Kupfer, zwei Enzyme und eine EU-Angabe

Wie Nervenzellen Signale weiterleiten

Eine Nervenzelle gibt Informationen auf zwei Arten weiter: elektrisch entlang der eigenen Zellmembran und chemisch an der Synapse, jener schmalen Lücke, an der eine Zelle einen Botenstoff an die nächste abgibt. Beide Vorgänge laufen in Millisekunden ab und wiederholen sich im Körper millionenfach, jeden Tag.

Damit dieser Ablauf funktioniert, ist eine ganze Reihe von Proteinen und Enzymen im Einsatz — von der Bildung der Botenstoffe bis zur Energieversorgung der Zelle selbst. Ein erheblicher Teil dieser Enzyme benötigt ein Metallion als festen Bestandteil, ohne das die katalysierte Reaktion nicht oder nur verlangsamt abläuft.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat wissenschaftliche Gutachten dazu erstellt, welche Mineralstoffe in diesem Zusammenhang eine dokumentierte Funktion erfüllen. Für Kupfer hat die EU-Kommission auf dieser Grundlage folgende Angabe zugelassen — im nächsten Abschnitt im Wortlaut.

Zwei Enzymschritte in Nervenzellen

Die zugelassene Angabe zu Kupfer und dem Nervensystem fasst einen dokumentierten Beitrag in einem einzigen, geprüften Satz zusammen, ohne einzelne Mechanismen namentlich zu nennen. Zwei Enzyme gehören zu den wissenschaftlichen Grundlagen, die der EFSA-Bewertung zugrunde liegen und dienen hier ausschließlich der Einordnung.

Ein Schritt in der Bildung von Noradrenalin

Nervenzellen kommunizieren unter anderem über eine Gruppe von Botenstoffen, die als Catecholamine bezeichnet werden. Einer davon, Dopamin, wird in bestimmten Nervenzellen durch das Enzym Dopamin-β-Hydroxylase in einen zweiten Botenstoff namens Noradrenalin umgewandelt. Dieses Enzym trägt ein Kupfer-Ion in seinem katalytischen Zentrum — ohne dieses Ion läuft die Umwandlung nicht in vollem Umfang ab.

„Kupfer trägt zu einer normalen Funktion des Nervensystems bei“ — Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Ein kupferhaltiges Enzym der Zellatmung

Nervenzellen gehören zu den Zellen mit dem höchsten Energiebedarf im Körper, da die elektrische Signalübertragung fortlaufend Energie in Form von ATP verbraucht. Das größte Enzym am Ende der mitochondrialen Atmungskette, die Cytochrom-c-Oxidase, trägt zwei Kupfer-Zentren in seiner Struktur. Ohne diese Zentren kann der letzte Schritt der Energiegewinnung nicht in gewohntem Tempo ablaufen.

Die Substanz der isolierenden Nervenhülle

Viele Nervenfasern sind von einer Schicht namens Myelinscheide umgeben, die aus mehreren Lagen von Zellmembranen besteht. Der fortlaufende Auf- und Umbau dieser Schicht hängt unter anderem von Enzymen ab, die Kupfer als strukturellen Bestandteil enthalten. Der Verordnungstext selbst nennt diese einzelnen Strukturen nicht beim Namen; sie dienen hier ausschließlich der wissenschaftlichen Einordnung des dokumentierten Gesamtbeitrags.