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Artikelreihe

  1. Vitamin B12
  2. Lebensmittel mit Vitamin B12
  3. Vitamin-B12-Mangel - Ursachen, Symptome, Behandlung
  4. Vitamin-B12-Überdosierung / -Überschuss
  5. Vitamin-B12-Nahrungsergänzung

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Vitamin B12

Vitamin B12
Inhaltsverzeichnis
  1. Cobalamin-Arten
  2. Funktionen und Wirkungen von Vitamin B12
  3. Präventive Wirkungen
  4. Vitamin B12 wird vom Körper gebildet und ungenutzt ausgeschieden
  5. Absorption

Wenn es um die vegane Ernährung geht, ist Vitamin B12 oft Gesprächsthema Nummer 1. Denn das Vitamin kann nicht von Pflanzen gebildet werden, wodurch es trotz einer abwechslungsreichen pflanzlichen Ernährung zu einem Mangel kommen kann. Vitamin B12 bezeichnet eine Gruppe von Cobalaminen, die das Spurenelement Cobalt als Zentralatom mit einem Ringsystem (Corrin) in ihrer chemischen Struktur aufweist.

Bei Vitamin B12 handelt es sich zudem um einen essentiellen Mikronährstoff und er muss daher mit der Nahrung aufgenommen werden. Veganer müssen auf mit B12 angereicherte Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel mit B12 zurückgreifen. Vitamin B12 wird normalerweise durch Bakterien (bspw. Bifidobakterien) gebildet 1. Nichtsdestotrotz kann es auch synthetisch hergestellt werden. Zur Tabelle mit Vitamin B12 Lebensmitteln geht es hier.

Vitamin B12 hat die größte und komplexeste Struktur von allen Vitaminen. Es ist hitze- und lichtempfindlich sowie gut in Wasser löslich 2. Im Gegensatz zu den anderen B-Vitaminen kann der Organismus seinen Bedarf ohne Zufuhr von B12 bis zu drei Jahre lang aus den körpereigenen Reserven in der Leber, Nieren und der Muskulatur decken 3 4 5. Im Durchschnitt kann ein erwachsener Mensch etwa 2,5 mg (= 2.500 µg) Cobalamin speichern 6. Der tägliche Vitamin B12 Tagesbedarf beträgt für Erwachsene 3 µg. Aus diesem Grund kann ein Vitamin-B12-Mangel mit den entsprechenden Symptomen erst Jahre nach der Umstellung auf eine vegane Ernährung auftreten, wenn kein Vitamin B12 zugeführt wird und die körpereigenen Reserven aufgebraucht sind.

Cobalamin-Arten

An das Zentralatom Cobalt können sich verschiedene Atome bzw. Moleküle binden und wiederum durch andere substituiert werden. Der entsprechende Cobalamin-Name hängt vom Ligand ab, also vom Atom oder Molekül, dass an das Cobalt-Atom gebunden ist. Die wichtigsten Cobalamin-Formen sind 7:

  • Methyl (Methylcobalamin, Coenzym B12 im Zellplasma)
  • 5'-Desoxyadenosin (5'-Desoxyadenosylcobalamin, Coenzym B12 in den Mitochondrien)
  • H2O (Aquocobalamin, Vitamin B12a)
  • Hydroxyl (Hydroxycobalamin auch Hydroxocobalamin genannt, Vitamin B12b)
  • Cyanid (Cyanocobalamin)


Im Körper sind die ersten beiden Cobalamine als Coenzyme im Stoffwechsel aktiv 8. Die letzteren werden meist bei einem Mangel verabreicht. Sie können vom Organismus in die aktiven Formen umgewandelt werden.

Cyanocobalamin wird synthetisch hergestellt. Vom Körper kann es aber in die aktiven Formen umgewandelt werden.

In Form von 5'-Desoxyadenosylcobalamin, Aquacobalamin und Hydroxycobalamin kann Cobalamin gespeichert werden.

Funktionen und Wirkungen von Vitamin B12

Im Körper erfüllt Vitamin B12 zahlreiche wichtige Funktionen und ist an vielen Stoffwechselvorgängen sowie an der DNA-Bildung und Regulation beteiligt 9. Vitamin B12 ist Cofaktor (niedermolekulare Substanz, die zum Ablauf einer Reaktion eines Enzyms beiträgt) für zwei Enzyme: Methionin-Synthase und L-Methylmalonyl-CoA-Mutase.

5′-Desoxyadenosylcobalamin wird für die L-Methylmalonyl-CoA-Mutase in den Mitochondrien benötigt. Methylmalonyl-CoA-Mutase wandelt Methylmalonyl-CoA in Succinyl-CoA um 10. Dadurch wird die Energieproduktion aus Proteinen und Fetten sowie die Bildung von Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) der roten Blutkörperchen ermöglicht 11. Die roten Blutkörperchen transportieren Sauerstoff zu und Kohlenstoffdioxid von den Zellen ab. Mangelt es an B12, steigen die Methylmalonyl-CoA-Werte. Methylmalonyl-CoA wird dann in Methylmalonsäure umgewandelt, die ein guter Indikator zur Messung eines B12 Mangels über Blut und Urin ist.

Methylcobalamin entsteht, wenn Cobalamin eine Methylgruppe von 5-Methyltetrahydrofolsäure (aus der Nahrung absorbiertes Folat) im Kreislauf der Methionin-Synthase aufnimmt. Dort wird Methylcobalamin wiederum für den weiteren Ablauf der Enzymtätigkeit als Cofaktor benötigt. Das Enzym katalysiert im Cytoplasma die Rückumwandlung von Homocystein (Zwischenprodukt im Methionin-Stoffwechsel) zur Aminosäure Methionin 12. Dabei wird die Methylgruppe des Methylcobalamins an Homocystein übergeben - der Homocysteinspiegel wird gesenkt. Methionin wird für die Bildung von S-Adenosylmethionin (SAM) benötigt, das für die Bildung von DNA, RNA, Hormonen, Proteinen und Lipiden notwendig ist 13. Die Methionin-Synthase katalysiert wie eingangs erwähnt auch die Umwandlung von 5-Methyltetrahydrofolsäure (auch 5-Methyltetrahydrofolat genannt; kurz 5-Methyl-THF) zu Tetrahydrofolsäure (auch Tetrahydrofolat genannt;kurz THF), das für die DNA Bildung benötigt wird. Somit Vitamin B12 auch am Zellaufbau, Zellwachstum und an der Zellteilung beteiligt. Ist nicht genug Cobalamin vorhanden, kann es zur Vitamin-B12-Mangelanämie kommen.

Vitamin B12 wird zudem für die Bildung von Fettsäuren in der Myelinscheide benötigt 14. Myelin ist eine Biomembran, die die Nervenzellen schutzartig umgibt.

Präventive Wirkungen

Zur Vorbeugung einer Megaloblastenanämie (Blutarmut mit sehr großen roten Blutkörperchen) wird Vitamin B12 benötigt. Diese Form der Anämie wirkt unter anderem auf den Gemütszustand aus, wodurch Menschen müde und träge werden 15. Zusammen mit Folat und Vitamin B6 wirkt Vitamin B12 letztlich an der Kontrolle des Homocystein-Spiegels mit 16. Hohe Homocystein-Konzentrationen (ebenfalls ein Indikator für einen B12-Mangel) im Körper werden mit einer Reihe von psychischen und physischen Erkrankungen assoziiert 17. Um den Homocystein-Spiegel niedrig zu halten, wird also B12 benötigt.

Wissenschaftler einer Studienzusammenfassung mit 10.601 Patienten von 2015 sehen außerdem einen Zusammenhang für Vitamin B12 und einer Prävention von Dickdarmkrebs insbesondere bei Bevölkerungsgruppen mit einer hochdosierten Vitamin-B12-Aufnahme 18 19.

Vitamin B12 wird vom Körper gebildet und ungenutzt ausgeschieden

Die Dickarmbakterien produzieren größere Mengen Vitamin B12. Allerdings kann dieses nur im unteren Teil des Dünndarms resorbiert werden. Der Dünndarm liegt anatomisch gesehen vor dem Dickdarm. Die Folge ist, dass wir das selbst gebildete Vitamin B12 ungenutzt wieder ausscheiden 20. Aus diesem Grund muss Vitamin B12 in regelmäßigen Abständen zugeführt werden.

Laut einigen Wissenschaftlern wird Cobalamin auch durch Bakterien im Mund, Rachenraum, Speiseröhre und Mandeln gebildet sobald Kobalt vorhanden ist 21 22. Ob eine (ausreichende) Bildung in diesen Bereichen tatsächlich stattfindet, ist nicht geklärt 23. Daher sollte darauf auch nicht spekuliert werden, denn durch eine verbesserte Mundhygiene werden viele Bakterien ohnehin getötet.

Absorption

Nicht-pflanzliches Vitamin B12 in der Nahrung ist an Proteine gebunden. Diese Bindung wird im Magen mit Hilfe von Enzymen und Säuren (Pepsin und Salzsäure) aufgelöst 24. Anschließend wird es an ein R-Protein (auch: Haptocorrin oder Transcobalamin I genannt) gebunden, das von den Speicheldrüsen und der Magenschleimhaut ausgeschüttet wird. Im Dünndarm wird der B12-R-Protein Komplex durch Verdauungsenzyme (Trypsin) wieder aufgelöst. Das freigesetzte B12 bindet sich an die Substanz Intrinsischer Faktor (zweites Trägerprotein; im Magen ausgeschüttet) und wird über die Rezeptoren des Dünndarms im Beisein von Calcium absorbiert 25. Im Plasma wird B12 an Transcobalamin I und II gebunden. Transcobalamin I transportiert überschüssiges B12 zur Leber. Transcobalamin II liefert B12 zu den Zellmembranen und Organen wo es gespeichert wird. Als Transcobalamin III wird Vitamin B12 dann eingelagert.

Die Absorptionsrate von gebundenem Cobalamin nimmt stark ab, wenn die Kapazität der Dünndarmbakterien für den Komplex aus B12 und des intrinsischen Faktors überschritten wird. Die Kapazität liegt im Bereich von 1 bis 2,5 µg je Mahlzeit 26 27 28.

Ungebundenes Vitamin B12 (z.B. in Nahrungsergänzungen) wird in geringen Mengen durch passive Diffusion im Verdauungstrakt (Mundschleimhaut und Darmschleimhaut) absorbiert 29. Durch die passive Diffusion gelangt ein Teil des wasserlöslichen Cobalamins in die Membranen, um das vorhandene Konzentrationsgefälle auszugleichen. Das Cobalamin bewegt sich dabei von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit niedriger Konzentration. Diese Route ist vor allem für Menschen wichtig, denen es am Intrinsischen Faktor oder an Darmrezeptoren bei Darmerkrankungen mangelt (siehe Vitamin-B12-Mangel). Darüber hinaus kann ungebundenes Vitamin B12 sublingual (unter der Zunge) absorbiert werden 30.

Bei einer oralen Dosis von 1 µg Vitamin B12 werden im Optimalfall 56% (0,56 µg) absorbiert 31. Wird die Dosierung auf 1.000 µg erhöht (häufige Dosierung von Nahrungsergänzungsmitteln wie Lutschtabletten), werden etwa 13 µg absorbiert, was nur noch einer Absorptionsrate von 1,3% entspricht (siehe nachfolgende Tabelle) 32:

orale Dosierung
(bspw. Nahrungsergänzung)
normale Absorptionsrate
1 μg 0,56 μg (56%)
10 μg 1,6 μg (16%)
50 μg 1,5 μg (3%)
500 μg 9,7 μg (2%)
1.000 μg (1 mg) ∼ 13 μg (1.3%)

Nachfolgende Tabelle zeigt die Absorptionsraten von Vitamin B12 nach erfolgter Injektion 33:

Injektion-Dosierungnormale Absorptionsrate
10 μg 9.7 μg (97%)
100 μg 55 μg (55%)
1.000 μg (1 mg) 150 μg (15%)