Fettlösliche Vitamine

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1 Fettlösliche Vitamine 406 Benennung der fettlöslichen Vitamine gültige Bezeichnung Vitamin A Provitamin A = Carotinoide Vitamin D Vitamin E Vitamin K wichtige Substanzen Retinol, Retinylester, Retinaldehyd, Retinsäure, Dehydroretinol α-, β-, γ-carotin, Cryptoxanthin, β-apo-carotinole Ergocalciferol (Pflanzen), Cholecalciferol (Tiere) α-, β-, γ-, δ-tocopherol, α-, β-, γ-, δ-tocotrienol Vit. K1 = Phyllochinon, Vit. K2 = Menachinone, Vit. K3 = Menadion 407 1

2 Benennung der wasserlöslichen Vitamine gültige Bezeichnung Thiamin Riboflavin Niacin Vitamin B6 Folsäure Pantothensäure Biotin Vitamin C Vitamin B12 Cholin* myo-inosit* p-aminobenzoesäure* wichtige Substanzen Nicotinsäure, Nicotinsäureamid Pyridoxin, Pyridoxal, Pyridoxamin Folsäure, Tetrahydrofolsäure, 5-Formyltetrahydrofolsäure, 10-Formyltetrahydrofolsäure, 5-Methyltetrahydrofolsäure Ascorbinsäure, Dehydroascorbinsäure Cyano-, Hydroxy-, Nitrito-Cobalamin * vitaminähnliche Substanzen 408 Internationale Einheiten (IE) 1 IE ist definitionsgemäß eine bestimmte Menge, die durch biologische Tests ermittelt wird. Heute werden Gewichtseinheiten (mg od. µg) verwendet. Prinzip der Bioassays zur Ermittlung des Vitaminbedarfs Gewicht (g) Gewicht (g) Gewicht (g) 80 Tod Zeit in Tagen Ernährung mit Mangelfutter Zeit in Tagen Mangelfutter mit Vitaminzulage von Versuchsbeginn an Zeit in Tagen Vitaminzulage nach Einsetzen des Mangels 409 2

3 Vitaminbiowirksamkeit und Äquivalenz der Vitamere Vitamin Vitamin A 1 mg Retinoläquivalent 1 IE Vitamin A Vitamin D 1 µg Cholecalciferoläquivalent 1 IE Vitamin D Äquivalenz der Vitamere = 3333,33 IE Vitamin A-Aktivität = 1 mg Retinol = 1,15 mg Retinylacetat = 1,83 mg Retinylpalmitat = 6 mg β-carotin = 12 mg andere aktive Carotinoide = 0,3 µg Retinol = 40 IE Vitamin D-Aktivität = 1 µg Cholecalciferol = 1 µg Ergocalciferol = 0,714 µg 26-Hydroxycalciferol = 0,025 µg Cholecalciferol 410 Einheiten der Vitaminbiowirksamkeit und Äquivalenz der Vitamere Vitamin Vitamin E 1 mg D-α- Tocopheroläquivalent 1 IE Vitamin E Äquivalenz der Vitamere = 1,49 IE Vitamin E-Aktivität = 1,10 mg D-α-Tocopherylacetat = 1 mg D-α-Tocopherol = 2 mg D-β-Tocopherol = 4 mg D-γ-Tocopherol = 100 mg D-δ-Tocopherol = 3,30 mg D-α-Tocotrienol = 1,36 mg DL-α-Tocopherol = 1,49 mg DL-α-Tocopherylacetat = 0,67 mg D-α-Tocopherol Niacin 1 mg Niacinäquivalent = 1 mg Niacin = 60 mg Tryptophan Folat 1µg Folatäquivalent (neue Definition) = 1 µg Nahrungsfolat = 0,5 µg synthetische Folsäure (als PGA) 411 3

4 Funktionen wasserlöslicher Vitamine Wasserlösliche Vitamine formen Einheiten von Coenzymen Vitamin Coenzym Wichtige Funktionen Thiamin (TPP) Thiaminpyrophosphat im Kohlenhydratstoffwechsel Riboflavin FMN = Flavinmononucleotid, FAD = Flavinadenindinucleotid Redoxsysteme im Intermediärstoffwechsel (H + -Überträger) Pyridoxin (PLP) Pyridoxalphosphat im Aminosäurestoffwechsel (NH 2 - Übertragung) Cobalamin Coenzym Cobalamin Entgiftung von Homocystein Niacin Nicotinamidadenindinucleotid, Nicotinamidadenindinucleotidphosphat (NAD, NADP) Redoxsysteme im Intermediärstoffwechsel (H + -Überträger) Folsäure Tetrahydrofolsäure beteiligt an DNA-Synthese, Purin- Synthese, Homocystein-Stoffwechsel Pantothensäure Coenzym A aktiviert Stoffwechselprodukte, z.b. Acetyl zu Acetyl-Coenzym A 412 Allgemeine Ursachen von Vitaminmangel Ursachen Beispiele Aufnahme Reduktionsdiäten Absorption Pankreasinsuffizienz; Darmerkrankungen wie Zöliakie; Leberfunktionsstörungen Bedarf Aufnahme der Vorstufen Schwangerschaft (Folsäure), Sportler mit proteinreicher Ernährung brauchen mehr Vitamin B 6 (pro 1 g Protein 20 µg Vit.B 6 ) Tryptophan ist die Vorstufe von Niacin; bei der Hartnup Krankheit kommt es durch eine gestörte Tryptophan- Absorption zu verminderter Niacinsynthese 413 4

5 Ursache von Vitaminmangel bei fettlöslichen Vitaminen Ursachen Beispiele Aufnahme Vitamin A in weiten Teilen der Welt Absorption Synthese Aktivierung Malabsorption durch Pankreasinsuffizienz und Gallenabflussstörungen (durch Ausbleiben der Fettemulgierung werden die fettlöslichen Vitamine schlecht absorbiert) zu geringe Sonnenlichtexpansion und Nierenfunktionsstörungen können zu Vitamin D-Mangel führen; eine gestörte Darmflora kann zu Vitamin K Mangel führen durch Leber- und Nierenkrankheiten kann ein Vitamin D Mangel entstehen 414 Faktoren, die den Vitaminbedarf erhöhen Physiologische Faktoren Schwangerschaft, Stillzeit Wachstum (erhöhter Vitamin A und Vitamin B 12 -Bedarf) Alter Jahreszeit (im Sommer besserer Vitamin D Status als im Winter) hohe Aufnahme von Energiesubstraten (0,5 mg Thiamin pro 1000 kcal Kohlenhydrate und Proteine, 20 µg Vitamin B 6 für 1 g Protein) Umwelteinflüsse Tabak; Alkoholmissbrauch Schwermetalle und UV-Licht verschiedene Medikamente Panmalnutrition Pathologische Faktoren Maldigestion, Malabsorption das Immunsystem erfassende Erkrankungen wie AIDS oder Krebs chronische Entzündungen wie Arthritis, Morbus Crohn 415 5

6 Medikamente, die den Vitaminbedarf erhöhen Medikamente betroffene Wirkmechanismen Vitamine Antacida Thiamin erhöhen den ph-wert im Magen H 2 -Blocker (vermindern Magensäureproduktion), Antacida Folsäure, Cobalamin erhöhen den ph-wert im Magen orale Kontrazeptiva (Verhütungsmittel die Pille ) Pyridoxin, Tryptophan Tryptophanabbau wird gestört Ascorbinsäure Induktion eines Vit.C-oxidierenden Enzyms Sulfonamide (Einsatz bei bakt. Infektionen, Diabetes, Ödemen), Ascorbinsäure erhöhte Vit.C-Ausscheidung Acetylsalicylsäure (Aspirin) Ascorbinsäure Colestyramin, Colestipol (Lipidsenker) ölhaltige Abführmittel fettlösliche Viamine fettlösliche Viamine binden Gallensäuren lösen fettlösliche Vitamine und bringen sie zur Ausscheidung Antibiotika wie Neomycin, Tetracycline Vitamin K schädigen die Darmflora 416 Fettlösliche Vitamine 417 6

7 Absorption und Transport der fettlöslichen Vitamine Dünndarm Zielzelle LDL- Rez. RBP-Rez. Vit.D-Rez. Chylomikronen Absorption gemeinsam mit Fett in Mizellen Retinol Vit. D 3 -OH +OH Niere Blut Vitamin D 3 +OH Retinol+RBP VLDL (Vit. E,K, Carotinoide) Vitamin D 3 -OH+Protein Retinol-RBP+Protein LDL VLDL Leber 418 Vitamin A und Carotinoide 419 7

8 Vitamin A und Carotinoide Struktur und Dosierungsformen Vitamin A Carotinoide CH2OH All-trans-Retinol β-carotin CH 2O + Palmitinsäure Retinylester OH β-kryptoxanthin Dosierungsformen 1µg Retinoläquivalent = 6 µg β-carotin = 1µg Retinol = 12 µg andere Carotinoide = 3,3 IE Vitamin A Aktivität 420 Vitamin A und Carotinoide - Quellen Vitamin A-Quellen Butter Käse Leber O 2 Sauerstoff O 2 Ei Säure Karotten Empfindlich gegenüber Blattgemüse Licht Paprika Hitze Quellen der Carotinoide 421 8

9 Provitamin A Spaltung der Carotinoide zu Vitamin A in Darmmukosa und Leber β-carotin CHO all-trans-retinal , 15 - Dioxygenase CRBP II 15 CH2OH Verwertbarkeit verschiedener Carotinoide im Vergleich mit Retinol von Retinol β-carotin Absorptionsrate 1/3 β-carotin Transformationsrate 1/2 Verwertbarkeit von β-carotin im Vergleich mit Retinol gesamt = 1/ α-carotin, Kryptoxanthin Retinol = 1/ all-trans-retinol 422 Funktionen von Vitamin A und der Carotinoide Vitamin A Sehvorgang (Bildung von Rhodopsin) Aufbau und Erhaltung der Epithelgewebe und der Knorpelgewebe Erhaltung der Infektionsabwehr Funktion eines Wachstumsfaktors Carotinoide Vitamin A-Wirkung (nur diese Wirkung ist auch an Menschen nachgewiesen) antioxidative Wirkung Verbesserung der Zellkommunikation über Gap Junctions immunstimulierende Wirksamkeit 423 9

10 Vitamin A Mangel Frühe Symptome Augen: Nachtblindheit Hautveränderungen: vor allem an den Schleimhäuten der Atem- und Geschlechtsorgane erhöhte Infektneigung Späte Symptome Augen:Keratosen, Xerophthalmie (trockene, rauhe Bindehaut und Hornhaut), Erblindung durch Verhornung der Cornea Störungen der Knochen- und Zahnbildung Bitot-Flecke bei Xerophthalmie Xerophthalmie 424 Überhöhte Aufnahme Vitamin A Überhöhte Aufnahme ist toxisch und teratogen Carotinoide Nicht toxisch bei überhöhter Aufnahme Isolierte β-carotin Präparate > 20 mg pro Tag haben in Interventionsstudien bei Rauchern das Lungenkrebsrisiko erhöht

11 Empfehlungen Vitamin A (Retinoläquivalente) Frau: 0,8 mg/d Mann: 1 mg/d UL: 3 mg/d β-carotin Richtwert für Frau/Mann: 2-4 mg/d UL: keine Angabe; Raucher sollten nicht mehr als 20 mg/d durch Supplemente aufnehmen