Direkt zum Inhalt

Lexikon der Biochemie: Vitamine

Vitamine, (lat. vita"Leben" und Amin) im Tier- und Pflanzenreich weit verbreitete, in der Nahrung nur in kleinen Mengen vorhandene Stoffe, die für das Wachstum und die Erhaltung des tierischen und menschlichen Körpers unentbehrlich sind. Pflanzen und Mikroorganismen dagegen können diese Verbindungen synthetisieren (einige fettlösliche V. üben wahrscheinlich nur bei Tieren eine Stoffwechselfunktion aus). Die meisten V. sind infolge von Mutationsschritten durch viele höhere Organismen nicht mehr synthetisierbar (essenzielle Stoffe). In diesen Fällen ist eine ständige Zufuhr mit der Nahrung lebensnotwendig. Beispielsweise stellt Ascorbinsäure (Vitamin C) nur für Primaten und einige wenige andere Tiere (z.B. Meerschweinchen) ein V. dar. Die meisten Tiere können Ascorbinsäure synthetisieren und benötigen sie nicht als Vitamin. Einige V. können von bestimmten Tieren aus Provitaminen, aufgebaut werden. Ein Teil des Bedarfs an V. wird beim Menschen und den höheren Tieren durch die Darmbakterien gedeckt, z.B. beim Menschen besonders Vitamin K.

Die V. übernehmen großenteils eine katalytische Rolle. Als Bestandteil von Coenzymen oder prosthetischen Gruppen von Enzymen erfüllen sie wichtige Funktionen im Stoffwechsel. Vitamin D fungiert dagegen als Regulator des Knochenstoffwechsels und ist daher eher als ein Hormon anzusehen. Als Bestandteil der Sehpigmente übt Vitamin A die Funktion einer prosthetischen Gruppe aus. Es ist jedoch nicht bekannt, ob es mit anderen Funktionen katalytischer Proteine im Zusammenhang steht. Nicotinsäureamid und Riboflavin sind Bestandteile von wasserstoffübertragenden Coenzymen (Atmungskette). Biotin, Folsäure, Pantothensäure, Pyridoxin, Cobalamin und Thiamin (bzw. deren Vorstufen) sind als Coenzyme bei Gruppenübertragungsreaktionen beteiligt. Der niedrige tägliche Bedarf an V. geht auf deren katalytische und/oder regulatorische Rolle zurück. V. unterscheiden sich daher von anderen Nahrungsbestandteilen wie Fetten, Kohlenhydraten oder Proteinen, die mit der Nahrung in beträchtlichen Mengen aufgenommen werden müssen und als Substrate für die Gewebesynthese und den Energiestoffwechsel dienen.

Die Wirkung einer bestimmten Menge reinen Vitamins kann als Internationale Einheit (I.E.), ausgedrückt werden. 0,3μg Vitamin-A-Alkohol (Retinol), 8μg Thiaminhydrochlorid, 0,18μg Biotin, 50 μg L-Ascorbinsäure, 0,025μg Ergocalciferol oder 1mg DL-α-Tocopherolacetat entsprechen jeweils 1 I.E. Obwohl die Strukturen aller V. bekannt sind, wird das System der I.E. beibehalten, da in den meisten Fällen ein V. aus einer Familie eng verwandter Verbindungen besteht, die zwar alle die gleiche Wirkung ausüben, jedoch mit unterschiedlichen Aktivitäten.

Fehlen oder Mangel an bestimmten V. als Folgen einseitiger Ernährung führt zu charakteristischen Störungen im Stoffwechsel. Bei vollständigem Fehlen der V. kommt es zu Avitaminosen. Eine mangelhafte Zufuhr an V. hat Hypovitaminosen und ein Überangebot Hypervitaminosen zur Folge. Ursprünglich benannte man die V. nach den Krankheiten, die sie heilen konnten, z.B. antiskorbutisches Vitamin, antirachitisches Vitamin, Antiberiberifaktor. Da aber die damit ausgedrückte Spezifität der V. nicht generell vorliegt, werden V. besser mit großen lateinischen Buchstaben und bei Bedarf mit arabischen Ziffern als Indizes bezeichnet. International angestrebt wird die Verwendung von Trivialnamen, die Rückschlüsse auf die chemische Struktur des V. erlauben, z.B. Pyridoxin für Vitamin B6. Die Bezeichnung mit Buchstaben wird bei Vitamin A, D und K noch beibehalten, da hier mehrere verschiedene Substanzen mit gleicher Wirkung zusammengefasst werden. Die Vitamine stellen chemisch eine sehr heterogene Stoffklasse dar. Sie werden in zwei Hauptgruppen klassifiziert, die fett- und die wasserlöslichen Vitamine (Tab.). Die Einteilung geht auf die Extraktion der Vitamine aus den Nahrungsstoffen durch Ether und Alkohol oder Wasser hervor.

Vitamine.

Erstbe-
schreibung
Empf. Aufnahme in mg/d Funktion biologische Wirkung
fettlösliche Vitamine
Calciferol (Vitamin D) 1922 0,01-0,025 Calcium- und Phosphatstoffwechsel antirachitisches Vitamin
Phyllochinon (Vitamin K; Menachinon) 1935 1 Cofaktor für γ-Carboxylierung von Glu-Resten in Blutgerinnungsproteinen antihämorrhagisches Vitamin
Retinol (Vitamin A) 1913 2,7 Sehvorgang Epithelschutzvitamin, antixerophthalmisches Vitamin
Tocopherol (Vitamin E) 1922 5 Antioxidans Antisterilitätsvitamin
wasserlösliche Vitamine
Ascorbinsäure (Vitamin C) 1925 75 Reduktionsmittel für einige Oxygenasen; Cofaktor für alle 2-Oxosäure-Dioxygenasen, insbesondere diejenigen, die die Hydroxylierung von Prolin- und Lysinresten in Kollagen katalysieren antiskorbutisches Vitamin
Biotin (Vitamin H) 1935 0,25 Coenzym verschiedener Carboxylierungsreaktionen Hautvitamin
Cobalamin (Vitamin B12) 1948 0,003 Coenzym verschiedener Methylwanderungs- und Isomerisierungsreaktionen antianämisches Vitamin, extrinsischer Faktor
Folsäure 1941 1-2 Übertragung von Einkohlenstoff-Einheiten zur Therapie bestimmter Formen von Blutarmut
Niacin und Nicotinsäureamid 1937 18 Atmung, Wasserstoffübertragung Pellagraschutzstoff
Pantothensäure 1933 3-5 Übertragung von Acylresten Küken-Antidermatitisfaktor, Anti-grauhaarfaktor
Pyridoxin (Vitamin B6) 1936 2 Aminosäurestoffwechsel, insbesondere Transaminierung Schwäche, nervöse Störungen, Depression
Riboflavin (Vitamin B2) 1932 1,7 Atmung, Wasse-stoffübertragung Antidermatitisvitamin
Thiamin (Vitamin B1) 1926 1,2 Kohlenhydratstoffwechsel; Aldehydgruppenübertragung antineuritisches Vitamin

Lesermeinung

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

  • Die Autoren

Partnerinhalte