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Biochemie

Wasserlösliche Vitamine: B1–3, B6, B12, C, Pantothen-, Folsäure und Biotin

Steckbrief

Die meisten wasserlöslichen Vitamine sind Vorstufen von Cofaktoren, die für viele enzymatische Reaktionen benötigt werden. Die Tabelle zeigt eine Übersicht über die wasserlöslichen Vitamine, ihre Funktionen und Symptome, die bei einer Unterversorgung mit dem jeweiligen Vitamin auftreten können.

Übersicht über die wasserlöslichen Vitamine, ihre Funktionen und Mangelsymptome
Vitaminaktive FormFunktion(en)Mangelsymptome (Auswahl)

Thiamin – B1

Thiaminpyrophosphat

oxidative (dehydrierende) Decarboxylierungen,
Transketolasen

Beriberi,
Wernicke-Enzephalopathie

Riboflavin – B2

FAD, FMN

Wasserstoffübertragung

Glossitis

Niacin – B3 (Nicotinsäure und Nicotinamid)

NAD+, NADP+

Wasserstoffübertragung,
Substrat ADP-Ribosylierung und Deacetylierung

Pellagra

Pantothensäure

CoA, Phosphopantethein

Acylübertragungen

Burning-Feet-Syndrom

Folsäure

Tetrahydrofolsäure

C1-Übertragungen

megaloblastäre Anämie

Pyridoxin – B6

Pyridoxalphosphat

Transaminierungen,
Decarboxylierungen

periphere Neuropathie

Cobalamin – B12

5'-Desoxyadenosylcobalamin, Methylcobalamin

C-C-Umlagerungen,
C1-Übertragungen

perniziöse Anämie

Biotin – H

Biocytin (kovalente Bindung an Enzyme über die ε-Aminogruppe des Lysins)

Carboxylierungen

Dermatitis

Ascorbinsäure – C

Ascorbinsäure

Redoxsystem,
Hydroxylierungen,
Radikalfänger

Skorbut

Die im Nahrungsbrei enthaltenen wasserlöslichen Vitamine werden mithilfe von Carriern oder Endozytose im Dünndarm resorbiert. Einige wasserlösliche Vitamine (BiotinFolsäure, Riboflavin undThiamin) werden auch von Darmbakterien gebildet. Für sie gibt es in den Kolonozyten Transportsysteme, sodass auch sie zur Versorgung des menschlichen Organismus beitragen.

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    Resorption wasserlöslicher Vitamine

    Fast alle wasserlöslichen Vitamine werden im oberen Dünndarm über carriervermittelten Transport aus dem Darm resorbiert. Eine Ausnahme bildet Vitamin B12, das erst im distalen Ileum und nach Bindung an ein Transportprotein (Intrinsic Factor) über eine rezeptorvermittelte Endozytose aufgenommen wird. Der Intrinsic Factor wird in den Parietalzellen des Magens gebildet. Für die Aufnahme der in der Nahrung vorhandenen wasserlöslichen Vitamine aus dem Blut in die Körperzellen existieren teilweise spezifische natrium- oder pH-abhängige Transportproteine. Biotin, Folsäure, Riboflavin und Thiamin werden auch von Darmbakterien synthetisiert. Die Transportsysteme für diese Vitamine werden auch in den Kolonozyten exprimiert. Daher können die dort gebildeten Vitamine zur Versorgung des menschlichen Organismus beitragen. Näheres zur Absorption von Nahrungsbestandteilen steht in der Physiologie.

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    Abbau von Valin, Isoleucin, Threonin und Methionin zu Succinyl-CoA

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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    Abbau von Serin, Glycin, Alanin, Cystein und Threonin zu Pyruvat

    ALT, Alanintransaminase; Methylen-THF, Methylentetrahydrofolat

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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    Abbau von Histidin, Glutamin, Prolin und Arginin zu Glutamat

    Rot markiert sind die C-Atome, die zu α-Ketoglutarat abgebaut werden, gelb hervorgehoben ist die Formiminogruppe, die auf Tetrahydrofolat (THF) übertragen wird.

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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    Kohlenstoff- und Stickstoffdonatoren der Purinnucleotide

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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    Kohlenstoff- und Stickstoffdonatoren der Pyrimidinnucleotide

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    Abbau von Leucin zu Acetacetat bzw. Acetyl-CoA

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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    Antioxidative Wirkung von α-Tocopherol

    Die Kettenreaktion der Fettsäureoxidation kann mithilfe von α-Tocopherol als Antioxidationsmittel gestoppt werden. α-Tocopherol wird durch Wasseranlagerung in ein Hydrochinon umgewandelt. Dieses kann mit dem Fettsäure-Peroxylradikal reagieren, das so zum Fettsäure-Hydroperoxid reduziert wird. Die Kettenreaktion ist gestoppt, denn es werden keine weiteren Doppelbindungen von Fettsäuren zu Hydroperoxiden oxidiert. Das Hydrochinon wird bei dieser Reaktion selbst zum α-Tocopheryl-Radikal oxidiert. Dieses wird weiter zu α-Tocochinon oxidiert oder durch Ascorbinsäure (Vitamin C) wieder zum Hydrochinon reduziert.

    (Quelle: Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme, 2022)
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      zuletzt bearbeitet: 12.05.2023
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. Gerhard P. Püschel, 21.07.2021
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