Mensch

Leben im Spiegel der Geo- & Montanwissenschaften

Haben Sie sich schon einmal überlegt, was mit uns passieren würde, wenn es keine Minerale gäbe? Die Rede ist nicht von den Mineralen, die wir täglich als Rohstoffe und Werkstoffe verwenden. Nein, es geht um die Minerale und Kristalle, die direkte Bedeutung für die biologische Funktion unseres Körpers haben, d.h. schon für unsere Vorfahren in der Steinzeit unerlässlich waren.

Anorganische Minerale in lebenden Organismen sind schon sehr lange bekannt. Bereits vor ca. 2 Milliarden Jahren erzeugten Bakterien durch Ihre Lebenstätigkeit Eisenoxide (Magnetit
Magnetit ist ein wichtiges Eisenmineral, das seinem Namen entsprechend magnetisch ist.), die zur Bildung von gigantischen Eisenerzlagerstätten
Gebändertes Eisenerz - der wichtigste Eisenrohstoff führten. Und auch in Pflanzen sind Mineralbildungen in Stängeln und Blättern weit verbreitet. Somit ist es nicht verwunderlich, dass auch ein hoch entwickeltes Lebewesen wie der Mensch eine Reihe von Mineralen für lebenswichtige Funktionen benötigt. Ähnlich wie bei anderen Lebewesen wirken diese Biominerale für mechanische Festigkeit (Skelett), als Schutzfunktion (Schädel), als Zerkleinerungswerkzeug (Zähne) oder als Gleichgewichtssensoren.

Die meisten Minerale im menschlichen Körper sind Calcium-Verbindungen. Die durchschnittliche Knochensubstanz beispielsweise enthält als Hauptbestandteile ca. zwei Drittel kristalline Calciumphosphate (Hydroxylapatit) und ein Drittel organische Matrix (Kollagen). Auch die Zähne sind zum überwiegenden Teil aus Calciumphosphaten aufgebaut. Eine harte äußere Schale (Zahnschmelz) aus Hydroxylapatit schützt das Innere des Zahns und sorgt für die notwendige Härte, um Nahrungsmittel zu zerkleinern. Die ausreichende Aufnahme und Bereitstellung von Calcium über die Nahrung ist deshalb besonders in der Wachstumsphase entscheidend für eine optimale Entwicklung von Knochen und Zähnen. Andererseits kann ungesunde Ernährung nicht nur zu Mangelerscheinungen führen, sondern z.B. auch durch einen niedrigen pH-Wert im Mundraum zur Zerstörung der Calciumphosphat-Substanz der Zähne führen.

Weniger bekannt ist vielleicht, dass auch unser Gleichgewichtsorgan im Ohr lebenswichtige Funktionen durch Kristalle steuert. Ungefähr 0,01 mm große Einkristalle aus Calciumkarbonat - Calcit Calcit
Calcit kann, wie im Bild, sehr schöne Kristallformen ausbilden oder aber feinkristallin in Form von Kalkstein auftreten - (sog. Octoconia bzw. Statoconia) sind orientiert in einer Gallertschicht auf den Sinneszellen im Innenohr eingebettet, die bei Bewegungen und damit verbundenen Veränderungen der Orientierung entsprechende Signale an das Gehirn geben. Störungen im Gleichgewichtssystem können somit auch durch Defekte an diesen Einkristallen verursacht werden.

Nicht alle Minerale, die der menschliche Körper bildet oder aufnimmt, sind jedoch notwendig oder positiv für unsere Gesundheit. Durch die Atemluft werden beispielsweise eine Reihe von feinkörnigen Mineralen (<10 µm) in die Lunge aufgenommen und z.T. abgelagert, die langfristig die Lungenfunktion stören oder sogar außer Kraft setzen können. Bekannt sind hier vor allem schwerwiegende Erkrankungen durch Quarz Quarz
Quarz - Grundbaustein der Erdkruste und zugleich Grundlage moderner Technologienstaub (Silikose) oder Asbestfasern Asbest
Asbest war lange Zeit ein oft verwendetes Mineral im Alltag. Mittlerweile wird dieses Mineral in westlichen Ländern nicht mehr bergmännisch gewonnen. (Asbestose bzw. Lungenkarzinom), die verstärkt durch bestimmte industrielle Prozesse hervorgerufen werden.

Aber auch Fehlfunktionen einzelner Organe im Stoffwechsel oder falsche Ernährung können Auslöser von Kristallisationsprozessen und Mineralbildungen im menschlichen Körper sein, die gesundheitliche Schäden verursachen. Verschiedene Calcium-Oxalate und -Phosphate treten als Nieren-, Blasen- und Harnsteine auf und müssen oftmals operativ entfernt werden. Und auch bei Gallensteinen (Kristalle von Cholesterin und Calciumcarbonat) und Gicht (Ablagerung von Harnsäurekristallen) werden Fehlfunktionen durch übermäßige Kristallisationsprozesse im Körper hervorgerufen.

Nicht zuletzt soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass unsere moderne Gesellschaft auch viele positive Akzente bei der Nutzung von Mineralen für den menschlichen Körper setzt. Hier sei insbesondere auf die Entwicklung von Biomaterialien verwiesen, wo Erkenntnisse aus der modernen Mineralogie und Materialwissenschaft genutzt werden. Zirkon Zirkon
Zirkon - ein wichtiges Mineral, das in nahezu allen Gesteinen vorkommen kannoxid, Aluminiumoxid oder verschiedene Calciumphosphate (Tetracalciumphosphat, Tricalciumphosphat, Hydroxylapatit) finden als Implantatmaterialien, Zahnzemente oder in anderen medizinischen Einsatzbereichen vielfältige Anwendung. Wir sind überall.

(Text: Prof. Dr. Jens Götze)

Die Initiative "Wir sind überall" wird vom Netzwerk für geowissenschaftliche Öffentlichkeitsarbeit betreut und kooperiert mit