Vitamin B12

Vitamin B12

Synthese von Vitamin B12

Das Vitamin B12 kann vom menschlichen Organismus nicht selber, wie beispielsweise das Vitamin C, hergestellt werden. Deshalb ist der Mensch auf eine externe Zufuhr dieses Vitamins angewiesen. Das Vitamin B12 wird in der Natur ausschliesslich von Bakterien synthetisiert.

In Pflanzen findet keine Synthese von Vitamin B12 statt. Das in den Bakterien synthetisierte Vitamin B12 gelangt über die Nahrungskette zuerst in den tierischen Körper (Muskel, Leber) und über den Verzehr von Fleisch in den menschlichen Organismus.

Tierarten wie Wiederkäuer, welche mit dem Wiederkäuermagen einen speziell ausgestatteten Verdauungstrakt besitzen, sind für die Bereitstellung von Vitamin B12 in der Nahrungskette sehr wichtig.

Im Pansen findet nämlich, durch den bakteriellen Stoffwechsel, die Synthese von Vitamin B12 statt.

Die Entdeckung des Vitamins B12

Der Prozess der Entdeckung und Isolierung des Vitamins B12 erstreckte sich über einen Zeitraum von mehr als 100 Jahren zwischen dem neunzehnten und zwanzigsten Jahrhundert. In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr über die Entdeckung von Vitamin B12.

Im neunzehnten Jahrhundert starben die Leute noch häufig an der perniziösen Anämie (ausgelöst durch einen schweren Vitamin-B12-Mangel). Charakterisiert war diese Krankheit vor allem durch eine spezielle Form der Anämie, bei der die roten Blutkörperchen stark vergrössert waren und welche mit dem Tod endete. Die Bezeichnung „perniziöse (bösartige, unheilbare) Anämie“ stammt von Anton Biermer, der diesen Begriff erstmals 1872 verwendete.

Nachfolgende Untersuchungen im 19. Jahrhundert zeigten, dass die Auswirkungen der Krankheit nicht nur auf die roten Blutkörperchen beschränkt waren, sondern dass gleichzeitig auch neurologische Symptome auftraten. Taubheitsgefühle und ein Prickeln in der Haut waren als Begleitsymptome der perniziösen Anämie erkannt worden. Diese neurologischen Symptome wurden schon damals auf eine Degeneration der Nervenbahnen zurückgeführt. Die Mechanismen, die zu diesen neuralen Degenerationen führten, waren hingegen damals noch unbekannt.

Erst nach dem ersten Weltkrieg wurde ein kausaler Zusammenhang zwischen der Blutarmut und der Diät erkannt. Es wurde beobachtet, dass Patienten mit einer Diät, die reich an Leber und Fleisch war, von der perniziösen Anämie heilten. Dies war 1926 eine grundlegende Entdeckung für das Verständnis der Krankheit. Ab diesem Zeitpunkt galt die Krankheit nicht mehr als unheilbar. Die Forschungsarbeiten konzentrierten sich anschliessend auf die Suche des Wirkstoffes in der Leber. Die Erfolge stellten sich sehr schnell ein: Schon 1932 standen hochgereinigte Extrakte zur intramuskulären Gabe zur Verfügung. In derselben Zeit wurde von anderen Forschern aber auch vermutet, dass die perniziöse Anämie nicht nur eine Mangelerkrankung war, sondern dass auch körpereigene Faktoren, vor allem im Magen, eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Krankheit spielten. Trotz dieser Vermutung in den 1930er Jahren wurde erst viele Jahre später das Eiweiss (Intrinsic-Faktor), welches für die Aufnahme von Vitamin B12 im Darmtrakt verantwortlich ist, identifiziert.

Nach dem zweiten Weltkrieg konnte 1948 erstmals die reine, aktive Substanz in der Leber erkannt und isoliert werden. Mitte der 1950er Jahre war die chemische Struktur von Vitamin B12 bekannt. Bis zu diesem Zeitpunkt war das Vitamin B12 aus der Leber hochgereinigt hergestellt worden, während dieses Vitamin heute ein Produkt der chemischen Synthese ist.

Das Vitamin B12 (Cobalamin) hat eine organische Ringstruktur, die ein Kobalt-Ion (ein Metall) enthält, das ausschlaggebend für die Bezeichnung (Cobalamin) ist. Cobalamin kann in verschiedenen chemischen Formen auftreten (Hydroxycobalamin oder Cyanocobalamin), aber die biologische Funktion ändert sich nicht. Cyanocobalamin und Hydroxycobalamin weisen in ihren kristallinen Formen eine dunkelrote Färbung auf.

Vitamin-B12-Aufnahme

Aufnahme

Der menschliche Organismus ist auf die externe Zufuhr von Vitamin B12 angewiesen. Da der Mensch selber kein Vitamin B12 herstellen kann und Pflanzen ebenso wenig in der Lage sind, dieses wichtige Vitamin zu synthetisieren, muss der Mensch seinen Bedarf über den Verzehr von tierischen Nahrungsmitteln (Fleisch, Fisch, Schalentiere, Eier, Milch) decken. Fleisch und vor allem Leber enthalten grosse Mengen an diesem Vitamin. Eier und Milch enthalten im Vergleich dazu eher wenig Vitamin B12.

Die Aufnahme von Vitamin B12 im Magen-Darmtrakt ist streng kontrolliert

Das Vitamin B12 wird zu den wasserlöslichen Vitaminen gezählt, weil es nicht fettlöslich ist. Im Grunde genommen ist es jedoch auch nicht besonders gut wasserlöslich. In der Natur ist das Vitamin B12 deshalb praktisch immer an Eiweisse (Speicherproteine oder Transportproteine) gebunden. In freier Form kommt es nicht vor. Beim Verzehr von Fleisch oder Leber muss das Vitamin B12 somit zuerst aus der gebundenen Form herausgelöst werden. Durch den Kauprozess, während dem die Nahrung in ihre Bestandteile zerkleinert wird und mithilfe von Speichel die ersten enzymatischen Abbauprozesse beginnen, wird ein Teil des gebundenen Vitamins herausgelöst. Im Speichel wird ein Eiweiss freigesetzt (das Haptocorrin), welches das bereits befreite Vitamin B12 sofort an sich bindet.

Aufnahme und Speicherung von Vitamin B12

Im Ileum, einem relativ kurzen Abschnitt des Dünndarms, wird der Komplex von Vitamin B12 und dem Intrinsic-Faktor in die Darmzelle aufgenommen. In den Darmzellen des Ileums wird das Vitamin B12 vom Intrinsic-Faktor abgespalten und anschliessend wieder an ein anderes Eiweiss gebunden (Transcobalamin), um anschliessend in die Blutbahn (Vena Portae, Portalkreislauf) abgegeben zu werden.

Ohne Salzsäure und dem Intrinsic-Faktor aus dem Magen wird kein Vitamin B12 im Darm aufgenommen

Im Magen, wo die Eiweisse durch die Salzsäure gespalten werden, wird der grosse Teil des in der Nahrung enthaltenen Vitamins B12 befreit. In dieser freien Form aber bleibt das Vitamin B12 nicht lange, weil es sofort durch ein anderes Eiweiss gebunden wird (den sogenannten Intrinsic-Faktor). Der Eiweisskomplex, der sich durch die Verbindung von Vitamin B12 und den Intrinsic-Faktor bildet, wird weiter in den Dünndarm transportiert. Fehlt die Salzsäure im Magen, oder wird sie in zu geringen Mengen abgesondert, fehlen einerseits die Faktoren für die Spaltung der tierischen Eiweisse und andererseits auch das Eiweiss (Intrinsic-Faktor) für die Bindung und Aufnahme des Vitamins B12 im Magen. Dadurch können mit der Zeit Mangelerscheinungen auftreten.

Vitamin B12 kommt nur in Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs vor. Die Aufnahme im menschlichen Körper ist streng reguliert, daher kann keine Vitamin-B12-Hypervitaminose (Überversorgung) entstehen. Die Leber ist der Hauptspeicher für Vitamin B12 und sichert langfristig dessen Verfügbarkeit.

Die Leber als Speicherort von Vitamin B12

Die Rolle der Leber

Alle Substanzen, welche vom Darm aufgenommen werden, gelangen über die Leberpfortader (Vena portae) in die Leber. Auch das vom Darm aufgenommene Vitamin B12, in Form von Transcobalamin, wird in den Leberzellen aufgenommen. Die Leber ist im Organismus der Hauptspeicher für das Vitamin B12. Für das Vitamin B12 existiert ein sogenannter enterohepatischer Kreislauf: Ein Teil des Vitamins B12 wird über die Galle in den Darm ausgeschieden und anschliessend im Darm wieder aufgenommen, vorausgesetzt dass genügend Intrinsic-Faktor vorhanden ist. Der Sinn des enterohepatischen Kreislaufes von Vitamin B12 ist es, die Speicherung dieses Vitamins in der Leber zu erhöhen.

Jede Zelle braucht Vitamin B12

Jede Zelle in unserem Körper ist in der Lage, das Vitamin B12 mittels spezifischen Rezeptoren aufzunehmen und ist auf die regelmässige Zufuhr angewiesen. Die regelmässige Versorgung der Zellen mit Vitamin B12 wird durch die Speicher in der Leber gewährleistet, welche in der Regel für mehrere Monate ausreichen. Das Vitamin B12 übernimmt wichtige Funktionen im Zellstoffwechsel.

Zellteilung und Zellwachstum werden durch dieses Vitamin entscheidend beeinflusst.