Magnesiumoxid und Magnesiumcitrat im Fakten-Check

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Ob Magnesiumoxid oder Magnesiumcitrat zu empfehlen ist, hängt von der individuellen Situation und Verträglichkeit ab, beide Varianten haben klare Vorteile.

Es gibt eine ganze Reihe von Magnesiumpräparaten, die den Mineralstoff in anorganischen oder organischen Verbindungen enthalten. Für die pharmakologische Bioäquivalenz und allgemeine Resorption von Magnesium spielt die Verbindung jedoch keine Rolle. Die Annahme, Magnesium aus organischen Salzen sei das „bessere“ ist weit verbreitet, aber für den langfristigen Versorgungsstatus nicht richtig. Ob Magnesiumoxid oder Magnesiumcitrat zu empfehlen ist, hängt von der individuellen Situation und Verträglichkeit ab. In der Natur kommt Magnesium hauptsächlich in anorganischer Form vor und wird meist als Oxid und Chlorid über die Nahrung aufgenommen.

 

Magnesiummangel und Referenzwerte

Der österreichische Ernährungsbericht zeigt deutlich, dass nicht alle Bevölkerungsgruppen die empfohlene Menge an Magnesium zu sich nehmen.1 So haben insbesondere Jugendliche und alte Menschen sowie Schwangere, Menschen mit Diabetes und chronisch entzündlichen Darmerkrankungen einen Mehrbedarf. Auch Stresssituationen und psychische Erkrankungen können die körperlichen Reserven aufbrauchen. Menschen, die intensiv Sport betreiben, haben einen zwei- bis dreifach erhöhten Bedarf an Magnesium. Die Auslaugung der Böden, falsche Ernährung und die Zunahme an Fertigprodukten fördern einen ernährungsbedingten Magnesiummangel zusätzlich.

Die derzeitigen D-A-CH-Referenzwerte empfehlen für Erwachsene eine tägliche Aufnahme von 300 bis 400 mg Magnesium. Kinder zwischen ein bis zehn Jahren sollten 80 bis 170 mg und zwischen zehn bis fünfzehn Jahren 230 bis 310 mg aufnehmen.2

 

Physiologische Bedeutung

Im menschlichen Organismus ist Magnesium das viertwichtigste Kation. Der Körper eines Erwachsenen enthält etwa 25 Gramm, davon sind etwa 60 Prozent in den Knochen, 30 Prozent in der Muskulatur und nur ungefähr ein Prozent im extrazellulären Raum, wie zum Beispiel dem Blut, gespeichert. Die Knochen dienen als Langzeitdepot, wo im Laufe des Lebens der Magnesiumgehalt um bis zu 70 Prozent abnimmt.
Magnesium ist für zahlreiche energieliefernde (wie Phosphorylierung, ATP-Synthese) oder energieverbrauchende Reaktionen (wie Ionenpumpe, Muskelkontraktion) und nicht zuletzt für die Erregungsleitung in Nerven- und Muskelzellen notwendig. Magnesiummangel verursacht intrazelluläre Kaliumverluste und führt zu einer Überladung der Zellen mit Natrium und Calcium. Daher wird Magnesium auch als „physiologischer Calciumantagonist und Stressabschirmer“ bezeichnet. Es hemmt kompetitiv den Calciumeinstrom in die Herzmuskelzellen sowie die Freisetzung von Adrenalin und Noradrenalin.

 

Natürliches Vorkommen

In der Natur liegt Magnesium hauptsächlich in anorganischer Form (z.B. Dolomit, Magnesit, Meerwasser) als Oxid, Carbonat und Chlorid vor. In Pflanzen ist Magnesium hauptsächlich im Chlorophyll komplexiert, organische Salze wie Magnesiumcitrat kommen nur in geringen Spuren vor. Die allgemeine Resorption von Magnesium erfolgt hauptsächlich im Dünndarm über passive Diffusion und aktive, Carriervermittelte Prozesse. Die orale Absorptionsrate steigt nicht linear sondern nimmt mit steigendem Angebot ab. Zudem beeinflusst die Zusammensetzung der Nahrung die Verwertungsrate wesentlich. So können fett- und ballaststoffreiche Speisen sowie Calcium, Phytate, Oxalate und Phosphate die Resorption deutlich verringern. Durchschnittlich werden 40 Prozent des mit der Nahrung aufgenommenen Magnesiums resorbiert.

 

Bioverfügbarkeit von Magnesiumoxid

Die Löslichkeit von Magnesiumoxid ist in Wasser unter Normalbedingungen (pH 7.0, 20°C) limitiert. Entsprechend der natürlichen Nahrungsaufnahme und Verwertung im Körper wird Magnesiumoxid jedoch im alkalischen Milieu des Darms gleichmäßig und über einen längeren Zeitraum aufgenommen.

Die Grundlage dieser biologischen „Retard-Resorption“ bildet das Massenwirkungsgesetz nach folgender Dissoziationsgleichung:
schlecht lösliches MgO + 2 H2O -> lösliches Mg(OH) 2.

Sobald das Darmepithel die primär in Lösung gegangenen Magnesiumionen aufnimmt, ist das Gleichgewicht gestört und sofort wird neuerlich Magnesium aus Magnesiumoxid freigesetzt. Dieser Prozess verläuft nachhaltig während der gesamten Transitzeit durch den Darm und ermöglicht eine konstante, sehr gute Aufnahme über mehrere Stunden bis Tage. Dadurch können auf natürliche Weise Magnesiumspeicher langfristig aufgebaut und erhalten werden. Die Studie von Shechter et al. (2012) zeigt nach mehreren Wochen eine signifikant bessere intrazelluläre Speicherung von Magnesium aus Magnesiumoxid gegenüber Magnesiumcitrat (Abb. 1).3 Eine schnelle Aufnahme ist somit nicht immer besser.

Abb. 1: Anstieg des intrazellulär gespeicherten Magnesiums nach Einnahme von Magnesium in Form von Magnesiumoxid oder Magnesiumcitrat.

Abb. 1: Anstieg des intrazellulär gespeicherten Magnesiums nach Einnahme von Magnesium in Form von Magnesiumoxid oder Magnesiumcitrat.

Homöostase und Resorptionsverlauf

Die Konzentration an freien Magnesium-Ionen ist in den Körperflüssigkeiten in einem sehr engen Bereich reguliert, da sonst die Homöostase im Körper gefährdet wäre. Das bedeutet, dass sich der Körper sowohl vor zu hohen Aufnahmeverlusten bei sehr geringer Magnesiumzufuhr, als auch vor einer Hyperabsorption bei sehr hoher Zufuhr schützen muss. Daher gibt es im Wesentlichen zwei Transportwege, die für die Resorption der Magnesium- Ionen im Darm verantwortlich sind. Der aktive Transport erfolgt über sogenannte Carrier und bleibt immer konstant bei etwa 7,1%, egal wie hoch oder niedrig die Magnesiumzufuhr ist. Der passive Transport erfolgt in Richtung des Wasserflusses und des Konzentrationsgradienten und ist bei einer einmaligen Zufuhr von etwa 250-300 mg gesättigt. In Summe bedeutet das, dass zwischen der Magnesiumzufuhr und der -aufnahme kein linearer Zusammenhang besteht, sondern dass die Aufnahme eher einer Sättigungskurve gleicht. Daher sinkt die Resorption von 65% bei sehr geringer Zufuhr (70 mg) auf rund 11% bei extrem hoher Zufuhr (2 g).4 Dazu ein Beispiel: Führt man täglich über den Tag verteilt 3 x 150 mg zu, dann werden rund 208 mg bzw. 46% resorbiert. Wenn man die gleiche Menge in nur einer Dosierung zuführt, d.h. 1 x 450 mg, dann werden hingegen nur 108 mg bzw. rund 24% aufgenommen. Besonders ausgeprägt ist diese verminderte Resorption bei sehr hohen Dosierungen von gut löslichen organischen Magnesiumsalzen, da hier die Sättigungskonzentration des passiven Transports schnell erreicht wird. Lösen sich Magnesiumverbindungen hingegen kontinuierlich auf (z.B. Magnesiumoxid), dann wird sowohl der aktive als der passive Transport während der gesamten Transitzeit durch den Darm ausgenutzt. Man kann davon ausgehen, dass daher die Resorption mit der von mehreren kleineren Einzelportionen zu vergleichen ist.

 

Individuelle Empfehlung und Verträglichkeit

Ob Magnesiumoxid oder Magnesiumcitrat zu empfehlen ist, hängt in erster Linie von der jeweiligen Situation ab. Beide Varianten haben klare Vorteile – weder Magnesiumoxid noch Magnesiumcitrat sind für sich gesehen „besser“ oder „schlechter“. Die Summe der resorbierten Magnesiumionen aus Magnesiumcitrat entspricht jenem des Magnesiumoxids, jedoch ergeben sich für beide Verbindungen unterschiedliche Resorptionsverläufe (Abb. 2).5

Abb. 2: Resorptionsverläufe von Magnesiumoxid und Magnesiumcitrat. Magnesiumcitrat wird schneller aufgenommen, doch die Aufnahmemenge ist bei beiden Magnesiumverbindungen nahezu ident (Fläche unter der Kurve). (Adaptiert nach Lindberg et al. 1990)

Abb. 2: Resorptionsverläufe von Magnesiumoxid und Magnesiumcitrat. Magnesiumcitrat wird schneller aufgenommen, doch die Aufnahmemenge ist bei beiden Magnesiumverbindungen nahezu ident (Fläche unter der Kurve). (Adaptiert nach Lindberg et al. 1990)

Magnesiumcitrat gilt als besser wasserlöslich, das ist jedoch nicht immer von Vorteil. Die schnelle Aufnahme lässt den Magnesiumspiegel kurzfristig ansteigen. Aufgrund der Homöostase wird das resorbierte Magnesium aber ebenso rasch wieder ausgeschieden. Durch diese kurze Verweildauer im Körper können die Speicherdepots in Knochen und Muskel nicht effizient aufgefüllt werden. Magnesiumcitrat ist daher ideal für die rasche und kurzzeitige Versorgung mit Magnesium im Sportbereich und bei Muskelkrämpfen. Für den langfristigen Aufbau eines Magnesiumspiegels und das Auffüllen der körpereigenen Magnesiumdepots empfiehlt sich hingegen Magnesiumoxid.

In hochwertigen Brauseformen werden Magnesiumoxid und -carbonate mit Zitronensäure granuliert. Dadurch kommt es beim Auflösen in Wasser unter aufbrausender Reaktion zur vollständigen Umwandlung in Magnesiumcitrat. Zu hoch dosiertes Magnesiumcitrat kann bei empfindlichen Personen, häufig Männer oder Personen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen, eine laxierende Wirkung hervorrufen. Der Grund sind die freien Magnesiumionen, die Wasser in das Darmlumen ziehen. Brausegranulate oder Brausetabletten sollten daher in reichlich Wasser aufgelöst und in kleineren Portionen getrunken werden. Speziell im Sportbereich sind zur optimalen Verträglichkeit Einzelportionen von etwa 150 mg Magnesium zu empfehlen. Als Alternative zu Brauseformen stehen bei besonders empfindlichen Personen Filmtabletten oder Dragees mit gut verträglichem Magnesiumoxid zur Verfügung.

 

Qualität als Kostenfaktor

Magnesiumpräparate sind mittlerweile überall erhältlich, egal ob im Supermarkt oder in der Apotheke. Die Preisunterschiede sind oft enorm und der Kunde dadurch verunsichert. Aber Qualität hat eben seinen Preis! Hochwertige Nahrungsergänzungsmittel werden unter den gleichen Bedingungen wie Arzneimittel in GMP-zertifizierten Betrieben hergestellt. GMP bedeutet „Good manufacturing practice“, unterliegt strengsten behördlichen Kontrollen und wird nur pharmazeutischen Firmen mit einer Herstellerlaubnis für Arzneimittel bewilligt.

Die wenigsten Magnesiumpräparate am Markt erfüllen freiwillig diese Ansprüche, da Nahrungsergänzungsmittel rechtlich nicht zwingend den gleichen qualitätssichernden Prozessen wie Arzneimittel unterliegen. Die Identität und Reinheit der eingesetzten Rohstoffe sowie dokumentierte Herstell- und Reinigungsschritte gewährleisten ein hochwertiges Endprodukt ohne Verunreinigungen und Kontaminationen.
Speziell bei Sportlern kann eine schlechte Qualität unangenehme Folgen haben. Unwissentlich können dopingrelevante Substanzen aufgenommen werden, die zu einer Sperrung des Athleten führen. GMP-Qualität ist daher im Leistungssportbereich sehr wichtig, hat aber auch ihren Preis und wird nicht bei jedem Präparat zu finden sein. Die „Kölner Liste“ bietet Spitzensportlern eine Auflistung von Nahrungsergänzungsmitteln, die auf Dopingsubstanzen getestet wurden. Diese unabhängige Service-Plattform des Olympiastützpunktes Rheinland dient Herstellern dazu, die Qualität ihrer Produkte freiwillig extern überprüfen und dem Kunden transparent zu machen.

Magnesiumverbindungen und deren relativer Magnesiumanteil

Magnesiumverbindungen und deren relativer Magnesiumanteil

Fazit: Es gilt als wissenschaftlich belegt, dass die Verwertbarkeit und Bioäquivalenz von organischen Magnesiumverbindungen wie Magnesiumcitrat und anorganischen Magnesiumoxid gleich ist.6 Unterschiedliche Resorptionsverläufe ergeben sich nur in der Geschwindigkeit der Aufnahme. Für den langfristigen Aufbau eines intrazellulären Magnesiumspiegels und das Auffüllen von Speicherdepots ist Magnesiumoxid von Vorteil. Zudem weist Magnesiumoxid keine laxierende Eigenwirkung auf und stellt somit bei Reizdarmsyndrom oder empfindlichen Personen im Sportbereich eine gute Alternative zur täglichen Magnesiumversorgung dar.

Autoren: Albert Kompek und Maria-Anna Bornik


Literaturverzeichnis

  1. Elmadfa I (Hrsg. 2012). Österreichischer Ernährungsbericht 2012. 1. Aufl. Bundesministerium für Gesundheit, Wien, 2012.
  2. D-A-CH-Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 2. Aufl. Neuer Umschau Buchverl., Neustadt an der Weinstraße 2015.
  3. Shechter M, Saad T, Shechter A, Koren-Morag N, Silver BB, Matetzky S. Comparison of magnesium status using X-ray dispersion analysis following magnesium oxide and magnesium citrate treatment of healthy subjects. Magnes Res 2012; 25: 28–39.
  4. Fine KD, Santa Ana CA, Porter JL, Fordtran JS. Intestinal absorption of magnesium from food and supplements. J Clin Invest 1991; 88: 396–402.
  5. Lindberg JS, Zobitz MM, Poindexter JR, Pak CY. Magnesium bioavailability from magnesium citrate and magnesium oxide. J Am Coll Nutr 1990; 9: 48–55.
  6. Lücker PW, Nestler T. Zur therapeutischen Verwertbarkeit von Magnesiumzubereitungen. Magnesium-Bulletin 1985; 2: 62–65.
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