Die Spurenelemente
Da es schwierig ist, niedrige Konzentrationen einiger essentieller Elemente zu erkennen, wurden die Spurenelemente relativ langsam als essentiell erkannt. Eisen war das erste. Jahrhundert erwies sich Anämie als durch einen Eisenmangel verursacht und wurde oft durch Ergänzung der Ernährung mit Extrakten aus rostigen Nägeln geheilt. Jahrhundert wurden jedoch Spuren von Jod gefunden, um Kropf (eine vergrößerte Schilddrüse) zu eliminieren., Aus diesem Grund wird gewöhnliches Speisesalz „jodiert“: Eine kleine Menge Jod wird hinzugefügt. Es wurde gezeigt, dass Kupfer 1928 für den Menschen essentiell war, und Mangan, Zink und Kobalt bald danach. Molybdän war erst 1953 als essentielles Element bekannt, und der Bedarf an Chrom, Selen, Vanadium, Fluor und Silizium wurde erst in den letzten 50 Jahren nachgewiesen. Es scheint wahrscheinlich, dass in Zukunft andere Elemente, möglicherweise einschließlich Zinn, auf sehr niedrigem Niveau als wesentlich befunden werden.,
Viele Verbindungen von Spurenelementen wie Arsen, Selen und Chrom sind giftig und können sogar Krebs verursachen, dennoch werden diese Elemente in Abbildung \(\pageIndex{1}\) als wesentliche Elemente identifiziert. Tatsächlich gibt es einige Hinweise darauf, dass ein Bakterium Phosphor durch Arsen ersetzt hat, obwohl der Befund umstritten ist. Dies hat die Möglichkeit einer „Schattenbiosphäre“ auf der Erde eröffnet, in der sich das Leben von einem noch unentdeckten gemeinsamen Vorfahren entwickelte. Wie können für das Leben giftige Elemente essentiell sein?, Erstens hängt die Toxizität eines Elements oft von seiner chemischen Form ab—zum Beispiel sind nur bestimmte Chromverbindungen toxisch, während andere in Mineralzusätzen verwendet werden. Zweitens, wie in Abbildung \(\pageIndex{2}\) gezeigt, hat jedes Element drei mögliche Ebenen der Nahrungsaufnahme: mangelhaft, optimal und toxisch in der Reihenfolge der Erhöhung der Konzentration in der Nahrung. Sehr niedrige Aufnahmemengen führen zu Mangelerscheinungen. Über einen gewissen Bereich höherer Aufnahmemengen ist ein Organismus in der Lage, seine Gewebekonzentrationen des Elements auf einem Niveau zu halten, das die biologischen Funktionen optimiert., Schließlich sind bei einer höheren Aufnahme die normalen Regulationsmechanismen überlastet, wodurch toxische Symptome auftreten. Jedes Element hat seine eigene charakteristische Kurve. Sowohl die Breite des Plateaus als auch die spezifische Konzentration, die dem Zentrum der Plateauregion entspricht, unterscheiden sich für verschiedene Elemente um mehrere Größenordnungen. Beim erwachsenen Menschen beträgt die empfohlene tägliche Nahrungsaufnahme beispielsweise 10-18 mg Eisen, 2-3 mg Kupfer und weniger als 0,1 mg Chrom und Selen.,