Lexikon: Vitamine

 

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Vitamine sind organische Verbindungen, die vom nicht als träger, sondern für andere lebenswichtige Funktionen benötigt werden, die jedoch vom menschlichen zum größten Teil nicht synthetisiert werden können. Sie müssen deshalb mit der aufgenommen werden. Einige Vitamine werden dem Körper als Vorstufen (Provitamine) zugeführt, die dann erst im Körper in die Wirkform umgewandelt werden. Man unterteilt Vitamine in Lipophilie|fettlösliche (lipophile) und Hydrophilie|wasserlösliche (hydrophile) Vitamine.

Eine lange Reihe von weiteren ähnlichen Stoffen, die gesundheitsfördernd, aber anders als Vitamine nicht streng lebensnotwendig sind, werden unter dem Begriff Sekundäre Pflanzenstoffe zusammengefasst.

Geschichte

Nach dem Lesen eines Artikels des niederländischen Arztes Christiaan Eijkman beschäftigte sich der polnische Biochemiker 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 worden 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 kristalliner 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.

In der Annahme, dass es sich um ernährungsbedingte Krankheiten handele, versuchte man durch die Zufuhr entsprechender Nahrungsmittel Krankheiten wie , Beri-Beri, und Rachitis 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)
1918 Vitamin D () Fischleberöl
1920 Vitamin B2 (Riboflavin) Eier
1922 Vitamin E (Tocopherol) Weizenkeimöl
1926 Vitamin B12 (Cobalamin)
1929 Vitamin K (Phyllochinon) Luzerne
1931 Vitamin B5 (Pantothensäure)
1931 Vitamin B7 (Biotin)
1934 Vitamin B6 (Pyridoxin) Reiskleie
1936 Vitamin B3 (Niacin)
1941 Vitamin B9 ()

Benennung von Vitaminen

Der polnische Biochemiker Casimir Funk nahm 1912 an, dass alle lebensnotwendigen Stoffe eine NH2-Gruppe enthielten. Er prägte deshalb den Begriff "Vitamin" (aus Latein|lat. vita für leben und amin für haltig).
Spätere Untersuchungen zeigten aber, dass bei weitem nicht alle Vitamine Amine sind oder sonstige basische Stickstoffatome enthalten. Ein gutes Beispiel hierfür sind das Vitamin A (Retinol), ein stickstofffreier, ungesättigter und das Vitamin C (Ascorbinsäure), eine strukturell den Kohlenhydraten ähnliche, jedoch sauer wirkende Substanz. Neben der chemischen Struktur, die dem Vitamin den Namen gibt, werden auch Buchstaben, kombiniert mit einer Nummernbezeichnung und Trivialname 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 e, Protein|Eiweiße und erst durch das Hinzukommen von Vitaminen (und Mineralstoffen) zu vollwertigen Nährstoffen ergänzt werden. Im deutschsprachigen Raum sind 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
Vitamin B12 Erythrotin Cobalamin
Vitamin C Ascorbinsäure
Vitamin D
Vitamin E Tocopherol
Vitamin K*** Phyllochinon

* Die Buchstabenbezeichnung für die Vitamine Niacin (B3) und Pantothensäure (B5) wird in der einschlägigen Literatur unterschiedlich verwendet. So werden in folgender Literatur das Niacin auch als B5 und Pantothensäure als B3 bezeichnet: Karl-Heinz Bässler|Bässler, K.-H.:Vitamin-Lexikon, Urban & Fischer, München, Jena, 2002, ISBN 3437211412 und in folgender Literatur wird Niacin beispielsweise als B3 bezeichnet: Peter Schauder|Schauder, P., Günter Ollenschläger|Ollenschläger, G.: Ernährungsmedizin, Urban & Fischer, München, Jena, 2003, ISBN 3437229206
** Niacin (Nicotinsäureamid und Nicotinsäure)
*** Vitamin K (K1 Phyllochinon, K2 Menachinon) 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 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 n, 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, das heißt 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 beispielsweise 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/β-Carotin, D , E Tocopherol und K Phyllochinon. Letzteres kann allerdings trotz seiner Fettlöslichkeit nur in unbedeutenden Mengen vom Körper gespeichert werden.
  • 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 , B12 Cobalamin, sowie zusätzlich das Vitamin C Ascorbinsäure.
    Eine Ausnahme bildet das Vitamin B12 Cobalamin. Es kann trotz seiner Wasserlöslichkeit vom gespeichert werden.

Aufgabe / Funktion

Vitamine sorgen grundsätzlich für das Funktionieren des Stoffwechsels, wo sie Katalyse|katalytisch und steuernd wirken. Ihre Aufgabe besteht in einer Regulierung der Verwertung von Nährstoffen wie , Protein|Eiweiße und e, sorgen für deren Ab- beziehungsweise Umbau und dienen somit auch der Energiegewinnung. Vitamine stärken das und sind unverzichtbar beim Aufbau von Zelle (Biologie)|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 e 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. Während gesichert ist, dass beispielsweise Zitrusfrüchte Vitamin C enthalten, so ist es hingegen schwer, eine quantifizierte Aussage zu treffen: Der Vitamingehalt der Ausgangsprodukte ist abhängig von zahlreichen Faktoren wie Bodenbeschaffenheit, Lagerdauer etc. Auch die Zubereitungstemperatur und -dauer können eine Rolle spielen, da viele Vitamine nicht hitzestabil sind. Der genaue Vitaminbedarf eines einzelnen Individuums (siehe unten) ist allerdings auch nicht geklärt, so dass es beim aktuellen Stand der Forschung nicht möglich ist zu entscheiden, wann die "richtige" Vitaminmenge aufgenommen wurde.

Von den 13 Vitaminen, die in der medizinischen Wissenschaft als unerlässlich gelten, sind zwei nicht in strengem Sinne essentiell, 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 (Synthese (Chemie)|synthetisiert) werden können. So kann Vitamin D3 Chole beispielsweise unter Einwirkung des Sonnenlichtes aus 7-Dehydrocholesterin, einem biologischen Derivat (Chemie)|Derivat des Cholesterin, entstehen. Niacin kann beim Abbau des Tryptophans gebildet werden.

Einige Bakterium|Bakterien der sind in der Lage, die Vitamine K und B12 zu synthetisieren. Falls sie durch die Einnahme starker Antibiotikum|Antibiotika zerstört werden, kann leicht ein Mangel entstehen. Es gibt allerdings medizinische Möglichkeiten, diese Bakterien wieder im Darm anzusiedeln.

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
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,

Farnochinon

K2
Wasserlösliche Vitamine
Thiamin B1 1,3 - 1,8 mg beeinflusst den Kohlenhydratstoffwechsel, 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
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, appetitfördernd, wichtig für die Nervenfunktion Leber, Fisch, Milch, Lupinen, Algen
Ascorbinsäure C 75 mg Schutz vor Infektionen, stärkt das Bindegewebe Zitrusfrüchte, Sanddorn, 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 Gramm|Milligramm (mg). So benötigt der menschliche Körper beispielsweise täglich 75 mg Vitamin C (Ascorbinsäure), aber nur etwa 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 beispielsweise täglich 100 mg Vitamin C zu sich zu nehmen und die (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 Neuralgie|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, bei wasserlöslichen Vitaminen sind Hypervitaminosen dagegen selten, da diese relativ leicht über die n ausgeschieden werden können.

Vitamin D in hohen Überdosen kann Osteoporose (Knochenentkalkung) verursachen. Das Provitamin Beta-Carotin (Vorstufe des Vitamin A) ist teratogen und kann vermutlich das Lungenkrebsrisiko erhöhen. Vitamin B6 kann Nervenschäden auslösen (Quelle: Deutsches Ärzteblatt 102(17), 29.4.2005). Eine aktuelle Bewertung vom Bundesinstitut für Risikobewertung ist 2005 erschienen (siehe Weblink).


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
  • Uwe Gröber: Orthomolekulare Medizin. Wissenschaftliche Verlagsanstalt mbH Stuttgart, 2002, ISBN 3-8047-1927-9
  • Andreas Jopp: Risikofaktor Vitaminmangel. Haug, 2002, ISBN 3-8304-2077-3
  • Hans Konrad Biesalski, Josef Köhrle, Klaus Schürmann: Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Thieme, 2002, ISBN 3-13-129371-3
  • Karl-Heinz Bäßler, Ines Golly, Dieter Loew: Vitamin-Lexikon. Urban & Fischer, 2002, ISBN 3-43-721141-2
  • Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) (Konzeption und Entwicklung: Arbeitsgruppe "Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr"): DACH-Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Umschau/Braus Verlag, 2000, ISBN 3-8295-7114-3

Weblinks

Siehe auch

Nahrungsergänzungsmittel -- Mikronährstoff (Medizin)


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