Calcium - Wirkungen und Nebenwirkungen einer regelmäßigen Calciumeinnahme



Mineralstoffe für die Gesundheit – Stellenwert von Calcium

  • Eine ausreichend Calciumzufuhr ist wichtig, eine zusätzliche Einnahme von Calciumtabletten scheint aber der falsche Weg

  • Studien belegen: eine zusätzliche Calciumeinnahme in Tablettenform birgt gesundheitliche Risiken



Hintergrund

Durch die uneinheitlichen und sich zum Teil widersprechenden Ratschläge über die Höhe der Calciumaufnahme, die erforderlich ist, um das Frakturrisiko zu vermindern, werden Patienten verunsichert. Es herrscht Unklarheit, ob die zusätzliche Einnahme von Calciumpräparaten notwendig ist oder nicht.
Eine langfristige zu geringe Calciumaufnahme kann eindeutig das Risiko für eine Osteoporose erhöhen.
Auch wenn in den Medien oftmals anders dargestellt, der postmenopausale und altersbedingte Knochenverlust und die damit verbundene Erhöhung des Frakturrisikos lässt sich nicht durch die zusätzliche Einnahme von Calcium vermindern.
Es besteht kein Zweifel, dass Personen mit einem erhöhten Risiko für einen Calciummangel von einer verbesserten Calciumversorgung profitieren. Aber auch das andere Extrem ist häufig: Ein Teil der älteren Bevölkerung führt durch die Einnahme von Calciumtabletten mehr Calcium zu als von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung empfohlen.


Die Unbedenklichkeit einer zusätzlichen Calciumeinnahme wird zunehmend in Frage gestellt

In den letzten Jahren sind zahlreiche große kontrollierte Studien zur Anwendung von Calciumpräparaten veröffentlicht worden, deren Ergebnisse zu erheblichen Bedenken gegenüber der Wirksamkeit und Sicherheit von Calcium bei der Verminderung von Frakturen geführt haben. Große Bedeutung haben neuere Studien erlangt, in denen beobachtet wurde, dass Calciumpräparate die Häufigkeit kardiovaskulärer Ereignisse bei gesunden älteren Männern und Frauen erhöht.

Calciumbedarf

Mehr als 98 % des Gesamtkörper-Calciums befindet sich in den Knochen. Die Knochen dienen als Reservoir für Calcium, das bei Bedarf gespeichert und freigegeben wird. Calcium hat mindestens zwei wichtige physiologische Funktionen beim Erwachsenen: Es ist ein intrazellulärer Botenstoff und ein wichtiger Bestandteil von Hydroxylapatit, das im Knochen in großen Mengen vorhanden ist und zusammen mit der organischen Matrix die Grundlage für die Festigkeit und Steifigkeit des Knochens bildet. Aufgrund der unvermeidlichen Calciumverluste über den Urin, Stuhl und Schweiß kann eine unzureichende Calciumzufuhr langfristig wichtige Körperfunktionen stören.


Durchschnittliche tägliche Calciumaufnahme

Basierend auf den Daten der Nationalen Verzehrsstudie II liegt die mittlere Calciumzufuhr in Deutschland bei Männern im Durchschnitt bei 807 mg pro Tag und bei Frauen bei 738 mg pro Tag (6). Diese Werte liegen unterhalb der empfohlenen Zufuhrmenge. Auch bei Kindern und Jugendlichen liegt die durchschnittliche tägliche Calciumzufuhr unterhalb der Empfehlungen.


Empfehlungen zur Calciumaufnahme

Besonders viel Calcium benötigen wegen des starken Wachstums Jugendliche im Alter von 13 bis 18 Jahren mit 1200 mg pro Tag. Für Erwachsene wird eine Calciumzufuhr von 1000 mg pro Tag empfohlen. Die empfohlene Zufuhr für Säuglinge im Alter von vier bis unter zwölf Monaten beträgt 330 mg und für Kinder von vier bis unter sieben Jahren beträgt die empfohlene tägliche Calciumaufnahme 750 mg (7).

Calciumbedarf

Säuglinge
0 bis unter 4 Monate: 220 mg/Tag
4 bis unter 12 Monate: 330 mg/Tag

Kinder
1 bis unter 4 Jahre: 600 mg/Tag
4 bis unter 7 Jahre: 750 mg/Tag
7 bis unter 10 Jahre: 900 mg/Tag
10 bis unter 13 Jahre: 1100 mg/Tag
13 bis unter 15 Jahre: 1200 mg/Tag

Jugendliche und Erwachsene
15 bis unter 19 Jahre: 1200 mg/Tag
19 bis unter 25 Jahre: 1000 mg/Tag
25 bis unter 51 Jahre: 1000 mg/Tag
51 bis unter 65 Jahre: 1000 mg/Tag
65 Jahre und älter: 1000 mg/Tag

Schwangere: 1000 mg/Tag
Stillende: 1000 mg/Tag


Calciumreiche Nahrungsmittel

Die empfohlene Zufuhr von Calcium kann in jedem Lebensalter natürlicherweise durch calciumreiche Lebensmittel gedeckt werden. Die wichtigste Calciumquelle sind Milch und Milchprodukte mit Ausnahme von Quark. Bereits in 250 ml Liter Milch und zwei Scheiben Emmentaler Käse (50 bis 60 g) sind mehr als 1000 mg Calcium enthalten. Weitere wichtige Calciumlieferanten sind calciumreiche Gemüsearten wie Brokkoli und Rucola und vor allem Mineralwässer. Ein Mineralwasser gilt als calciumreich, wenn es mehr als 150 mg Calcium pro Liter enthält (7).
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Obergrenzen für eine langfristige Zufuhr von Calcium

Von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) werden 2500 mg Calcium pro Tag für Erwachsene als obere Grenze einer noch verträglichen Calciumzufuhr angesehen (9). Das bedeutet, wenn über Lebensmittel und Calciumpräparate zusammen regelmäßig mehr als 2500 mg Calcium aufgenommen werden werden, erhöht sich das Risiko von Nebenwirkungen.


Nebenwirkungen einer zu hohen Calciumzufuhr

Wird langfristig übermäßig viel Calcium aufgenommen, kann es zu einer erhöhten Calciumkonzentration im Blut kommen (Hypercalciämie). Infolgedessen kann es langfristig zur Bildung von Harnsteinen (Ablagerungen in den Nieren und Harnwegen) und einer gestörten Nierenfunktion kommen.
Calciumpräparate können auch akute Magen-Darm-Probleme verursachen.
Es liegen zahlreiche Untersuchungen vor, die darauf hindeuten, dass eine erhöhte Zufuhr von Calcium über Nährstoffpräparate das Risiko für Herzkrankheit erhöht (13, 14, 20).


Veränderte Empfehlungen zur Einnahme von Calcium

Noch im Jahr 2001 wurde durch eine Expertengruppe zur Osteoporose des National Institutes of Health (NIH) festgestellt, dass die Calciumzufuhr entscheidend ist für die Aufrechterhaltung der Knochenmasse und daher die Calciumaufnahme bei älteren Erwachsenen im Bereich von 1000 - 1500 mg/Tag liegen sollte (15). Das Gremium bestätigte, dass die Mehrheit der älteren Menschen nicht die empfohlene Zufuhr über die Ernährung allein erreicht und daher eine Calcium-Nahrungsergänzung erforderlich sei.

Calciumpräparate sind eine der am häufigsten verwendeten Nahrungsergänzungsmittel und bevölkerungsbezogene Studien belegen, dass sie von der Mehrheit der älteren Männer und Frauen in den USA verwendet werden (2, 26). Calciumpräparate werden auch in Deutschland weitverbreitet, besonders von älteren Männern und Frauen eingesetzt.

In wenig mehr als einem Jahrzehnt haben sich die Empfehlungen zur Anwendung von Calcium von einer allgemeinen Empfehlung bis hin zur Feststellung, dass Calciumpräparate nicht für die primäre Prävention von Knochenbrüchen eingesetzt werden sollen, maßgeblich verändert. Dieser Wandel ist die Folge einer zunehmenden Evidenz, dass Calcium, wenn überhaupt nur einen marginalen Effekt bei der Vermeidung von Frakturen aufweist. Zudem wurden in großen, randomisierten und kontrollierten Studien wichtige Nebenwirkungen von Calcium oder Calcium- und Vitamin-D-Präparaten dokumentiert.


Studien zum Einfluss von Calcium auf das Frakturrisiko

In einer Gruppe von institutionalisierten älteren Frauen mit niedriger diätetischer Calciumzufuhr und einer sehr hohen Prävalenz eines Vitamin-D-Mangels führte die Gabe von Calcium und Vitamin D zu einer signifikanten Reduktion des Risikos von Hüft- und nicht-vertebralen Frakturen (5). Hingegen ist die Datenlage zum Nachweis einer Frakturminderung durch Calcium und Vitamin D oder durch eine Calcium-Monotherapie bei noch selbstständig lebenden älteren Personen wenig überzeugend, auch wenn gezeigt werden konnte, dass Calciumpräparate den Knochenumsatz reduzieren und den Knochenverlust verlangsamen (22). 

In drei großen, randomisierten, kontrollierten Studien konnte keine Verminderung des Frakturrisikos unter einer Calcium-Monotherapie nachgewiesen werden (10, 17, 22). In Metaanalysen einschließlich der genannten 3 Studien wurde eine geringfügige Abnahme des allgemeinen Frakturrisikos unter einer Calciummonotherapie dokumentiert (neun Studien, n = 6517, relative Risiko (RR) 0,90, 95% Konfidenzintervall (CI) 0,80-1,00) (24), aber auch ein leicht erhöhtes Risiko von Hüftfrakturen (3, 18). 

Der Zusatz von Vitamin D zu den Calciumpräparaten änderte nicht wesentlich die Ergebnisse in Bezug auf die Frakturhäufigkeit.
Beispielsweise zeigten drei weitere große, randomisierte Studien keine Verminderung des Frakturrisikos unter der Kombination aus Calcium und Vitamin D (10, 11, 16). Auch in Metaanalysen zur Wirksamkeit von Calcium und Vitamin D konnte nur ein geringfügig vermindertes Risiko für Frakturen dokumentiert werden (8 Studien, n = 46.108, RR 0,87, 95% CI 0,77-0,97) (24). Auch hier bestätigte sich, dass Calcium in Verbindung mit Vitamin D das Risiko von Hüftfrakturen nicht vermindert (1). 

Dem zu Folge sind die positiven Ergebnisse der Frakturreduktion unter Calcium und Vitamin D bei gebrechlichen älteren Frauen mit Vitamin-D-Mangel nicht übertragbar auf andere Personengruppen oder die ausschließliche Anwendung von Calcium-Monopräparaten.


Die Nebenwirkungen einer Nahrungsergänzung mit Calcium

Bis vor kurzem galt, dass, abgesehen von Verstopfung und Magen-Darm-Symptomen, die Verwendung einer Nahrungsergänzung mit Calcium keinerlei nachteilige Wirkungen verursacht.

Der Abschluss von fünf großen, randomisierten, kontrollierten Studien (10, 11, 16, 17, 22) mit Calcium oder der Kombination aus Calcium und Vitamin D hat weitere mögliche Nebenwirkungen hervorgehoben. In der Women`s Health Initiative Calcium Vitamin D Studie mit 36.282 postmenopausalen Frauen und einer Studiendauer von 7 Jahren traten Nierensteine bei 2,3 % der Teilnehmer auf. Die Calcium- und Vitamin-D-Einnahme erhöhten in dieser Studie das Risiko von Nierensteinen um 17 % (11). In anderen Studien traten hingegen Nierensteine unter Calcium und Vitamin D sehr viel seltener auf. Die Inzidenz unterschied sich dabei nicht signifikant zwischen den Behandlungsgruppen (10, 17, 22). 
In einer weiteren Untersuchung über 5 Jahre an 1.460 älteren Frauen erhöhte die Calciumtherapie das Risiko von Krankenhausaufenthalten aufgrund von Magen-Darm-Erkrankung um 92 %, und aufgrund von akuten Bauchschmerzen um 81 % (12).


Negative Auswirkungen auf das Herzkreislauf-System

Die Nebenwirkungen, die zu den größten Bedenken gegenüber einer Calcium-Supplementation führten, waren kardiovaskuläre Ereignisse, insbesondere Myokardinfarkt und Schlaganfall. Die Ergebnisse der Auckland-Calcium-Studie, in der 1.471 gesunden Frauen nach der Menopause über 5 Jahre Calcium erhielten, waren zu dieser Zeit überraschend (4, 22). Bis dahin ging man davon aus, dass Calcium positive Auswirkungen auf kardiovaskuläre Risikofaktoren haben könnte, weil ein blutdrucksenkender Effekt (25) und ein positiver Einfluss auf Fettstoffwechselstörungen (8, 19) in vorausgehenden Studien beobachtet worden waren. Überraschendes Ergebnis war jedoch eine deutliche Erhöhung von kardiovaskulären Ereignissen bei Frauen, die Calcium erhalten hatten. In der Calcium-Gruppe berichteten 31 Frauen über einen Myokardinfarkt verglichen mit 14 in der Placebo-Gruppe (RR 2,24, 95% CI 1,20 bis 4,17). Für den zusammengesetzten kardiovaskulären Endpunkt Myokardinfarkt, Schlaganfall oder plötzlicher Tod, war das Risiko für die Calciumgabe erhöht (RR 1,66, 95% CI 1,15-2,40; 69 in der Calcium-Gruppe gegenüber 42 unter Placebo). Sowohl die Größe der Studie als auch die relativ geringe Anzahl von kardiovaskulären Ereignissen hatte zu diesem Zeitpunkt dazu geführt, dass die Ergebnisse in Frage gestellt wurden.

Zu einer umfangreichen Diskussion haben die Ergebnisse einer weiteren Metaanalyse zu kardiovaskulären Nebenwirkungen einer Calcium- oder Calcium plus Vitamin-D-Supplementation geführt. Wesentliches Ergebnis war eine Steigerung des Herzinfarktrisikos um 24 bis 26 % und ein Anstieg des Schlaganfallrisikos um 15 bis 19 % unter Calcium bzw. Calcium plus Vitamin D im Vergleich zur Placebo-Einnahme (20). Als Konsequenz dieser Ergebnisse zusammen mit dem Fehlen von konsistenten Belegen dafür, dass eine hohe Zufuhr von Calcium aus Nahrungsmitteln sich nachteilig auf die kardiovaskuläre Gesundheit auswirkt, wird jetzt allgemein empfohlen, den täglichen Calciumbedarf über calciumreiche Nahrungsmittel, anstatt durch die Verwendung von Nahrungsergänzungsmitteln zu decken.
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Seit der Veröffentlichung dieser Metaanalyse wurden weitere relevante Ergebnisse aus randomisiert, kontrollierten Studie veröffentlicht. In einer dieser Untersuchungen wurde versucht, durch eine zusätzliche Sonnenlicht-Exposition den Vitamin-D-Spiegel von australischen Pflegeheimbewohnern zu erhöhen. Bei den Ergebnissen zeigte sich u.a., dass bei einer Subgruppe der Patienten die Zugabe von Calciumpräparaten zur Sonnenlicht-Exposition zu einer Erhöhung der Gesamtmortalität und der kardiovaskulären Mortalität führte (21, 23).


Calcium-Studie aus Deutschland: EPIC-Heidelberg

In einer weiteren großen Studie aus Deutschland zum Einfluss von Calcium auf das kardiovaskuläre Risiko wurden insgesamt 23.980 Personen über einen Zeitraum von durchschnittlich 11 Jahren nachbeobachtet (13). Erfasst wurden die kardiovaskuläre Sterblichkeit und die Calciumzufuhr über die Ernährung und aus Supplementen.
Ergebnisse: Wesentliche Erkenntnis dieser Studie ist die unterschiedliche Wirkung einer Calciumzufuhr aus Nahrungsmitteln und Supplementen. Während eine ausreichend hohe Calciumaufnahme (820 mg/Tag) aus Milchprodukten und anderen Nahrungsmitteln tendenziell eher vor einem Herzinfarkt schützt, zeigte sich für eine Zufuhr von Calcium in Tablettenform ein entgegengesetzter Effekt. Wird Calcium zusätzlich in Form von Supplementen zugeführt, so erhöht sich das Risiko für einen Herzinfarkt im Vergleich zu Personen, die keine Supplemente verwenden um 86 %. Das Risiko für einen Schlaganfall wurde weder durch die Höhe der Calciumzufuhr über die Ernährung noch durch die Aufnahme von Calcium in Form von Tabletten beeinflusst (13). Zusammenfassend bestätigt diese Untersuchung, dass eine hohe Calciumaufnahme über die Ernährung kein Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen darstellt. Wohingegen eine Nahrungsergänzung von Calcium in Tablettenform, wie sie vielfach zur Vorbeugung von Osteoporose praktiziert wird, das Risiko für einen Herzinfarkt erhöht.

Der Verdacht, dass calciumhaltige Nahrungsergänzungsmittel kardiale Ereignisse begünstigen könnte, wird durch weitere Studiendaten untermauert (14, 26).

In einer prospektiven Studie an 219.059 Männern und 169.170 Frauen (Alter zwischen 50 und 71 Jahren) im Rahmen der US-amerikanischen National Institutes of Health-AARP Diet and Health Study zeigte sich nach einer durchschnittlichen Beobachtungszeit von zwölf Jahren, dass eine Calciumsupplementation bei Männern das Risiko an kardialen Ereignissen zu sterben um 20 % erhöht (Hazard Ratio [HR] 1,20; 95%-Konfidenzintervall [KI] 1,05–1,36); das Schlaganfallrisiko war hingegen nicht erhöht. Bei Frauen fand man kein erhöhtes Risiko für eine kardiovaskulär bedingte Mortalität unter einer hohen Calciumzufuhr (26).

Eine schwedische Untersuchung konnte diesen Zusammenhang hingegen auch für Frauen bestätigen. Die Auswertung der Daten von 61.433 Frauen ergab eine erhöhte Sterblichkeit an kardiovaskulären Erkrankungen und ischämischen Herzerkrankungen bei einer Calciumaufnahme von mehr als 1.400 mg pro Tag (14).

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt eine tägliche Calciumaufnahme von 1.000 mg täglich für Erwachsene. Die von amerikanischen Forschern publizierten Daten bestätigen die Sinnhaftigkeit dieser Empfehlung, indem sie belegen, dass eine Einnahme von Calciumsupplementen und eine damit verbundene höhere tägliche Calciumzufuhr (>1.500 mg) mit einer höheren kardiovaskulären Sterblichkeit bei Männern verbunden ist. Eine Calciumgabe in Form von Tabletten ist demnach nur zu empfehlen, wenn eine signifikant verminderte Calciumzufuhr vorliegt, also nicht bei Menschen mit ausreichender Calciumaufnahme.


Möglicher Wirkmechanismus

Die unmittelbare biochemische Folge einer Einnahme von Calcium in Tablettenform ist eine Erhöhung der zirkulierenden Calciumspiegel im Blut, die für mehr als 8 Stunden anhält.
Mehrere Untersuchungen deuten darauf hin, dass zirkulierende Calciumspiegel im oberen Teil des Normalbereichs mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko verbunden sind (20). Unter der Anwendung von Calcium als Nahrungsergänzung erhöhen sich abhängig von der Dosis die Calcium-Blutspiegel in den oberen Teil des Normalbereichs oder darüber. Daher ist es wahrscheinlich, dass die erhöhten Calciumkonzentrationen im Blut die negativen kardiovaskulären Auswirkungen vermitteln. Aus vorausgehenden Untersuchungen ist bekannt, dass es einen Zusammenhang gibt zwischen der Verkalkung von Aorta, Herzkranzgefäßen und Halsschlagader und zirkulierenden Calciumspiegeln (20).
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Diskussion

Die Überzeugung, dass eine Calciumgabe notwendig für die Knochengesundheit sei, stammt aus einer Zeit, in der es keine anderen wirksamen Maßnahmen zur Vorbeugung von Osteoporose gab. Die positive Einstellung gegenüber Calcium beruhte auf der Überzeugung, dass die zunehmende Calciumzufuhr die Knochenbildung erhöhen würde. 
Unser aktuelles Verständnis der Biologie des Knochens legt nahe, dass mit einer Knochenneubildung nicht zu rechnen ist. Es gibt Hinweise dafür, dass Calcium auf den Knochenstoffwechsel schwach antiresorptiv wirkt, wahrscheinlich durch die Hemmung der Nebenschilddrüsenhormon-Sekretion (PTH, Parathormon). Dies ist wahrscheinlich auch der Mechanismus, der zu einer Abschwächung des postmenopausalen Knochenverlustes unter der Anwendung von Calcium beiträgt (20).

Calciumpräparate mit oder ohne Vitamin D verringern nur geringfügig das Gesamt-Frakturrisiko und können Hüftfrakturen bei noch selbstständig lebenden älteren Personen nicht vermindern. Calciumpräparate können Nierensteine und akute Magen-Darm-Probleme verursachen. Auch das Risiko eines Herzinfarkts steigt unter einer regelmäßigen Calcium-Supplementation. Der geringe Benefit von Calciumpräparaten in Bezug auf die Frakturreduktion wird durch erhöhte kardiovaskuläre Ereignisse mehr als kompensiert. Wegen des ungünstigen Nutzen-Risiko-Profils sollte die weit verbreitete Verschreibung von Calciumpräparaten zur Frakturprävention aufgegeben werden. 
Eine calciumreiche Ernährung ist bisherigen Untersuchungen zufolge nicht mit den Nebenwirkungen verbunden, die infolge einer zusätzlichen Einnahme von Calciumpräparaten beobachtet wurden, wahrscheinlich weil Calcium in Lebensmitteln in weniger konzentrierter Form vorkommt und das Calcium zusammen mit anderen Nahrungsbestandteilen wie Proteinen und Fetten langsamer aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert wird.

Heutzutage stehen viel effektivere antiresorptive Mittel als Calcium zur Verfügung, um Knochenbrüche zu verhindern, die sich zudem auch in der Langzeitanwendung als sicher erwiesen haben. Demzufolge spielen Calciumpräparate in der modernen Therapie der Osteoporose kaum noch eine Rolle. 
Patienten mit hohem Frakturrisiko sollten ermutigt werden, Mittel mit nachgewiesener Wirksamkeit zur Verhinderung von Wirbelkörperfrakturen und nicht-vertebraler Frakturen einzunehmen.


Fazit

Insgesamt existieren wenig überzeugende Belege für einen positiven Einfluss von Calciumpräparaten auf die Knochengesundheit. Neuere Metaanalysen legen nahe, dass einer zusätzliche Calciumgabe keinen Nutzen bei der Frakturprävention zukommt und es sogar Hinweise auf negative Wirkungen einer Calcium-Supplementierung in Bezug auf das Risiko von Hüftfrakturen gibt. Zudem gibt es überzeugende Hinweise, dass eine Calciumgabe in Tablettenform das Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse erhöht, die Bildung von Nierensteinen fördert und Magen-Darm-Symptome verursacht. Zusammenfassend scheint die Risiko-Nutzen-Abwägung negativ (20). Infolgedessen empfehlen die meisten Organisationen zur Optimierung der Knochengesundheit den Calciumbedarf bevorzugt über eine calciumreiche Ernährung statt über Nahrungsergänzungsmittel zu decken.
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Weitere Beiträge zur Wirkung von Mineralstoffen und Spurenelementen: 

Literatur / Quellennachweis

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