Vitamin
Vitamine (aus lat. vita [Leben] und Amin [stickstoffhaltig]) sind organische Verbindungen, die vom Organismus für lebenswichtige Funktionen benötigt werden, wovon aber nur wenige vom menschlichen Stoffwechsel synthetisiert werden können. Sie müssen deshalb mit der Nahrung aufgenommen werden. Einige Vitamine werden dem Körper als Vorstufen (Provitamine) zugeführt, die dann erst im Körper in die Wirkform umgewandelt werden. Man unterteilt in fettlösliche und wasserlösliche Vitamine.
Namen
Der Entdecker des Vitamins B1 Thiamin, Casimir Funk, nahm an, dass alle lebensnotwendigen Stoffe eine NH2-Gruppe enthielten. Weitere Untersuchungen zeigten aber, dass bei weitem nicht alle Vitamine Amine sind oder sonstige basische Stickstoffatome enthalten. Ein gutes Beispiel hierfür ist das Vitamin A, ein stickstofffreier, ungesättigter Alkohol und das Vitamin C, eine strukturell den Kohlenhydraten ähnliche, jedoch sauer wirkende Substanz. Neben der chemischen Struktur, die dem Vitamin den Namen gibt, werden auch Buchstaben, kombiniert mir einer Nummernbezeichnung und Trivialnamen verwendet, oft sogar mehrere für eine Substanz. Heute sind viele nicht mehr gebräuchlich. Lücken in der Buchstabenreihe entstanden, nach dem sich heraus gestellt hatte, dass nicht alle ursprünglichen Isolierungen sich als einheitliche Substanzen erwiesen. Andere, heute weitgehend verschwundene Bezeichnungen für Vitamine waren auch: Komplettine, Nutramine und akzessorische Nährstoffe oder auch Ergänzungsstoffe, weil die chemisch reinen Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate erst durch das Hinzukommen von Vitaminen (und Mineralstoffen) zu vollwertigen Nährstoffen ergänzt werden. In Deutschland ist sowohl die Buchstaben-/ Nummernbezeichnung des Vitamins, als auch die Wortbezeichnung üblich. Von den in der medizinischen Wissenschaft gegenwärtig (2004) bekannten 20 Vitaminen, gelten 13 Vitamine als unerläßlich:
Trivialname Synonym Chemischer Name
Vitamin A Axerophol, Retinol Retinol Vitamin B1 Aneurin Thiamin Vitamin B2 Lactoflavin, Vitamin G Riboflavin Vitamin B3* Vitamin PP, Vitamin B5 Niacin** Vitamin B5* Vitamin B3 Pantothensäure Vitamin B6 Adermin, Pyridoxol Pyridoxin Vitamin B7 Vitamin H, I oder Vitamin Bw Biotin Vitamin B9 Vitamin M oder Vitamin Bc Folsäure Vitamin B12 Erythrotin Cobalamin Vitamin C Ascorbinsäure Vitamin D Calciferol Vitamin E Tocopherol Vitamin K*** Phyllochinon
*Die Buchstabenbezeichnung für die Vitamine Niacin (B3) und Pantothensäure (B5) wird in der einschlägigen Literatur unterschiedlich verwendet. So wird in folgender Literatur das Niacin auch als B5 und Pantothensäure als B3 bezeichnet: Bässler, K.-H.:Vitamin-Lexikon, Urban & Fischer, München, Jena, 2002, ISBN 3437211412 und in folgender Literatur wird Niacin beispielsweise als B3 bezeichnet: Schauder, P., Ollenschläger, G.: Ernährungsmedizin, Urban&Fischer, München, Jena, 2003, ISBN 3437229206
**Niacin (Nicotinsäureamid und Nicotinsäure)
***Vitamin K (K1Phyllochinon, K2Menachinon)
Weitere, in der Literatur und anderen Ländern verwendete Trivialnamen für Vitamine:
Trivialname Erläuterungen
Vitamin B4 frühere Bezeichnung für Adenin und Cholin Vitamin B5 veraltete Bezeichnung für Pantothensäure und auch Vitamin B3 Vitamin B7 veraltete Bezeichnung für Biotin Vitamin B8 ungebräuchliche Bezeichnung für Adenosinphosphat Vitamin B9 ungebräuchliche Bezeichnung für Folsäure Vitamin B10 wird auch als Vitamin R, oder als Paraaminobenzolsäure bezeichnet und ist ein Mix aus Vitaminen der B-Gruppe Vitamin B11 wird auch als Vitamin S bezeichnet Vitamin B13 ungebräuchliche Bezeichnung für Orotsäure Vitamin B14 ist ein Mix aus Vitamin B10 und B11 Vitamin B15 ungebräuchliche Bezeichnung für Pangamsäure Vitamin B16 wird dem Vitamin B6 Pyridoxin zugeordnet Vitamin B17 wird auch als Amygdalin, Laetrille bezeichnet Vitamin B22 soll ein Bestandteil von Aloevera-Extrakt sein Vitamin BH vorschnelle Einordnung als Vitamin von para-Aminobenzoesäure Vitamin BT vorschnelle Einordnung von L-Carnitine als Vitamine (nicht essentiell für den Menschen) Vitamin BX ungebräuchliche Bezeichnung für para-Aminobenzolsäure Vitamin F alle essentiellen Fettsäuren, insbesondere Linolsäure und Linolensäure Vitamin H Trivialname für Biotin (auch Vitamin B7) Vitamin I/J angeblich nachgewiesene Stoffe mit Eigenschaften des Vitamin C Ascorbinsäure Vitamin P wird auch als Permeabilitätsvitamin bezeichnet Vitamin PP Trivialname für Nicotin(säure)amid, siehe auch Vitamin B3
Beschreibung
Vitamine sind wissenschaftlich gesehen keine chemisch einheitliche Stoffgruppe. Sie sind organische Verbindungen, die biologische Vorgänge im menschlichen (und tierischen) Organismus regulieren. Vitamine zählen, wie auch die Mineralstoffe und Spurenelemente, zu den nicht energieliefernden Nährstoffen, die der Körper zur Erhaltung seines Lebens und seiner Leistungsfähigkeit unbedingt benötigt. Da es sich bei den Vitaminen um recht komplizierte organische Moleküle handelt, kommen sie in der unbelebten Natur nicht vor. Vitamine müssen erst von Pflanzen, Bakterien oder Tieren gebildet werden. Der Mensch ist, bis auf wenige Ausnahmen, bei denen er bestimmte Vitamine selber erzeugen kann, auf die Aufnahme über die Nahrung angewiesen. Vitamine sind essentielle Wirkstoffe, d.h. dass sie zur Aufrechterhaltung von Gesundheit und Leistungsfähigkeit des menschlichen Organismus lebensnotwendig sind. Einige Vitamine werden dem Körper als Vorstufe (Provitamine) zugeführt, die erst im Körper in die entsprechende Wirkform umgewandelt werden.
Als Provitamine bezeichnet man die biologische Vorstufe eines Vitamins, wie z.B. das von Pflanzen gebildete Beta-Carotin (β-Carotin), das dann von Tieren oder Menschen in Vitamin A Retinol umgewandelt wird.
Im Körper können bestimmte Vitamine gespeichert werden, man kann diese sozusagen auf Vorrat essen, andere wiederum können nicht gespeichert werden, sondern müssen über die Nahrung laufend zugeführt werden. Danach werden die Vitamine in zwei Gruppen eingeteilt: in die Gruppe der fettlöslichen, speicherbaren Vitamine und die Gruppe der wasserlöslichen, nicht speicherbaren Vitamine.
- Zu den fettlöslichen Vitaminen gehören:
A Retinol, Beta-Carotin, D Calciferol, E Tocopherol und K Phyllochinon.
- Zu den wasserlöslichen Vitaminen gehören die acht Vitamine des B-Komplexes.
Dies ist eine Sammelbezeichnung wasserlöslicher Vitamine, unterschiedlicher, chemischer Zusammensetzung. Sie sind in tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln enthalten. Einzelne B-Vitamine kommen in der Natur niemals isoliert vor. Sie wirken aus diesem Grund in der Regel auch im Verbund.
B1 Thiamin, B2 Riboflavin, B3 Niacin (Nicotinsäureamid und Nicotinsäure), B5 Pantothensäure, B6 Pyridoxin, B7 Biotin, B9 Folsäure, B12 Cobalamin, sowie zusätzlich das Vitamin C Ascorbinsäure.
Eine Ausnahme bildet das Vitamin B12 Cobalamin. Es kann trotz seiner Wasserlöslichkeit vom Organismus gespeichert werden.
Aufgabe / Funktion
Vitamine sorgen grundsätzlich für das Funktionieren des Stoffwechsels, wo sie katalytisch und steuernd wirken. Ihre Aufgabe besteht in einer Regulierung der Verwertung von Nährstoffen wie Kohlenhydrate, Eiweiße und Mineralstoffe, sorgen für deren Ab- bzw. Umbau und dienen somit auch der Energiegewinnung. Vitamine stärken das Immunsystem und sind unverzichtbar beim Aufbau von Zellen, Blutkörperchen, Knochen und Zähnen. Jedes einzelne Vitamin erfüllt bestimmte Aufgaben. Sie unterscheiden sich dadurch auch hinsichtlich ihrer verschiedenartigen Wirkungsweise. Einige stellen Koenzyme dar, andere wirken als Hormone oder greifen in die Regulation des Stoffwechsels ein.
Vorkommen
In der nachfolgenden Tabelle werden nur einige Beispiele für das Vorkommen und die Wirkungen der Vitamine genannt. Mehr dazu ist unter dem Artikel des einzelnen Vitamins zu finden.
Von den 13 Vitaminen, die in der medizinischen Wissenschaft als unerläßlich gelten, sind zwei nicht in strengem Sinne essentiel, nämlich Vitamin D (Calciferol) und Niacin (Vitamin B3). Begründet wird dies damit, dass Stoffe mit Vitamin D- und Niacin-Eigenschaften vom Körper unter bestimmten Umständen selbst gebildet (synthetisiert) werden können. So kann Vitamin D3 Cholecalciferol beispielsweise unter Einwirkung des Sonnenlichtes aus 7-Dehydrocholesterin, einem biologischen Derivat des Cholesterin, entstehen. Niacin kann beim Abbau des Tryptophans gebildet werden.
Vitamine (Übersicht)
Name | Abk. | Tagesbedarf (Erw.) | Wirkungen | Vorkommen |
---|---|---|---|---|
Fettlösliche Vitamine | ||||
Retinol | A | 0,8 - 1 mg | Beeinflussung der Sehkraft, Beeinflussung des Zellwachstums | Milchprodukte, Leber, Karotten. Als Vorstufe β-Carotin |
Calciferol | D | 5 µg | Förderung der Kalziumaufnahme | Milch, Hering, Eigelb |
Tocopherole | E | 10 - 15 mg | dient der Zellerneuerung, hemmt entzündliche Prozesse, stärkt das Immunsystem | Pflanzliche Öle, Blattgemüse, Vollkornprodukte |
Phyllochinon | K1 | 0,001 - 2,0 mg | Förderung der Blutbildung | Eier, Leber, Grünkohl |
Menachinon, |
K2 | |||
Wasserlösliche Vitamine | ||||
Thiamin | B1 | 1,3 - 1,8 mg | beeinflußt den Kohlehydratstoffwechsel, wichtig für die Schilddrüsenfunktion, wichtig für die Nerven | Schweinefleisch, Erbsen, Haferflocken |
Riboflavin | B2 | 1,8 - 2,0 mg | Verwertung von Fetten, Eiweiß und Kohlenhydraten, gut für Haut und Nägel | Schweinefleisch, grünes Blattgemüse, Vollkornprodukte |
Niacin auch Nicotinsäureamid, Nicotinsäure | B3, PP | 15 - 20 mg | gegen Migräne, fördert die Merkfähigkeit und Konzentration | mageres Fleisch, Fisch, Hefe |
Pantothensäure | B5 | 8 - 10 mg | fördert die Wundheilung, verbessert die Abwehrreaktion | Leber, Weizenkeime, Gemüse |
Pyridoxin | B6 | 1,6 - 2,1 mg | schützt vor Nervenschädigung, wirkt mit beim Eiweißstoffwechsel | Leber, Kiwis, Kartoffeln |
Biotin | B7 | 0,25 mg | schützt vor Hautentzündungen, gut für Haut, Haare und Nägel | Leber, Blumenkohl, durch Darmbakterien |
Folsäure auch Pteroylglutaminsäure | B9 | 0,16 - 0,40 mg | verhindert Mißbildungen bei Neugeborenen, gut für die Haut | Leber, Weizenkeime, Kürbis |
Cobalamin | B12 | 5 µg | Bildet und regeneriert rote Blutkörperchen, appetitfördernt, wichtig für die Nervenfunktion | Leber, Fisch, Milch |
Ascorbinsäure | C | 75 mg | Schutz vor Infektionen, stärkt das Bindegewebe | Zitrusfrüchte, Kiwis, Grapefruit |
Bedarf
Biologische Werte sind, anders als bei physikalischen Größen, nie absolut, sondern werden immer von einer Vielzahl von Beeinflussungsfaktoren bestimmt. Bei den nachfolgend genannten Bedarfsgrößen handelt es um Durchschnittswerte mit verallgemeinerndem Charakter. Neben dem Geschlecht und dem Alter sind noch eine Vielzahl anderer Faktoren ausschlaggebend, die den jeweiligen Bedarf einer Person unter bestimmten Lebensumständen beeinflussen. So gehören beispielsweise die beruflichen und umweltbedingten Belastungsfaktoren, die körperliche und nervliche Belastung, Streß, Ernährungsgewohnheiten, Schwangerschaft, Stillzeiten, Krankheit, Rauchen, Trinken usw. dazu, die den Bedarf ansteigen lassen. Die benötigten Mengen liegen im Bereich von wenigen Milligramm (mg). So benötigt der menschliche Körper beispielsweise täglich 75 mg Vitamin C (Ascorbinsäure), aber nur ca. 0,8-1,0 mg an Vitamin A (Retinol) und 1,3-1,8 mg an Vitamin B1 (Thiamin). Die Empfehlungen variieren sehr stark. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt z.B. täglich 100 mg Vitamin C zu sich zu nehmen und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt dagegen nur 30 mg pro Tag.
Mangelerscheinungen und Überversorgungen
Unter Mangelerscheinungen (Hypovitaminose) versteht man Krankheiten und Beschwerden, die durch einen Vitaminmangel entstehen. Aufgrund einer mangelnden Zufuhr, oder dem Fehlen von Vitaminen entstehen entsprechende Stoffwechselstörungen mit typischen Krankheitserscheinungen. Beschwerden, die infolge von Hypovitaminosen auftreten, bilden sich in der Regel vollständig zurück.
Vitaminmangelkrankheiten sind unter den europäischen Ernährungsbedingungen eine Seltenheit geworden. Isoliert kommt lediglich ein Vitamin-B12-Mangel vor. Alle anderen Vitaminmangelzustände sind Hinweise auf komplexere, meist chronisch entzündliche Darmerkrankungen, Resorptionsstörungen oder bedingt durch Schäden, die infolge medizinischer Eingriffe iatrogen entstanden sind.
Das nahezu vollständige Fehlen bestimmter Vitamine nennt man Avitaminose. Im Gegensatz zu den Hypovitaminosen treten hingegen bei lang anhaltenden Avitaminosen Spätfolgen, wie neuralgische Ausfallerscheinungen, auf. Von einer Avitaminose, die das Vitamin B12 betrifft, können Personen nach einer Magenentfernung betroffen sein, weil ihnen ein Stoff, der so genannte Intrinsic Factor, fehlt, der für die Aufnahme dieses Vitamins nötig ist.
Eine Vitaminüberversorgung wird Hypervitaminose genannt. Als Hypervitaminose werden jene Erscheinungen zusammengefasst, die bei übermäßiger Zufuhr der entsprechenden Vitamine, sei es über die Ernährung, in Form von Nahrungsergänzungsmitteln oder Vitaminpräparaten, aber auch bei parenteraler Gabe, auftreten können.
Besonders bei den Vitaminen A und D kann es zu Überdosierungserscheinungen kommen, die auch aufgrund der Fettlöslichkeit dieser Substanzen Probleme verursachen.
Geschichte
Nach dem Lesen eines Artikels des niederländischen Arztes Christiaan Eijkman beschäftigte sich der polnische Chemiker Casimir Funk 1912 intensiv mit der Isolierung des Wirkstoffes gegen die Vitaminmangelkrankheit Beri-Beri, eine bis dahin unerklärliche neue Krankheit, die in Japan und auf Java auftrat. Eijkman hatte in einem Militärhospital in Batavia beobachtet, dass neben Patienten und Personal auch die Hühner im Hof des Hospitals die Symptome der Krankheit Beri-Beri (zu deutsch: Schafsgang) zeigten, da sie seit einiger Zeit ebenfalls mit weißem Reis gefüttert wurden waren, statt wie bisher mit braunem Reis. Beri-Beri ging mit Lähmungen und Kräfteverlust einher. Diese Krankheit trat erst auf, nachdem man in diesen Ländern europäische Reisschälmaschinen eingeführt hatte. Es wurde eine Mangelkrankheit vermutet. Casimir Funk isolierte aus Reiskleie einen Stoff, der die Mangelkrankheit heilen konnte. Die Analyse der Verbindung zeigte, dass es sich um eine stickstoffhaltige Verbindung, ein Amin handelte. Funk hatte das Thiamin, heute unter der Bezeichnung Vitamin B1 bekannt, entdeckt. Auf Grund dieser Befunde schlug Funk das Kunstwort Vitamin (vita-das Leben und Amin für Stickstoffverbindungen) vor.
1926 wurde das Vitamin B1 (Thiamin) erstmalig von den holländischen Chemikern B. C. P. Jansen und W. Donath in kristalliener Form aus Reiskleie isoliert. 1936 wurde die Struktur von Vitamin B1 etwa gleichzeitig von R. R. Williams und M. Grewe aufgeklärt. Die Synthese erfolgte durch R. R. Williams 1936 und von H. Andersag und K. Westphal 1937.
Zwischen 1920 und 1980 wurden die heute (2004) bekannten Vitamine erstmals rein dargestellt. Für diese Vitamine sind inzwischen auch chemische Synthesewege bekannt. Krankheiten, als Folge von Vitaminmangelerscheinungen, wurden erst zu Beginn des 20. Jahrhundert erkannt.
Durch die Zufuhr entsprechender Nahrungsmittel versuchte man Krankheiten wie Skorbut, Beri-Beri, und Rachitis, die durch die Vermutung, dass es sich bei diesen Krankheiten um ernährungsbedingte Erkrankungen handelt, zu bekämpfen. Mit Hilfe von Tierversuchen wurde die Hypothese bestätigt, dass die Krankheiten durch das Fehlen bestimmter Nahrungssubstanzen verursacht wurden. Durch weitere Tierversuche fand man heraus, welches die essentiellen Nahrungsbestandteile sind. Im Anschluss daran konnte man aus diesen die jeweiligen Vitamine isolieren.
1913 wurde die Bezeichnung der Vitamine mit großen Buchstaben des Alphabets durch den amerikanischen Biochemiker Elmer Vermon McCollum eingeführt. Somit gab es ein Vitamin A, B, C und D. Anschließend kamen noch die Vitamine E und K hinzu. Bei der Analyse der Nahrung, die Vitamin B enthielt, stellte sich heraus, dass es sich hier um mehr als einen Faktor handelte, der mehrere Symptome ausschalten konnte. Somit sprachen die Biologen von Vitamin B1, B2, usw.
Übersicht über die Entdeckung der Vitamine und ihrer Struktur
Jahr der Entdeckung Vitamin Isolation aus
1909 Vitamin A (Retinol) Fischleberöl 1912 Vitamin B1 (Thiamin) Reiskleie 1912 Vitamin C (Ascorbinsäure) Zitrone 1918 Vitamin D (Calciferol) Fischleberöl 1920 Vitamin B2 (Riboflavin) Eier 1922 Vitamin E (Tocopherol) Weizenkeimöl 1926 Vitamin B12(Cobalamin) Leber 1929 Vitamin K (Phyllochinon) Luzerne 1931 Vitamin B5 (Pantothensäure) Leber 1931 Vitamin B7 (Biotin) Leber 1934 Vitamin B6 (Pyridoxin) Reiskleie 1936 Vitamin B3 (Niacin) Leber 1941 Vitamin B9 (Folsäure) Leber
Weiterführende Informationen
Literatur
- Klaus Oberbeil: Fit durch Vitamine. Südwest-Verlag, 2003, ISBN 3517078247
- Autor unbekannt: Kalorien, Nährstoffe, Vitamine. Compakt Verlag, 2003,ISBN 3817455143
- Harald Friesewinkel: Das Wichtigste über Vitamine. Knauer Verlag, 2004, ISBN 3417247187
Siehe auch:
Weblinks
- http://www.m-ww.de/gesund_leben/ernaehrung/vitamine/
- Information zu Wirkung Funktion und Mangelerscheinung
- Die Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr der Deutschen Gesellschaft für Ernährung e.V.
Vitamine |
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Vitamin A | Vitamin B1 | Vitamin B2 | Niacin (B3) | Pantothensäure(B5) | Vitamin B6 | Biotin(B7) |Folsäure(B9) | Vitamin B12 | Vitamin C | Vitamin D | Vitamin E | Vitamin K1 | Vitamin K2 |