Papageienschutz aktuell-Beiträge

Internet-Zeitung des Papageienschutz-Centrums Bremen e. V.

Zink – lebensnotwendig und lebensbedrohend

Aufgrund der zahlreichen Publikationen, die sich mit der Haltung von Papageien als Haustiere und in diesem Zusammenhang mit der Ernährung und Gesundheitsfürsorge für Papageien be- schäftigen, wird den meisten Papageienhalterinnen und Papa- geienhaltern mittlerweile bekannt sein, dass das Metall Zink auch für Papageien ein lebensnotwendiges Spurenelement ist. Weniger bekannt, weil in den genannten Publikationen nur selten erwähnt, dürfte den meisten Papageienhalterinnen und Papageienhaltern jedoch die Tatsache sein, dass Zink erhebliche gesundheitliche Schäden hervorrufen kann, wenn es von den Papageien nicht aus der Nahrung, sondern aus Gegenständen und Substanzen ihrer Lebensumgebung aufgenommen wird.

In den folgenden Ausführungen soll zunächst dargestellt werden, welche lebenswichtigen Funktionen Zink als Spurenelement im Or- ganismus der Papageien erfüllt und über welche Nahrungsmittel es von Papageien in der Regel aufgenommen wird, um sodann – im Kontrast zu dieser gewissermaßen ‚natürlichen’ Aufnahme und Verwertung von Zink – zu zeigen, wie es bei Papageien, die als Haustiere gehalten werden, zur Aufnahme von Zink in gesund- heitsschädigenden Formen kommen kann und in welcher Weise Zink hierbei die Gesundheit der Papageien beeinträchtigt .

Zink: Ein lebensnotwendiges Spurenelement

Es ist eine durch zahlreiche Forschungen gesicherte Erkenntnis der Biochemie bzw. der bioanorganischen Chemie (1), dass Zink so- wohl im Organismus der Menschen als auch im Organismus der (Wirbel-)Tiere als Spurenelement für den Ablauf einer Vielzahl bio- chemischer Prozesse unentbehrlich ist. Dieser grundlegende Be- fund gilt folglich auch für Papageien, wenngleich über die einzel- nen Funktionen des Zinks – wie über die Funktionen der Spuren- elemente überhaupt – im Organismus von Vögeln im Allgemeinen und im Organismus von Papageien im Besonderen immer noch zu wenig bekannt ist (2).
Eine außerordentlich große Bedeutung hat Zink für den Aufbau und für die Funktionsweise einer Vielzahl von Enzymen. Enzyme sind Eiweißverbindungen, die im Organismus die Stoffwechselprozesse aktivieren, beschleunigen und in bestimmte Richtung ablaufen las- sen, ohne selbst in diesen Prozessen verändert zu werden. Auf- grund ihrer chemischen Zusammensetzung und ihres molekularen Aufbaus können die Enzyme die jeweiligen Stoffe, deren che- mische Reaktion sie im Organismus aktivieren und steuern sollen ‚erkennen’, wodurch der gleichzeitige Ablauf einer Vielfalt ver- schiedener Stoffwechselprozesse ermöglicht wird.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Forschung sind mehr als 200 in Lebewesen wirkende Enzyme bekannt, die Zink enthalten, die an Zink gebunden sind oder die für ihre Funktion Zink benötigen. Ohne auf biochemische Details einzugehen, werden im Folgenden einige wichtige, auch im Organismus von Papageien wirkende Zink-Enzyme und ihre Funktionen aufgeführt.

  • In den roten Blutkörperchen (Erythrozythen) ist das zinkhaltige Enzym Carbonanhydrase enthalten, das die Entsorgung des Organismus von Kohlendioxid bewirkt. Kohlendioxid entsteht in den Gewebezellen des Organismus, wenn unter der Einwirkung des eingeatmeten Sauerstoffs, der dem Gewebe über das Blut, gebunden an das in den roten Blutkörperchen enthaltene eisen- haltige Protein Hämoglobin, zugeführt wird, die Nährstoffe (Fette und Kohlehydrate) verwertet und in Körperwärme und Körper- energie umgesetzt werden. Carbonhydrase aktiviert in den Gewebezellen einen chemischen Prozess, durch den sich das Kohlendioxid den roten Blutkörperchen anlagert, wodurch es über den Blutkreislauf in die Lungenbläschen gelangt, wo es sich wiederum unter Einwirkung der Carbonhydrase aus der Bindung an die roten Blutkörperchen löst und ausgeatmet wird.
  • Ebenfalls in den roten Blutkörperchen wirkt das Enzym Super- oxiddismutase (Hämocuprein), das neben Zink auch Kupfer enthält. Dieses Enzym hat die Fähigkeit, so genannte freie Sauerstoffradikale zu binden. Sauerstoffradikale sind chemische Verbindungen des Sauerstoffs, in denen der Sauerstoff einer be- sonders reaktionsbereiten chemischen Form vorliegt, so dass er in den Zellen sowohl im Erbgut als auch in den Zellmembranen schädliche chemische Veränderungen verursachen kann. Freie Sauerstoffradikale entstehen im normalen Stoffwechselge- schehen, in besonders hohem Maße jedoch, wenn Stress und belastende Umweltbedingungen hinzukommen. Das Enzym Su- peroxiddismutase ist außerdem wichtig im Wundheilungspro- zess, da es schädliche Stickstoff-Sauerstoffradikale neutra- lisiert, die sich in den Hautzellen in Folge von Entzündungen bil- det.
  • In der Leber wirkt das zinkhaltige Enzym Alkoholdehydroge- nase, das unter anderem eine wesentliche Funktion in der che- mischen Umwandlung des pflanzlichen Pro-Vitamin A (Beta-Karotin) in Vitamin A (Retinol) erfüllt. Der Organismus Pflanzen fressender Tiere, also auch der Organismus von Papageien, kann sich nur über diesen chemischen Umwandlungsprozess mit dem lebenswichtigen Vitamin A versorgen, das nur in Fleisch, tierischem Fett, Eigelb, Milch und Milchprodukten sowie Fischen enthalten ist. Das Vitamin A ist als Bestandteil der Netzhaut am Sehvorgang beteiligt, es beeinflusst das Körperwachstum, sowie die Bildung von Haut, Schleimhäuten sowie Knorpel- und Kno- chengewebe.
  • Ein weiteres zinkhaltiges Enzym ist Carboxypeptidase, das in den Varianten A und B existiert. Im Verdauungsprozess wirkt die Variante Carboxypeptidase A, die an der chemischen Auf- spaltung des in der Nahrung enthaltenen Eiweißes beteiligt ist, das auf diese Weise in Bestandteile zerlegt wird, die vom Orga- nismus aufgenommen und als Nährstoffe verwertet werden kön- nen. Die Variante Carboxypeptidase B ist sehr wichtig für die Bildung des Hormons Insulin; Carboxypeptidase B bewirkt die Umwandlung des in der Bauchspeicheldrüse produzierten Proin- sulin in Insulin.
  • Eine sehr wichtige Funktion haben zinkhaltige Enzyme in Pro- zessen, die im Bereich der genetischen Struktur einer Zelle ab- laufen. Zu diesen Enzymen gehören die so genannten ‚RNA- Polymerasen’, die meistens Zink enthalten. Sie erfüllen eine sehr wichtige Funktion in der ‚Proteinbiosynthese’. Hierbei han- delt es sich um den Prozess, der in den Zellen die körper- eigenen Eiweißstoffe entstehen lässt, die für alle Lebensvor- gänge eines Organismus von zentraler Bedeutung sind. Unter Einwirkung der ‚RNA-Polymerasen’ werden die in der DNA festgelegten genetischen Informationen auf chemischem Wege ‚abgerufen’. Ausgelöst durch diese genetischen Informationen werden in den Zellen sodann die verschiedenen Eiweißstoffe (Proteine) produziert, die im Organismus jeweils bestimmte Auf- gaben zu erfüllen haben. Eine vergleichbare Funktion in der ‚Proteinbiosynthese’ kommt auch bestimmten Zink-Protein-Ver- bindungen zu, die auch als ‚Zinkfinger’-Proteine bezeichnet wer- den.
  • Weitere zinkhaltige, im Bereich der genetischen Struktur der Zellen wirkende Enzyme sind die ’DNA-Polymerasen’. Sie bewir- ken als Grundlage der Zellteilung und damit des Wachstums, der Erneuerung und des Erhaltes des Organismus die Verdopplung der DNA (DNA-Replikation), so dass die DNA der durch Teilung einer Zelle neu entstehenden (Tochter-)Zelle identisch ist mit der DNA der geteilten (Mutter-)Zelle.

Wichtig ist Zink für den Organismus jedoch nicht nur als Bestand- teil von Enzymen, sondern auch aufgrund seiner Funktion für die Wirkung verschiedener Hormone. Hormone sind Substanzen, die in bestimmten Organen gebildet und von dort in das Blutgefäßsystem abgegeben werden. Hormone haben die Aufgabe auf chemischem Wege, Informationen zwischen Zellen und Organen zu übertragen. Neben dem Nervensystem bilden die Hormone ‚ein zweites, ‚ lang- samer wirkendes Kommunikationssystem im Organismus’ (3) .

  • Wichtige, auch im Organismus von Papageien wirkende Hor- mone, deren Wirkung von Zink abhängig ist, sind zum Beispiel das Insulin und das Thymulin. Wie bereits erwähnt, wirkt Zink als Bestandteil des Enzyms Carboxypeptidase B an der Bildung des Hormons Insulin in der Bauchspeicheldrüse mit. Zugleich wird das Insulin in der Bauchspeicheldrüse in Form eines In- sulin-Zink-Komplexes gespeichert und bei Bedarf in die Blutbahn abgegeben. Die Anwesenheit von Insulin im Blut ist notwendig, damit der im Kohlenhydrat-Stoffwechsel entstehende Trauben- zucker (Glukose) aus dem Blut durch die Zellwände (Zellmem- branen) in die Muskel- und Fettgewebezellen übergehen kann, wo er durch weitere Stoffwechselprozesse zum ‚Energielie- feranten’ des Organismus wird. Auch für diesen Stoffwechsel der Glukose in den Muskel- und Fettgewebezellen ist das Insulin wichtig, weil es dazu beiträgt, die für diesen Stoffwechsel- prozess jeweils notwendigen Enzyme zu aktivieren. Wenn dem Organismus das Insulin nicht in ausreichendem Maße zur Ver- fügung steht, dann kommt es zu einer Überzuckerung des Blutes (Diabetes) und entsprechend zu einer Unterversorgung des Ge- webes mit ‚Energielieferanten’ Glukose.
  • Ein weiteres Hormon, dessen Wirkung die Anwesenheit von Zink erfordert, ist das Thymulin. Es wird in der Thymusdrüse produ- ziert und nur aktiv durch die Bindung an Zink. Das Hormon Thy- mulin regt die Bildung der so genannten T-Zellen (Thymus-Lym- phozyten) an. Hierbei handelt es sich um spezifische Abwehr- zellen des Immunsystems, deren Aufgabe es insbesondere ist, Antigene, die den Organismus bedrohen, zu erkennen und die Gegenwehr anderer Abwehrzellen) des Immunsystems zu akti- vieren, zum Beispiel die so genannten Fresszellen (Makropha- gen).

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(1) vgl. Lippard, S.J./Berg, J.M.; Bioanorganische Chemie, Heidel- berg/Berlin/Oxford 1995
(2) vgl. Bezzel,E./Prinzinger,R.; Ornithologie, Stuttgart 1990
(3) Bergmann, H.H., Die Biologie des Vogels, Wiesbaden 1987, S.125

 

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