Vitamin B6 mischt kräftig im Stoffwechsel mit

Vitamin B₆ ist die Bezeichnung für alle 3-Hydroxy-2-Methylpyridin-Derivate mit biologischer Aktivität des Pyridoxins. Sie alle verfügen über unterschiedliche Substituenten am C4-Atom. Bei den Substituenten handelt es sich um Hydroxyl-, Amino- oder Aldehydgruppen, also Pyridoxin (PN), Pyridoxamin (PM) und Pyridoxal (PL). Im Stoffwechsel sind alle diese Verbindungen ineinander überführbar und haben somit die gleichen Vitaminaktivitäten. Bei den 5-Phosphorsäureestern dieser Verbindungen handelt es sich um die eigentlichen biologisch aktiven Formen [1; 2]. Pyridoxinsäure besitzt dagegen keine bekannte biologische Funktion [3].

Vorkommen und Bioverfügbarkeit

Vitamin B₆ ist in fast allen Nahrungsmitteln zu finden. Besonders gute Quellen für die Vitamin-B₆-Zufuhr sind Hühner- und Schweinefleisch, Fisch, einige Gemüsearten wie Kohl, grüne Bohnen und Linsen sowie Kartoffeln und Bananen [4]. Über die für diese und andere Lebensmittel veröffentlichten Gehaltsangaben für Vitamin B₆ wird derzeit allerdings diskutiert. Möglicherweise haben bisherige Analysemethoden nicht ausreichend zwischen 4-Pyridoxinsäure und den vitaminwirksamen Metaboliten unterschieden [3]. Pflanzliche Lebensmittel enthalten vor allem Pyridoxin, wohingegen tierische Produkte besonders Pyridoxal und Pyridoxamin in den jeweiligen Coenzymformen enthalten [1]. Pyridoxin ist relativ hitzestabil, wodurch bei der Verarbeitung von pflanzlichen Lebensmitteln nur geringe Verluste von bis zu 20% entstehen. Pyridoxal und Pyridoxamin sind hingegen hitzelabil. So betragen die Koch- und Auslaugverluste von Pyridoxal, Pyridoxamin und deren Phosphorsäureester bei Fleisch z. B. etwa 30 bis 45%. Bei Milch ist durch Sterilisations- und Trocknungsprozesse mit Vitamin-B₆-Verlusten von bis zu 40% zu rechnen. Auch ist das Vitamin gegenüber Licht sehr empfindlich, wodurch Verluste bei der Lagerung entstehen. So wird z. B. der Vitamin-B₆-Gehalt in Milch, die in klare Glasflaschen abgefüllt wurde, durch Sonneneinstrahlung innerhalb von zwei Stunden halbiert [2].

Die Bioverfügbarkeit von Vitamin B₆ wird vor allem durch die jeweilige Bindungsform bestimmt. In pflanzlichen Lebensmitteln ist der größte Teil glykosidisch gebunden, wodurch sich die Verfügbarkeit verschlechtert. Auch thermische Verfahren können hieran nichts ändern. Ebenso wird durch den Ballaststoffgehalt von pflanzlichen Lebensmitteln die Aufnahme von Pyridoxin reduziert. Bei Lebensmitteln, die reich an Proteinen sind, ist die Verfügbarkeit von Vitamin B₆ meist eingeschränkt. Dies beruht auf der Reaktion von Vitamin B₆ mit der freien Aminogruppe von Lysylresten [2].

Stoffwechsel

Alle nichtveresterten Vitamin-B₆-Formen, die in der Nahrung vorkommen, werden durch passive Diffusion im Dünndarm resorbiert [5]. Dabei sinkt die Resorptionsgeschwindigkeit von proximal nach distal [2]. An Glucose bzw. Phosphate gebundene Vitamin-B₆-Formen, insbesondere Pyridoxin-5-Phosphat (PNP), müssen zur Resorption zunächst durch unspezifische Phosphatasen beziehungsweise Glukosidasen im Darmlumen hydrolysiert werden. In freier, ungebundener Form gelangen Pyridoxin, Pyridoxal und Pyridoxamin dann in einem nicht-sättigbaren, passiven Mechanismus in die Enterozyten. Dort werden sie rephosphoryliert. Dies hat den Sinn der Zurückhaltung der Vitamin-B₆-Formen im Organismus (metabolic trapping). Bevor die Vitamin-B₆-Derivate an der basolateralen Membran der Enterozyten in das Blut abgegeben werden, kommt es erneut zu einer Dephosphorylierung [5].

Pyridoxin, Pyridoxal sowie Pyridoxamin gelangen über den Blutweg entweder in die Leber oder in periphere Gewebe und werden dort in die aktive Form überführt. Dazu wird Pyridoxin, Pyridoxal sowie Pyridoxamin in einem ersten Schritt mit Hilfe der Pyridoxalkinase eine Phosphatgruppe angehängt, wodurch Pyridoxin-5-Phosphat (PNP), Pyridoxal-5-Phosphat (PLP) und Pyridoxamin-5-Phosphat (PMP) entstehen. In einem zweiten Schritt führt die Vitamin-B₂-abhängige Pyridoxinphosphat-Oxidase zur Oxidation von PNP und PMP, wodurch die eigentliche aktive Form Pyridoxal-5-Phosphat synthetisiert wird. Durch eine Vielzahl von Transaminasen können PLP und PMP intrazellulär reversibel ineinander überführt werden. Zudem ist eine erneute Dephosphorylierung von Pyridoxal-5-Phosphat in Pyridoxal möglich. Beide Verbindungen werden ins Blut abgegeben. Die veresterte Form ist im Blut an Albumin gebunden. In dieser Form ist die Umsatzrate sehr langsam, was möglicherweise einer Depotform entspricht. Pyridoxal-5-Phosphat kann aus dem Albuminkomplex durch eine alkalische Phosphatase hydrolysiert und somit freigesetzt werden [5]. Freies Pyridoxal kann im Blut an Hämoglobin assoziiert transportiert werden [2]. Es ist in der Lage, die Zellmembran zu passieren und wird intrazellulär wieder phosphoryliert. Der Vitamin-B₆-Pool, bestehend aus Pyridoxal-5-Phosphat und Pyridoxamin-5-Phosphat, die an Proteine gebunden sind, ist in den Zellen sehr gering und beträgt weniger als 100 mg [5]. Der Gesamtkörperbestand von Vitamin B₆ liegt zwischen 40 und 150 mg und reicht etwa zwei bis sechs Wochen aus [2]. Das Vitamin wird hauptsächlich in Form der Pyridoxinsäure renal ausgeschieden. Daneben erscheinen im Urin auch geringe Mengen Pyridoxamin und andere Metaboliten [5].

Funktionen

Vitamin B₆ spielt in Form von Pyridoxal-5-Phosphat als Coenzym vieler Enzyme eine Rolle (Tab. 1).

Quelle: [1]

Über 100 enzymatische Reaktionen sind bekannt [2; 3]. Die meisten PLP-katalysierten Reaktionen basieren auf der Bildung einer Schiff‘schen Base zwischen der Aminogruppe eines Lysinrestes des Enzyms und der Aldehydgruppe von PLP. Durch Elektronenverschiebungen innerhalb des Moleküls erfolgt die Bildung eines Ketimins. Dabei labilisieren die Bindungen am α-C-Atom des Lysinrestes und die entsprechenden Gruppen werden abgespalten bzw. umgelagert [2].

Insbesondere im Protein- und Aminosäurestoffwechsel ist PLP aktiv. So fungiert PLP bei Transaminierungsreaktionen als intermediärer Akzeptor der Aminogruppe und ist somit am Umbau von Aminosäuren beteiligt. Als Cofaktor bei der Decarboxylierung von Aminosäuren bewirkt PLP die Bildung biogener Amine, zu denen die Neurotransmitter Dopamin, Serotonin und γ-Aminobuttersäure zu zählen sind. In weiteren PLP-abhängigen Reaktionen werden beispielsweise aus Aminosäuren Wasser oder Schwefelwasserstoff abgespalten. PLP ist darüber hinaus an der Bildung von Porphyrinen, u. a. von Hämoglobin, an der Kollagensynthese und an der Glycogenmobilisierung beteiligt. Über die PLP-abhängige Cystathionin-β-Synthase und die Cystathioase spielt PLP im Homocysteinstoffwechsel eine Rolle. Weiterhin hängen die Synthese von Myelin, Phospholipiden und Sphingolipiden sowie die Taurinbildung von einer ausreichenden Vitamin-B₆-Versorgung ab [3]. Gleiches gilt für die Immunabwehr des Organismus [4]. Zudem zeichnet sich seit einiger Zeit ab, dass Vitamin B₆ bei der Steroidhormonwirkung nicht unbedeutend ist. Es liegen Hinweise vor, dass PLP mit dem Steroidhormonrezeptor interagiert und somit Einfluss auf die durch Steroidhormonrezeptoren ausgelöste Genexpression nimmt. Es ist am wahrscheinlichsten, dass das Vitamin modulierend auf den Steroidhormonrezeptor wirkt. Daher wird vermutet, dass Vitamin B₆ nicht nur eine Coenzymfunktion ausübt, sondern auch Eigenschaften des endokrinen Systems der Steroide beeinflussen kann. Schließlich regulieren auch Steroidhormone die Stoffwechselwege, in die das Vitamin involviert ist [3].

Bedarf

Der Vitamin-B₆-Bedarf beim Erwachsenen liegt zwischen 1,2 mg/d für Frauen und 1,4 bis 1,6 mg/d für Männer, je nach Altersgruppe (Tab. 2).

¹ Hierbei handelt es sich um einen Schätzwert

Quelle: [4]

Bei einer Vitamin-B₆-Zufuhr, die zwischen 1,2 mg und 2 mg/d liegt, treten keine biochemischen Mangelanzeichen auf – vorausgesetzt, es wird eine übliche Mischkost verzehrt. Da das Vitamin eine zentrale Rolle im Aminosäurenstoffwechsel spielt, hängt der Bedarf vom Proteinumsatz ab. Die Empfehlungen lassen sich aus dem Quotient 0,2 mg Vitamin B₆ pro Gramm empfohlene Proteinzufuhr ableiten. Die Zufuhrempfehlungen berücksichtigen zudem mögliche Varianzen. Je höher die Proteinzufuhr, desto höher ist auch die Zufuhrempfehlung für Vitamin B₆. In der Schwangerschaft lässt sich häufig im letzten Trimenon eine biochemisch nachweisbare Verschlechterung der Vitamin-B₆-Versorgung nachweisen. Daher erhöht sich für Schwangere ab dem 4. Monat die Zufuhrempfehlung von 1,2 mg auf 1,9 mg/d. Voll stillende Mütter geben mit der reifen Frauenmilch 0,1 mg Vitamin B₆/d ab. Zudem müssen nach den hohen Anforderungen in der Schwangerschaft die Körperbestände ausgeglichen und aufgefüllt werden. Daher haben Stillende ebenso einen Mehrbedarf von 0,7 mg/d. Der Bedarf für Säuglinge ist nicht direkt messbar. So wird lediglich ein Schätzwert ermittelt, der sich von der Zufuhr mit der Frauenmilch ergibt. Diese enthält im Mittel 14 µg Vitamin B₆/100 g. Dies ist auch möglich, wenn Säuglinge in den ersten vier Lebensmonaten ausschließlich industriell hergestellte (angereicherte) Säuglingsmilchnahrungen erhalten. Gleiches gilt auch für Säuglinge zwischen vier und zwölf Monaten, die mit Milch und Beikost ernährt werden [4]. Dem Ernährungsbericht 2000 zufolge wird in Deutschland der Vitamin-B₆-Bedarf gut gedeckt (Tab. 3). Männer nehmen durchschnittlich 132 Prozent und Frauen 136 Prozent der empfohlenen Vitaminmenge auf. Als Ausnahme sind Mädchen zwischen dem 13. und 15. Lebensjahr zu nennen. Sie erreichen im Mittel nur 97 Prozent der Empfehlungen [1].

Quelle: [5]

Vitamin-B₆-Mangel und die Folgen

Eine unzureichende Versorgung mit Vitamin B₆ äußert sich zum einen durch das Absinken der 4-Pyridoxinsäure-Ausscheidung im Harn und einer verminderten Pyridoxal-5-Phosphat-Konzentration im Blut (< 20 nmol/l). Zum anderen wird auch die Höhe des Aktivierungskoeffizienten der erythrozytären Aspartat-Aminotransferase (α-EAST, früher EGOT) nach In-vitro-Zugabe von Pyridoxal-5-Phosphat herangezogen Als Referenzwert für eine befriedigende Bedarfsdeckung ist ein α-EAST von < 2,0 festgelegt [4]. Da das Vitamin nahezu ubiquitär vorkommt, tritt ein Mangel nur selten auf. Die Mangelsymptome sind aus Experimenten bekannt. Diese wurden an gesunden Erwachsenen sowie an Säuglingen zu Beginn der 1950er Jahre durchgeführt. Die Säuglinge wurden mit autoklavierten Milchprodukten ernährt. Beim Prozess des Hocherhitzens entstanden biologisch inaktive Pyridoxin-Lysin-Komplexe. Es zeigte sich bei den Säuglingen, dass diese erregbarer und schreckhafter waren. EEG-Veränderungen traten ebenso auf. Es wird vermutet, dass ein Mangel Störungen in der neuronalen Entwicklung mit Auswirkungen auf die Übertragung von Nervenimpulsen hat. Bei Erwachsenen zeigte sich, dass diese eine periphere Neuropathie mit Entmyelinisierung der Nerven entwickeln. Ein Vitamin-B₆-Mangel hat zudem zur Folge, dass im Gehirn geringere Mengen Serotonin und γ-Aminobuttersäure synthetisiert werden, die Depressionen, Ängste, aber auch die Schmerzempfindlichkeit kontrollieren [1]. Weitere Symptome eines Mangels sind seborrhoische Läsionen im Gesicht, Cheilosis, Glossitis, Stomatitis und eine Pellagra-ähnliche Dermatitis, wie sie auch bei einem Riboflavin- und Niacinmangel zu beobachten ist. Schließlich kann bei einem Vitamin-B₆-Mangel eine hypochrome, eisenrefraktionäre Anämie auftreten, da Pyridoxal-5-Phosphat an der Hämsynthese beteiligt ist [3]. Im Tierversuch konnte zudem gezeigt werden, dass ein Mangel die Synthese von Eicosapentaensäure und Docosahexaensäure aus α-Linolensäure beeinträchtigt. Es wird vermutet, dass die verminderte Aktivität der pyridoxinabhängigen Enzyme im Methioninstoffwechsel eine reduzierte Phosphatidylcholinsynthese bewirkt.

Einige Personengruppen haben ein erhöhtes Risiko unzureichend mit Vitamin B₆ versorgt zu sein. Davon sind beispielsweise Personen mit Absorptionsstörungen und diejenigen, die häufig Reduktionsdiäten machen, betroffen. Sportlich Aktive scheiden vermehrt Vitamin B₆ über die Niere aus, doch in der Regel kann dieser Verlust durch eine vollwertige Ernährung wieder ausgeglichen werden. Bei einem chronischen Alkoholabusus kommt es wegen der damit einhergehenden Darmschleimhautveränderungen und Schädigungen der Leber zu einer gestörten Vitamin-B₆-Absorption. Zudem wird Pyridoxal-5-Phosphat rascher abgebaut, da es mit Acetaldehyd um die Proteinbindung konkurriert. Aber auch einige Arzneimittel können den Vitamin-B₆-Bedarf erhöhen. Beispielsweise kann das Tuberkulosemittel Isoniazid das Vitamin inaktivieren. Daraus resultieren neuritische Erscheinungen, Krämpfe und Pellagra-ähnliche Dermatitis, da gleichzeitig die Synthese von Niacin aus Tryptophan beeinträchtigt wird. Auch die anderen Hydrazine Beserazid und Carbidopa, die gegen Parkinson eingesetzt werden, haben diese Wirkung. Im Gegenzug können therapeutische Dosen von Vitamin B₆ das Anti-Parkinson-Mittel L-Dopa in seiner Wirkung abschwächen, da diese Mengen eine gesteigerte Decarboxylaseaktivität und damit eine beschleunigte Konversion von Dopamin bewirken [1].

Weiterhin konnte bei 15 bis 20% der Frauen, die östrogenhaltige orale Kontrazeptiva anwenden, Anzeichen eines Vitamin B₆-Mangels festgestellt werden. Dazu ist eine erhöhte Xanthurensäureausscheidung nach Tryptophanbelastung zu zählen. Um sicherzugehen, dass es sich um Anzeichen eines Vitamin-B₆-Mangels handelt, sollten auch laborchemische Parameter untersucht werden, etwa Transaminasen und der Pyridoxal-5-Phosphat-Spiegel [3]. Die Medikamente D-Penicillamin, Hydralazin und Cycloserin bewirken eine erhöhte Ausscheidung des Vitamins und besitzen demzufolge eine Antipyridoxin-Aktivität. Zur Behandlung von chronischer Bronchitis und Asthma wird häufig Theophyllin eingesetzt. Dieses senkt die Serumpyridoxinkonzentration. Aufgrund der daraus resultierenden geringeren Synthese von γ-Aminobuttersäure sind Krampfanfälle möglich. Raucher haben im Gegensatz zu Nichtrauchern eine schlechtere Vitamin-B₆-Versorgung. In Verbindung mit einer Dauerhämolyse geht dies mit einer niedrigeren Bedarfsdeckung einher. Eine weitere Risikogruppe sind ältere Menschen. Gerade diejenigen, die eine geringere Nahrungsaufnahme aufweisen, sind häufig unterversorgt. Es wird außerdem vermutet, dass Ältere aufgrund einer geringeren Muskelmasse über einen kleineren Vitaminspeicher verfügen. Selbst wenn diese Personengruppe ausreichend Vitamin B₆ aufnimmt, haben 38% einen zu geringen Plasmapyridoxinspiegel. Dies kann durch physiologische Riboflavindosen positiv beeinflusst werden, denn bei einem Engpass der Riboflavinversorgung wird weniger Pyridoxin in die aktive Coenzymform Pyridoxal-5-Phosphat umgewandelt, da das entsprechende Enzym riboflavinabhängig ist. Eine schlechtere Vitamin-B₆-Versorgung führt bei älteren Menschen zu stärkeren Veränderungen der Gehirnfunktionen als bei Jüngeren [1].

Überdosierung und die Folgen

Vitamin B₆ verfügt lediglich über eine geringe akute Toxizität. Orale Dosen zwischen 4 und 20 g scheint der Mensch ohne Probleme zu vertragen. Eine chronische Toxizität wird erreicht, wenn über Monate etwa 500 g Pyridoxin/d aufgenommen werden. Dies äußert sich in Form einer sensiblen Neuropathie. Wird das Vitamin abgesetzt, klingt diese einige Wochen später wieder ab. Ebenso wurden Fälle von Dermatitis beobachtet. Nehmen Säuglinge chronisch 1 g Pyridoxin/d auf, kommt es zu Tachykardie, peripheren Durchblutungsstörungen und Areflexie. In besonderen Fällen, wenn monate- bis jahrelang Megadosen von 500 mg Vitamin B₆/d und mehr eingenommen werden, wie man es u. a. bei Bodybuildern beobachten kann, treten eine Reihe von Symptomen auf. Beispielsweise lassen sich eine periphere sensorische Neuropathie mit ataktischen Gangstörungen, Reflexausfälle sowie Störungen des Tast-, Vibrations- und Temperaturempfindens beobachten. Dies ist verbunden mit dem Verlust von Aktionspotenzialen sensitiver Nerven und einer unspezifischen axonalen Degeneration großer und kleiner mylinisierter Fasern. Wird die Aufnahme eingestellt, sind alle Symptome weitestgehend reversibel [3]. Heute gilt eine tägliche Zufuhr von 100 mg/d als unbedenklich. Dieser Wert wurde daher auch als Tolerable Upper Intake Level festgelegt (UL) [1].

Vitamin B₆ in Therapie und Prävention

Vitamin B₆ verfügt sowohl über präventive als auch therapeutische Aspekte. Neben den Vitaminen B₁₂ und Folsäure ist es am Stoffwechsel von Homocystein beteiligt. Daher wird dem Vitamin ein präventives Potenzial bei atherosklerotischen Erkrankungen zugeschrieben. Wird es isoliert supplementiert, ist es jedoch nicht in der Lage den Homocysteinspiegel merklich zu senken. Weiterhin bestehen Überlegungen zu präventiven Aspekten bezüglich der Optimierung der Immunfunktion im Alter und zur Linderung der Symptome des prämenstruellen Syndroms (PMS), die jedoch noch nicht hinreichend wissenschaftlich abgesichert sind [2]. Einige Erkrankungen können mithilfe einer Vitamin-B₆-Therapie zum Teil erfolgreich behandelt werden. Mit großem Erfolg wird es bei Isoniazidvergiftungen eingesetzt. Dabei wird je Gramm Isoniazid 1 g Vitamin B₆ verabreicht. Dadurch sind die bestehenden Azidosekrämpfe und das Koma reversibel. Dies beruht vermutlich darauf, dass die Synthese von γ-Aminobuttersäure sich normalisiert. Weiterhin wird diskutiert, ob durch eine hohe Vitaminkonzentration die Plättchenaggregation gehemmt wird. Dies soll über eine Modifizierung der thrombozytären Oberflächenglycoproteine, eine Erhöhung der intrazellulären cAMP-Konzentration und eventuell über eine Beeinflussung des zellulären Calciumfluxes möglich sein. Auch einige angeborene Enzymdefekte erfordern eine Therapie mit hochdosiertem Vitamin B₆. Dazu ist eine klassische Form der Homocysteinurie, die Cystathioninurie, die Pyridoxin-responsive sideroblastische Anämie sowie die primäre Oxalose zu zählen (Tab. 4) [1].

* wissenschaftlich nicht gesichert

Quelle: [3]

Literatur

_{[1] Hofmann, L.: Grundlagen Update: Vitamin E; Ernährung im Fokus -04/02, 99 – 102 (2002).}

_{[2] Hahn, A., Ströhle, A., Wolters, M.: Ernährung – Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, 98 – 100 (2005)}

_{[3] Biesalski, H.-K.: Vitamine. In Biesalski H.-K.; Fürst, P; Kasper, H.; Kluthe, R.; Pölert, W.; Puchstein, C.; Stähelin, B. (Hrsg.): Ernährungsmedizin. Thieme, Stuttgart 3., erweiterte Auflage, 138 – 141 (2004).}

_{[4] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE); Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE); Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung (SGE) (Hrsg.): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Frankfurt/Main 1. Auflage, 113 – 116, (2000).}

_{[5] Biesalski, H.-K.; Grimm, P.: Taschenatlas der Ernährung. Thieme, Stuttgart 2., aktualisierte Auflage, 180 – 183 (2001).}

Katja Aue