten, um essentielle Spurenelemente besser zu verarbeiten als nicht essentielle.
Als die Forscher die genetischen Beziehungen zwischen verschiedenen Spurenelementen betrachteten, fanden sie heraus, dass die Korrelationen oft schwach und ungenau waren. Einige Spurenelemente schienen enger miteinander verbunden zu sein als andere, aber diese Ergebnisse waren nicht immer klar.
Spurenelemente und Gesundheitsausgänge
Um zu untersuchen, wie Spurenelemente die Gesundheit beeinflussen könnten, haben die Forscher genetische Varianten untersucht, die mit den Werten der Spurenelemente verbunden sind und deren Verbindung zu verschiedenen Gesundheitsausgängen in einer grossen britischen Studie. Sie fanden mehrere Spurenelementvarianten, die mit Gesundheitszuständen assoziiert waren.
Zum Beispiel waren einige genetische Varianten, die mit Manganwerten verbunden sind, mit Krankheiten der Speiseröhre und muskuloskelettalen Erkrankungen verknüpft. Varianten, die mit Cadmium zusammenhängen, waren mit Nierenfunktion und Stoffwechsel verbunden.
Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Spurenelemente sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben können, je nach ihren Werten und dem gesundheitlichen Kontext des Einzelnen.
Mendelsche Randomisierungsstudie
Die Forscher nutzten die Mendelsche Randomisierung, um potenzielle kausale Beziehungen zwischen Spurenelementen und Gesundheitsausgängen weiter zu erforschen. Sie fanden einige schwache Hinweise auf einen schädlichen Effekt von Zink auf Prostatakrebs und deuteten mögliche schützende Effekte von Selen gegen Dickdarmkrebs an. Viele dieser Ergebnisse waren jedoch nicht schlüssig.
Die Ergebnisse zeigen, dass Spurenelemente zwar die Gesundheit beeinflussen können, die Beziehungen jedoch komplex sind und weiterer Untersuchung bedürfen. Diese Komplexität wird dadurch verstärkt, dass Umwelt- und Lebensstilfaktoren eine bedeutende Rolle bei der Beeinflussung der Spurenelementwerte und ihrer gesundheitlichen Auswirkungen spielen können.
Fazit
Zusammenfassend sind Spurenelemente entscheidend für unsere Gesundheit, sollten aber in den richtigen Mengen vorhanden sein. Während wir wissen, dass Genetik und Umwelt die Werte von Spurenelementen beeinflussen, werden die genauen Mechanismen und Beziehungen zu Gesundheitsausgängen immer noch erforscht.
Die Ergebnisse der Forschung liefern wertvolle Einblicke, wie Genetik die Spurenelementwerte beeinflussen könnte, sowie die potenziellen Gesundheitsauswirkungen dieser Elemente. Weitere Forschung in diesem Bereich ist nötig, um die Rolle der Spurenelemente in der menschlichen Gesundheit und Krankheiten besser zu verstehen.
Zukünftige Richtungen
Während unser Verständnis von Spurenelementen und ihren Auswirkungen auf die Gesundheit wächst, können zukünftige Studien sich auf Folgendes konzentrieren:
- Grössere Stichprobengrössen: Die Erhöhung der Anzahl der Teilnehmer könnte robustere Ergebnisse liefern.
- Vielfältige Populationen: Das Untersuchen verschiedener Populationen kann Unterschiede in den Spurenelementwerten und deren Auswirkungen aufzeigen.
- Längsschnittstudien: Das Verfolgen von Individuen über die Zeit kann bessere Einblicke geben, wie Spurenelemente die Gesundheit im Alter beeinflussen.
- Ernährungsstudien: Zu verstehen, wie die Ernährung die Spurenelementwerte beeinflusst, kann helfen, bessere Ernährungsrichtlinien zu erstellen.
- Mechanistische Studien: Weitere Forschung darüber, wie Spurenelemente mit biologischen Wegen interagieren, würde unser Verständnis ihrer Gesundheitsauswirkungen vertiefen.
Durch eine Ausweitung der Forschung in diesen Bereichen können wir ein besseres Verständnis für Spurenelemente und deren Bedeutung für die Gesundheit und die Krankheitsprävention gewinnen.
Titel: New insights into the genetic etiology of 57 essential and non-essential trace elements in humans
Zusammenfassung: Trace elements are important for human health but may exert toxic or adverse effects. Mechanisms of uptake, distribution, metabolism, and excretion are partly under genetic control but have not yet been extensively mapped. Here we report a comprehensive multi-element genome-wide association study (GWAS) of 57 essential and non-essential trace elements. We performed GWA meta-analyses of 14 trace elements in up to 6580 Scandinavian whole-blood samples, and GWASs of 43 trace elements in up to 2819 samples measured only in the Trondelag Health Study (HUNT). We identified 11 novel genetic loci associated with blood concentrations of arsenic, cadmium, manganese, selenium, and zinc in genome-wide meta-analyses. In HUNT, several genome-wide significant loci were also indicated for other trace elements. Using two-sample Mendelian randomization, we found several indications of weak to moderate effects on health outcomes, the most precise being a weak harmful effect of increased zinc on prostate cancer. However, independent validation is needed. Our new understanding of trace element-associated genetic variants may help establish consequences of trace elements on human health.
Autoren: Marta R. Moksnes, A. F. Hansen, B. N. Wolford, L. F. Thomas, H. Rasheed, A. Simic, L. Bhatta, A. L. Brantsaeter, I. Surakka, W. Zhou, P. Magnus, P. R. Njolstad, O. A. Andreassen, T. Syversen, J. Zheng, L. G. Fritsche, D. M. Evans, N. M. Warrington, T. H. Nost, B. O. Asvold, T. P. Flaten, C. J. Willer, K. Hveem, B. M. Brumpton
Letzte Aktualisierung: 2023-04-27 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.25.23289097
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.25.23289097.full.pdf
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.
Vielen Dank an medrxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.