Calcium im Verdauungssaft und in der Zahnsubstanz

Kurz umrissen, bevor der Text ausführlich wird

Zwanzigstes Element im Periodensystem, in jeder Zelle vorhanden, im Erwachsenen mit gut einem Kilogramm vertreten — und doch begegnet man ihm meist nur als Zahl auf einer Milchpackung. Die folgenden beiden Punkte umreißen, worum es auf dieser Seite geht. Sie stehen getrennt, weil die dazugehörigen Registerzeilen ebenfalls getrennt geführt werden.

1. Verdauungsenzyme: ein Ion, das vor der ersten Reaktion schon da ist

   Ein Teil der Enzyme, die im Dünndarm arbeiten, verlässt die Bauchspeicheldrüse bereits mit einem gebundenen Calcium-Ion. Das Ion ist kein Reaktionspartner: Es wird beim Spalten von Stärke oder Eiweiß weder verbraucht noch umgesetzt. Es hält eine Schleife der Proteinkette in Form, damit die Faltung des Enzyms erhalten bleibt, während das Enzym im aggressiven Milieu des Dünndarms arbeitet.

   Diese Bauweise ist bei mehreren Verdauungsenzymen röntgenkristallographisch beschrieben worden. Auf diesen Sachverhalt bezieht sich der erste der beiden freigegebenen Sätze:

   „Calcium trägt zur normalen Funktion von Verdauungsenzymen bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

2. Zahnhartsubstanz: der mineralische Anteil und sein Hauptkation

   Zahnschmelz ist das am stärksten mineralisierte Gewebe des Körpers; sein Trockengewicht besteht zu rund sechsundneunzig Prozent aus anorganischem Material. In diesem Anteil stellt Calcium das zahlenmäßig häufigste positiv geladene Teilchen. Dentin darunter liegt bei etwa siebzig Prozent, Wurzelzement noch etwas niedriger.

   Die Europäische Kommission führt dafür eine zweite Zeile, die von diesem Element handelt und unabhängig von der ersten gelesen werden muss:

   „Calcium trägt zur Erhaltung normaler Zähne bei“

   Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Sekrete mit Calciumfracht: Bauchspeicheldrüse und Speichel

Wer die beiden Registerzeilen nebeneinander liest, könnte sie für zwei unzusammenhängende Aussagen halten. Aus der Sicht der Physiologie verbindet sie eine Beobachtung: An zwei Stellen des Verdauungswegs gibt der Körper Flüssigkeit ab, die Calcium in gelöster Form enthält — die Ohrspeicheldrüse im Mund und die Bauchspeicheldrüse hinter dem Magen. Beide Sekrete haben mit dem Element etwas anderes vor.

Im Pankreassekret liegt Calcium teils frei in Lösung, teils fest an Proteine gebunden vor. Der gebundene Anteil ist der interessantere: Er verlässt die Drüse zusammen mit den Enzymvorstufen und bleibt an ihnen, bis sie im Zwölffingerdarm ihre Arbeit aufnehmen. Im Speichel dagegen bleibt das Element gelöst und hält die Flüssigkeit, die den Zahn umspült, an Calcium gesättigt.

Beide Zusammenhänge sind seit Jahrzehnten beschrieben. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit hat sie in getrennten Gutachten bewertet; die Kommission hat daraufhin zwei einzelne Einträge in die Unionsliste aufgenommen. Eine zusammengefasste Formulierung existiert nicht und wäre vom Verordnungstext auch nicht gedeckt.

Trypsinogen und die Schleife, die ein Kation bindet

Trypsinogen ist die inaktive Vorstufe des Trypsins, jenes Enzyms, das im Dünndarm Eiweißketten an bestimmten Stellen zerlegt. Das Molekül trägt an einer Außenseite eine kurze Kette aus Aminosäuren mit überwiegend negativ geladenen Seitengruppen — eine Tasche, in die genau ein zweifach positiv geladenes Calcium-Ion passt.

Sitzt das Ion in dieser Tasche, klappt die Schleife zu und die Vorstufe bleibt kompakt. Zwei Folgen sind daran geknüpft: Die Umwandlung zum aktiven Trypsin läuft geordnet ab, und das fertige Enzym widersteht dem Abbau durch seinesgleichen länger. Beides ist an das gebundene Ion geknüpft, nicht an einen Verbrauch davon.

„Calcium trägt zur normalen Funktion von Verdauungsenzymen bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012.

Pankreas-Amylase hält ihr Ion zwischen den Domänen fest

Die Amylase der Bauchspeicheldrüse zerlegt lange Stärkeketten in kurze Bruchstücke. Ihr Aufbau gliedert sich in drei Domänen; an der Grenze zwischen zweien davon sitzt ein Calcium-Ion, das von fünf Bindungspartnern gehalten wird. Es liegt einige Ångström vom eigentlichen Reaktionszentrum entfernt und nimmt an der Spaltung selbst nicht teil.

Entfernt man das Ion im Reagenzglas mit einem Komplexbildner, verliert das Protein seine Faltung und damit seine Aktivität. Dieselbe Bauweise findet sich bei der Amylase des Speichels, die im Mund bereits mit dem Abbau beginnt. In der Fachliteratur wird das Ion deshalb als strukturelles und nicht als katalytisches Calcium geführt.

Der Speichel hält die Ionen in Lösung bereit

Der Flüssigkeitsfilm auf der Zahnoberfläche ist keine reine Spülung. Er enthält Calcium und Phosphat in Konzentrationen, die über dem liegen, was sich rechnerisch dauerhaft lösen ließe. Speichelproteine halten diesen Zustand offen, indem sie die Bildung von Kristallkeimen in der freien Flüssigkeit bremsen.

Physikalisch bedeutet das: Zwischen dem gelösten Vorrat außen und dem festen Mineral in der Zahnkrone besteht ein Austausch in beide Richtungen. Diese Beschreibung ist rein stofflich gemeint; sie sagt nichts über den Zustand einzelner Zähne aus und ersetzt keine zahnärztliche Einschätzung.

„Calcium trägt zur Erhaltung normaler Zähne bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012.

• Beide Sätze gelten für Calcium und für kein weiteres Element.
• Sie richten sich an die allgemeine Bevölkerung, nicht an eine Gruppe mit einem Befund.
• Verwendet werden dürfen sie nur für Erzeugnisse, die eine im Sinne der Nährwertkennzeichnung signifikante Menge Calcium mitbringen.