Fett- und wasserlösliche Vitamine
Vitamine lassen sich nach ihrer Löslichkeit in zwei Gruppen teilen; für die wichtigsten Vertreter geht es um Namen, Bildung, Funktion, Resorption und Mangelfolgen.
Das Wichtigste in Kürze
- Ein Vitamin ist eine organische, energiefreie Verbindung, die der Körper in kleinen Mengen braucht und nicht ausreichend selbst bilden kann; ein Provitamin ist seine körpereigen umwandelbare Vorstufe.
- Fettlöslich sind A (Retinol), D (Cholecalciferol, Ergocalciferol), E (Tocopherol) und K (Phyllochinon); sie werden über Chylomikronen und Lymphe resorbiert und gespeichert.
- β-Carotin wird zentral zu zwei Molekülen Retinal gespalten; eine Überversorgung mit Vitamin A und D ist schädlich.
- Vitamin \(\mathrm{D_3}\) entsteht unter Sonnenlicht in der Haut, Mangel führt zu Rachitis; Vitamin K stammt aus der Nahrung und ist für die Synthese von Gerinnungsfaktoren nötig.
- Vitamin C ist für den Menschen essentiell, wird für die Kollagenbiosynthese gebraucht, Mangel führt zu Skorbut.
- Vitamin \(\mathrm{B_{12}}\) wird mit Intrinsic factor im terminalen Ileum resorbiert und gelangt ins Pfortaderblut; der Folsäurebedarf steigt in der Schwangerschaft.
Worum es geht
Vitamine sind Mikronährstoffe, ohne die zentrale Stoffwechselwege stillstehen. In der Apotheke begegnen sie dir als Nahrungsergänzung, als Arzneistoff wie Phytomenadion oder Colecalciferol und als Ursache von Wechselwirkungen, etwa zwischen Vitamin K und Cumarinen.
Vitamine im Überblick
Ein Vitamin ist eine organische Verbindung, die der Körper nur in kleinen Mengen braucht. Er kann sie aber nicht oder nicht ausreichend selbst bilden. Vitamine liefern keine Energie und sind keine Baustoffe. Viele dienen als Vorstufen von Coenzymen, wie die Einheit zu Enzymen und ihrer Wirkweise zeigt. Vitamine zählen damit zu den essentiellen Nährstoffen.
Die wichtigste Einteilung folgt der Löslichkeit. Sie entscheidet über Resorption, Speicherung und das Risiko einer Überdosierung. Fettlöslich sind die Vitamine A, D, E und K. Wasserlöslich sind der B-Komplex und Vitamin C.
Zwei Sonderfälle lockern die Definition. Manche Vitamine nimmt man als Vorstufe auf. Andere bildet der Körper teilweise selbst: Vitamin D in der Haut, Niacin in geringem Umfang aus Tryptophan. Sie bleiben Vitamine, weil die Eigenbildung den Bedarf nicht sicher deckt.
Ein Provitamin ist eine unwirksame Vorstufe, die der Körper selbst in das aktive Vitamin umwandelt. Das bekannteste Beispiel ist β-Carotin als Provitamin A.
Fettlösliche Vitamine
Zu den fettlöslichen Vitaminen gehören Vitamin A (Retinol), Vitamin D (Cholecalciferol, auch Calciol, und Ergocalciferol), Vitamin E (Tocopherol) und Vitamin K (Phyllochinon, das antihämorrhagische Vitamin).
Fettlöslich sind „EDEKA“: E, D, K und A. Alle anderen Vitamine lösen sich in Wasser.
Wie Nahrungsfette gelangen diese Vitamine in gemischten Mizellen zur Darmwand. Dort werden sie in Chylomikronen verpackt und über die Lymphe abtransportiert. Wasserlösliche Vitamine gehen dagegen direkt ins Pfortaderblut. Fettlösliche Vitamine speichert der Körper in Leber und Fettgewebe, wasserlösliche scheidet er überwiegend mit dem Urin aus.
Vitamin A
Vitamin A nimmt man als Retinol aus tierischer Nahrung auf oder als β-Carotin aus Pflanzen, etwa Karotten. β-Carotin ist ein Provitamin A. Ein Enzym der Darmschleimhaut spaltet es an der zentralen Doppelbindung. So entstehen zwei Moleküle Retinal, die zu Retinol reduziert werden.
Weil fettlösliche Vitamine gespeichert werden, kann man sie überdosieren. Eine Überversorgung mit Vitamin A und Vitamin D schadet der Gesundheit. Zu viel Vitamin A belastet die Leber und wirkt in der Schwangerschaft fruchtschädigend. Zu viel Vitamin D führt zu einer Hypercalcämie.
Vitamin D
Vitamin D ist der klassische Sonderfall: Der Mensch kann es in gewissem Umfang selbst synthetisieren. Vitamin \(\mathrm{D_3}\) entsteht in der Haut, wenn Sonnenlicht auf sie trifft. Wie das abläuft und wie daraus das aktive Hormon wird, erklärt die Einheit zur hormonalen Regulation von Calcium und Phosphat.
Ein Mangel führt bei Kindern zu Rachitis. Die Knochen mineralisieren unzureichend, bleiben weich und verformen sich. Beim Erwachsenen heißt das entsprechende Bild Osteomalazie.
Vitamin K
Vitamin K muss der Mensch mit der Nahrung aufnehmen, vor allem aus grünem Blattgemüse. Anders als Vitamin D entsteht es nicht in der Haut. Auch die Leber bildet es nicht, obwohl sie es dringend braucht.
Die Leber benötigt Vitamin K nämlich für die Synthese von Gerinnungsfaktoren der plasmatischen Blutgerinnung, darunter die Faktoren II, VII, IX und X. Fehlt Vitamin K, entstehen funktionsuntüchtige Faktoren, und die Blutungsneigung steigt. Die Einzelheiten stehen bei der Hämostase.
Wasserlösliche Vitamine
Wasserlöslich sind alle B-Vitamine und Vitamin C. Die B-Vitamine tragen neben der Nummer einen chemischen Namen, den man sicher zuordnen sollte.
| Vitamin | Name |
|---|---|
| \(\mathrm{B_1}\) | Thiamin |
| \(\mathrm{B_2}\) | Riboflavin |
| \(\mathrm{B_3}\) | Niacin |
| \(\mathrm{B_5}\) | Pantothensäure |
| \(\mathrm{B_6}\) | Pyridoxin |
| \(\mathrm{B_7}\) | Biotin |
| \(\mathrm{B_9}\) | Folsäure |
| \(\mathrm{B_{12}}\) | Cobalamin |
| C | Ascorbinsäure |
Pantothensäure ist wasserlöslich und für den Menschen essentiell. Sie steckt in fast allen Lebensmitteln, daher ist ein Mangel selten.
Vitamin C
Die meisten Säugetiere bilden Ascorbinsäure aus Glucose. Dem Menschen fehlt das letzte Enzym dieses Weges. Deshalb ist Vitamin C für ihn ein essentieller Nährstoff.
Vitamin C wird für die Kollagenbiosynthese benötigt. Es hält das Eisen der Hydroxylasen im reduzierten Zustand. Nur so werden Prolin und Lysin zu Hydroxyprolin und Hydroxylysin umgesetzt, die die Kollagenfasern stabilisieren. Mehr zum Kollagen findest du bei der Extrazellulärmatrix.
Fehlt Vitamin C, entsteht instabiles Kollagen. Das Mangelbild heißt Skorbut: Zahnfleischbluten, schlecht heilende Wunden und Blutungen in Haut und Gelenken.
Vitamin B12
Cobalamin ist ein großes Molekül und gelangt nur mit einem Helfer durch die Darmwand. Im Magen bindet es zunächst an Haptocorrin. Im Duodenum wird es frei und koppelt an Intrinsic factor, ein Glykoprotein der Belegzellen der Magenschleimhaut.
Der Komplex wandert bis ins terminale Ileum. Dort nehmen Dünndarmepithelzellen ihn über den Rezeptor Cubilin auf. Anschließend gelangt Cobalamin an Transcobalamin gebunden ins Pfortaderblut und zur Leber. Anders als die fettlöslichen Vitamine braucht es dafür keinen Lymphabfluss.
Folsäure
Folsäure ist für den Menschen ein essentieller Nährstoff. Sie wird für die Zellteilung gebraucht, daher ist der Bedarf in der Schwangerschaft erhöht. Eine ausreichende Versorgung schon vor der Empfängnis senkt das Risiko für Neuralrohrdefekte beim Kind.
Quiz
Aussage 1
Aus einem Molekül β-Carotin entstehen durch zentrale Spaltung zwei Moleküle Retinal.
β-Carotin ist ein Provitamin A; die Spaltung an der zentralen Doppelbindung liefert zwei Retinal, die zu Retinol reduziert werden.
Aussage 2
Vitamin \(\mathrm{B_{12}}\) wird wie die fettlöslichen Vitamine in Chylomikronen über die Lymphe abtransportiert.
Cobalamin wird im terminalen Ileum mit Intrinsic factor aufgenommen und gelangt an Transcobalamin gebunden ins Pfortaderblut, ohne Lymphweg.
Aussage 3
Pyridoxin ist Vitamin \(\mathrm{B_1}\).
Pyridoxin ist Vitamin \(\mathrm{B_6}\). Vitamin \(\mathrm{B_1}\) ist Thiamin.
Aussage 4
Phyllochinon gehört zu den fettlöslichen Vitaminen.
Phyllochinon ist Vitamin K und zählt wie A, D und E zu den fettlöslichen Vitaminen.
Aussage 5
Die Leber synthetisiert Vitamin K selbst und ist deshalb auf keine Zufuhr angewiesen.
Vitamin K muss mit der Nahrung aufgenommen werden. Die Leber bildet nur die Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren.
Aussage 6
Vitamin C wird benötigt, damit Prolin im Kollagen zu Hydroxyprolin umgesetzt werden kann.
Ascorbinsäure hält das Eisen der Hydroxylasen reduziert; ohne sie entsteht instabiles Kollagen, es kommt zu Skorbut.
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