Cobalt

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 18. November 2016
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Cobalt ist ein chemisches Element und gehört zur sogenannten Eisen-Platin-Gruppe. Es kommt häufig zusammen mit Nickel und Eisen vor. Biologisch spielt es als Zentralatom von Vitamin B12 eine große Rolle.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Cobalt?

Cobalt ist ein eisenähnliches Metall mit der Ordnungszahl 27. Der Name Cobalt stammt aus dem Lateinischen und bedeutet Kobold. Cobalt wurde früher als wertvolles Silber- oder Kupfererz gehalten.

Da es jedoch nicht verarbeitet werden konnte und aufgrund seines Arsengehaltes beim Erhitzen übel riechende Dämpfe abgab, wurde es von den Bergleuten als Kobold bezeichnet. Das Metall kommt in der Erdkruste im Vergleich zu anderen Elementen selten vor. In der Natur ist es immer mit Nickel vergesellschaftet. Bei Cobalt handelt sich um ein Spurenelement, welches in den meisten Böden vorkommt. Dabei gibt es einige Cobalterze, die sich durch Verwitterungsprozesse gebildet haben. Allerdings ist seine Ausbeute in den sulfidischen Erzen mit nur 0,1 bis 0,3 Prozent sehr gering.

Elementares Cobalt zeigt sich als zähes Schwermetall, welches in zwei Modifikationen auftritt. Wie alle Metalle leitet Cobalt Strom und Wärme sehr gut. An der Luft wird es durch eine oberflächliche Oxidationsschicht passiviert. Cobalt kann mit organischen Molekülen Komplexverbindungen bilden. Ein typisches Beispiel ist Cobalamin (Vitamin B12).

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Cobalt hat für den menschlichen Organismus in Form von Komplexverbindungen, die auch als Cobalamine bezeichnet werden, eine außerordentlich große Bedeutung. Die Cobalamine stellen die Vitamin-B12-Gruppe dar. Hier fungiert ein Cobaltatom als Zentralatom eines Komplexes mit sechs Liganden.

Das Cobaltatom ist von den vier Stickstoffatomen eines Corrin-Ringes umgeben. Ein fünfter Stickstoffligand stammt von einem 5.6-Dimethyl-benzimidazol-Ring, welcher nukleotidartig an den Corrin-Ring gebunden ist. Der sechste Ligand ist austauschbar und für die Unterscheidung der verschiedenen Cobalamine verantwortlich. Die einzige aktive Form von Vitamin B12 stellt der Komplex Adenosylcobalamin dar. Adenosylcobalamin ist auch gleichzeitig das Coenzym B12. Die Cobalamine sind bisher die einzig bekannten metallorganischen Verbindungen, in denen Cobalt eine wichtige Rolle für biologische Prozesse spielt. Vitamin B12 fungiert als Coenzym für zwei enzymatische Prozesse. Es ist an der Umwandlung von Homocystein in Methionin beteiligt.

Dabei wird Homocystein methyliert. Diese Reaktion ist ein zentraler Bestandteil aller Methylierungsreaktionen. Die andere enzymatische Reaktion hilft beim Abbau ungeradzahliger Fettsäuren und einiger Aminosäuren zu Succinyl-CoA. Diese Verbindung ist ein Zwischenprodukt des Zitronensäurezyklus. Cobalamine können im menschlichen Organismus nicht hergestellt werden. Deshalb ist der Mensch auf eine Aufnahme durch die Nahrung angewiesen. Zwar wird Vitamin B12 durch Darmbakterien im Dickdarm produziert. Es kann jedoch nur im Dünndarm resorbiert werden, sodass das im Dickdarm synthetisierte Cobalamin ohne physiologische Bedeutung ist.

In der Leber wird Vitamin B12 gespeichert. Von dort gelangt es über die Gallensäuren in den Dünndarm und wird dort im Ileum durch den intrinsischen Faktor aufgenommen. So kann bei verminderter Zufuhr der körpereigene Bedarf über Jahre gedeckt werden.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

Cobalt ist in seiner biologischen aktiven Form im Vitamin B12 in allen Nahrungsmitteln enthalten, die tierischer Herkunft sind. Rein pflanzliche Nahrungsmittel enthalten nicht genügend Cobalamin. Die Biosynthese des Vitamins erfolgt durch Bakterien. Pflanzenfresser decken ihren Bedarf durch eine spezielle Darmflora.

Der Mensch kann das im Dickdarm erzeugte Cobalamin nicht verwerten, weil es unterhalb des Ileums gebildet wird. Hier wird es unverbraucht ausgeschieden. Pflanzenfresser sind jedoch auch auf Weiden mit einer ausreichend hohen Kobaltkonzentration angewiesen. Deshalb müssen den Tieren bei kobaltarmen Böden dem Futter Kobaltverbindungen zugemischt werden. Ein Kobaltmangel äußert sich bei den Tieren in einer zunehmenden Anämie, weil Vitamin B12 nicht mehr in ausreichendem Maße gebildet werden kann.

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Krankheiten & Störungen

Auch beim Menschen kann sich eine Anämie aufgrund eines Mangels an Vitamin B12 herausbilden. Allerdings kann dieser Mangel nicht durch Zuführung von Cobalt behoben werden. Wie bereits erwähnt, wird das durch Bakterien im Dickdarm des Menschen gebildete Vitamin B12 nicht verwertet.

Der Mensch ist auf die Zufuhr von Cobalamin in der Nahrung angewiesen. Da hauptsächlich tierische Nahrungsmittel als Cobalaminquelle infrage kommen, sind Vegetarier zusätzlich auf Vitamin-B12-Präparate angewiesen. Allerdings hat Cobalamin im Körper eine Halbwertzeit von 450 bis 750 Tagen. Es wird in der Leber gespeichert und kann immer wieder über den intrinsischen Faktor aufgenommen werden. Deshalb reichen die gespeicherten Vorräte in der Leber einige Jahre aus, auch wenn die Zufuhr beschränkt ist. Der Mensch besitzt einen täglichen Bedarf von 3 Mikrogramm. Bei einem tatsächlichen Mangel an Vitamin B12 entwickelt sich eine Anämie.

Zusätzlich entwickeln sich psychologische Probleme, die auf eine Störung der Hinterstränge und der Pyramidenbahn zurückzuführen sind. Außerdem steigt die Blutkonzentration an Homocystein, weil dessen Methylierung zu Methionin zum Erliegen kommt. Erhöhte Homocysteinwerte fördern die Entwicklung einer Arteriosklerose. Gleichzeitig kann der Methylgruppendonator N5-Methyl-Tetrahydrofolat (N5-Methyl-THF) nicht mehr in THF (Tetrahydrofolat) zurückverwandelt werden. THF ist unter anderem für die Bildung der Nukleinbasen verantwortlich, sodass auch die Nukleinsäurebildung gehemmt ist.

Als Folge ist die Blutbildung verzögert und die wenigen roten Blutkörperchen werden noch mit Hämoglobin überfrachtet. Es hat sich eine Anämie herausgebildet, die durch Gabe von Folsäure oder besser noch von Vitamin B12 behoben werden kann. Wenn die Aufnahme von Vitamin B12 durch das Fehlen des intrinsischen Faktors gestört ist, kommt es zur perniziösen Anämie.

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