Vitamine in der Prävention – Qualifizierte Ernährungsberatung in der Apotheke

Vitamine einst und jetzt

Lange Zeit war der Focus in der Vitaminforschung darauf gerichtet, die Vitamine zu identifizieren und die Mengen zu definieren, die notwendig sind, um typische Mangelerscheinungen zu vermeiden. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Entdeckung praktisch aller Vitamine im Zeitraum von 1897 bis 1941 mit Erkrankungen verbunden war, die sich als Mangel an der jeweiligen Substanz entpuppten. Bekanntermaßen werden die Vitamine anhand ihres Löslichkeitsverhaltens in hydro- und lipophile Verbindungen differenziert; diese Einteilung geht allerdings nur partiell mit den physiologischen Eigenschaften einher.

Tabelle 1 gibt einen Überblick über das Vorkommen und die wichtigsten Funktionsbereiche der verschiedenen Vitamine sowie die bei der Nahrungszubereitung auftretenden Vitaminverluste. Dabei zeigt sich bereits, dass die verschiedenen Verbindungen nicht nur, wie anfangs angenommen, vornehmlich als Cofaktoren bei enzymkatalysierten Reaktionen eine Rolle spielen, sondern einen weitaus breiteres Wirkspektrum umfassen. Hieraus erklären sich auch zunehmend die in epidemiologischen und klinischen Studien festgestellten präventiven und teilweise auch therapeutischen Effekte vieler Vitamine.

So ist beispielsweise Vitamin E nicht nur das physiologisch bedeutsamste lipophile Antioxidans, das vor allem Polyenfettsäuren vor der Peroxidation schützt. Gleichermaßen beeinflusst diese dem Vitamin-E-Molekül immanente antioxidative Eigenschaft redoxsensitive Signalkaskaden in der Zelle [1]. Dadurch wird die Expression bestimmter Proteine moduliert; dies erklärt u. a. die antiphlogistischen Eigenschaften von Vitamin E, die beispielsweise bei der diätetischen Therapie von rheumatoiden Erkrankungen genutzt werden [6].

Tab. 1: Einteilung der Votamine nach ihrem Löslichkeitsverhalten sowie Angaben zu Vorkommen, Lagerungs- und Zubereitungsverlusten einzelner Vitamine [35]

Vitaminversorgung in Deutschland

Grundsätzlich wäre es bei dem heute ganzjährig zur Verfügung stehenden reichhaltigen Lebensmittelangebots möglich, eine ausreichende Zufuhr aller Vitaminen sicherzustellen; allerdings führt die ungünstige Lebensmittelauswahl häufig dazu, dass dies nicht der Fall ist. Legt man bei der Bewertung der Vitaminversorgung die derzeitigen offiziellen Empfehlungen für die Vitaminzufuhr zugrunde, gilt die Vitaminversorgung nach Auffassung der Fachgremien in Deutschland als weitgehend gesichert. Allerdings bestehen nach neueren Daten insbesondere bei Folsäure sowie den Vitaminen D und E potenzielle Probleme einer unzureichenden Aufnahme [20].

Trotz dieses rechnerischen Defizits finden sich in der Praxis nur in seltenen Ausnahmefällen "klassische" schwerwiegende Mangelsymptome. Im Vordergrund stehen vielmehr metabolische Veränderungen, die sich bisweilen in Form unspezifischer Symptome manifestieren (z. B. Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Schwäche und verminderter Immunabwehr) bzw., wie nachfolgend noch zu zeigen, das Risiko für bestimmte chronisch-degenerative Erkrankungen erhöhen.
 

Während die Zufuhr der vorgenannten Vitamine in praktisch allen Teilen der Bevölkerung als suboptimal angesehen werden kann, ist in einigen Bevölkerungsgruppen die Versorgung mit weiteren Vitaminen nicht sichergestellt. Allen voran zu nennen sind hier ältere Menschen (Vitamin B₁₂,) [72, 85] sowie Schwangere und Stillende (Vitamin B) [65], aber auch Personen mit besonders restriktiven Ernährungsgewohnheiten (z. B. Menschen, die eine rein pflanzlich ausgerichtete Ernährungsweise praktizieren (Veganer) (Vitamin B₁₂, Vitamin B) [37, 78, 79, s. a. Teil 1 dieser Artikelserie, DAZ 45/2004, S. 43 ff]

Präventive Wirkungen von Vitaminen

Vitaminmangelsymptome sind also in Deutschland selten anzutreffen. Betrachtet man die Vitaminversorgung jedoch unter präventiven Gesichtspunkten, so ist sie vielfach suboptimal. Wie bereits im ersten Teil dieser Beitragsserie gezeigt, besteht das zentrale Anliegen der Ernährungswissenschaft heute vor allem darin, Nährstoffmengen zu definieren, die eine optimierte Funktion des Organismus und seine langfristige Gesunderhaltung sicherstellen. Dieser Gesichtspunkt tritt bei keiner Nährstoffgruppe derzeit auch in der öffentlichen Diskussion so stark in den Vordergrund wie bei den Vitaminen.

Kontrovers diskutiert wird dabei insbesondere die Frage, inwieweit eine zusätzliche, teilweise über den derzeitigen Empfehlungen liegende Zufuhr, dazu beitragen kann, bestimmten Erkrankungen vorzubeugen. Wie eigene Untersuchungen zeigen, verwenden auch viele Verbraucher Vitaminsupplemente primär in der Erwartung, sich hierdurch langfristig gesund zu erhalten und verschiedenen Erkrankungen vorzubeugen [84].

Inzwischen liegt eine nicht mehr überschaubare Zahl an Einzelstudien vor, die solche Effekte sowohl belegen als auch negieren. Unter den in Teil 1 der Beitragsserie dargestellten Evidenzgesichtspunkten sind Wirkungen vielfach (noch?) nicht hinreichend wissenschaftlich abgesichert. Wie aus der exemplarischen Aufstellung in Tabelle 3 zu entnehmen ist, liegen vor allem Daten zu den Vitaminen E, D, C und Folsäure vor. Diese entstammen vorwiegend Beobachtungsstudien, wohingegen vergleichsweise wenige bzw. widersprüchliche (z. B. bei Vitamin E) Ergebnisse aus Interventionen existieren, sodass eine abschließende Bewertung derzeit nicht möglich ist.

Die Bioverfügbarkeit der Polyglutamate ist eingeschränkt, da sie zunächst in die entsprechenden Monoglutamate überführt werden müssen. Dies geschieht durch spezifische Gamma-Glutamat-Carboxypeptidasen (Konjugasen), die im Bürstensaum der Mukosazelle lokalisiert sind [13]. Allerdings ist die Aktivität dieser Enzyme begrenzt, so dass die Hydrolyse vielfach unvollständig ist und durch andere Nahrungsinhaltstoffe wie z. B. organische Säuren zusätzlich gehemmt wird [5, 80]. Aufgrund der zahlreichen Einflussfaktoren lässt sich die tatsächliche Folatabsorption nur schwer abschätzen. Bei einer gemischten Nahrung wird von einer mittleren Verwertbarkeit von nur etwa 50% ausgegangen [20].

Folsäuremonoglutamate, wie sie in Vitaminpräparaten enthalten sind, werden hingegen nahezu quantitativ absorbiert [29]. Um der unterschiedlichen Absorbierbarkeit der einzelnen Folsäureverbindungen Rechnung zu tragen, werden die Empfehlungen zur Folsäureaufnahme in Form von Folatäquivalenten (FÄ) ausgewiesen. Dabei entspricht 1 µg FÄ 1 µg Nahrungsfolat bzw. 0,5 µg synthetischer Folsäure [20].

Tab. 4: Folsäuregehalte von Lebensmitteln [45]

Die im Organismus aktive Folsäureverbindung ist die Tetrahydrofolsäure (THF), die durch zweifache Reduktion von Folsäure entsteht. Sie fungiert als Coenzym bei der Übertragung von C1-Substituenten im Stoffwechsel der Aminosäuren, Purine und Pyrimidine (Abb. 2). THF dient dabei als intermediärer Akzeptor bzw. Donator von Methyl-, Methylen- und anderen C1-Resten. Die Einschleusung dieser Kohlenstoffsubstituenten erfolgt vor allem über 5,10-Methylen-THF. Diese besitzt eine zentrale Stellung im intermediären C1-Stoffwechsel, da sie an drei fundamentalen Stoffwechselreaktionen beteiligt ist.

Während 5,10-Methylen-THF in die Thymidilat- und Serinsynthese eingebunden ist, fungiert ihre oxidierte Form Formyl-THF als Donator von C1-Resten bei der Purinsynthese (Abb. 2). Die Bedeutung dieser Verbindungen für die DNA-Replikation erklärt die wesentliche Funktion der Folsäure bei Zellwachstum und -teilung. Die Reduktion von 5,10-Methylen-THF führt zu 5-Methyl-THF, die für die Remethylierung von Homocystein benötigt wird. Dieser Prozess ist gleichzeitig auch auf Vitamin B₁₂ angewiesen, das vorübergehend die Methylgruppe von Methyl-THF übernimmt und sie anschließend, unter Bildung von Methionin, auf Homocystein überträgt. Auch bei der Cholinbiosynthese stellt Methyl-THF den benötigten C1-Rest zur Verfügung [49].
 

Folsäure und Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Epidemiologische Untersuchungen zeigen, dass neben den etablierten Risikofaktoren wie Hypertonie, Hypercholesterolämie und Rauchen auch weitere Faktoren das Krankheitsgeschehen begünstigen. Inzwischen ist nachgewiesen, dass ein erhöhter Plasmaspiegel der nicht-proteinogenen Aminosäure Homocystein (Hyperhomocysteinämie) ebenfalls als kardiovaskulärer Risikofaktor anzusehen ist [74]. Biostatistischen Berechnungen zufolge könnten zwischen 11 und 25% der Herz-Kreislauf-Erkrankungen allein durch die Senkung erhöhter Homocysteinwerte vermieden werden [77].

Homocystein vermittelt seine gefäßtoxische Wirkung durch eine Reihe von Mechanismen, die Abbildung 3 zu entnehmen sind. Die mit Abstand häufigste Ursache erhöhter Homocysteinspiegel ist eine unzureichende Folsäureversorgung. Etwa 5 – 7% der Allgemeinbevölkerung sind hiervon betroffen [51]. Auffällig ist die Situation bei Personen mit atherosklerotischen Erkrankungen, wo erhöhte Homocysteinwerte in 20 – 50% der Fälle zu beobachten sind [81].

Inzwischen liegen zahlreiche methodisch hochwertige, kontrollierte und randomisierte Studien vor, die zeigen, dass sich erhöhte Homocysteinwerte mit einer entsprechenden Folsäure-Supplementierung absenken lassen. Dieser Effekt lässt sich z. T. noch steigern, wenn zusätzlich die Vitamine B₁₂ und B₆ verabreicht werden, die ebenfalls am enzymatischen Abbau von Homocystein beteiligt sind [56, 11, 14]. Obwohl nicht abschließend geklärt ist, ob bzw. inwieweit eine optimierte Folsäurezufuhr das Auftreten arteriosklerotischer Erkrankungen vermindert, deuten sowohl Beobachtungsstudien als auch verschiedene klinische Untersuchungsergebnisse in diese Richtung.

So lässt sich unter Verabreichung von Folsäure u. a. die Funktion des Endothels positiv beeinflussen und das Fortschreiten der Arteriosklerose vermindern [70]. Von besonderem Interesse ist auch die Tatsache, dass eine entsprechende Vitaminsupplementierung die Plaquebildung in den Gefäßen herabsetzt [31]. Einen Aufschluss über die Reduktion so genannter. "harter Endpunktmarker" (kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität) geben solche Untersuchungen jedoch nicht. Dieser Zusammenhang wird gegenwärtig in mehreren Interventionsstudien untersucht, deren Ergebnisse in den nächsten Jahren vorliegen werden.
 

Folsäure und kolorektale Tumore

Das Risiko für Dickdarm- und Mastdarmkrebs wird in erheblichem Umfang durch Ernährungsfaktoren beeinflusst. Die Mehrzahl der epidemiologischen Studien untermauert die Vermutung, dass eine unzureichende Folsäure-Versorgung ihre Entstehung begünstigt [27]. Für einen derartigen Zusammenhang sprechen insbesondere prospektive Kohortenstudien wie z. B. die Health Professionals Follow-up Study mit 47931 Männern im Alter von 40 bis 75 Jahren, bei denen das Auftreten von Kolonkarzinomen über einen Zeitraum von 6 Jahren erfasst wurde.

Während die Gesamtfolataufnahme und die Folataufnahme aus der Nahrung nicht signifikant zum Kolonkarzinom assoziiert waren, wiesen Männer, die folathaltige Multivitaminpräparate verwendeten, ein um 15% vermindertes relatives Risiko auf als Nicht-Verwender. Bei einer langfristigen Aufnahme (≥ 10 Jahre) wurde das relative Risiko sogar um rund 25% vermindert [25]. Auch Daten aus der Nurses Health Study untermauern die Hinweise auf präventive Effekte der Folsäure [26].

Bei Verwenderinnen von folsäurehaltigen Supplementen (mit mindestens 400 µg Folsäure/Tag) ergab sich im Vergleich zu den Nicht-Verwenderinnen nach mindestens 15-jähriger Einnahme ein um 75% geringeres relatives Kolonkarzinomrisiko. Dieser Effekt war bei Frauen mit positiver Familienanamnese besonders stark ausgeprägt [23]. Wie diese Studien zeigen, scheint das in Lebensmitteln natürlicherweise enthaltene Folat im Gegensatz zur synthetischen Folsäure einen vergleichsweise geringen chemopräventiven Effekt auszuüben [25, 26, 40].

Möglicherweise ist hierfür die Dosis und gute Bioverfügbarkeit der in Vitaminpräparaten enthaltenen Pteroylmonoglutamate verantwortlich. Nicht auszuschließen ist auch, dass andere Vitamine, die in den Supplementen neben Folsäure enthalten sind, Einfluss auf die Krebsentstehung nehmen. Aufgrund des Studiendesigns der erwähnten Kohortenstudien lässt sich daher nicht mit Sicherheit feststellen, ob die beobachtete Risikoreduktion ursächlich auf Folsäure zurückzuführen ist [26, 23].

Während die Daten aus Beobachtungsstudien zahlreich sind, mangelt es bislang an aussagekräftigen Interventionsstudien, die anhand definierter klinischer Endpunkte bzw. intermediärer Marker den Nutzen einer erhöhten Folsäurezufuhr mit Sicherheit belegen. Zudem zeigen tierexperimentelle Daten, dass die protektive Wirkung von Folsäure entscheidend vom Stadium der Kanzerogenese bestimmt wird. Während eine hohe Zufuhr die Bildung neoplastischer Veränderungen hemmt, kann sich dieser Effekt bei bereits bestehenden Neoplasien in sein Gegenteil umkehren und die Progression von Tumoren forcieren [41].
 

_{¹ Ein aktueller Gesamtüberblick über die Bedeutung von Vitaminen in Prävention und Therapie findet sich in dem von den Autoren des Beitrages verfassten Buch „Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie“, das in der Wissenschaftlichen Verlagsgesellschaft Stuttgart in Kürze erscheint.}