Aluminium: der Weg im Körper · Biomarker & Laboranalyse

Aluminium ist Teil des Weges „Aluminium“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Aluminium ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Aluminium in der Umwelt — Nahrung, Wasser, Luft, Haut. Aluminium ist ein häufiges Element der Erdkruste. Es gelangt über Nahrung, Trinkwasser und manche Arzneimittel in den Darm, über Staub in die Lunge; über die Haut geht nur ein sehr kleiner Teil. Eine Aufgabe im Körper ist nicht bekannt. Quelle 1, 5

Kurz erklärt

Aluminium ist ein Leichtmetall und das häufigste Metall der Erdkruste. Im Körper liegt es als dreiwertiges Ion vor, bindet im Blut an Transferrin und wird überwiegend über die Niere ausgeschieden. Es besetzt Bindestellen von Magnesium und Eisen.

12 Stationen · 5 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

Aluminium in der Umwelt → Im Magen-Darm-Trakt Im sauren Magen löst sich ein Teil des Aluminiums zu dreiwertigen Ionen. Im Darm bindet Phosphat Aluminium zu schwer löslichen Verbindungen; Citrat hält es gelöst. Gebundenes Aluminium verlässt den Körper mit dem Stuhl. Quelle 1, 3↓ zehrt Im Darm entzieht Phosphat das gelöste Aluminium der Aufnahme: Es entstehen schwer lösliche Verbindungen, die mit dem Stuhl gehen. Citrat hält dagegen einen Teil gelöst und damit verfügbar. gesicherte Physiologie Quelle 1, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel gelöstes Aluminium im Darm vor, etwa zusammen mit Citrat, gelangt mehr davon durch die Darmwand; an Phosphat gebundenes Aluminium geht dagegen mit dem Stuhl.

zu wenig — Ist wenig gelöstes Aluminium im Darm, etwa weil viel Phosphat es bindet, gelangt kaum etwas ins Blut; der Rest verlässt den Körper mit dem Stuhl.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 3
Im Magen-Darm-Trakt → Durch die Darmwand · Citrat Nur ein kleiner Anteil des Aluminiums gelangt durch die Darmwand ins Blut, zum Teil zwischen den Zellen hindurch. Der Rest bleibt im Darm. Quelle 1↑ liefert Der Übertritt durch die Darmwand bestimmt, wie viel Aluminium überhaupt in den Körper gelangt; er ist klein und erfolgt zum Teil zwischen den Zellen hindurch. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Tritt mehr Aluminium über, etwa weil Citrat es gelöst hält und die Verbindungen zwischen den Zellen lockert, steigt die Menge im Blut.

zu wenig — Tritt wenig über, bleibt der Großteil im Darm und verlässt den Körper mit dem Stuhl.

in Studien beobachtet · Quelle 1
Durch die Darmwand → Aluminium im Blut · Transferrin Im Blut bindet Aluminium überwiegend an Transferrin, das Transporteiweiß des Eisens. Ein kleinerer Teil liegt als Citrat-Verbindung gelöst vor. Transferrin bringt es zu den Geweben. Quelle 3, 2↑ liefert Transferrin hält Aluminium im Blut gebunden und liefert es an Gewebe mit Transferrin-Rezeptor; der an Citrat gebundene Teil ist klein genug, um von der Niere gefiltert zu werden. gesicherte Physiologie Quelle 3, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Aluminium ins Blut, besetzt es mehr freie Eisenplätze des Transferrins; der Anteil am Citrat steigt mit, und die Niere filtert mehr davon.

zu wenig — Ist wenig Aluminium im Blut, verteilt es sich ebenso auf Transferrin und Citrat, nur in kleinerer Menge; Gewebe und Niere erhalten dann entsprechend wenig.

gesicherte Physiologie · Quelle 3, 2
Aluminium im Blut → Ablagerung im Knochen Ein Teil des Aluminiums lagert sich im Knochen ab und wird dort im Mineralgerüst aus Calcium und Phosphat gebunden. Dort bleibt es lange gespeichert. Quelle 1↓ zehrt Das Knochenmineral entzieht dem Blut Aluminium und hält es lange fest; der Knochen ist einer der Hauptspeicher für Aluminium im Körper. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Lagert sich viel Aluminium im Knochen ab, bleibt es dort über Jahre und wird beim Knochenumbau langsam wieder ins Blut abgegeben.

zu wenig — Lagert sich wenig ab, bleibt der Knochen als Speicher klein, und aus ihm wird kaum Aluminium nachgeliefert.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
In die Zelle → Dreiwertiges Ion In der Zelle liegt Aluminium als dreiwertiges Ion vor. Es bindet bevorzugt an Sauerstoff-Atome, etwa an Phosphatgruppen von ATP und anderen Molekülen. Dort besetzt es Bindestellen anderer Ionen. Quelle 4, 2↓ zehrt Als kleines, dreifach geladenes Ion besetzt Aluminium Sauerstoff-Bindestellen an Phosphatgruppen fest und gibt sie nur langsam wieder frei; so entzieht es sie anderen Ionen. gesicherte Physiologie Quelle 4, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Häuft sich Aluminium in der Zelle an, werden mehr Phosphatgruppen von ATP und anderen Molekülen besetzt; in Laborversuchen laufen davon abhängige Reaktionen dann langsamer.

zu wenig — Ist wenig Aluminium in der Zelle, bleiben diese Bindestellen den Ionen der Zelle wie Magnesium vorbehalten.

in Studien beobachtet · Quelle 4
Dreiwertiges Ion → Magnesium-Stellen Magnesium bindet in der Zelle an ATP und an viele Enzyme. Aluminium bindet an dieselben Stellen, und zwar deutlich fester, und löst sich von dort viel langsamer. In Laborversuchen laufen davon abhängige Reaktionen dann langsamer. Quelle 4↓ zehrt An ATP und Enzymen verdrängt Aluminium Magnesium und löst sich dort viel langsamer; Reaktionen, die einen raschen Wechsel des Magnesiums brauchen, laufen in Laborversuchen dann langsamer. in Studien beobachtet Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Besetzt Aluminium viele Magnesium-Stellen, sind weniger davon für Magnesium frei; in Laborversuchen werden magnesiumabhängige Enzyme dann gebremst.

zu wenig — Ist wenig Aluminium da, bleiben die Stellen fast ganz dem Magnesium, das in der Zelle weit häufiger vorkommt.

in Studien beobachtet · Quelle 4
Magnesium-Stellen → Calcium-Stellen Auch Bindungsstellen für Calcium, etwa in calciumbindenden Eiweißen, können Aluminium aufnehmen. In Laborversuchen reagiert das Eiweiß dann anders auf Calcium. Quelle 4↓ zehrt In calciumbindenden Eiweißen kann Aluminium den Platz des Calciums besetzen; das Eiweiß ändert dann in Laborversuchen seine Form und reagiert anders auf Calcium-Signale. in Studien beobachtet Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind viele Calcium-Stellen durch Aluminium besetzt, werden Calcium-Signale an diesen Eiweißen in Laborversuchen schwächer weitergegeben.

zu wenig — Ist wenig Aluminium da, bleiben diese Stellen dem Calcium, das sie sonst trägt.

in Studien beobachtet · Quelle 4
In die Zelle → Eisen-Bindungsstellen Aluminium und dreiwertiges Eisen ähneln sich in Ladung und Größe. Deshalb bindet Aluminium an die Eisen-Bindungsstellen des Transferrins. Eisen bindet dort jedoch fester. Quelle 3, 2↓ zehrt Aluminium besetzt Eisenplätze des Transferrins, die sonst frei bleiben; Transferrin ist meist nur zu einem Teil mit Eisen beladen, sodass beide nebeneinander Platz finden. gesicherte Physiologie Quelle 3, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind viele Eisenplätze mit Aluminium besetzt, stehen weniger davon für Eisen bereit; Eisen bindet an Transferrin allerdings deutlich fester als Aluminium.

zu wenig — Ist wenig Aluminium da, bleiben die freien Plätze des Transferrins für Eisen verfügbar.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
Eisen-Bindungsstellen → Zurück ins Blut · Citrat Aus Geweben gelangt Aluminium wieder ins Blut. Dort bildet es mit Citrat kleine, gelöste Verbindungen. So kann die Niere es filtern. Quelle 1, 3↑ liefert Citrat macht Aluminium zu kleinen, gelösten Verbindungen und stellt es so der Niere zur Filtration bereit. gesicherte Physiologie Quelle 1, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel Aluminium aus den Geweben zurück, steigt der Anteil der Citrat-Verbindungen im Blut, und die Niere scheidet mehr aus.

zu wenig — Wird wenig aus den Geweben abgegeben, bleibt das meiste dort gebunden; im Knochen kann es so lange verweilen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 3
Zurück ins Blut → Ausscheidung im Urin Die kleinen Citrat-Verbindungen passieren den Filter der Niere. Der größte Teil des ins Blut gelangten Aluminiums verlässt den Körper mit dem Urin. Filtern die Nieren langsamer, bleibt mehr im Körper. Quelle 1↓ zehrt Die Niere entzieht dem Blut Aluminium und ist der Hauptweg, auf dem es den Körper verlässt. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Wird viel Aluminium ausgeschieden, steigt die Menge im Urin rasch mit; ein Teil bleibt dennoch in Knochen und Geweben zurück.

zu wenig — Filtern die Nieren langsamer, bleibt Aluminium länger im Blut, und mehr davon gelangt in Knochen und Gewebe.

gesicherte Physiologie · Quelle 1

Weitere Stationen

Aluminium in der Umwelt — Nahrung, Wasser, Luft, Haut Aluminium ist ein häufiges Element der Erdkruste. Es gelangt über Nahrung, Trinkwasser und manche Arzneimittel in den Darm, über Staub in die Lunge; über die Haut geht nur ein sehr kleiner Teil. Eine Aufgabe im Körper ist nicht bekannt. Quelle 1, 5↑ liefert Nahrung, Trinkwasser und manche Arzneimittel liefern den größten Teil des Aluminiums, das den Darm erreicht; über die Haut gelangt nur ein sehr kleiner Teil in den Körper. gesicherte Physiologie Quelle 1, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt mehr Aluminium in den Darm, steigt auch die Menge, die ins Blut übertritt, obwohl der aufgenommene Anteil klein bleibt.

zu wenig — Kommt wenig Aluminium an, gelangt entsprechend wenig ins Blut; eine Aufgabe, die dann ausfällt, ist nicht bekannt.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
In die Zelle — über den Transferrin-Weg Zellen nehmen Transferrin über seinen Rezeptor auf. Auf diesem Weg kann auch an Transferrin gebundenes Aluminium in die Zelle gelangen. So erreicht es Zellen, die viel Eisen aufnehmen. Quelle 2, 3↑ liefert Über den Transferrin-Rezeptor gelangt Aluminium auf dem Weg des Eisens in die Zelle; so erreicht es auch Zellen, die viel Eisen aufnehmen. in Studien beobachtet Quelle 2, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist viel Transferrin mit Aluminium beladen, gelangt über den Rezeptor mehr davon in die Zelle; in Zellversuchen steigt die Menge in der Zelle mit.

zu wenig — Ist wenig Aluminium an Transferrin gebunden, bringt der Rezeptor vor allem Eisen in die Zelle, und kaum Aluminium gelangt hinein.

in Studien beobachtet · Quelle 2

Cofaktoren dieses Weges

Eisen — Aluminium besetzt die Eisen-Bindungsstellen des Transferrins und wird so im Blut transportiert; Eisen bindet fester Quelle 3, 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Eisen
Magnesium — Aluminium bindet an die Magnesium-Stellen von ATP und Enzymen, fester als Magnesium selbst; löst sich dort langsam Quelle 4Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
Transferrin — Transporteiweiß des Eisens; bindet Aluminium im Blut und bringt es über seinen Rezeptor in Zellen Quelle 3, 2
Citrat — Hält Aluminium im Blut gelöst; in dieser Form passiert es den Filter der Niere und wird ausgeschieden Quelle 1, 3
Calcium — Bindungsstellen für Calcium in Eiweißen und im Knochengerüst können Aluminium aufnehmen; dort bleibt es lange Quelle 4, 1
Phosphat — Bildet mit Aluminium schwer lösliche Verbindungen im Darm und im Mineralgerüst des Knochens; so geht es mit dem Stuhl Quelle 1, 3

Quellen

Priest ND. The biological behaviour and bioavailability of aluminium in man, with special reference to studies employing aluminium-26 as a tracer: review and study update. J Environ Monit 2004 · PubMed 15152306
Exley C, Mold MJ. The binding, transport and fate of aluminium in biological cells. J Trace Elem Med Biol 2015 · PubMed 25498314
Harris WR, Berthon G, Day JP et al. Speciation of aluminum in biological systems. J Toxicol Environ Health 1996 · PubMed 8772798
Macdonald TL, Martin RB. Aluminum ion in biological systems. Trends Biochem Sci 1988 · PubMed 3072691
Flarend R, Bin T, Elmore D et al. A preliminary study of the dermal absorption of aluminium from antiperspirants using aluminium-26. Food Chem Toxicol 2001 · PubMed 11267710

Ganzer Weg: Aluminium