Vitamin B12 - Cobalamin - Cobalamin - Struktur, Dosierungsformen, aktive Formen
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Vitamin B12 – Cobalamin
Cobalamin – Struktur,
Dosierungsformen, aktive Formen
-R = -CH3
R -R = -5’Desoxyadenosyl
Dosierungsformen
Cobalamin
Physiologisch aktive Formen
Methyl-Cobalamin,
5’Desoxyadenosyl-Cobalamin
1
Cobalamin - Quellen
Huhn Nur Mikroorganismen
produzieren Vitamin B12
Innereien
Empfindlich Fisch (Makrele,
gegenüber Hering, Forelle)
Topfen, Käse
Fleisch Hitze
Hühnerei
Auslaugung
Absorption und Transport von
Cobalamin
Nahrung: Transportproteine im
proteingebundene Formen, Blut: Transcobalamin
Methyl-, Desoxy-adenosyl-, II (Zielzellen),
Aquo- und Cyanocobalamin Transcobalamin I und
III (Speicherorte)
Magen:
freies Cobalamin wird an Zielzelle: Rezeptorver-
Intrinsic Factor gebunden mittelte Endozytose
Absorption: Endozytose von Holo-
des Vit.B12-IF-Komplexes Transcobalamin II
im Ileum
Darmmukosa: Ausscheidung:
Bindung von freiem über Galle, Reabsorption
Vit. B12 an Trans- über enterohepatischen
cobalamin II Kreislauf
2
Verminderte Verfügbarkeit
• Exzessiver Alkoholkonsum hemmt die
Cobalamin-Absorption
• Megadosen an Vitamin C (5 bis 10 faches
der täglich empfohlenen Menge) inaktivieren
Vitamin B12 durch Reduktion
Funktionen von Cobalamin
Auf Körperebene
Blutbildung
Homocysteinstoffwechsel (hohe Homocystein-
konzentrationen schädigen Blutgefäße und Gehirn)
Auf Zellebene
Methyl-Cobalamin überträgt als Coenzym
Methylgruppen (-CH3).
Beispiel: Homocystein + CH3 = Methionin
5’Desoxyadenosyl-Cobalamin ist an
intramolekularen Umlagerungen beteiligt. Beispiel:
Stoffwechsel ungeradzahliger Fettsäuren
3
Beruteilung des Cobalaminstatus
Versorgungsparameter
• niedriger Transcobalamin II-Spiegel im Blut
• niedrige Vitamin B12-Konzentration in den Erythrozyten
Funktionsparameter
• Schilling Test (ein Malabsorptionstest): radioaktives
Cobalamin wird verabreicht; liegt eine intestinale
Absorptionsstörung vor, so erscheint der Vitamin-B12-
Intrinsic Factor-Komplex im Harn
• erhöhte Homocysteinkonzentration im Blut
(tritt auch bei Vitamin B6- und Folsäuremangel auf)
Cobalamin Mangel
Frühe Symptome
Störung der Zellteilung im
Knochenmark
Späte Symptome
Perniziöse Anämie mit
abnormen Erythrozytenvor-
stufen (sog. Megaloblasten)
Funiculäre Myelose: Megaloblasten im Knochen-
marksausstrich (abnorm große
Schädigung des Rückenmarks Erythrozytenvorstufen)
(Differentialdiagnose zum
Folatmangel), kann zu
irreversiblen neurologischen
Störungen führen
4
Empfehlungen
Erwachsene: 3 µg/d
UL: Keine Angabe (geringe Toxizität)
Folsäure
5
Folsäure – Struktur, Dosierungsform,
aktive Formen
hier binden die C1-
Einheiten
O
OH 10 ║
5 CH2 — NH C — NH — CH — COO⎯
N
N H H │
H H CH2
N N │
H2N
Pteridin-p-Aminobenzoesäure CH2
│ hier können weitere
COO¯ Glutamatreste
hängen (maximal 6)
Folsäure, Tetrahydrofolsäure
Dosierungsform Physiologisch aktive Formen
1 µg Folatäquivalent Tetrahydrofolsäure, THF
= 0,5 µg freie Folsäure
(Pteroylmonoglutamat)
= 1 µg Nahrungsfolat Umwandlung:
(Pteroylpolyglutamate) Dihydrofolsäure –NADPH THF (aktive
Form)
Folsäure - Quellen
Weizenkeim,
Vollkornbrot
Leber Hefe
Empfindlich
gegenüber
O2
Grüne Bohnen
Blattgemüse O2 Sauerstoff
Licht
Hitze
6
Absorption und Transport von Folsäure
Nahrung: Pteroylmono- Leber: Reduktion und
und Polyglutamate im Synthese von THF
Verhältnis 1:1;
verschieden substituiert;
Blut: freies Folat;
oxidiert und reduziert
5-Methyl-THF
Magen-Darm-Trakt: proteingebunden
Hydrolyse durch
Polyglutamathydrolase Zielzellen: Aufnahme von
Absorption: reduzierten Mono-
Monoglutamatformen aktiv; glutamatformen; intra-
bei Megadosierung auch zellulär entstehen
passiv Polyglutamate, nur THF
bleibt in der Zelle!
Darmmukosa: Reduktion Ausscheidung: über
oxidierter Formen und Harn und Galle;
Synthese von 5-Methyl- enterohepatischer
THF Kreislauf
Zusammenhang von Vitamin B12, Folsäure, Vitamin B2
und Vitamin B6
THF
Vit. B12
Vit. B2
Inaktive Form (5-
Methyl-THF) in Leber Vit. B6
und Serum, bei Vit.
B12 Mangel keine
Regeneration zur
aktiven Form von THF
Vit. B6
7
Verminderte Verfügbarkeit von
Folsäure
• bei Vitamin B12-Mangel (weil Methyl-THF
nicht zu THF regeneriert werden kann)
• Absorptionsstörungen
• Alkoholmissbrauch
• Medikamente (Zytostatika, Antiepileptika,
Antimalariamittel)
Funktionen von Folsäure
Auf Körperebene
Cofaktor bei der Synthese von Purinen und Pyrimidinen
Cofaktor bei der Synthese von Aminosäuren
(z.B. Methionin)
Cofaktor bei der DNA-Synthese
Auf Zellebene
Übertragung von C1-Körpern
Methyl-THF überträgt die CH3-Gruppe auf Homocystein,
das damit zum Methionin wird
Methylen-THF (mit ═CH2-Gruppe) stellt CH3 für DNA-
Synthese zur Verfügung
Formyl-THF (-CHO) stellt C1-Körper für die
Purinsynthese zur Verfügung
8Zusammenhang von Vitamin B12, Folsäure, Vitamin B2
und Vitamin B6
für Zellanreicherung!
THF
Vit. B12
Vit. B2
Inaktive Form (5-
Methyl-THF) in Leber Vit. B6
und Serum, bei Vit.
B12 Mangel keine
Regeneration zur
aktiven Form von THF
Vit. B6
Dihydrofolsäure –NADPH THF (aktive Form)
Beurteilung des Folsäurestatus
Versorgungsparameter
• Folsäurekonzentration im Serum bzw. in den
Erythrozyten
Funktionsparameter
• Formiminoglutamat-Ausscheidung im Harn
nach Histidinbelastung
• erhöhte Homocysteinkonzentration im Blut
9Folsäure Mangel
• Erhöhte Homocysteinspiegel
und erniedrigte
Methioninspiegel im Blut
• In der Schwangerschaft:
vermehrtes Auftreten von
Aborten, Neuralrohrdefekten,
Missbildungen,
Entwicklungsstörungen Neuralrohrdefekt: Spina
aufgrund der mangelhaften bifida
DNA-Synthese
• Megaloblastäre Anämie
Erythroblasten in Megaloblastische Veränderungen
normalem Knochenmark bei Folsäure / Vit. B12-Mangel
10Empfehlungen
400 µg Folat-Äquivalente pro Tag für
Erwachsene
Frauen mit Kinderwunsch sollten wenigstens
einen Monat vor bis 3 Monate nach Eintritt der
Schwangerschaft täglich 400 µg synthetische
Folsäure (= Pteroylmonoglutamat) einnehmen,
um Neuralrohrdefekten beim Kind vorzubeugen.
UL: 1000 µg/d (Pteroylmonoglutamat)
Vitamin C – Ascorbinsäure
11Vitamin C – Struktur, Dosierungsform,
aktive Formen
HO O
O O
HO O O
O
HO — CH HO — CH
CH2OH CH2OH
L-Ascorbinsäure L-Dehydroascorbinsäure
Dosierungsform Physiologisch aktive Formen
Ascorbinsäure Ascorbinsäure,
Dehydroascorbinsäure
Vitamin C - Quellen
Zitrusfrüchte
Paprika Kartoffeln
Empfindlich
gegenüber
Lagerung
Warmhalten
Kohlarten
Licht
Hitze
12Absorption und Transport von Vitamin C
Nahrung: v.a.
Blut: überwiegend
L-Ascorbinsäure
L-Ascorbinsäure
Absorption: Zielzellen:
L-Ascorbinsäure aktiv; aktive Aufnahme von
Dehydroascorbinsäure L-Ascorbinsäure,
passiv passive Aufnahme von
Dehydroascorbinsäure
Darmmukosa:
Ausscheidung:
Reduktion von
Ascorbinsäure,
Dehydroascorbinsäure
Dehydroascorbinsäure
zu Ascorbinsäure
und Metabolite im Harn
Verminderte Verfügbarkeit von Vitamin C
• Durch die Einnahme von oralen
Kontrazeptiva, Sulfonamiden und Cortison
• Durch die Einnahme von Acetylsalicylsäure
(Aspirin) vermehrte
Ascorbinsäureausscheidung
• Raucher haben verminderte
Ascorbinsäurespeicher
13Funktionen von Vitamin C
Auf Körperebene
Antioxidans
Verbesserung der Eisenabsorption
Cofaktor bei der Bildung des Bindegewebes
(Wundheilung)
Cofaktor bei der Hormon- und Neurotransmitterbildung
(Noradrenalin, Dopamin, Cortison)
Cofaktor bei der Carnitin-Bildung (Carnitin transportiert
Fettsäuren durch die Mitochondrienmembran)
Beteiligt bei der Bildung von Gallensäuren aus
Cholesterin
Auf Zellebene: Übertragung von C1-Körpern
Ascorbinsäure überträgt Wasserstoffionen (bzw.
Elektronen) und wirkt somit als Redox-System
Beurteilung des Vitamin C Status
Versorgungsparameter
• Vitamin C-Gehalte in Blutplasma, Leukozyten
und Körperpools
• Ausscheidung im Urin nach Vitamin C-Gaben
14Vitamin C Mangel
Frühe Symptome
• Störungen des Immunsystems
Späte Symptome
• Skorbut beim Erwachsenen
(Blutungen, Zahnausfall,
gestörte Wundheilung, Hautbild bei Skorbut
(Petechien)
Leistungsschwäche, psychische
Störungen)
• Möller-Barlow-Krankheit beim
Säugling (Störungen der
Knochenbildung und des
Wachstums)
Empfehlungen
Erwachsene: 100 mg Vitamin C/d
150 mg für Raucher
Erhöhter Bedarf in Schwangerschaft und
Stillzeit
UL: Für die EU noch nicht endgültig etabliert.
(In den USA gilt ein UL von 2000 mg/d)
15Mineralstoffe
Einteilung der Mineralstoffe nach ihrem
Mengenmäßigen Vorkommen
• Mengenelemente oder Makroelemente: kommen im
Körper in Konzentrationen von > 50 mg/kg KG vor und
werden in Gramm-Mengen pro Tag benötigt;
Zu den Mengenelementen zählen Natrium, Kalium,
Calcium, Magnesium (Metalle); Phosphor, Schwefel,
Chlor (Nichtmetalle)
• Spurenelemente oder Mikroelemente: Ihr Gehalt im
Körper beträgt ≤ 50 mg/kg KG (außer Eisen: 60 mg/kg
KG). Sie werden in µg bis mg-Mengen benötigt.
Zu den Spurenelementen zählen Arsen, Cobalt, Chrom,
Kupfer, Fluor, Eisen, Jod, Mangan, Molybdän, Nickel,
Selen, Silizium, Zinn, Vanadium, Zink und
möglicherweise Blei
16Einteilung der Mineralstoffe nach
ihrer Funktion
• Mineralstoffe, die Körperstrukturen aufbauen
(Ca, Mg, P)
• Mineralstoffe, die der osmotischen Regulation dienen
(K intrazellulär, Na und Cl extrazellulär)
• Mineralstoffe, die am Aufbau von Wirkstoffen,
Enzymen und Hormonen beteiligt sind: Cobalt als
Zentralatom von Vitamin B12, Selen als Bestandteil der
Glutathionperoxidase, Jod als Bestandteil von Thyroxin
• Mineralstoffe, die für die Umwandlung organischer
Verbindungen benötigt werden (Zn als Aktivator von
Enzymen)
Einteilung der Mineralstoffe nach ihrer
Essentialität
• Makroelemente, die für Körperfunktionen essentiell
sind: Calcium, Kalium, Natrium, Magnesium
• Mikroelemente, die für Körperfunktionen essentiell
sind: Eisen, Zink, Selen, Mangan, Kupfer, Molybdän,
Cobalt, Chrom, Silizium, Nickel, Zinn
• Elemente, deren Essentialität nicht bewiesen ist, bei
denen jedoch Hinweise auf Beteiligung an einigen
Zellreaktionen existieren: Barium, Arsen, Strontium,
Vanadium, Cadmium, Blei
• Elemente ohne bekannte Stoffwechselfunktion:
Quecksilber, Gold, Silber, Bismut, Antimon, Bor,
Beryllium, Lithium, Gallium, Titan und andere
17Absorptionsraten von Mengen- und
Spurenelementen
gering (< 25%) mittel (25-75%) hoch (> 75%)
Mengenelemente
- Calcium Natrium
- Magnesium Chlorid
- Phosphor Kalium
Spurenelemente
Eisen Zink Fluor
Silizium Kupfer Jod
Mangan Selen Selenomethionin
Vanadium Molybdän Bor
Nickel Cobalt
Chrom
Einflussfaktoren auf die
Mineralstoffabsorption
Exogene Faktoren Endogene Faktoren
• Bindungsform (z.B. Häm- • pH-Verhältnisse im Magen-
Darm-Trakt (z.B.
Eisen – freies Eisen) verminderte HCl-Konz. im
• Hohe Dosierungen Magen vermindert die Fe-
vermindern die Absorpti- Absorption)
onsraten • Reduzierende Agentien,
z.B. Vit. C, im Darm
• Zusammensetzung der begünstigt Fe-Absorption
Nahrung (z.B. Ballast- • Wechselwirkung der
stoffe, Chelat- und Mineralstoffe untereinander
Komplexbildner in der (z.B. hohe Zn-Aufnahme
vermindert Fe- und Cu-
Nahrung beeinflussen die Absorption)
Absorption)
18Nahrungskomponenten, die die Absorption
von Mineralstoffen beeinflussen
Mineralstoff Die Absorption hemmende Die Absorption
Faktoren fördernde Faktoren
Calcium Phytate, Oxalat Schwefelhaltige AS,
Glucose, Lactose,
organische Säuren
Phosphor Phytinsäure, Eisen, Calcium,
aluminiumhaltige Antacida
Magnesium große Mengen an Ballaststoffen Lactose
und Alkohol, einige
Konservierungsmittel
Mengenelemente
19Natrium
Natrium – Körperbestand und Verteilung
60 mmol (1,38 g)/kg KG
97,6 % extrazellulär
43,8 % im 11,7 % Sehnen,
Knochen Knorpel
29 % Lymphe, 2,6 %
Interstitium transzellulär
11,2 %
Plasma
20Quellen für Natrium
• Vor allem Kochsalz und damit gewürzte
(verarbeitete) Lebensmittel Käse,
Fleisch- und v.a. Wurstwaren,
Fertigsoßen, Konserven, Snacks
• Manche Heilwässer
• Mittlere Gehalte in tierischen
unverarbeiteten Produkten: Fleisch,
Fisch, Milch, Eier sowie Weichkäse
• Na-arm: Obst und Gemüse (ohne
Salzzusatz), Nüsse, Getreide
Funktionen von Natrium
• Osmolarität: wichtigstes extrazelluläres
Kation
• Aufrechterhaltung von Blutdruck und -
volumen
• Aufbau des Membranpotentials
• Reizleitung (Depolarisation)
• Beteiligung am aktiven Transport von
Nährstoffen
21Membranpotential
Im Ruhepotential liegen die Na+
Ionen außerhalb der Zelle.
Dazu werden sie ständig
energie-abhängig aus der Zelle
gepumpt.
Reizleitung
Depolarisation Repolarisation
+++++++++++++----------------------+++++++++++++++++
----------------------+++++++++++++-------------------------------
Na+ K+
Reiz
--------------------------+++++++++++++-------------------------------
+++++++++++++++-----------------------+++++++++++++++++
Nervenreiz: Na+ Einstrom in die Zelle Depolarisation
Aktionspotential
22Aktiver Transport von Nährstoffen
Der elektrochemische Gradient von
Natrium wird für den Transport von
anderen Nährstoffen benutzt. Ein
Beispiel ist Glucose. Die Energie,
die beim Einstrom von Na+ in die
Zelle frei wird, dient dazu, die
Glucose gegen ihren
Konzentrationsgradienten in die
Zelle zu transportieren.
http://www.steve.gb.com/science/lipids_and_membranes.html
Natrium-Mangel
Symptome: Ursachen:
• Extrazelluläre Exsikkose • Selten alimentär
• Abnahme des • Starker Durchfall
Blutvolumens • Abführmittelmissbrauch
(osmotischer Ausgleich) • Erbrechen
• Dadurch erhöhter • Starkes Schwitzen
Hämatokrit
• Trinken großer Mengen
• Hypotonie, Tachykardie, hypotoner Flüssigkeit
Apathie, Muskelkrämpfe
• Mukoviszidose (Na+-
Abgabe im Schweiß ↑)
23Natrium-Empfehlungen
Für Na gilt ein Schätzwert für die tägliche Mindestzufuhr.
550 mg/d für Erwachsene und Jugendliche ab 13 Jahren.
Für Kinder niedrigere Werte: altersabhängig 300-510mg/d
von 1-13 Jahren.
Es gibt zurzeit kein UL. Hohe Na-Aufnahme führt zu einem
Anstieg der extrazellulären Flüssigkeit mit Ödemen,
Bluthochdruck, Schwindel.
Hohe Kochsalzaufnahme ist aber auch mit Bluthochdruck und
manchen Krebsarten assoziiert.
Deshalb: Richtwert als obere Begrenzung nicht mehr als
6g Kochsalz pro Tag.
Chlor
24Chlor– Körperbestand und Verteilung
33 mmol (1,2 g)/kg KG
87,6 % extrazellulär
15,2 % im 17 % Sehnen,
Knochen Knorpel
37,3 % Lymphe, 4,5 %
Interstitium transzellulär
13,6 %
Plasma
Quellen für Chlor
• Mit Na+ und K+ zusammen
• Vor allem Kochsalz und damit
gewürzte (verarbeitete)
Lebensmittel Käse, Fleisch- und
v.a. Wurstwaren, Fertigsoßen,
Konserven, Snacks
• Tierische Produkte weisen höhere
Gehalte auf.
25Funktionen von Chlor
• Osmolarität
• Aufrechterhaltung von Blutdruck und –
volumen
• Puffer im Säure-Basenhaushalt
• Erhalt der Elektroneutralität (mit Na+, K+)
• Bestandteil der Magensäure (HCl)
Mangel an Chlor
Selten alimentär
Durch starkes Erbrechen (Verlust von
Magensäure)
Symptome:
• Wachstumsstörungen
• Muskelschwäche
• Alkalose
26Chlor-Empfehlungen
Schätzwert für die tägliche Mindestzufuhr. Aus dem
Schätzwert für Na abgeleitet (x 1,5)
830 mg/d für Erwachsene und Jugendliche ab 13 Jahren.
Für Kinder niedrigere Werte: altersabhängig 450-770mg/d
von 1-13 Jahren.
Es gibt zurzeit keinen UL.
Richtwert für die Kochsalzzufuhr nicht mehr als 6g
Kochsalz pro Tag.
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