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Die Aufnahme von Vitamin B12 aus der Nahrung
Vitamin B12 (Cobalamin) ist das „wertvollste“ Vitamin – es ist selten, und der Tagesbedarf beträgt lediglich 2.5 µg. Erst im Magen wird der Grossteil des Vitamin B12 aus seiner Proteinumgebung befreit. Im Dünndarm bindet sich das B12 dann an den sogenannten Intrinsic Factor, der im Magen produziert wird. Mit diesem zusammen wird es durch besondere Rezeptoren in die Dünndarmzellen aufgenommen. Während der Intrinsic Factor in den Zellen abgebaut wird, wird das Vitamin B12 ins Pfortaderblut abgegeben, wo es sich an Transcobalamine (Transcobalamine dienen als „Transportschutz“) bindet und zu anderen Zellen transportiert wird. Mit dem hochspezifischen Intrinsic-Factor-System können so bei einer Zufuhr von 10 µg aus einer Mahlzeit ca. 1-2 µg B12 aufgenommen werden.
Vitamin B12 kann auch ohne Intrinsic Factor resorbiert werden
Die Menge an verfügbarem Intrinsic Factor reicht für die aktive Aufnahme von 1-2 µg B12. Die Resorption von höheren Mengen an Vitamin B12 geschieht ohne Intrinsic Factor durch passive Diffusion im Dünndarm. Hierbei wird aber nur ca. 1 % des zugeführten Vitamin B12 aufgenommen; also bei 500 µg oralem B12 nur rund 5 µg. Deshalb ist dieser passive Resorptionsmechanismus erst bei hohen, nicht durch normale Ernährung erreichbaren Dosierungen, relevant. So können orale Dosierungen ab ca. 250 µg auch bei geringem (oder fehlendem) Intrinsic Factor einen Vitamin-B12-Mangel verhindern. Es braucht definitiv nicht immer eine Vitamin-B12-Spritze – orale Supplementierung funktioniert meist ebenso gut zur Behebung von Defiziten, wenn sinnvoll dosiert wird.
Chemische Struktur von Vitamin B12
Vitamin B12 ist eines der komplexesten Moleküle in der Biologie. Auch heute noch wird B12, das in Produkten eingesetzt wird, fast immer von Bakterien produziert, weil das Molekül zu kompliziert ist für eine chemische Synthese. Beim Cobalamin können verschiedene Moleküle (in Abbildung 2 als R bezeichnet) an das Cobalt-Ion gebunden sein, resp. während biochemischer Reaktionen an- und abdocken. Die verschiedenen Cobalamine erhalten ihre Namen dann von diesem R-Molekül, z. B. Hydroxo- oder Methylcobalamin. Die Aufnahme von B12 in den Darmzellen erfolgt jedoch immer ohne ein R-Molekül, d.h. als «nacktes Cobalamin», das dann wieder – je nach Aufgabe/Zielort – eine R-Gruppe angehängt bekommt.
In jeder menschlichen Zelle hat B12 zwei Hauptaufgaben: Entweder kurzfristig das Methyl- oder das Adenosyl-Coenzym A zwischenzubinden, während dieses von einem Substrat auf ein anderes übertragen wird. Das B12 ist somit ein Cofaktor für wichtige Enzyme.
Funktionen von B12 in der Zelle
1. Zwischenbinden von Methyl-Molekülen während der Methionin-Synthese
Das B12-abhängige Enzym Methionin-Synthase ermöglicht, Homocystein (welches als Risikofaktor in Bezug auf Herz-Kreislauf-Probleme gilt) zur Aminosäure Methionin umzubauen (siehe Abbildung 3). In dieser Reaktion wird das Methylmolekül mittels Methyltetrahydrofolat (einer mit Methyl beladenen Folsäureform) angeliefert, dann am B12 zwischengebunden („R“ gemäss Abbildung 2 in dieser biochemischen Reaktion also eine Methylgruppe) – dann ist das B12 aktiviert – bevor es ans Homocystein angehängt wird. Anschliessend steht das inaktivierte B12 für eine nächste Syntheserunde wieder bereit. Dies geschieht im Zellplasma.
2. Zwischenbinden von Adenosylgruppen
Im Mitochondrium fügt das Enzym Methylmalonyl-CoA-Mutase dem Methylmalonyl-Coenzym A eine Adenosylgruppe hinzu, wodurch Succinyl-Coenzym A entsteht. Die Adenosylgruppe wird während dieser biochemischen Reaktion temporär an das Vitamin B12 gehängt („R“ in Abbildung 2 ist in diesem Moment eine Adenosyl-Gruppe, das B12 kann als aktiviert bezeichnet werden). Anschliessend steht das „unbeladene“ (inaktive) B12 für eine nächste Syntheserunde wieder bereit, während das Succinyl-Coenzym A seinerseits als Substrat unter anderem bei der Bildung von Häm (dem Sauerstofftransporter) dienen kann oder im Energiestoffwechsel eine Rolle spielt.
Vitamin-B12-Formen im menschlichen Organismus oder in Supplementen
Adenosylcobalamin:
Die Form Adenosylcobalamin dient v. a. in den Mitochondrien der Zielzellen und für die Speicherung der B12-Reserven in der Leber.
Methylcobalamin:
Methylcobalamin spielt eine Rolle im Cytosol der Zellen. In dieser Form wird Vitamin B12 auch meist im Blut transportiert.
Hydroxocobalamin:
Der Rest („R“) ist eine OH-Gruppe. In dieser Form wird Vitamin B12 aus der Nahrung am häufigsten aufgenommen. Bei der Aufnahme in die Darmzelle wird die mitgelieferte OH-Gruppe abgespalten, wie alle anderen „R“ auch. Wenn die Darmzelle das Vitamin B12 nicht selbst braucht, schleust sie es an der basolateralen Membran in den Blutkreislauf aus – vor allem Hydroxocobalamin und Methylcobalamin kommen im Blut vor.
Cyanocobalamin:
Eine Cyanid-Gruppe hängt als „R“ am Cobalt. Vorteil dieser Form sind die hohe Stabilität des Vitamins in Tabletten und Kapseln, wenige Interaktionen mit anderen Mikronährstoffen und eine gute Nachweisbarkeit im Labor. Dies ist die Form von Vitamin B12, wie sie in Nahrungssupplementen am häufigsten vorkommt.
Cyanid in Vitamin B12-Präparaten
Der Nachteil von Präparaten mit Cyanocobalamin: Sie enthalten Cyanid. Dies ist jedoch vor allem ein psychologischer Aspekt. Faktisch ist die Menge des Cyanids komplett vernachlässigbar und stellt keinerlei Belastung dar. Das Enzym Rhodanase, das Cyanidverbindungen abbaut, haben wir sowieso, da auch immer Cyanide aus pflanzlicher Nahrung (z. B. aus Mandeln oder geschroteten Leinsamen) abgebaut werden müssen. Ein weiterer Vergleich: Eine einzige Zigarette liefert 400–500 µg Cyanid. Das deutsche Bundesamt für Risikobewertung (BfR) hält fest, dass die Zufuhr von 4.5 mg Blausäure pro Tag unbedenklich ist – dies würde man erst mit 225 mg resorbiertem Cyanocobalamin erreichen, d. h. mehreren Hundert hochdosierten Vitamin-B12-Tabletten pro Tag.
Bei der intravenösen Gabe von Vitamin B12 in sehr hohen Dosen scheint Cyanocobalamin schneller renal ausgeschieden zu werden als andere B12- Formen. Bei der oralen Gabe sind aber alle VitaminB12-Formen gleichwertig.
Fazit
Für therapeutische Effekte braucht es nicht immer Vitamin-B12-Spritzen – orale Supplementierung funktioniert meist ebenso gut. Unbedingt muss darauf geachtet werden, dass die Dosierungen genügend hoch sind. Dabei spielt es für die Verwertung keine Rolle, in welcher Form Vitamin B12 in einem oralen Supplement vorliegt – alle sind bei der oralen Einnahme gleichwertig. Es gibt keinerlei Unterschiede hinsichtlich der klinischen Wirkung. Die Mär der Überlegenheit der oralen aktivierten B12-Formen findet man vor allem auf einschlägigen Websites und bei einigen Produkteherstellern, die erzählen, dass Adenosylcobalamin und Methylcobalamin im Zellstoffwechsel bessere Effekte besitzen. Diese Websites und Firmenvertreter ignorieren bewusst, dass das Vitamin B12 zuerst einmal aus dem Darm in die Darmzellen gelangen muss und dabei das „R“ immer entfernt wird. Das nackte Cobalamin bekommt anschliessend ein neues „R“ je nach Stoffwechsellage und gelangt dann erst via Blut zu den Zielzellen (wo das „R“ bei Eintritt in die Zelle auch wieder abgespaltet wird). Das initiale „R“ spielt also absolut keine Rolle, und als aktiviert gelten die Vitamine streng genommen erst im Rahmen ihrer Stoffwechselaufgaben in den Zielzellen. Der Mensch ist komplexer als eine Petrischale mit kultivierten Zellen.