Eine Reise durch die Physiologie - Wie der Körper des Menschen funktioniert
 

    
Ernährung und Verdauungssystem

 Bedarf an Mineralstoffen, Spurenelementen, Vitaminen
© H. Hinghofer-Szalkay

Askorbinsäure: Verhindert Skorbut
Fluor: fluere = fließen (Fluorite wurden Metallerzen zugesetzt, um deren Schmelzpunkt zu erniedrigen)
Folsäure: folium (lat) = Blatt
Jod: ιώο-ειδης = veilchenfarbig, violett
Kalium: القلية‎ "al-qalya", Pflanzenasche
 Calcium, Calciferol: Calcium (calx = Kalk), φέρειν = tragen, bringen
Magnesium: μαγνησιη λιθός = Magnetstein
 Natrium: ناترون‎ "natrun“, Natron
 Pantothensäure: παντό = (über)all (kommt in den meisten Nahrungsmitteln vor)
Phosphor: φως-φóρος = lichttragend
Selen: σελήνη  = Mond (Berzelius: Ähnlichkeit zur Erde (Tellur)
Struma: lat. struma = Drüsenschwellung (am Hals)
Thiamin: θείον = Schwefel (schwefelhaltiges Vitamin)
Die notwendige Zufuhr von Vitaminen, Spurenelementen (<0,01% der Körpermasse) und Mineralien liegt im Bereich von einigen Mikrogramm bis zu einigen Gramm pro Tag. Der Bedarf ist jeweils abhängig von Körpergröße, Gesundheitszustand, Aktivitätsgrad, Geschlecht, Alter und psychischer Belastung.

Die Resorption ist häufig an Begleitfaktoren geknüpft und mehrfach reguliert, wie z.B. von Eisen, das übrigens weder mit Stuhl noch mit Harn ausgeschieden wird (sondern mit Blutverlust).

 Natrium ist das Leit-Kation des extrazellulären, Kalium des intrazellulären Kompartiments; Calcium ist u.a. als intrazellulärer Signalstoff lebenswichtig und befindet sich - wie Phosphor, der u.a. für energiereiche Phosphate, Nukleinsäuren und Phospholipide benötigt wird - zum Großteil in den Knochen; Magnesium wird von hunderten Enzymen benötigt; Spurenelemente haben typischerweise spezifische Kofunktionen.

Wasserlösliche Vitamine werden bei überhöhter Zufuhr leicht wieder ausgeschieden; fettlösliche hingegen (für ihre Aufnahme ist eine intakte Fettresorption notwendig) reichern sich im Fettgewebe an und können leicht überdosiert werden.


Mineralstoffe Spurenelemente Vitamine

Core messages
  
Mikronährstoffe sind Mineralien, Spurenelemente und Vitamine
 
Der Darm resorbiert (neben Kohlenhydraten, Fetten, Protein und Nukleinsäuren) Vitamine, Mineralien, Spurenelemente (wie z.B. Zink) und alles, was in der Nahrung in resorbierbarer Form sonst noch vorhanden ist (Gewürz- und Farbstoffe, Konservierungsstoffe, Hormone, Medikamente, verschiedenste Chemikalien).
 
>Abbildung: Täglicher Bedarf einer erwachsenen Person an Mineralstoffen, Spurenelementen und Vitaminen
Nach Hinghofer-Szalkay H, Aspekte einer physiologischen Ernährungsweise. Wien Med Wschr 1980; 130: 69-73
Mineralstoffe (blau): Durchschnittlicher täglicher Austausch mit der Umwelt im Gramm-Bereich (Phosphor 2g/d; Kalium, Chlor, Natrium, Calcium jeweils ≥1 g/d; Magnesium ~0,5 g/d)
 
Vitamine (grün): Bedarf im Bereich zwischen ~80 mg/d und ~3 µg/d
 
Spurenelemente (rot): Bedarf im Bereich zwischen ~10 mg/d und ~10 µg/d
 
Mineralstoffe und Spurenelemente werden von den Dünndarmschleimhaut unterschiedlich stark resorbiert (verschiedene Bioverfügbarkeit), zum Teil abhängig von Anwesenheit und Zustandsform anderer Nahrungsstoffe.
 
      Referenzwerte der deutschen, österreichischen und schweizerischen Gesellschaften für Ernährung (DACH-Referenzwerte)
 
   Mineralstoffe
 

<Abbildung: Prozentueller Anteil der Elemente am Körpergewicht
Nach einer Vorlage in science.jrank.org
Der hohe Anteil der Sauerstoffmasse am Körpergewicht erklärt sich durch die Tatsache, dass der Körper zu ~60% aus Wasser besteht



Natrium, Chlorid Kalium Calcium Magnesium Phosphor
 
Natrium (Na+)
 
Natrium (Atommasse 23) ist das Leitkation des Extrazellulärraums (~140 mM/l). Von leichter Hyponatriämie spricht man bei Serumspiegeln zwischen 120 und 130 mM/l, von schwerer Hyponatriämie bei niedrigeren Werten. Hypernatriämie liegt bei Werten ab 150 mM/l vor.

Das Atomgewicht von Natrium beträgt 23, das von Chlorid 35,5; 1 Mol Kochsalz sind 58,5 g (Umrechnung Masse Na zu NaCl: 1 zu 2,5). 140 mM bedeuten 8,19 g NaCl pro Liter; weitere gelöste Substanzen in der extrazellulären Flüssigkeit erhöhen deren osmotischen Gehalt.

    5 g Kochsalz bedeuten 2,3 g Natrium.

Der Körper enthält freies Na+ zu etwa 2/3 als NaCl, 1/3 als NaHCO3. Die Menge freien Natriums (2 Mol oder ~46 g bei einem Gewicht von ~70 kg) bestimmt über die Osmoregulation Blut- und interstitielles Volumen. Etwa die gleiche Menge liegt im Knochen gespeichert vor, dieses Natrium ist nicht direkt verfügbar bzw. osmoregulatorisch aktiv. Die gesamte Natriummenge im Körper wird auf ca. 100 g geschätzt.

Eine "physiologische (isotone) Kochsalzlösung" (Grundlage für Infusionslösungen) ist 0,9%-ig, d.h. 1 Liter enthält 9 g NaCl.

Die physiologische Bandbreite der täglichen Natriumzufuhr ist relativ gering:

    Einerseits sollten mindestens einige mg/kg Körpergewicht täglich zugeführt werden, um das extrazelluläre Volumen stabil zu halten - chronische Unterversorgung mit Kochsalz führt (auch bei maximaler Aldosteronwirkung) zu Hypotonizität, Hypovolämie und Hypotonie, schließlich zu Kreislaufversagen

    Andererseits können größere Mengen die Osmo- und Volumenregulation überfordern, da der Körper nicht auf die Ausscheidung von hochkonzentriertem Salz angepasst ist. Zwar kann die Niere die Ausscheidung der Zufuhr anpassen (je mehr Kochsalz zugeführt wird, desto geringer ist die Aldosteronbildung, und es wird mehr Natrium ausgeschieden), aber dies funktioniert nur in einem relativ begrenzten Osmolaritätsbereich.
  Der tägliche Bedarf an Natrium wird mit 1 bis 3 Gramm (entspricht ~2-7 g Kochsalz) angegeben; nach der Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Ernährung sollten erwachsene Personen nicht mehr als 6 g Kochsalz täglich konsumieren (Referenzwert: 1,5 g Natrium / Tag).
  Die tägliche Aufnahme von Chlorid (Atommasse 35,5) ergibt sich im Wesentlichen aus der Kochsalzaufnahme (Empfehlung Erwachsene: 3,2 g Cl/d).

 Meerwasser hat eine viermal höhere Kochsalzkonzentration als extrazelluläre Flüssigkeit. Trinkt man derart konzentrierte Salzlösung ohne Zusatz von Wasser, ist die Konzentrationsfähigkeit der menschlichen Niere überfordert - hypertone Dehydration und lebensbedrohliches Kreislaufversagen sind die Folge.
 
   3 g NaCl / kg KG / Tag (also bei 70 kg Körpergewicht etwa 210 g/d) ist eine potenziell tödliche Dosis.

Serum-Referenzwerte (Blutserum)
Natrium 136-145 mM/l
Kalium 3,5-5,0 mM/l
Chlorid  99-109mM/l
 

>Abbildung: Na-K-ATPase
Nach einer Vorlage in cnx.org
Dieser ABC-Transporter tauscht Natrium unter Energieverbrauch (ATP-Abbau) gegen Kalium, im Verhältnis 3 zu 2 - er ladet die Membran direkt elektrisch auf (innen negativ, elektrogene Wirkung). Dieser Effekt auf das Membranpotential ist allerdings gering (~10%), der führende Beitrag zum Ruhepotential ist das Bestreben von Kalium, die Zelle zu verlassen (innen ~150 mM, außen ~4 mM, s. dort)

Kalium (K+)
 
Kalium (Atommasse 39) ist das wichtigste intrazelluläre Kation (98% intrazellulär) und an zahlreichen physiologischen Prozessen beteiligt, wie
     Membranpotential und Erregung (Reizbeantwortung, Aktionspotentiale etc)
 
     Zellwachstum (Kaliumtransport, Zellvolumen)
 
     Hormonfreisetzung (z.B. Insulin aus Pankreas)
 
     Blutdruck (schützt vor Hypertension)
 
     Säure-Basen-Gleichgewicht (renale Säureausscheidung)
 
Kalium ist das Leit-Kation der intrazellulären Flüssigkeit (~150 mM oder 5,5 g pro kg). Der Kaliumgehalt des Körpers beträgt um die 50 mM/kg Körpergewicht: Bei Frauen ~44 mM/kg (Fettzellen haben geringen Flüssigkeitsgehalt), gut trainierte Männer kommen auf ~58 mM/kg (hoher Muskelanteil), über 65-Jährige auf ~47 mM/kg (reduzierte Muskelmasse). 1 mM = 39 mg, daher ergibt sich ein durchschnittlicher Kaliumgehalt im Körper einer erwachsenen Person von etwa 150 Gramm (120-190 g).
Die Ausscheidung erfolgt zu 85-95% über den Harn, zu 5-15% über die Faeces.
  Der tägliche Bedarf an Kalium liegt möglicherweise höher als die übliche Aufnahme von 2,0-3,5 g/d (0,75-1,25 mM/kg/d) - empfohlen werden 4,7 g/d (120 mM/d). Referenzwert: 4 g Kalium täglich.

Kaliumreich sind z.B. (gerundete Zahlenwerte in mg/100g)
Hülsenfrüchte (Linsen 800, Erbsen 900, weiße Bohnen 1300, Sojabohnen 1700)
Nüsse (500-600)
Gemüse (z.B. Spargel 200, Kartoffeln 400, Spinat 600)
Vollmilchschokolade 400, Kakaopulver 1500
Getreidepridukte (Reis 150, div. Brotsorten 240-440, Kleie über 1000)
manche Obstsorten (über 300: Bananen, Schwarze Johannisbeeren, Honigmelone)
Fisch (220-440), Fleisch (250-420)
 
Zur Regulation der intestinalen Kaliumresorption s. dort
 
Zur Dynamik des Kaliums in der Niere s. dort
  Zur Physiologie des Natriums und Kaliums (Leitkation der intrazellulären Flüssigkeit: ~30 l bei ~70 kg KG) s. u.a. II.9, X.6, XII.8.
 
Calcium (Ca++)
 
Calcium (Atommasse 40) trägt erheblich zur Körpermasse bei (etwa 1,4% - bis zu 1,9% - des Gewichts, d.h. bei einer 70 kg schweren Person rund 1200 Gramm (30 Mol) - davon befinden sich mehr als 99% als strukturelle Komponente ("anorganischer" Bestandteil: apatitähnliche, stark druckbelastbare Kristallstrukturen) in Knochen und Zähnen (Hydroxylapatit: Ca10(PO4)6(OH)2).
  

<Abbildung: Calciumbilanz einer erwachsenen Person
Nach einer Vorlage bei Hilal-Dandan / Brunton, Goodman & Gilman's Manual of Pharmacology and Therapeutics, 2nd ed., McGraw Hill Education 2014
Im steady state entspricht die mit Stuhl und Harn abgegebene der alimentär aufgenommenen Menge (in diesem Beispiel 800 mg/d).
   
Mit dem Knochensystem werden täglich etwa 300 mg ausgetauscht

Calcium spielt in zahlreichen Bereichen eine entscheidende Rolle:

    Bestandteil des Knochens
 
    Extrazellulär: Kofaktor für die Blutgerinnung, Stabilisierung des Ruhepotentials (Dämpfung der neuromuskulären Erregbarkeit)
 
    Intrazellulär: Signalstoff (second messenger, Muskelkontraktion: elektro-mechanische Koppelung)

Calcium ist mit über 1g/kg in Milch und Milchprodukten, Makrelen, Sardinen, Soja- und Weizenprodukten enthalten. Ungenügende Aufnahme von Calcium infolge falscher Ernährung, Verdauungs- und Resorptionsstörungen, schwerem Magnesium- oder Vit. D-Mangel kann (bei extrazellulärem Mangel an Ca++) zu tetanischen Krämpfen, Herzrhythmusstörungen und (bei Entspeicherung aus dem Knochen) zu Osteoporose führen.

Der extrazelluläre Calciumspiegel wird über Parathormon, Calcitonin und Calcitriol reguliert.
  Die tägliche Ca++-Zufuhr mit der Nahrung sollte 1,0-1,5 g betragen (1 mMol = 40 mg); Gute Calciumquellen sind Milch und Milchprodukte, Unterversorgung kann die Entwicklung von Osteoporose fördern. Referenzwert: 1 g Calcium / Tag.

Altersabhängigkeit: 0-6 Monate 200, 6-12 Monate 260 mg/d; 1-3 Jahre 700 mg/d; 4-8 Jahre 1000 mg/d; 9-18 Jahre 1300 mg/d; Erwachsene: 1000 mg/d; Frauen ab 51 und Männer ab 71 1200 mg/d.

Der Calciumspiegel im Blutplasma beträgt 2,2-2,65 mM/l; davon ist etwa die Hälfte frei (ional), die andere Hälfte komplex (Phosphat, Oxalat u.a.) bzw. an Plasmaprotein (vor allem Albumin) gebunden.

      Zur Regulation der Calciumresorption s. dort
 
Phosphor (P)
  
Das mengenmäßig am stärksten mit der Umwelt ausgetauschte Mineral ist Phosphor (1-2 g/d); der Körper einer erwachsenen Person enthält rund 700 g Phosphor, etwa 85% davon in Knochen und Zähnen.

Allein mit dem Stuhl der Bevölkerung in Deutschland gehen jährlich ca. 200,000 Tonnen Phosphor verloren (das ist mehr, als jedes Jahr für die Landwirtschaft importiert werden muss).
   
   
Abbildung: Phosphorbilanz einer erwachsenen Person
Modifiziert nach einer Vorlage bei Kidney International 2008
Die Werte können auch höher liegen, z.B. Ingestion von 2 g/d oder 600 mg/d Ausscheidung mit dem Stuhl

Im Organismus fast ausschließlich als Phosphat, wird Phosphor vor allem für den Knochen (mit Calcium: anorganischer Hauptanteil Apatit) und als Bestandteil der Nukleotide (DNA, RNA, ATP) benötigt.

Der Phosphatspiegel im Blutplasma beträgt 0,8-1,6 mM/l (2,5-5,0 mg/dl).
  Die tägliche Phosphor-Aufnahme einer erwachsenen Person sollte mindestens ~0,7 Gramm betragen (Fleisch, Fisch, Milchprodukte, Brot). Ein typischer Wert wäre etwa 1,2 g/d.
 
Magnesium (Mg++)
 
Magnesium (Atommasse 24): Der Körper einer erwachsenen Person enthält etwa 20 g Magnesium - ~65% im Knochen, 27% im Skelettmuskel, 7% in anderen Zellen, 1% im Extrazellulärraum.

Magnesiumionen beteiligen sich an hunderten Enzymreaktionen (ATP- und Nukleinsäure-bindende Enzyme u.a.).

  Fast alle Enzyme, die mit Nukleotiden (DNA, RNA) interagieren, benötigen Magnesiumionen als Kofaktor (z.B. DNA-Helikase, RNA-Polymerase).

  Mg++-Ionen stabilisieren das Ruhepotential an Muskel- und Nervenzellen (u.a. im Vegetativum).

Magnesiummangel kann die Ursache neurologischer Symptome wie Kopfschmerzen, Nervosität, Reizbarkeit, Müdigkeit und Schwächegefühl sein und auch Muskelkrämpfe und Herzrhythmusstörungen hervorrufen.
  Magnesium muss stetig mit der Nahrung zugeführt werden (Vollkornprodukte, Leber, Geflügel, Fisch, Nüsse), denn es geht laufend mit dem Harn verloren (~5% der glomerulär filtrierten Menge - 95% werden tubulär rückresorbiert). Der tägliche Bedarf wird für Männer mit ~420 mg/d und bei Frauen ~320 mg/d angegeben - etwa ein Drittel der mit der Nahrung zugeführten Menge wird tatsächlich resorbiert. Mit dem Schweiß verliert man ca. 1,3 mg/Liter, mit dem Harn 100-400 mg/Tag. Referenzwert: Männer 350 mg/d, Frauen 300 mg/d.
  Serum-Referenzwerte
  Calcium 2,0-2,8 mM/l (ional ~1,2-1,3 mM/l)
Magnesium 0,7-1,2 mM/l (1,8-2,6 mg/dl)
Phosphat  0,8-1,4 mM/l
  Näheres zur Physiologie des Calciums, Phosphats und Magnesiums siehe u.a. dort
Buchempfehlung zum Thema Boden und Ernährung: David R. Montgomery: Dirt. The Erosion of Civilizations. 2012: University of California Press, ISBN 9780520272903

 
    Spurenelemente
 


Biologisch bedeutsame Spurenelemente

H         He
Li    Be      B    C    N    O    F    Ne
Na    Mg      Al    Si    P    S    Cl    Ar
K    Ca    Sc      Ti    V    Cr    Mn    Fe    Co    Ni    Cu    Zn    Ga    Ge    As    Se    Br    Kr
Rb    Sr    Y      Zr    Nb    Mo    Tc    Ru    Rh    Pd    Ag    Cd    In    Sn    Sb    Te    I    Xe

Eisen Zink Jod Fluor Selen Chrom Kobalt Kupfer Mangan Molybdän
 
Als Spurenelemente gelten all jene, die zu weniger als 0,01% zur Körpermasse beitragen (d.h. <7g bei 70 kg Körpergewicht; Beispiel Eisen: Körperspeicher normalerweise 3-5 g).

Die Resorption von Spurenelementen beträgt meist nur einen bestimmten Prozentsatz der mit der Nahrung angebotenen Menge und hängt von der Verfügbarkeit an den Mukosazellen ab.

Unter Bioverfügbarkeit versteht man im Allgemeinen denjenigen Anteil des Spurenelements, der nach seiner Resorption tatsächlich im Stoffwechsel physiologisch aktiv wird. Die Bioverfügbarkeit hängt von zahlreichen Faktoren ab: Wachstum, Alter, Belastungen (körperliche Arbeit, Schwangerschaft, Laktation), Anwesenheit anderer Elemente, Medikamente u.a.

Die hier erwähnten Spurenelemente haben eine gesicherte Stellung als physiologisch notwendige Nahrungskomponenten. Zahlreiche weitere (Aluminium, Arsen, Bor, Brom, Kadmium, Blei, Germanium, Lithium, Nickel, Rubidium, Silizium, Zinn, Vanadium) werden als essentiell diskutiert, ihre physiologische Bedeutung ist aber unklar.
 
Eisen (Fe++ / Fe+++)
 
Eisen - Fe++ / Fe+++ -  dient dem Sauerstofftransport und ist Kofaktor zahlreicher Redoxsysteme. Der Bedarf für die tägliche Zufuhr mit der Nahrung beträgt 10-15 mg, der Resorptionsgrad ist abhängig von Darreichungsform: Eisen ist zu 10-40% aus organischer Bindung (Hämeisen) nutzbar, nicht so gut (wenige %) aus pflanzlichen Quellen - abhängig auch von Begleitfaktoren.
 

<Abbildung: Eisenstoffwechsel an der Darmschleimhautzelle
Nach Evstatiev R & Gasche C,  Iron sensing and signalling. Gut 2012;61: 933-52
Eisen wird apikal in zweiwertiger Form resorbiert, in der Darmschleimhautzelle zwischengespeichert (labiler Pool) und basolateral exportiert. Hier wird es durch Hephaestin zu dreiwertigem Eisen oxidiert und über Transferrin durch den Extrazellulärraum transportiert

   DcytB, duodenales Cytochrom B beschleunigt die Reduktion von Eisen    DMT-1, divalent metal transporter befördert zweiwertiges Eisen in Darmzellen    HCP-1, haem carrier protein 1 ist ein Häm-Rezeptor an der luminalen Oberfläche der Enterozyten, über den Hämeisen aufgenommen werden kann    HO-1, Hämoxygenase  ist ein mikrosomales Enzym, das Eisen oxydiert   ISC, iron-sulfur cluster, Eisen-Schwefel-Komplexe, die enzymatisch aktiv sind    Tf, Transferrin

Ein Großteil der Eisenreserven des Körpers befindet sich im roten Blutfarbstoff der Erythrozyten (Hämoglobin).

Der tägliche Eisenverlust beträgt 1-2 mg oder mehr, hauptsächlich durch Blutungen (Menstruation, Verletzungen, abgestoßene Darmmukosa u.a.) bedingt.

     Der Körper einer erwachsenen Person sollte 3-5 g Eisen enthalten. Eisenmangel ist weltweit stark verbreitet und betrifft vermutlich insgesamt etwa 2 Milliarden Menschen.
 
  Täglich müssen ≥1-2 mg Eisen resorbiert werden. Dazu ist die Zufuhr von 10-30 mg/d Nahrungseisen erforderlich (Referenzwerte: Männer 10 mg/d, Frauen 15 mg/d). Eisen muss in zweiwertiger Form angeboten werden, um resorbiert werden zu können. Gut (10-20%) resorbierbar ist Eisen in organischer Bindung (Hämeisen in Blut, Fleisch), weniger gut (zu 1-7%) aus pflanzlichen Quellen. In höherer Konzentration, insbesondere in Zusammenwirken mit Vit. C, kann Eisen prooxidativ wirken.

  Die Resorption verbessert sich bei gleichzeitiger Anwesenheit von Vitamin C, Zitronensäure, Eiweiß.
 
  Viele pflanzliche Stoffe hemmen sie, z.B. Oxalsäure (Spinat, Rhabarber, Schokolade) und Gerbstoffe / Tannine (Rotwein, schwarzer Tee).

Regulation der Eisenresorption s. dort
  Eisen (Serum / Plasma)
Männer 7-30 µM/l (39-168 µg/dl), Frauen 6-26 µM/l (34-145 µg/dl), Kinder 4-28 µM/l (22-156 µg/dl)
Gesteigert während der Schwangerschaft

Ausscheidung mit dem Harm: <1,8 µM/d (<100 µg/d)
 
Zink (Zn++)
 
Eine erwachsene Person hat 1,5-2,5 g Zink in ihrem Körper, ziemlich gleichmäßig verteilt (kein spezifischer Zinkspeicher). Zink wird hauptsächlich im Jejunum resorbiert (passive Diffusion und aktiver transmembranaler Transport), die Aufnahme wird

  durch mehrere kleine organische Verbindungen wie z.B. Citrat gefördert,
 
  andere hemmen sie (z.B. Phytinsäure: schlechte Zinkversorgung bei (lakto)vegetarischer Kost).

Über 300 Enzyme sind zinkabhängig, sie werden durch das Zinkatom stabilisiert: Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen und Ligasen. Zink ist u.a. bedeutsam für Insulinspeicherung in Beta-Zellen, beteiligt sich am Kollagenstoffwechsel, findet sich in Polymerasen, interagiert mit zahlreichen Hormonen und Neurotransmittern (Synthese, Speicherung, Sekretion, Rezeptorwirkung) und ist Bestandteil von Transkriptionsfaktoren (Zinkfingerprotein).

Im Blut befindet sich nur ~0,5% des Körperbestandes (hauptsächlich in der Carboanhydrase der Erythrozyten).

Zinkmangel führt zu Störungen der Wundheilung, im Verdauungssystem (Appetitverlust, Durchfall), Integument (Dermatitis, Haarausfall) und Nervensystem (Konzentrationsstörungen, Geruchs- und Geschmacksstörungen, Ataxie, depressive Verstimmungen). Solche Symptome können bei einseitiger Ernährung / ungenügender alimentärer Versorgung mit Zink auftreten (vegane Kost, hoher Phytatgehalt).
 
  Der Tagesbedarf an Zink liegt bei 7-10 mg (Referenzwerte: Männer 10 mg/d, Frauen 7 mg/d). Gute Quellen sind Fleisch, Milch und Vollkornbrot.

   Zink (Serum, Plasma)
70-150 µg/dl (11-23 µM/l)
57% an Albumin, 40% an α2-Makroglobulin, 3% an freie Aminosäuren gebunden

Ausgeschieden wird Zink zu ~90% über den Stuhl und zu ~10% über den Harn.
  
Jod (J / J-)
 
  Jod (J-) ist mit einem Tagesbedarf von 0,2 mg ein klassisches Spurenelement (Fisch, Milch, jodiertes Salz). Referenzwerte: ~200 µg/d (Männer 180-200, Schwangere 230, Stillende 260)
 

>Abbildung: Weltkarte der Jodversorgung 1993-2006
Nach de Benoist B, McLean E, Andersson M, Rogers L, Iodine deficiency in 2007: Global progress since 1993. Food Nutrition Bull 2008; 29: 195-202
Kriterium: Jodidausscheidung im Urin (Medianwerte).
  
Jodmangel tritt in Gebieten auf, die nur wenig Jod in der Nahrungskette aufweisen und/oder in denen keine ausreichenden prophylaktischen Massnahmen (Jodierung von Kochsalz) getroffen werden

Es ist Bestandteil der Schilddrüsenhormone; Jodmangel bedingt Struma (Jodmangelkropf: das Schilddrüsengewebe ist durch TSH maximal angeregt und hypertrophiert) und Schilddrüsenunterfunktion (Hypothermie, Antriebslosigkeit etc).

Jodmangel kommt geographisch gehäuft in Gegenden vor, die durch die Ausspülung von Jod "freigewaschen" sind (Alpen, Anden u.a.) - vorausgesetzt, die Betroffenen ernähren sich weitgehend von lokal erzeugter Kost und verzichten auf Jodprophylaxe (jodiertes Kochsalz).

Allerdings ist die geographisch vorgegebene Situation durch unterschiedliche gesundheitspolitische Maßnahmen verschiedener Staaten z.T. extrem modifiziert, s. <Abbildung.

In Meerwasser findet sich Jodid in einer Konzentration von ~0,6 mg/l (Geruch!). Überdosierung mit Meersalz kann das Schilddrüsensystem stark anregen, vor allem bei Menschen, die ohnehin zu Hyperthyreose neigen.

  Jod (Serum - proteingebunden)
40-80 µg/l (0,31-0,63 µM/l)

Ausscheidung mit dem Harn: 20-70 (-150) µg/d
Fluor (F-)
  
Fluoride festigen Zähne und Knochen, indem sie in deren Matrix als Fluorapatit (statt Hydroxyapatit) eingelagert werden, Demineralisierung reduzieren und die Mineralisierung anregen. Sie regen weiters die Osteoblastentätigkeit an.

  ~1 mg/d (Säuglinge und Kinder ≥0,25 mg/d), bei hohem Fluorgehalt im Trinkwasser entsprechend weniger - enthalten u.a. in Fisch, Milch. Geringe Fluoridzufuhr bei Kindern führt zu erhöhter Kariesanfälligkeit.

Fluoridhaltiges Mundwasser (Natrium- oder Zinnfluorid) ist zur Verhinderung von Karies vor allem dann erfolgreich, wenn man ihm Zeit für die Diffusion in Zahnschmelz (und Dentin) gibt (je länger die Mundspülung, desto besser der Effekt).

  Fluorid (Serum / Plasma)
<50 µg/l (<2,6 µM/l)
toxisch ab 2 mg/l (105 µM/l)
 
Selen (Se)
 
Selen (mehrere Oxidationsstufen möglich, z.B. Se2-) liegt in der Nahrung vor allem an Aminosäuren gebunden vor (Methionin, Cystein) und wird vor allem im Dünndarm resorbiert. Es ist Bestandteil sogenannter Selennoproteine, z.B. der zytosolischen Glutathionperoxidase (GSH-Px), deren Hauptwirkung der Abbau von H2O2 ist (ein antioxidativer Effekt im Blutplasma ist hingegen unwahrscheinlich). Zellmembranen können durch das Selenoprotein Phospholipid-Hydroperoxid-GSH-Px geschützt werden (Selen als Radikalfänger: synergistische Wirkung mit Vitamin E). Selen ist u.a. auch an der Aktivierung von Thyroxin (T4) zu Trijodthyronin (T3) beteiligt (Deiodasen sind Selenoproteine).

Selen findet sich in Fisch, Fleisch und Eiern (Veganer, Achtung); der Selengehalt von Ackerböden ist geographisch äußert unterschiedlich (Keshan-Krankheit nach nordostchinesischer Provinz benannt: Kardiomyopathie durch Selenmangel). Teilweise werden Agrarprodukte systematisch kombiniert, um Mangelerkrankungen vorzubeugen.

  Der tägliche Selen-Bedarf beträgt 60-70 µg/d (Referenzwerte: Männer 70 µg/d, Frauen 60 µg/d, Säuglinge 10-15, Kinder 15-60 µg/d, mit dem Alter ansteigend). Höhere Dosen wirken potentiell toxisch, die tolerierbare Obergrenze liegt wahrscheinlich bei ~400 µg/d.

Der Körper einer erwachsenen Person enthält vermutlich 13-20 mg Selen - vor allem in Nieren, Leber, Pankreas, Herz und Skelettmuskulatur (Konzentrationswerte in dieser Reihenfolge, noch höher als in den Nieren in Epi- und Hypophyse sowie Hoden - vermutlich wegen der hohen Methionin-Einbaurate).

Selenmangel äußert sich am raschesten in der Abnahme der Aktivität der zytosolischen Glutathionperoxidase.
  Selen
Serum / Plasma: 0,7-1,3 µM/l (55-103 µg/l)
niedrigere Werte bei Kindern (altersabhängig)
Vollblut: 0,75-1,57 µM/l (59-124 µg/l)
Harn: 0,06-0,38 µM/l (5-30 µg/l)
 
Chrom (Cr3+)
 
Viel ist nicht bekannt über seine biologische Wirkung von Chrom; es scheint die Glucosetoleranz zu steigern. Ob Chrom wirklich essentiell ist, wird diskutiert. Positive Effekte einer Chromsupplementierung konnten bisher nicht nachgewiesen werden. Chrom kommt in Eiern, Fleisch, Haferflocken, Hefe und Nüssen vor; etwa 2% des mit der Nahrung angebotenen Chroms (Cr3+) wird in den Körper aufgenommen, der Rest (98%) mit dem Stuhl wieder ausgeschieden.

Der Körper einer erwachsenen Person enthält 10-20 mg Chrom.

  Der Bedarf liegt unter 20 µg/d, die tägliche Aufnahme von Chrom sollte wahrscheinlich 25-35 µg nicht überschreiten (USA). Referenzwerte: 30-100 µg/d.

  Chrom
Serum / Plasma: <0,4 µg/l
Vollblut: <0,7 µg/l
Harn: <1,5 µg/l

Chrommangel ist sehr selten und führt möglicherweise zu insulinresistenter Hyperglykämie.
 
Kobalt (Co)
 
Kobalt ist in Fleisch, Leber, Nüssen u.a. zu finden; es ist Bestandteil des Vitamin B12.
  Der Bedarf wird auf 0,1 µg/d geschätzt und üblicherweise mit der Zufuhr von Vit.B12 gedeckt.

Kobaltmangel ist nicht bekannt, Überdosierung kann zu Kardiomyopathien führen.

  Kobalt (Serum)
Serum: 0,3-3 µg/l
Vollblut: 0,5-3,9 µg/l
Harn: <1 µg/l
  
Kupfer (Cu)
 
Eine gesunde erwachsene Person hat 50-120 mg Kupfer im Körper. Die Resorption (10-70%) erfolgt im Dünndarm - diffusiv und über Transporter. Intestinal resorbiertes Kupfer bindet im Blut an Albumin, Aminosäuren und Transcuprein (austauschbarer Pool), die Leber nimmt Kupfer ins Zytoplasma (Metallothionein) und Mitochondrien (Cuprein) auf (repräsentativer Körperpool). Geben Hepatozyten Kupfer wieder ab, bilden sie Coeruloplasmin und sezernieren den Komplex (60-95% des Kupfers im Blutplasma liegen in dieser Form vor, die auch den Großteil der peripheren Gewebeversorgung übernimmt).

Kupfer ist Bestandteil mehrerer Enzyme (Oxidasen) und wird insbesondere in den Mitochondrien benötigt. Weiters ist es an der Eisenresorption beteiligt (Hephästinaktivität).

  Tagesbedarf: 1-2 mg (Fleisch, Fisch, Innereien, Getreide, Nüsse). Kupfermangel bewirkt vor allem Anämie. Referenzwerte: 1,0-1,5 mg/d. Kupfermangel ist extrem selten (Leukopenie, Anämie).
  Kupfer
Serum / Plasma: Männer 11-22 µM/l (70-140 µg/dl), Frauen 13-24 µM/l (86-150 µg/dl)
Ausscheidung mit dem Harn: 0,15-0,95 µM/d
 
Kupfer wird über die Galle in den Darm befördert (geregelter Prozess) und mit den Fäzes ausgeschieden.
 
Mangan (Mn)
 
Mangan ist ein Bestandteil mehrerer Enzyme, Mangelsymptome sind unbekannt.

  Referenzwerte:  2-5 mg/d.
  Mangan (Serum)
Serum 0,3-1,1 µg/l (5-20 nM/l)
Vollblut 6-11 µg/l (110-200 nM/l)
Harn 0,1-0,5 µg/l (2-27 nM/l)
 
Molybdän (Mo)
 
Molybdän ist ebenfalls Bestandteil mehrerer Enzyme. Mangelerscheinungen treten bei oraler Ernährung nicht auf, eventuell bei ausschließlich parenteraler Ernährung.

  Referenzwerte: 50-100 µg/d.
  Molybdän
Serum <0,6 µg/l (<60 nM/l)
Harn 10-16 µg/l (100-165 nM/l)



  Vitamine




Vit. A Vit. D Vit. E Vit. K Vit. B1 Bit. B2 Bit. B6 Vit. B12 Folat Vit. C Biotin Niazin (Vit. B3) und Pantothensäure
 
 
Vitamine sind organische Verbindungen, die keine Energie liefern, im Stoffwechsel Schlüsselfunktionen ausüben und vom Körper selbst nicht gebildet werden. Sie werden in kleinen Mengen in der Nahrung benötigt, ein Mangel führt zu oft unspezifischen Symptomen.

In Mitteleuropa bietet die Nahrung in aller Regel ausreichende Vitaminversorgung. Ausnahmen sind gegeben bei

      erhöhtem physiologischem Bedarf (Schwangere, Säuglinge)
 
      ungenügender Zufuhr wegen Reduktionskost, veganer / vegetarischer Ernährungsweise
 
     Resorptionsstörungen, z.B. genetisch bedingten Defekten an Enzymen oder Transportsystemen
 
Der Bedarf an Vitaminen ist individuell unterschiedlich und richtet sich u.a. nach genetischer Ausstattung, Alter, Lebensgewohnheiten u.a.
 
  Bei Vitamin-Unterversorgung können sich Probleme entwickeln, umso rascher, je kürzer die Aufenthaltsdauer im Körper ist und je geringer die physiologischen Speicher gefüllt sind. Mangelernährung führt zum Fehlen mehrerer Nahrungskomponenten, "reine", nur ein Vitamin betreffende Symptome finden sich sehr selten.

Nimmt man Nahrung bis zur Sättigung auf, liefert diese so gut wie immer ausreichend Vitamine - soferne sie nicht allzu einseitig ist ("Wunderkuren"). Supplementation mit Vitaminpräparaten ist fast immer überflüssig.

Vegetarische (kein Fleisch oder Fisch) und insbesondere vegane Kost (keinerlei Produkte tierischen Ursprungs) muss hingegen sorgfältig kombiniert werden, um Mangelzustände zu vermeiden.
 
  Übermäßige Vitaminzufuhr ist in entwickelten Ländern gang und gäbe und kann z.T. gravierende Nebenwirkungen zeitigen. Daher hat man Obergrenzen der empfohlenen Zufuhr definiert (UL: Tolerable upper intake level).

Aus praktischen Gründen (Absorption im Darm) unterscheidet man

     fettlösliche (A, D, E, K) - ihre Aufnahme bedingt funktionierende Fettresorption (Pankreasfunktion, Gallesekretion, Transport über Chylomikronen). Sie werden im Magen durch den niedrigen pH-Wert bzw. Proteolyse von Proteinen, an die sie angelagert sein können, abgekoppelt. Im proximalen Dünndarm werden sie nach dem Muster der Fettresorption (Emulsion, Mizellenbildung) von der Schleimhaut (apikal) via Diffusion oder Transporter aufgenommen und (basolateral) in Chylomikronen oder VLDL-Partikel verpackt an das Interstitium weitergegeben. Die Lymphe abtransportiert sie ab, die Leber nimmt sie via Endozytose auf;

     wasserlösliche Vitamine (B-Komplex, Vit. C u.a.).
 
Die Versorgung lässt sich bei den fettlöslichen Vitaminen über ihren Plasmaspiegel abschätzen, bei den wasserlöslichen in vielen Fällen über die Ausscheidung mit dem Harn; für einige Vitamine gibt es funktionelle Kriterien (z.B. Knochendichte für Vit.D, Transketolase-Test für Vit. B1 etc.) von verschieden guter Spezifität.

Fettlösliche Vitamine werden (unter Beteiligung der Gallensäuren, wie bei allen intestinal resorbierten Lipiden) im proximalen Dünndarm aufgenommen und - in Chylomikronen verpackt - mit der Lymphe weitertransportiert; schließlich erreichen sie (mit Chylomikronenresten) Leber - die sie speichern kann (lange Verweildauer im Organismus) - und andere Organe.
 
  Bei fettlöslichen Vitaminen (vor allem A, D) besteht die Gefahr einer Überdosierung.



FETTLÖSLICHE VITAMINE
 
Die im Folgenden angegebenen Werte für den Vitamingehalt in Nahrungsmitteln sind jeweils gerundet und orientieren sich weitgehend an Angaben in Biesalski / Schrezenmeir / Weber / Weiß, Vitamine (Thieme 1997, ISBN 3131184019).
 
Vitamin A (Retinol / Retinal / Retinsäure)
 
  Vit. A 

Gute Vitamin-A-Quellen: Leber(tran), gelb-orange Gemüsepflanzen, Karotten 


  Retinol (Serum / Plasma)
1-2,8 µM/l

Stoffe mit Vitamin A-Wirksamkeit sind Retinol (Retinylester), Retinal und Retinsäure (retina = Netzhaut). Diese können im Körper (z.B. der Leber) ineinander umgewandelt werden, nur die Oxidation Retinal → Retinsäure ist irreversibel (>Abbildung). Im Blut transportiert wird Retinol an RBP (retinol binding protein) gebunden (dieser Komplex wird in der Niere teilweise glomerulär filtriert und über den Megalin-Rezeptor tubulär rückresorbiert). Mehr als die Hälfte des im Körper gespeicherten Retinlyesters befindet sich in den Stellatumzellen (Stern-, Ito-Zellen) der Leber.
  Über Retinal und den Sehvorgang (Sehpurpur) s. dort
 

>Abbildung: Das Vitamin A-System
Modifiziert nach Horn, Biochemie des Menschen (5. Aufl.) Thieme 2012
>90% des Retinols im Blut ist an Retinol-bindendes Protein (RBP) gebunden. Die verschiedenen Spielarten des Vitamins sind weitgehend ineinander überführbar (Ausnahme: Retinsäure) und haben jeweils spezifische Wirkungen
      Retinal (die Aldehydform) ist am Sehvorgang beteiligt: es wird als Bestandteil des Rhodopsins - an das Membranprotein Opsin gekoppelt - in der Netzhaut benötigt (Retinalmangel bedingt Nachtblindheit).

Licht verwandelt die bei Dunkelheit vorliegende Form 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal, worauf das ans Opsin angedockte Transduzin (ein G-Protein) dissoziiert und die α-Untereinheit eine Phosphodiesterase aktiviert, welche cGMP zu GMP abbaut. Das c-GMP hält im Dunkelzustand einen Na-Ca-Kanal offen, was die Zelle depolarisiert und die Transmitterproduktion der Sinneszelle aufrechterhält.

Belichtung unterbricht diesen Mechanismus, die Kationenkanäle schließen, es wird weniger Transmitter freigesetzt, und diese Änderung wirkt als Signal an den angekoppelten Nervenzellen in der Netzhaut.

      Retinsäure entsteht durch Oxidation von Retinal (irreversibler Schritt). Sie ist an der Morphogenese von Organsystemen des Feten beteiligt und reguliert Wachstum und Differenzierung epithelialer Gewebe (Haut, Respirationssystem, Darmschleimhaut), aber auch blutbildender Zellen.

Vitaminmangel verursacht trockene Haut und Bindehaut (Xerophthalmie); Retinsäure wirkt vorbeugend gegen Hauttumoren. Retinsäure-bedingte Genregulation erfolgt über nukleäre Rezeptoren (RAR: retinoic acid receptors).

Retinsäure wird in der Leber glukuroniert und über Galle und Niere ausgeschieden.

      Die wichtigste Transportform im Körper ist Retinol (die Alkoholform), aus ihr können alle anderen Formen gebildet werden. Die Speicherform ist Retinylester, vorwiegend in dieser Form wird Vit.A auch im Darm rersorbiert. Die Regulation des Vitaminspiegels im Blut erfolgt auf Basis der Umwandlung von ß-Carotin in Retinal; bei erhöhtem Vitaminbedarf wird Carotin vermehrt in Retinal umgewandelt (Dioxygenase).
 
Vitamin A entsteht in tierischem Stoffwechsel - Leber, Fisch, Vollmilch; in Nahrungsmitteln hauptsächlich Retinylester. Im Darm setzt eine pankreatische Esterase daraus Retinol frei (>Abbildung), dieses wird über einen Carrier resorbiert. Eisbärenleber enthält große Mengen an Vit.A; Schwangere sollten nicht zu viel Leber zu sich nehmen, da eine Intoxikation des Feten möglich ist (Haut- und Schleimhautveränderungen).

Pflanzen enthalten Provitamine (Carotine), vor allem gelbes Gemüse und Früchte (ß-Carotin). Auch reichliche Zufuhr von ß-Carotin führt zu keiner Hypervitaminose.

  Der tägliche Bedarf an Vit.A (Retinylester) beträgt ~1 mg (Frauen in gebärfähigem Alter, Schwangere und Stillende bis 1,8 mg/d, Säuglinge 0,6 mg/d - etwa diese Menge wird mit der Muttermilch produziert -, Kinder bis 10 Jahre 0,8 mg/d). Die Obergrenze (UL) beträgt 3 mg/d. Referenzwerte: Männer 1,0, Frauen 0,8 mg Retinoläquivalent / Tag.

Weiters wird eine tägliche Aufnahme von 2-4 mg ß-Karotin empfohlen, möglicherweise ist wegen dessen krebsverhindernder Wirkung eine wesentlich höhere Versorgung (15 mg/d) optimal (keine Nebenwirkungen).
 
 
Vitamin-A-reiche Nahrungsmittel
 
1 IE entspricht 0,3 mg Retinol
 

Vit-A-Gehalt (IE/100 g)
Fischleberöl
 75.000
Rohe Rinderleber 20.000 - 50.000
Butter 2.000 - 3.500
Käse 500 - 1.000
Gekochte Eier
 150 - 500
Pasteurisierte Milch
 100 - 300
Dosenhering
 200
 
Der Tagesbedarf an Vit. A (0,9-1,0 mg) ist z.B. enthalten in 10 g Leber, 100 g Leberwurst, 150 g Butter, 200 g Thunfisch oder Camembert, 300 g Emmentaler oder Mozzarella, 3 Liter Vollmilch.

 Vitamin-A-Mangel findet sich vor allem in Entwicklungsländern; Nachtblindheit (Stäbchen stärker betroffen) und sogar Erblindung können die Folge sein, ferner Infektionsneigung und Krebsgefahr (Dedifferenzierung von Epithelzellen).
 
Vitamin D (Vitamin-D-Hormon, Calciferol, Calcitriol)
 
  Vit. D 

Gute Vitamin-D-Quellen: Fettfische, getrocknete Pilze 


  Vitamin D im Serum
Calcidiol (25-OH-Vit D) optimal 30-40 ng/ml
Mangel: <20 ng/ml
Referenzbereiche saisonabhängig: 15-95 ng/ml für den Sommer, 12-62 ng/l für die Winterzeit (sowohl zu niedrige als auch zu hohe Werte nachteilig)
   In unseren Breiten finden sich meist Serumwerte zwischen 8 (!) und 80 ng/ml

Calcitriol (1,25-(OH)2-Vit D) 20-80 ng/l
Kinder: 40-100 ng/l, Schwangere: 40-130 ng/l
Umrechnung: pM/l = 2,5 x ng/l

Biologische Halbwertszeit: 3-8 Stunden

Vitamin D (Calciferol) wirkt auf die Transkription einer großen Zahl von Genen. Es hat dementsprechend zahlreiche Funktionen (teils erwünschte, eventuell teils unerwünschte Wirkungen). Es fördert die Aufnahme und Verwertung von Calcium und Phosphor sowie die Erhaltung der Knochen- und Muskelsubstanz. Weiters unterstützt es Kreislauffunktion, Immunabwehr und Zellstoffwechsel.

Sowohl eine geringe (Mangelsymptomatik) als auch eine überhöhte Zufuhr (Krebsinduktion?) dieses Vitamins wirkt sich nachteilig auf die Gesundheit aus; dies ist ein kontroversiell diskutiertes Gebiet.
 

<Abbildung: UV-B und endogene Vitamin-D-Synthese, exogene Zufuhr, Aktivierung durch Leber und Niere
Modifiziert nach Doorenbos CRC, van den Born J, Navis G, de Borst MH. Possible renoprotection by vitamin D in chronic renal disease: beyond mineral metabolism. Nature Rev Nephrol  2009; 5: 691-700
Vitamin D3 entsteht in der Haut unter Einwirkung von UV-B-Licht (etwa 280-320 nm) aus 7-Dehydrocholesterin und liegt im Blut an DBP (Vit.D-bindendes Protein) gebunden vor.
  
Die Leber konvertiert zu 25(OH), die Niere zu 1,25(OH)2-Vitamin D3 (Calcitriol) - die biologisch aktive Form. Die den letzteren Schritt beschleunigende 1α-Hydroxylase wird durch mehrere Faktoren reguliert, wie Parathormon und Calcitonin.
  
Das Vitamin kann durch Hinzufügen einer weiteren Hydroxylgruppe an C24 inaktiviert werden, diese Form wird ausgeschieden

Mindestens 80% des im Körper befindlichen Vitamin D entsteht durch Lichteinwirkung:

     Die Haut bildet unter Einwirkung von UVB aus der Vorstufe 7-Dehydrocholesterin bis zu 1000 IU/min Provitamin D3 (umso effizienter, je weniger Melanin sie enthält), das spontan zu Vit. D3 (Cholecalciferol) isomerisiert;

     D3-Vitamin wird über das Vitamin D-bindende Protein (DBP) im Blut transportiert;

     die Leber bildet daraus 25(OH)Vit.D (Calcidiol), und

     die Niere (1α-Hydroxylase) das biologisch aktive 1,25-(OH2)-D3 (Calcitriol). Dieser letzte Schritt wird (mittels Enzyminduktion) durch Parathormon und Calcitonin gefördert, weiters durch Östrogene und erniedrigten Calciumspiegel im Blut.
 
Die Regulierung des 1,25-(OH2)-D3-Serumspiegels erfolgt vorwiegend durch die renale 1α-Hydroxylase, da (das biologisch aktive) Calcitriol eine kurze Halbwertszeit (wenige Stunden) hat.

Calcidiol hingegen hat eine Halbwertszeit von ~2 Wochen: Der Vitamin-D-Status korreliert mit dem 25(OH)Vit.D-Serumspiegel:
 
 
Beurteilung des Vitamin-D-Status
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018
25(OH)D3-Serumspiegel
 Status
>75 nM/l (>30 ng/ml) ausreichend
>50 nM/l (>20 ng/ml)
 wahrscheinlich ausreichend
30-50 nM/l (12-20 ng/ml)
 unzureichend
12-30 nM/l (5-12 ng/ml)
 Mangel
<12 nM/l (<5 ng/ml)
 schwerer Mangel
 
Entscheidend ist die  Effizienz der intrazellulären Wirkung. Diese hängt von der Menge verfügbarer Rezeptoren ab, und die Zahl der Rezeptoren ist regulierbar. Ein niedriger Serumwert lässt sich also durch upregulation auf Rezeptorebene kompensieren und muss sich nicht zwingend als Vit-D-Mangel manifestieren.

Die "klassische" Wirkung des Vitamins ist die Regulierung von Calciumhaushalt und Knochenfunktion. Schwerer Vitamin-D-Mangel (s. Tabelle) hat

      bei Kindern Rachitis (Deformierungen vor allem im Bereich des Thorax - “Hühnerbrust” -, des Beckens (Verengungen) und der Extremitäten (O-Beine),

      bei Erwachsenen Osteomalazie (Erweichung der Knochenmasse, erhöhte Anfälligkeit für Knochenbrüche) zur Folge.
 
Vitamin D hat offenbar auch ("nicht-klassische") Effekte auf Immunsystem, Kreislauf und Zellstoffwechsel.

  Bis zu 20% des Vitamin D im Körper wird über die Nahrung aufgenommen. Referenzwerte: 20 µg Calciferole / Tag (1µg=40 IU). Aufnahme Vit-D-reicher Nahrung (fetter Fisch, Pilze, Eier, Avocado, Kuhmilch) sowie Supplementierung (400 IU/d oder höher) ist in höheren geographischen Breiten über das ganze Jahr zu empfehlen. Intoxikation (Serum-25(OH)-Vit.D-Spiegel über 150 ng/ml) ist bei dieser Dosierung nicht zu erwarten.

Für Kinder bis zu einem Jahr wird eine tägliche Zufuhr von 400 IU (10 µg/d) empfohlen, sonst 600 IU/d (15 µg/d), bei Senioren über 75 Jahren 800 IU/d (20 µg/d).
 
 
Vitamin-D-reiche Nahrungsmittel
 

Vit-D-Gehalt (µg/100g)
Aal
 90
Hering
 30
andere Fischsorten
 <30
Fleisch
 <10
Käse, Milchprodukte
 <1
 
Der Tagesbedarf an Vit.D (15 µg) ist z.B. enthalten in ~20 g Aal oder 50 g Hering. Andere (auch "Vit-D-reiche") Nahrungsmittel können bei üblicher Zufuhr den Bedarf kaum decken.

Vitamin-D-Mangel betrifft etwa jeden zweiten Menschen - insbesondere in der sonnenarmen Periode von Oktober bis März (gilt etwa ab dem 40. Breitengrad). Dies führt u.a. zu Muskelschwäche, diffusen Knochen- und Muskelschmerzen, erhöhter Erkrankungshäufigkeit. Mangelbedingte Sterblichkeit kann durch Vit-D-Supplementierung gesenkt werden.
 
Vitamin E (α-Tokopherol u.a.)
 
  Vit. E  

Gute Vitamin-E-Quellen: Gemüse, Samenöle, grünes Blattgemüse 


Als Vitamin E werden mehrere pflanzliche Molekülarten (Tokopherole und Tokotrienole) zusammengefasst, das wichtigste ist α-Tokopherol - dessen Aktivität dient als Standard, und es hat im Blut ein eigenes α-Tokopherol-Transferprotein (α-TTP), das von Leber- und Gehirnzellen gebildet wird und dessen Fehlen zu neurologischen Störungen führt. Die Leber empfängt resorbiertes Tokopherol über Chylomikronen bzw. Remnants und ladet es auf VLDL. In der Peripherie wird das Vitamin über Lipidrezeptoren aufgenommen. Vit.E wird in Fett- und Muskelgewebe gespeichert, ist aber in Mangelzeiten nur begrenzt mobilisierbar.

  α-Tokopherol (Serum)
12-46 µM/l  (γ-Tokopherol etwa ein Zehntel davon)
relativ: 4-7 µM / mM Cholesterin oder 0,8 mg / g Gesamtlipid
Halbwertszeit im Plasma 5-7 Tage
 
Tokopherol wirkt antioxidativ, zusammen mit den Vitaminen A und C sowie selen- und kupferabhängigen Enzymen als Schutzsystem, das reaktionsfreudige Substanzen (Radikale) bindet (“Radikalfänger”) und unschädlich macht - vor allem in Membranen, in denen sich das fettlösliche Molekül anreichert. Die physiologische Bedeutung (nichtantioxidative Funktionen?) ist nach wie vor unklar (neuromuskuläre Signalübertragung?), präventive Effekte sind beim Menschen nicht bewiesen.
  Der Tagesbedarf beträgt 12-20 mg α-Tokopherol oder adäquate Mengen anderer Vit.E-Derivate (pflanzliche Öle). Referenzwerte: Männer 14, Frauen 12 mg Tokopheroläquivalent / Tag. Der Bedarf hängt von der Zufuhr an Polyen-Fettsäuren ab - je Gramm Dien-Fettsäure(äquivalent) sollten 0,5 mg RRR-α-Tokopherol aufgenommen werden (RRR: R-Konfiguration an den drei Chiralitätszentren des Moleküls). Gute Quellen sind Oliven, Sonnenblumenkerne, Weizenkeime, Mais, Sojapflanzen, Reis, Gerste, Hafer.

Vitamin-E-Mangelversorgung kann durch Fettresorptionsstörungen bedingt sein.
 
Vitamin K (Phyllochinon u.a.)

  Vit. K  

Gute Vitamin-K-Quellen: Grünblättriges Gemüse, Sauerkraut, Eigelb, Käse, Leber 


Vitamin K (benannt nach seiner Rolle in der Gerinnung: dänisch koagulation) tritt in Unterformen auf: Vit. K1 = Phyllochinon, Vit. K2 = Menachinon, Vit. K3 = Menadion, Vit. K4 = Menadiolester. Die Leber benötigt Vit. K zur Carboxylierung spezifischer Glutaminsäurereste - es ist ein Koenzym einer im endoplasmatischen Retikulum bzw. extrazellulär wirksamen γ-Carboxylase. Diese modifiziert Zielproteine (Gerinnungsfaktoren II, VII, IX, X, Protein C und S) zu Ca++-Chelatoren - mittels des Ca++ binden die Faktoren an membranständige Phospholipide aktivierter Zellen.

Dies ist auch für den Knochenstoffwechsel bedeutsam; in Osteoblasten wird das Knochenprotein Osteocalcin carboxyliert, es bindet an Ca++-Ionen bzw. Apatit, was zwar keinen Einfluss auf die Knochendichte hat, aber die Knochenqualität verbessert (verringerte Brüchigkeit).
  Der tägliche Bedarf an Vit. K wird auf 65-70 µg geschätzt (Referenzwerte: Männer 70, Frauen 60 µg Phyllochinone / Tag). Das Vitamin liegt in zwei verschiedenen Formen (je nach Seitenkette) vor: Pflanzlichen Ursprungs ist das Phyllochinon (Vit. K1); einige Bakterien bilden Menachinon (Vit. K2). Ob Bakterien zur Vit-K-Versorgung wesentlich beitragen, ist aber zweifelhaft. Gute Quellen sind Zerealien, Spinat, Grünkohl und andere Gemüse, Fleisch, Innereien.
 
  Über die Rolle des Vit. K für die Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X ("Prothrombinkomplex") und die klinische Bedeutung von Vitamin-K-Antagonisten zur Abschwächung der Gerinnungsaktivität (Verlängerung der Gerinnungszeit) s. dort
 
 
Vitamin-K-reiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018 (Thieme)
Fette & Öle
 Vit-K-Gehalt
(µg/100g)
Gemüse & Pilze
 Vit-K-Gehalt
(µg/100g)
Butter
 60
Blumenkohl
 300
Maiskeimöl
 50
Brokkoli
 130
Sonnenblumenöl
 500
grüne Erbsen
 <40
Fleisch
Hagebutten
 ≤100
Huhn
 300
Kohl (grün)
 125
Hühnerleber
 590
Kopfsalat
 200
Hammelfleisch
(ohne Fett)
 ≤200
Rosenkohl
 570
Kalbsleber
 150
Rotkohl
 ≤300
Rindfleisch
(ohne Fett)
 210
Sauerkraut
 1540
Rinderleber
 300
Sojabohnen
 190
Getreide
Sojamehl
 200
Hafer (entspelzt)
 50
Spinat
 350
Weizenkeime
 350
 Zwiebel
 >300
Weizenkleie
 80

   
Der Vitamin-K-Tagesbedarf (65-70 µg) ist z.B. enthalten in 20 g Weizenkeimen, 25 g Kohlsprossen, 50 g Kalbsleber, 100 g Butter, 120 g Kartoffeln, 130 g Spargeln, 150 g Rinderleber oder Weizen-Vollkorn, 220 g Topfen (Speisequark), 400 g Schweinefleisch.

Bei Behandlung mit Kumarinderivaten zur Gerinnungshemmung (Marcoumar®) treten Symptome eines Vitamin-K-Mangels auf.
  Vitamin K (Serum)
130-1190 ng/l (0,28-2,64 nM/l)


WASSERLÖSLICHE VITAMINE
>Abbildung: Theoretische Speicherzeiten im Körper (Zeit bis Erschöpfung der Reserven bei fehlender Zufuhr)
Vitamin B1 ist das am raschesten aufgebrauchte Vitamin (~10 Tage Reserve), der Vorrat an Vit. B12 (Leber) sollte für mehrere Jahre halten

Wasserlösliche Vitamine (B-Komplex, C, Folsäure, Biotin, Pantothensäure) haben einige weitgehend gemeinsame Eigenschaften:

      In pflanzlicher Kost enthalten (Ausnahme: B12)
      Sie werden kaum gespeichert, Zufuhr in kurzen Intervallen nötig (Ausnahme: B12)
      Sie wirken als Enzym-Bestandteile
Vitamin B1 (Thiamin)

  Vit. B1   

Gute Vitamin-B1-Quellen: Samen, Nüsse, Weizenkeime, Hülsenfrüchte 

Vitamin B1 (Thiamin ) ist vor allem im Kohlenhydratstoffwechsel wichtig (oxidative Decarboxylierung von α-Ketosäuren). Der Körper enthält etwa 20-30 mg, bei einer durchschnittlichen täglichen Aufnahme von 1,2 mg ein kurzfristiger Speicher (dieses Vitamin geht bei mangelnder Zufuhr am schnellsten verloren, seine biologische Halbwertszeit beträgt knapp 2 Wochen - der niedrigste Wert aller Vitamine).

Thiamin wird im Jejunum durch aktiven Transport aufgenommen, mittels Thiaminkinase und ATP zu Thiaminpyrosphosphat (TPP) aktiviert (in Darm und Leber) und dem Organismus in dieser Form zur Verfügung gestellt. TPP ist Koenzym bei Reaktionen, die Zielmoleküle oxidieren und gleichzeitig decarboxylieren (dabei entsteht CO2). TPP-abhängige Enzyme sind die Pyruvat-Dehydrogenase, α-Ketoglutarat-Dehydrogenase und Transketolase (Pentosephosphatzyklus).

Neben Folsäure ist Thiamin dasjenige Vitamin, dessen Bedarfsdeckung in hoch entwickelten Industrienationen häufig unzureichend ist. Gute Thiaminquellen sind Getreideprodukte und Schweinefleisch (bei entsprechend vitaminreicher Mast), Fisch, Innereien.
Als Thiamin-Tagesbedarf gilt für Männer 1,2, für Frauen 1,0 mg/d. Bezogen auf die Energiezufuhr sollten mindestens 0,33 mg pro 1000 Cal (4,2 MJ) aufgenommen werden. Bei einem Tagesumsatz von 2000 Cal ergibt sich damit ein Bedarf von mindestens ~0,7 mg/d, bei 3000 Cal von ≥1 mg/d. Diese Werte werden bei üblichen Ernährungsgewohnheiten oft nicht erreicht.
 
 
Vitamin-B1-reiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018 (Thieme)

Thiamin-
gehalt (mg/100g)
 Thiamin-
gehalt (mg/100g)
Thiamin-
gehalt (mg/100g)		 Thiamin-
gehalt
(mg/100g)
Spargel
 0,2
 0,8
Rindfleisch
 0,6
 0,5
Schweine-
fleisch
 0,7-0,9
 0,5
Huhn
 0,1
 0,1
Spinat
 0,2
 0,4
Getreide
 0,5-2,0
 0,1-0,5
Leber
 0,3
 0,2
Vollkorn
 0,3-1,5
 0,1-0,3
Bohnen
 0,6
 0,2
Vollkornbrot
 0,3
 0,1
Milch
(-produkte)
 0,3-0,5
 ≤0,1
 Walnüsse
 0,5
 0,1
   
Der Vitamin-B1-Tagesbedarf ist z.B. enthalten in 120 g Schweinefleisch (vitamingemästete Tiere), 240 g Haferflocken oder Vollkornmehl, 360 g Ente, Leber oder Niere, 600 g Kalbfleisch, Lachs, Zander, Gemüse oder Hülsenfrüchte, 1200 g Rindfleisch oder Kartoffeln.

Etwa 30 mg Thiamin sind (bei physiologischem Status) im Körper einer erwachsenen Person gespeichert: ~40% in der Muskulatur, der Rest zum Großteil in den Eingeweiden. 75% des im Blut vorhandenen VitB1 befindet sich in den Erythrozyten (das ist nur ca. 1% des Gesamtkörperthiamins).

Der Thiaminstatus lässt sich am besten über die Aktivität der Erythrozyten-Transketolase abschätzen (ETKA-Test), weil die roten Blutkörperchen von einem Thiaminmangel als erste betroffen sind. (Das Testergebnis ist von mehreren Begleitfaktoren beeinflusst, wie diverse Pharmaka, Eisenmangel, Alkoholkonsum). Kriterium ist das Verhältnis von stimulierter zu basaler ETKA, es sollte nicht über 1,2 betragen.
Thiaminmangel kommt durch einseitige und unausgewogene Ernährung zustande und besteht häufig bei Alkoholkranken (Folge: Polyneuropathien, Wernicke-Enzepalopathie). Dabei sind vor allem glukoseabhängige Organe betroffen (Gehirn, peripheres Nervensystem; Erythrozyten, weil sie vom Pentosephosphatweg abhängig sind). Die klassische Mangelerkrankung Beriberi ("große Schwäche") - mit neurologischen und psychischen Störungen - tritt bei ausschließlicher Ernährung mit poliertem (maschinell geschältem) Reis oder weißem Mehl auf.

  Transketolaseaktivität
Vollblut: 9-12 µM/h/ml (150-200 U/l)
Erythrozyten: 0,75-1,3 U/g Hämoglobin
 
Vitamin B2 (Riboflavin)

  Vit. B2   

Gute Vitamin-B2-Quellen: Milch, Innereien, Eier, Nüsse, Samen, Fisch, Pilze 


Vitamin B2 (Riboflavin) - Koenzym der Flavoproteine, die als Oxidoreduktasen fungieren - ist besonders für den Energie- und Eiweißstoffwechsel bedeutsam. Erniedrigte Aktivität der erythrozytären Glutathionreduktase ist ein primäres Zeichen eines Riboflavinmangels (Erythrozyten-Enzymtest!). In der Niere wird Riboflavin tubulär sezerniert.

Die Quelle für die Aufnahme im Darm sind vor allem Flavoproteine, sie werden zu Riboflavin gespalten und dieses (vor allem aktiv) resorbiert - und in den Mukosazellen entsteht daraus Flavin-Adenin-Dinukleotid (FAD) und Flavinmononukleotid (FMN). Im Blut wird das (wiederum abgespaltene) Riboflavin an Albumin gebunden transportiert, da es sonst schlecht löslich ist. FAD-abhängig sind mehrere Enzyme, z.B. im Citratzyklus die Succinat-Dehydrogenase.

Riboflavin hat zahlreiche Aufgaben, dementsprechend breit ist die Symptomatik eines Mangelzustandes: Haut- und Schleimhautläsionen (Rhagaden an den Mundwinkeln, Glossitis), Kornea-Vaskularisierung, Katarakt, Glaskörpertrübungen.
  Der Tagesbedarf an Riboflavin beträgt 0,6 mg/1000 Cal, oder mindestens 1,2 mg/d bei erwachsenen Personen. Empfohlen sind für Männer 1,4 und für Frauen 1,1 mg Vit.B2 pro Tag. Der Vitaminbedarf steigt von 0,3 mg/d bei Säuglingen bis ca. 1,5 (Frauen) bzw. 1,7 mg/d (Männer), Stillende benötigen 2,3 mg/d. Das Vitamin findet sich reichlich in Hefe, Leber, Milch, Milchprodukten.
 
 
Vitamin-B2-reiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018 (Thieme)

Riboflavin-
gehalt (mg/100g)

 Riboflaving-
ehalt (mg/100g)
Hefe
 5,4
Huhn
 0,2
Leber
 3,5
Spinat, Avocado
 0,15
Käse
 0,2-0,5
Obst
 <0,1
Eier, Schweinefleisch
 0,3
Getreide
 0,2
Fisch
 0,2-0,3
Brot
 <0,1
Spargel, Broccoli
 0,2
Walnüsse
 0,1
Milch(-produkte)
 0,15-0,2
 Schokolade
 0,4
    
Der Vitamin-B2-Tagesbedarf (1,5 mg) ist z.B. enthalten in 50 g Leber oder Niere, 150 g Herz oder Keimen, 200 g Camembert oder Roquefort-Käse, 300 g Schnittkäse, 700 g Fleisch, 750 g Fisch oder Vollmilch.
 
  Riboflavin
Serum / Plasma: 40-240 µg/l
Urin: >200 µg/d (>80 µg/g Kreatinin) (nahrungsbedingte Einflüsse)

Krankheiten, Alkoholmissbrauch und bestimmte Medikamente erhöhen den Riboflavinbedarf. Die Riboflavinversorgung korreliert mit dem Milchkonsum; Minderversorgung ist bei 15-18jährigen Mädchen sowie bei Senioren am ehesten wahrscheinlich. Reiner Vitamin B2-Mangel ist in Europa äußerst selten.
 
Vitamin B6 (Pyridoxin, Pyridoxal, Pyridoxamin, Pyridoxalphosphat)
 
  Vit. B6 (Pyridoxal)      < Pyridoxalphosphat (PALP)
Gute Vitamin-B6-Quellen: Hefe, Leber, Weizenkeime, Hafer, Nüsse, Bohnen, Avocados, Bananen 


Vitamin B6 ist ein Sammelbegriff (alkoholische Form: Pyridoxin; Aldehyd: Pyridoxal; Amin: Pyridoxamin; biologisch aktiv ist der in der Leber entstehende Phosphorsäureester Pyridoxalphosphat, s. Abbildung) und ist das bedeutendste Koenzym des Proteinstoffwechsels. Vitamin-B6-abhängig sind (unter vielen) z.B.
     die Alanin-Aminotransferase (ALT - früher: GPT) und die Aspartat-Aminotransferase (AST - früher: GOP), beide sind im Aminosäurestoffwechsel tätig (Transaminierungen, d.h. Umbau von Amino- zu Ketosäure)

     die für die Hämoglobinsynthese benötigte δ-Aminolävulinsäure-Synthetase

     die Glykogen-Phosphorylase, welche Glykogen abbaut

     die Glutamat-Decarboxylase für die Synthese von GABA und die Tyrosin-Decarboxylase für die Bildung von Tyramin (Abbauprodukt des Tyrosins, wird mit dem Stuhl ausgeschieden)

Die Resorption erfolgt passiv von Duodenum bis Ileum. Die meist unphosphorylierten B6-Vitamine werden von der Leber phosphoryliert; eine Oxidase erzeugt schließlich Pyridoxalphosphat (PALP). Das Vitamin kommt so gut wie überall vor; wichtige Quellen sind Fleisch, Innereien und einige Getreide- und Gemüsearten.

  Der Bedarf an Vit. B6 beträgt für Männer 1,5 und für Frauen 1,2 mg pro Tag. Er steigt mit dem Proteinumsatz und ist von Gesundheitszustand und Ernährungsweise abhängig.
 
 
Vitamin-B6-reiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018

Vitamin-B6-Gehalt (mg/100g)
Leber
 0,9
Walnüsse
 0,8
Fisch
 0,3 - 0,8
Huhn
 0,3 - 0,6
Schweinefleisch
 0,3 - 0,5
Bohnen
 0,1 - 0,6
Reis 0,1 - 0,5
Avocado, Erdnüsse
 0,4
Spinat, Kartoffeln, Zerealien
 0,3
 
Der Vitamin-B6-Tagesbedarf ist in etwa enthalten in 60 g Keimen, 175 g Sojabohnen, 200 g Rinderleber oder Hafervollkorn, 300 g Linsen, 400 g Rindfleisch, Schweinefleisch oder Fisch, 450 g Vollkornmehl, 500 g Lammfleisch, 1000 g Gemüse
  Vit. B6 (PALP)
Plasma: 5-30 µg/l (20-121 mM/l) - Mangel unter 2,5 g/l - Mangel unter 2,5 µg/l
Ausscheidung mit dem Harn: 500-800 µg/24 h (200-300 µg/g Kreatinin)

Aktivitätskoeffizient ASAT (Aspartat-Aminotransferase) in Erys: bis 1,5
Aktivitätskoeffizient ALAT (Alanin-Aminotransferase) in Erys: bis 1,2

Die Zufuhr an Vit.B6 ist oftmals unzureichend, insbesondere bei Abmagerungskuren muss auf ausreichende Pyridoxinzufuhr besonders geachtet werden. Isolierter Vitamin B6-Mangel kommt aber sehr selten vor.
 
Vitamin B12 (Kobalamine)

  Vit. B12  

Gute Vitamin-B12-Quellen: Leber, Nieren, Eier, Milch, Käse, Fleisch 


Im Speichel vorhandenes Haptocorrin (ein Transcobalamin: TC I) schützt mit der Nahrung aufgenommenes Vitamin B12 vor dem sauren Magensaft (das Vitamin ist säureempfindlich). Im Duodenum entkoppelt es von Haptocorrin und bindet stattdessen an das gastrische Glykoprotein Intrinsic Factor (IF), der IF-B12-Komplex ist resistent gegenüber Proteasen im Dünndarm.

Im unteren Ileum (wo auch Folat zur Aufnahme gelangt) wird dieser Komplex über eigene Rezeptorkomplexe aufgenommen und das Vitamin mittels rezeptorvermittelter Endozytose resorbiert (Cubilin in der Darmschleimhaut bindet an den Intrinsic factor-Cobalamin-Komplex und ermöglicht so seine Aufnahme). Der Intrinsic Factor wird lysosomal abgebaut und Vit.B12 an Transcobalamin II (TC II) gebunden; in dieser Form zirkuliert es im Blut.

In der Leber findet sich ein hepatischer Vitaminspeicher von bis zu 10 mg - das reicht im Extremfall für mehrere Jahre (Tagesbedarf 3 µg). 3 bis 8 µg/d gelangen mit der Galle in den Darm, davon rezirkuliert knapp die Hälfte über den enterohepatischen Kreislauf.

Vitamin B12 wird von Mikroorganismen (auch im Dickdarm) gebildet. Vitamin B12-Mangel beruht meist auf einer Störung im komplexen Mechanismus der B12-Aufnahme in den Körper (z.B. wegen der Anwesenheit von Antikörpern gegen intrinsic factor), nur selten auf mangelndem diätetischen Angebot.

Sowohl Vitamin B12 als auch Folsäure werden zur Purin- und Pyrimidinsynthese (hauptsächlich Thymidylat) und damit zum Aufbau von DNA benötigt. Intrazellulär liegt Vitamin B12 in Form zweier aktiver Koenzyme vor: Methylkobalamin (unterstützt Methioninsynthetase, wichtig für die DNA-Synthese) und Desoxyadenoslycobalamin (ein Kofaktor der mitochondrialen Mutase, wichtig für den Kohlenhydrat- und Lipidstoffwechsel).

In der Niere filtriertes Vitamin wird über den tubulären Megalinrezeptor (der Transcobalamin II bindet) zurückgewonnen.
 
  Zur Resorption im Darm s. dort
 
Vitamin B12 beteiligt sich als Koenzym an zwei wichtigen Reaktionen:
     Bildung von Succinyl-CoA in den Mitochondrien (Methylmalonyl-CoA-Mutase) - Abbau von ungeradzahligen Fettsäuren und einigen Aminosäuren im Citratzyklus
 
     Zytoplasmatischer Folsäure-, Methionin- und Homocysteinstoffwechsel (Homocystein-Methyltransferase bzw. Methionin-Synthase) - Methylierung und Proteinsynthese.

  Der Tagesbedarf beträgt 2-3 µg. Die Ernährung liefert meist mehr als der physiologische Bedarf erfordert; enterohepatische Wiederverwertung und ein großer Körperspeicher erlauben es, Versorgungslücken für Monate bis Jahre zu überbrücken.
 
   Vit B12 stammt auch von Mikroorganismen im Darm, die mit verzehrtem Gemüse in den Körper gelangen. Die Produktion durch Darmbakterien ist aber nicht ausreichend, strikt vegane Kost führt manchmal zu Mangelerscheinungen.
 
 
Vitamin-B12-reiche Nahrungsmittel
 

Vitamin-B12-Gehalt (µg/100g)
Rinderleber
 70
Rindernieren
 31
Hefe
 20
Leberwurst
 16
Kalbsherz
 11
Eier
 2,5
Käse
 1,6 - 2,5
Milch
 1,5
    
Der Vitamin-B12-Tagesbedarf (mit 3 µg angenommen) ist z.B. enthalten in 4 g Rinderleber, 30 g Makrele, 90 g geräuchertem Lachs, 100 g Kabeljaufilet, 120 g Hühnerei, 130 g gekochtem Lachs, 150 g Hartkäse (vollfett), 170 g frischem Rindfleisch, ~220 g Scholle oder Kabeljau.
  Vitamin B12 (Serum)
160-1000 ng/l (~110-740 pM/l)
Halbwertszeit im Plasma ~5 Tage, in der Leber >1 Jahr
 
Makrozytär-hyperchrome Anämien sind meist durch Vit-B12-Mangel verursacht
(z.B. infolge Resorptionsstörung im unteren Ileum, Ileumresektion)


Vitamin B12-Mangel Mangel tritt meist infolge von Resorptionsstörungen auf:
 
     Mangel an intrinsic factor: Atrophische Gastritis, Magenoperationen
 
     Erschwerte Resorption: Erkrankungen des Ileums, z.B. Mb. Crohn
 
Selten kann chronische Mangelversorgung (strikte Veganer) die Ursache sein. Auch Vitaminverbrauch durch Parasiten (Fischbandwurm) kommt infrage.
 
Die Symptome treten mit großer Verzögerung auf und sind gekennzeichnet durch hämatologische (megaloblastäre, "perniziöse" Anämie) und neurologische Veränderungen (funikuläre Myelose). Vitamin B12-Mangel kann bleibende Schäden am Zentralnervensystem verursachen. Ältere Menschen haben oft niedrige Vitamin-B12-Blutwerte, und B12-Mangel kann zu Demenz oder psychiatrischen Problemen führen, ohne dass eine Anämie vorhanden sein muss.
 
Folsäure
 

  Folat  

Gute Folsäure-Quellen: Hefe, Leber, Spinat 



Der Name Folsäure (Pteroylpolyglutamat) leitet sich davon ab, dass sie in grünen Blättern (folia) zu finden ist. Sie ist vor allem für den Nukleinsäure-Stoffwechsel (DNA-Synthese) bedeutsam.

 Die Leber eines Erwachsenen ist in der Lage, 12-15 mg Folsäure zu speichern; dieser Vorrat reicht für ≥3 Monate. Im Extrazellulärraum liegt Folsäure an Plasmaprotein gebunden vor.

 Folsäure liegt in unterschiedlichen Oxidationszuständen vor. Biologisch aktiv ist die (enzymatisch) vollständig reduzierte 5,6,7,8-Tetrahydrofolsäure (THF), diese entsteht vor allem in den Mitochondrien. Die häufig im Körper vorzufindende methylierte Form (Methyl-THF) muss zu THF ungewandelt werden, was durch (das durch Demethylierung aus Methionin entstehende) Homozystein erfolgt (zytoplasmatische "Regenerierung", Vitamin B12 ist dabei ein Kofaktor und B12-Mangel kann zu THF-Mangel führen).

THF kann dann C1-Einheiten auf ihre Zielmoleküle übertragen. Rasch wachsende Gewebe benötigen THF wegen ihrer Rolle für die DNA-Synthese ganz besonders.
  Der tägliche Bedarf an Folsäure (Folsäureäquivalente: FÄ) beträgt beim Erwachsenen 300-400 µg (bei Schwangeren bis 600 µg). Die enterale Resorptionskapazität ist weit höher (bis zu 15 mg/d), mit vollwertiger Nahrung werden leicht 2 mg/d aufgenommen. Der küchentechnische Verlust durch Erhitzen, Sauerstoffeinfluss und Verwerfen des Kochwassers beträgt bis zu 90%. Reich an Folsäure sind u.a. frisches grünes Gemüse, Weizenkeime, Sojabohnen, Hefe, Eidotter, einige Früchte - und Leber.
 
 
Folsäurereiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018

Folsäuregehalt (µg FÄ/100g)
Weizenkeime
 271
Weizenkleie 159
Spinat
 134
Eidotter 127
Endivie
 116
Leber (Rind, Schwein)
 108
Kohlsprossen (Brokkoli)
 103
Nüsse, Mehl
 40-55


  Folsäure (Serum)
1,5-17 µg/l (anzustreben >2,5 µg/l)
 
Folsäuremangel bedingt makrozytär-hypochrome Anämien (mit Anstieg des MCV)
 
Unterversorgung macht sich vor allem in der DNA-Synthese bemerkbar (so werden weniger Erythrozyten hergestellt - megaloblastäre Anämie, fetale Neuralrohrdefekte in der Schwangerschaft) und kommt vor infolge
 
      ungenügender Zufuhr (Fehlernährung, Zubereitungsverluste, Alkoholiker)
 
      erhöhtem Bedarf (pubertärer Wachstumsschub, Schwangerschaft, Laktation, Infekte)
 
      Interferenz mit Pharmaka (z.B. oralen Kontrazeptiva).


Vitamin C  (Askorbinsäure)

  Vit. C  

Gute Vitamin-C-Quellen: Zitrusgewächse, Hagebutten, Kiwi, Preiselbeeren, Tomaten, Kohl, Paprika, Früchte, Gemüse

Askorbinsäure   wird im Darm über einen Natrium-Symport (sekundär aktiv, in hoher Konzentration auch passiv) in den Organismus geschleust. Etwa 80% des in der Nahrung vorhandenen Vitamin C werden vom Körper normalerweise aufgenommen; dieser Anteil sinkt mit steigender Dosis, z.B. auf 50% bei 1,5 g/d und auf nur 16% bei 12 g/d. Im Blut liegt es zu ~75% frei gelöst, zu ~25% an Plasmaprotein gebunden vor.

Vit.C wirkt im allgemeinen antioxidativ und ist Kofaktor zahlreicher Enzyme, insbesondere einer Hydroxylase, die bei der Kollagensynthese benötigt wird (Hydroxylierung von Prokollagen - mangelhafte Wundheilung bei Vit-C-Mangel). Es regeneriert auch verbrauchtes Vit.E und arbeitet mit Glutathion bei Oxidationsreaktionen zusammen. Ferner wird Vit.C z.B. für die Synthese von Noradrenalin, die Eisenresorption im Darm und die Infekabwehr (Schutz der Phagozytenmembran) benötigt.

Vit. C ist ein Redoxsystem: Es kann dreiwertiges Eisen zu Fe2+ reduzieren und so die Eisenresorption im Darm über membranständige Transportsysteme verbessern. Askorbinsäure kann zur Steigerung der Eisenresorption verabreicht werden.

 Die Ausscheidung über die Nieren erfolgt z.T. direkt, z.T. über Oxalat (35-50% der täglich 30-40 mg ausgeschiedenen Oxalats stammen aus dem Abbau von Askorbinsäure).
  Der tägliche Vit-C-Bedarf beträgt für Männer 110 und für Frauen 95 mg (Raucher ~150 mg/d). Hypervitaminose ist nicht bekannt, das Vitamin wird über die Nieren und (bei Dosen ab ~3 g/d, also dem 40-fachen des Bedarfs) auch über den Darm ausgeschieden. Vitamin C in höherer Dosierung wirkt allerdings prooxidativ, z.B. auch in Kombination mit Eisen, dessen Resorption durch Vit. C begünstigt wird.
 
 
Vitamin-C-reiche Nahrungsmittel
 
Nach Biesalski / Bischoff / Pirlich / Weimann: Ernährungsmedizin, 5. Aufl. 2018

Vit.-C-Gehalt (mg/100g)
Acerola (Ahornkische) (roh)
 1500
Hagebutten (roh)
 1250
Sanddornsaft
 266
schwarze Johannisbeeren 189
Paprika (roh)
 140
   
Der Vitamin-C-Tagesbedarf (75 mg) ist z.B. enthalten in 50 g Paprika, 60 g Kohlsprossen (Brokkoli, Rosenkohl), 80 g Grünkohl oder Fenchel, 120 g Zitrusfrüchten, 150 g Spinat, 200 g Lauch oder Chinakohl, 500 g Kartoffeln, 600 g Äpfeln, Pfirsichen, Kirschen oder Marillen (Aprikosen)
  Vitamin C (Ascorbinsäure + Dehydroascorbinsäure)
Blutplasma: 4-15 mg/l (23-85 µM/l) - Mangel unter 2 mg/l
Leukozyten: 1,1-3,0 fM/Leukozyt (20-53 µg/108 Leukozyten) - Mangel unter 0,57 fM/Leuko
Ausscheidung mir dem Harn: 8-27 mg/24 h

Leichter Vit. C-Mangel (chronisch einseitige Ernährung) bewirkt Müdigkeit, Schwäche und Infektanfälligkeit; schwerer, lang anhaltender Mangel (2-4 Monate) Skorbut (Kollagensynthese!) - gekennzeichnet durch Zahnfleischbluten, schlechte Wundheilung, Probleme an Haut, Knochen, Bewegungsapparat, neurologische Symptome etc.
 
Biotin (Vitamin H)
  Biotin     

Gute Biotin-Quellen: Hefe, Leber, Eigelb, Tomaten, Sojabohnen, Reis, Weizenkleie 



Diese bizyklische Verbindung liegt in der Nahrung hauptsächlich proteingebunden vor; es wird abgespalten und im Jejunum resorbiert (hier wird das Vitamin durch Biotinidase freigesetzt). Dieser Mechanismus kann durch Anwesenheit eines Eiklar-Proteins (Avidin) behindert werden, vorausgesetzt, man nimmt große Mengen roher Eier zu sich.

Biotin wird enzymatisch an einige Carboxylasen angelagert und macht diese funktionstüchtig (ohne angelagertes Biotin nennt man sie Apocarboxylasen). Biotin ist bedeutsam für Funktionen in Zellplasma (Enzymaktivitäten für Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel) und Zellkern (Modifikation von Histonen).

  Der tägliche Bedarf liegt bei 30-60 µg/d. Darmbakterien können sich an der Zufuhr beteiligen, ernährungsbedingte Mangelzustände sind selten. Das Vitamin hat eine hohe therapeutische Breite, man kennt keine Hypervitaminose.
 
 
Biotinreiche Nahrungsmittel
 

Biotingehalt (µg/100g)
Leber
 100
Sojabohnen
 60
Walnüsse, Erdnüsse
 35
Hühnerei (roh)
 20


  Biotin (Serum, Vollblut)
200-500 ng/l (0,82-2,05 nM/l)

Zu den Biotinmangel-Symptomen gehören Hautentzündungen, Haarausfall und neurologische Störungen.
 
Niazin (Vitamin B3) 
  Niazin  

Gute Niazin-Quellen: Fleisch, Nüsse, Hülsenfrüchte, Fisch 



Für Redoxreaktionen ist dieses Vitamin - bestehend aus den beiden Stoffen Nikotinsäure und Nikotinamid - eines der wichtigsten Koenzyme: NAD+ bzw. NADP+, Nikotinamid-adenin-dinukleotid(phosphat), benötigt u.a. für Oxidoreduktasen, Dehydrogenasen / Decarboxylasen, posttranslationale Modifizierung DNA-gebundener Proteine.

Auch als Pellagra preventing factor bekannt - Pellagra (pelle agra = raue Haut) ist in Europa sehr selten -, beteiligt sich Niazin am Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel sowie an der Energiebereitstellung im Citratzyklus. Es hat antioxidative Wirkung und soll für die Regenerationsfähigkeit mehrerer Gewebe bedeutsam sein.

  Der tägliche Niazinbedarf liegt für Männer bei 15 und für Frauen bei 12 mg Niazinäquivalent pro Tag, ein Teil des Bedarfs kann aus dem Tryptophanmetabolismus gedeckt werden (60 mg Tryptophan können 1 mg Nikotinamidäquivalente generieren). Wie bei Thiamin, ist auch der Niazinbedarf an die Energiezufuhr geknüpft zu beurteilen. Dosierungen über 500 mg/d Niazin können Hypervitaminosesymptome bedingen.
 
 
Niazinreiche Nahrungsmittel
 

Niazingehalt (mg/100g)
 Niazinnährstoffdichte (mg/1000 Cal)
Rinderleber
 15
 107
Schweineleber
 15
 94
Kaninchenfleisch
 8
 56
Erbsen
 1,7
 49
Grünkohl
 1,4
 47
Kalbfleisch
 6
 38
Chicoree
 0,5
 38
Lachs 7 34
Hühnerfleisch
 8
 33
Kopfsalat
 0,4
 30
 
Der Niazin-Tagesbedarf (15 mg) ist z.B. enthalten in 100 g Kalbsleber, 200 g Rindfleisch, 250 g Weizenvollkorn, 300 g Schweinefleisch oder Fisch, 750 g Erbsen, 950 g Kohlrabi, 1250 g Kartoffeln.
  Niazin
Ausscheidung von N1-Methyl-Nikotinamid mit dem Harn: 2,4-6,4 mg/24 h (1,6-4,3 mg/g Kreatinin)
  
Pantothenat  (Vitamin B5)

  Pantothensäure  

Gute Pantothensäure-Quellen: Hefe, Getreide, Hering, Pilze, Eigelb, Leber 



ist ein Bestandteil des Koenzyms A (Citratzyklus, Aktivierung von Carboxylsäuren) und der Fettsäure-Synthase. Sie ist für Stoffwechsel, Wachstum und Differenzierung unverzichtbar. Pantothensäure wird von Bakterien der Darmflora aus Alanin und Pantoinsäure hergestellt und kommt in der Nahrung praktisch überall vor (πάντοθεν = überall). Im Dünndarrm resorbiert, wird Pantothensäure im Blut an Protein gebunden transportiert.
  Der tägliche Bedarf beträgt ~6 mg (Säuglinge 2-3, Kinder 4-6 mg/d). Die therapeutische Breite ist hoch: Erst langfristige Zufuhr von >10 g/d (mehr als das Tausendfache des Bedarfs!) führen zu Störungen an Gefäßen und Darm.
 
 
Pantothensäurereiche Nahrungsmittel
 

Pantothensäuregehalt (mg/100g)
Leber (Rind, Schwein)
 6 - 8
Nieren (Rind, Schwein)
 3 - 4
Eigelb 3,5
Hirn (Rind, Schwein) 2,5
Eier
 1,3
Hering
 1,0
   
Der Pantothensäure-Tagesbedarf (6 mg) ist z.B. enthalten in 100 g Leber, 400 g Wassermelonen, 450 g Vollkornmehl, 600 g Hering, 800 g Schweinefleisch, 1000 g Lachs.
  Pantothensäure
Ausscheidung mit dem Harn: Um 4,8 mg/24 h (3,7 mg/g Kreatinin) - Werte unter 1 mg/24 h  deuten auf Mangel hin
Vollblut: 1,1-2,0 mg/l (5,0-8,8 µM/l)
Serum: 0,2-1,1 mg/l

Pantothen-Unterversorgung ist in Europa kaum bekannt; Mangel führt zu Müdigkeit und Schwächegefühl, Schmerzen, Dermatitis u.a. (burning feet syndrome wurde im 2. Weltkrieg beobachtet).


 Weitere Vitamine werden in unseren Breiten fast immer in ausreichender Menge zugeführt, so dass Mangelerscheinungen unter physiologischen Umständen äußerst selten sind.
   Chemische Zusammensetzung des menschlichen Körpers
 

 
      Natrium (im Körper insgesamt ~100 g; Tagesbedarf 1-3 g oder 2-7 g Kochsalz) ist das Leitkation des Extrazellulärraums (~140 mM: Osmo-, Volumenregulation). Es liegt etwa zur Hälfte als freies Ion (davon 2/3 Kochsalz, 1/3 Bicarbonat), zur Hälfte gebunden vor (Knochen). Die Niere passt die Ausscheidung der Zufuhr an (Aldosteron, natriuretische Peptide). Isotone Kochsalzlösung enthält 9 g NaCl /l.  Kalium (~150 g, oder ~50 mM/kg KG, Tagesbedarf ~4 g) befindet sich zu 98% intrazellulär (~150 mM) und beteiligt sich an Membranpotential, Aktionspotential, Zellwachstum, Hormonfreisetzung (z.B. Insulin), Blutdruck (antihypertensiv), Säure-Basen- Gleichgewicht (renale Säureausscheidung). Kalium findet sich in praktisch allen Nahrungsmitteln
 
      Calcium trägt mit ~1,2 kg zu 1-2% zum Körpergewicht bei (>99% in Knochen und Zähnen), die tägliche Zufuhr sollte ≥1 g betragen (>1g/kg finden sich in Milch / Milchprodukten). Ca++-Ionen sind ein Kofaktor für die Blutgerinnung, stabilisieren das Ruhepotential, sind ein intrazellulärer Signalstoff. Falsche Ernährung, Verdauungsstörungen, mangelnde Belastung der Knochen, Vit. D-Mangel kann zu Osteoporose führen. Der extrazelluläre Ca++-Spiegel wird über Parathormon, Calcitonin und Calcitriol reguliert; im Blutplasma beträgt er ~2,5 mM, zur Hälfte frei, zur Hälfte komplex (Phosphat, Oxalat) und an Plasmaprotein (Albumin) gebunden.  Magnesium (Tagesbedarf ~0,4 g; im Körper ~20 g, davon 65% im Knochen, 27% im Skelettmuskel) wird von den meisten nukleotidwirksamen Enzymen benötigt und stabilisiert das Ruhepotential an Muskel- und Nervenzellen. Schweiß enthält 1,3 mg/l, mit dem Harn verliert man 100-400 mg/d. Magnesiummangel kann Muskelkrämpfe, Herzrhythmusstörungen, neurologische Störungen bewirken
 
      Phosphor ist das mengenmäßig am stärksten mit der Umwelt ausgetauschte Mineral (1-2 g/d); der Körper enthält ~700 g, etwa 85% davon in Knochen und Zähnen. Der Phosphatspiegel im Blutplasma beträgt 0,8-1,6 mM. Im Organismus fast ausschließlich als Phosphat, wird Phosphor vor allem für den Knochen und als Bestandteil von Nukleotiden benötigt (DNA, RNA, ATP)
 
      Spurenelemente tragen zu weniger als 0,01% zur Körpermasse bei. Die Bioverfügbarkeit (der im Stoffwechsel physiologisch aktive Anteil eines Spurenelements) hängt von Wachstum, Alter, Belastung, Schwangerschaft, Laktation u.a. ab.  Eisen (3-5 g im Körper) dient dem Sauerstofftransport (Hämoglobin) und ist Kofaktor von Redoxsystemen (Bedarf 10-15 mg in der Nahrung, zu 10-40% aus Fleisch / Blut nutzbar, zu wenigen % aus pflanzlichen Quellen; täglicher Verlust ≥1-2 mg). Fe++ wird resorbiert, an der basolateralen Enterozytenmembran durch Hephaestin zu Fe+++ oxidiert, über Transferrin transportiert.  Zink (im Körper  ~2 g; Tagesbedarf 7-10 mg) wird von >300 Enzymen benötigt (Kollagenstoffwechsel, Polymerasen); für Insulinspeicherung in ß-Zellen; Synthese, Speicherung, Sekretion, Rezeptorwirkung von Signalstoffen; Transkription (Zinkfingerproteine).  Jod (Tagesbedarf 0,2 mg) ist Bestandteil der Schilddrüsenhormone; Jodmangel bedingt Schilddrüsenunterfunktion.  Fluor (Bedarf ~1 mg/d) wird in Zähne und Knochen eingelagert, geringe Fluoridzufuhr bei Kindern führt zu erhöhter Kariesanfälligkeit.  Selen (60-70 µg/d) ist ein Radikalfänger (synergistische Wirkung mit Vitamin E) und ist an der Aktivierung von T4 zu T3 beteiligt (Dejodasen sind Selenoproteine).  Kupfer (Speicher 50-120 mg, Tagesbedarf 1-2 mg) ist Bestandteil mehrerer Enzyme (Mitochondrien) und an der Eisenresorption beteiligt (Hephästinaktivität)
 
      Vitamine können vom Körper selbst nicht gebildet werden und üben im Stoffwechsel Schlüsselfunktionen aus. Mangel kann bei Unterernährung (Hunger, Reduktionskost, vegane Ernährung), erhöhtem physiologischem Bedarf (Schwangere, Säuglinge) oder Resorptionsstörungen auftreten. Der Bedarf ist individuell unterschiedlich (genetische Ausstattung, Alter, Lebensgewohnheiten). Supplementation mit Vitaminpräparaten ist meist überflüssig; bei fettlöslichen Vitaminen (vor allem A, D) besteht die Gefahr einer Überdosierung (Obergrenzen: Tolerable upper intake level). Entsprechend der Absorption im Darm (Pankreas, Galle, Transport) unterscheidet man fettlösliche (A,D,E,K) und wasserlösliche Vitamine (B-Komplex, Vit. C, Niazin, Pantothenat). Der Vitaminstatus lässt sich bei fettlöslichen Vitaminen über ihren Plasmaspiegel abschätzen, bei wasserlöslichen in vielen Fällen über die Ausscheidung mit dem Harn; für einige gibt es funktionelle Kriterien (Vit.D: Knochendichte, Vit.B1: Transketolase-Test)
 
      Vitamin A (Retinol / Retinal / Retinsäure) wird in der Leber gespeichert (Ito-Zellen), im Blut sind >90% des Retinols an Retinol-bindendes Protein gebunden. Pflanzen enthalten Provitamine (Carotine); aus Retinol können alle anderen Formen gebildet werden (Tagesbedarf ~1 mg). Retinal ist Bestandteil des Rhodopsins (Retinalmangel bedingt Nachtblindheit: retina = Netzhaut), Oxidation macht es (irreversibel) zu Retinsäure (fetale Morphogenese, Wachstum und Differenzierung epithelialer Gewebe und blutbildender Zellen)
 
      Vitamin D (Vit-D-Hormon, Calciferol, Calcitriol) fördert die Aufnahme und Verwertung von Calcium und Phosphor sowie die Erhaltung der Knochen- und Muskelsubstanz, unterstützt Kreislauf, Immunabwehr und Stoffwechsel (Tagesbedarf 15 µg). Vit.D3 entsteht in der Haut durch UV-B-Licht aus 7-Dehydrocholesterin; die Leber konvertiert es zu 25(OH), die Niere zu 1,25(OH)2-Vit.D3 (Calcitriol), die biologisch aktive Form. ≥80% des im Körper befindlichen Vit.D entsteht üblicherweise durch Lichteinwirkung. Die Wirkung hängt von der Menge verfügbarer Rezeptoren ab (regulierbar), der Serumwert alleine ist nur begrenzt aussagekräftig
 
      Vitamin E (α-Tokopherol) wirkt antioxidativ (wie Vit.A, Vit. C) und wird in Fett- und Muskelgewebe gespeichert, sein Fehlen führt zu neurologischen Störungen (Tagesbedarf 12-20 mg α-Tokopherol).  Vitamin K (Tagesbedarf 65-70 µg) existiert als Vit.K1 (Phyllochinon), Vit.K2 (Menachinon), Vit.K3 (Menadion), Vit.K4 (Menadiolester). Die Leber benötigt Vit.K zur Modifizierung von Zielproteinen wie Gerinnungsfaktoren (II, VII, IX, X, Protein C und S) zu Ca++-Chelatoren - bedeutsam auch für den Knochen (Carboxylierung von Osteocalcin in Osteoblasten verbessert die Knochenqualität)
 
      Vitamin B1 (Thiamin; Tagesbedarf  ~1 mg) wird im Kohlenhydratstoffwechsel benötigt (oxidative Decarboxylierung von α-Ketosäuren). Die Körperspeicher sind gering (20-30 mg) und rasch erschöpft (biologische Halbwertszeit knapp 2 Wochen). Der Thiaminstatus lässt sich über die Aktivität der Erythrozyten-Transketolase abschätzen (ETKA-Test): Das Verhältnis von stimulierter zu basaler ETKA sollte ≤1,2 sein.  Vitamin B2 (Riboflavin; Tagesbedarf ≥1,2 mg) dient dem Energie- und Eiweißstoffwechsel; im Darm entsteht daraus FAD und Flavinmononukleotid (FMN). FAD-abhängig sind mehrere Enzyme, z.B. im Citratzyklus.  Vitamin B6 (Pyridoxin, Pyridoxal, Pyridoxamin; biologisch aktiv: Pyridoxalphosphat) ist das bedeutendste Koenzym des Proteinstoffwechsels (Enzyme wie ALAT und ASAT, Hämoglobinsynthese, Glykogenabbau, GABA-Synthese u.a.). Der Tagesbedarf (Männer 1,5, Frauen 1,2 mg/d) steigt mit dem Proteinumsatz.  Vitamin B12 (Kobalamine; Tagesbedarf 2-3 µg, die Leber speichert bis zu 10 mg; auch die Darmflora bildert Vit.B12) koppelt im Speichel an Haptocorrin (schützt vor Magensaft), im Duodenum an Intrinsic Factor (schützt vor Proteasen) und wird im unteren Ileum resorbiert (rezeptorvermittelte Endozytose mittels Cubilin). An Transcobalamin II gebunden gelangt es durch den Kreislauf. Vit.B12 wird (wie  Folsäure) für Purin- und Pyrimidinsynthese (DNA) benötigt, für Methylierung und Proteinsynthese, Fettsäureabbau u.a. Chronischer Vit.B12-Mangel führt zu megaloblastärer Anämie und neurologischen Veränderungen (funikuläre Myelose).  Folsäure (Tagesbedarf 0,3-0,6 mg; 12-15 mg in Leber gespeichert) ist für die DNA-Synthese bedeutsam
 
      Vitamin C (Ascorbinsäure, Tagesbedarf ~0,1 g) wirkt meist antioxidativ (Redoxsystem, regeneriert auch verbrauchtes Vit.E) und ist Kofaktor zahlreicher Enzyme (z.B. Kollagensynthese), hilft bei der Synthese von Noradrenalin, Eisenresorption, Infekabwehr.  Biotin (Tagesbedarf 30-60 µg) ist bedeutsam für Enzymaktivitäten im Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel und im Zellkern (Modifikation von Histonen).  Niazin (Nikotinsäure und Nikotinamid - Tagesbedarf 12-15 mg) ist ein Elektronenüberträger: NAD+ bzw. NADP+ für Oxidoreduktasen, Dehydrogenasen / Decarboxylasen, posttranslationale Modifizierung DNA-gebundener Proteine, beteiligt sich am Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel und an der Energiebereitstellung im Citratzyklus. 60 mg Tryptophan können 1 mg Nikotinamidäquivalente generieren.  Pantothensäure (Tagesbedarf ~6 mg) ist Bestandteil des Koenzyms A (Citratzyklus) und der Fettsäure-Synthase und kommt in der Nahrung praktisch überall vor
 

 

Eine Reise durch die Physiologie


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