Wie viel Magnesium und wie viel Kalium eine Muskelfaser enthält

Zahlen zuerst: was in hundert Gramm Muskelgewebe steckt

Frisches Skelettmuskelgewebe enthält gerundet 21 Milligramm Magnesium und rund 350 Milligramm Kalium je hundert Gramm. Diese beiden Zahlen stehen am Anfang dieser Seite, weil sich fast alles Weitere aus ihrem Verhältnis ergibt.

Das Verhältnis von etwa eins zu sechzehn hat einen chemischen Grund. Kalium ist einfach positiv geladen und bewegt sich vergleichsweise frei durch das Zellwasser. Magnesium trägt zwei Ladungen, zieht eine feste Hülle aus Wassermolekülen um sich und lagert sich deshalb bevorzugt an große, negativ geladene Moleküle an. Zwei Ionen desselben Gewebes, zwei völlig verschiedene Aufenthaltsverhältnisse.

Natrolithflur ist eine redaktionelle Arbeit über genau diese Unterschiede. Wir tragen zusammen, was die Ernährungsphysiologie zu Mengen, Bindungsformen und Aufnahmewegen der beiden Mineralstoffe beschreibt, und halten davon streng getrennt, was das europäische Lebensmittelrecht über sie auszusagen erlaubt. Der zweite Teil ist deutlich kürzer als der erste: Es sind zwei Sätze, und sie stehen weiter unten wörtlich auf dieser Seite.

Wer die Themen ausführlicher lesen möchte — mit Tabellen zu Portionsgrößen, mit Angaben zu Messverfahren und mit einem Frageteil —, findet sie im kostenpflichtigen Band, der am Ende dieser Seite beschrieben ist.

Frei, gebunden, ausgesperrt — drei Zustände eines Ions in der Faser

Ein Mineralstoff, der sich in einer Zelle befindet, ist damit noch lange nicht verfügbar. Die Fachliteratur unterscheidet den frei gelösten Anteil, den an Moleküle gebundenen Anteil und den Anteil, der in einem abgetrennten Innenraum eingeschlossen ist. Für Magnesium und Kalium fällt diese Aufteilung sehr unterschiedlich aus, und das erklärt, warum Laborwerte aus dem Blut bei den beiden Stoffen so verschieden zu lesen sind.

Magnesium liegt größtenteils an Moleküle geknüpft vor

Vom gesamten Magnesium eines Erwachsenen — die Standardliteratur nennt eine Größenordnung von etwa fünfundzwanzig Gramm — liegt der größte Teil im Knochen, ein gutes Viertel in der Muskulatur und weniger als ein Hundertstel außerhalb der Zellen. Innerhalb der Faser ist der frei gelöste Anteil noch einmal klein: Messungen mit fluoreszierenden Indikatoren geben ihn mit ungefähr einem halben bis einem Millimol je Liter an, während der Gesamtgehalt der Zelle ein Vielfaches davon beträgt.

Der Rest hängt an Phosphatgruppen, an Eiweißen und an den Membranen. Diese Bindungen sind keine Sackgasse, sondern Arbeitsplätze: Zahlreiche Enzyme nehmen ihr Substrat nur dann an, wenn das Magnesiumion bereits daran sitzt. Aus dieser Chemie hat die Europäische Union eine einzige, sehr knappe Formulierung abgeleitet:

Mehr sagt der Eintrag nicht, und mehr lässt sich aus ihm auch nicht ableiten. Er beschreibt einen Beitrag zu einer Funktion, keine Wirkung auf ein Beschwerdebild und keinen Zustand einer einzelnen Person.

Kalium bewegt sich frei, verlässt die Zelle aber ungern

Bei Kalium sieht das Bild anders aus. Nahezu der gesamte Gehalt der Zelle liegt gelöst vor, in einer Konzentration von etwa hundertvierzig Millimol je Liter Zellwasser. Im Blutplasma sind es dagegen nur dreieinhalb bis fünf Millimol je Liter. Zwischen innen und außen besteht damit ein Verhältnis von rund dreißig zu eins, das von Pumpen in der Zellhülle laufend aufrechterhalten wird und Energie kostet.

Weil die Skelettmuskulatur beim Erwachsenen den weitaus größten Anteil des Körperkaliums beherbergt, ist sie zugleich der Ort, an dem sich Verschiebungen dieses Verhältnisses am ehesten bemerkbar machen. Für Kalium führt die Unionsliste eine eigene, gesondert zugelassene Zeile:

Die beiden Zeilen sind gleich gebaut, gelten aber jeweils nur für ihren eigenen Stoff. Ein Erzeugnis, das nur einen der beiden Mineralstoffe in nennenswerter Menge enthält, darf auch nur den zugehörigen Satz führen.

Was die Konzentrationsangaben in der Literatur voraussetzen

Angaben zu Mineralstoffgehalten in Geweben sind nur mit ihrer Bezugsgröße verständlich. Ein Wert kann sich auf das feuchte Gewebe beziehen, auf die getrocknete Probe, auf das fettfreie Gewebe oder auf das Zellwasser allein. Zwischen der ersten und der zweiten Bezugsgröße liegt bei Muskelgewebe ungefähr der Faktor vier, weil frisches Gewebe zu rund fünfundsiebzig Prozent aus Wasser besteht.

• Angaben je hundert Gramm Frischgewebe stammen meist aus Nährwerttabellen für Lebensmittel.
• Angaben in Millimol je Kilogramm Trockenmasse stammen überwiegend aus Gewebeuntersuchungen der physiologischen Fachliteratur.
• Angaben in Millimol je Liter beziehen sich auf eine Flüssigkeit — auf Plasma, auf Zellwasser oder auf eine Messlösung, aber nie auf das Gewebe als Ganzes.

Wer Zahlen aus verschiedenen Quellen nebeneinanderlegt, ohne diese Bezugsgrößen zu prüfen, erhält Differenzen, die nicht in der Biologie, sondern in der Rechenweise begründet sind. Der Leitfaden nennt zu jeder Tabelle die Bezugsgröße ausdrücklich mit.