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Ernährungsphysiologie (Subject) / Vitamine Spezielle (Lesson)

Alle Vitamine einzeln erklärt

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  • Retinol Vitamin A- FormAus 4 Isopreneinheiten zusammengesetzter AlkoholTransportform (gebunden an RBP und TTR)
  • RBP retinolbindene Protein
  • TTR Transthyretin koppelt sich an das RBP-Retinolkomplex, um zu verhindern, dass es über die Nieren verloren geht
  • 11-cis und all-trans Retinal Gesicherte Wirkung im Sehprozess
  • Retinylester Speicherform (mit Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure verestert), besonders in der Leber
  • Retinsäure in cis- und trans-Form und als polare Metabolite Wirkung auf Proliferation und Differenzierung von Gewebeninhibieren diverseTumorzellen
  • Glucuronidierte Formen von Vit A Ausscheidungsprodukte des Vitamin Ahaben auch eine biologische Wirkung auf Wachstum und Differenzierung
  • Conversion verschiedener Vit A- Formen Retinolester (Vit A-Ester)→ Retinol (Vit A1)→ Retinal (Vit A-Aldehyd)→ Retinsäure (Vit A-Säure)
  • Aufnahme/ Absorption von Vit A im Metabolismus - Aufnahme: Provitamins (ß-Carotin in Pflanzen) oder Fettsäureester tierischer LM (RE=Retinylester)- RE werden von der Pankreaslipase hydrolysiert. Retinol wird in die Mukosazelle resorbiert und dort wieder verestert (2 Wege)- Einbau in Chylomikrone und Ausscheidung via Lymphbahnen ins Blut- Nach Umbau der CM in Remnants (REM) werden sie Rezeptorvermittelt in die Leber aufgenommen.- In Leber: Retinol (R) an CRBP der Parenchymzelle binden oder in den Stellatumzellen als RE gespeichert
  • Abgabe von Vit A aus der Leber durch Bindung von Retinol an RBP und Kopplung an Transthyretin, so dass eine Filtration über die Niere nicht mehr möglich ist.
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  • Retinolaufnahme in die Mukosazelle physiologische Zufuhr: Bindung an spezielles Protein (CRBPII) und dann REhohe Zufuhr: direkte Veresterung zu RE
  • Zelluläre Aufnahme von Vit A (2 Wege) 1) RBP-TTR-Retinolkomplex kann Retinol nach Bindung an einen Rezeptor freisetzen(RBP wird von der Niere zu AS abgebaut)intrazellulär entweder:.....Bindung an CRBP.....Oxidation zu Retinsäure.....Reveresterung durch ARATRE können gespeichert werden 2) RE direkt aus Fettstoffwechsel (Chylomikrone durch LPL zu Remnants)3) Retinsäure (RA) ist im Blut an Albumin gebunden und bindet intrazellulär an CRABPkann an ein Kernrezeptor (RAR) binden und als Transkriptionsfaktor wirken
  • Kernrezeptoren (Vit A-bindende Rezeptoren) RAR (Retinsäurerezeptor) bindet all-trans-RARXR (Retinsäure-X-Rezeptor) bindet mit gerinder Affinität an all-trans-RA, bevorzug aber 9-cis-RS und ist Bindungspartner anderer nukleären Faktoren⇒Retinoidrezeptor wirkt als Transkriptionsfaktor, wobei die Steigerung der Transkription von der Anwesenheit an Retinsäure abhängt.
  • Rolle von Vit A im Sehprozess Retinol wird von der äußeren Kapillarseite aufgenommen und an CRBP gebunden, isomerisiert, zu Retinal oxidiert und auf CRALBP übertragensowohl cis als auch trans11-cis-Retinal wird an IRBP übertragen und zu Apoprotein Opsin transportiert und zu Rhodopsin gebunden.Durch Lichteinfall isomerisiert 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal und löst sich von Opsin ab.Kaskade: Bindung an G-Protein aktiviert Phosphodiesterase, ↓cGMP→ Schließung der Na+-Kanäle⇒ Hyperpolarisation (↓Transmitter) "Lichteinfall"-Signal
  • Funktionen von Vit A - Zelldifferenzierung, Zellteilung- Funktion der Epithelzellen- Sehvorgang
  • Bedarf Vit A 0,8-1 mg Retinol/d ca. 3000 IE
  • Mangelsymptome Vit A - Nachtblindheit- Akne- ↑ Infektionsrisiko- Wachstums- und Entwiklungsstörungen- Keratomalazie (Trübung der Hornhaut) und Xerophthalmie
  • Vitamin A- Toxizität Akut(einmalig): > 660000/330000 IE (Erwachsene/Kinder)Langzeitig: >33000/12500 IE (Erwachsene/Kinder) 100g Schweineleber hat 140.000 IE
  • Carotinoide ß-CarotinLuteinLycopin
  • ß-Carotin Absorption und Stoffwechsel - Absorption im Dünndarm- Rate: 10-50% (abhängig von der Fettzufuhr)- Mucosazelle: Spaltung durch 15,15´-Dioxygenase- Konversion von ß-Carotin in Vit A 1:12-ß-Carotin und RE werden in Chylomikronen eingebaut 12mg ß-Carotin = 1mg Retinol
  • Antioxidative Wirkung con ß-Carotin sorgt für den physiologischen Abbruchmechanismus einer radikalen Kettenreaktion, die durch UV-Strahlen O2-Radikale (Singulettsauerstoff) freisetzt. ß-Carotin kann sie auffangen und dient als Quencher. Carotin-Radikal kann die Energie als Wärme freigeben Auch bei Lipidperoxidation.
  • Bedarf an ß-Carotin 2-4 mg/dvor allem in Grünkohl, Spinat, Möhren und Paprika
  • Vitamin D Eigenschaften - Ist ein Steroid- ist im eigentlichen Sinne kein Vitamin, das es endogen gebildet werden kann- Vorstufe eines Steroidhormons (1,25-(OH)2-Vitamin D), das am Vit D-Rezeptor bindet
  • Derivate der Vit D-Familie 7-dehydrocholesterol→Licht→Vitamin D3 (Cholecalciferol)Provitamin Ergosterol→ Vitamin D2aktives Vitamin D→ 1,25-Dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2-D3)= Steroidhormon
  • Endogene Synthese von Vit D Aus Cholesterol gebildete 7-Dehydrocholesterol wird in der Haut unter UV-Strahlung zum Prävitamin D3, aus dem unter Wärmeeinwirkung das aktive Vitamin D3 entsteht.
  • Vit D Transport DBP= Vitamin-D-bindendes ProteinTransportiert Vit D im Blut
  • Der Vitamin-D-Rezeptor 1,25-(OH)2 wirkt über ein intrazelluläres Rezeptorprotein, den Vitamin-D-Rezeptor VDRVDR zählt zur Familie der SteroidhormonrezeptorenVDR dimerisiert mit einem zweiten Rezeptormolekül (RXR)Das Rezeptor Dimer bindet an Vit D-responsive Elemente der DNAGenregulation: Transkriptionsfaktoren, Aktivatoren, RepressorenVDR führt sowohl zu einer Aktivierung (Osteocalcin) als auch eine Hemmung (Parathormon) der Genexpression
  • Wirkmechanismen von Vit D Es gibt 4 klassische Zielorgane: Darm, Knochen, Niere und Nebenschilddrüse Weiter Wirkmechanismen:- Stimulierung der Differenzierung von Zellen des hämatopoetischen Systems- Modulierung der Aktivität des Immunsystems- Stimulierung der Differenzierung epidermaler Zellen
  • Wirkmechanismus Vit D im Darm gesteigerte Genexpression des calciumbindendes Protein Calbindin D un der Calcium-ATPase⇒ wichtig für die Ca-Absorption Vit D stimuliert die intestinale P-Absorption (Gesteigert Genexpression Na/P-Symport)
  • Wirkmechanismen Vit D im Knochen beschleunigt die Calcifizierung des Kochens (Stimuliert Osteoblastenaktivität)Bei Ca-Mangel fördert Vit D die Demineralisierung der Knochen zur Aufrechterhaltung der Ca-Konz im Blut
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  • Wirkmechanismen Vit D in Niere - bei Überangebot an Vit D hemmt Hydroxylierung von Calciol (Vitamin D3)- Beeiflusst die Rückresorption von Ca und P-Extretion in den distalen Nierentubuli
  • Wirkmechanismen Vit D in Nebenschildrüse Vit D hemmt die Freisetzung von Parathormon
  • Funktionen von Vitamin D Aufrechterhaltung der Phosphat und Calcium Homöostase
  • Klassische Wirkorte Darm, Niere, KnochenÜber Zytosolrezeptor gebunden und dann auf dem DNA assoziierten Kernrezeptor (VDRE) übertragen→ Bildung verschiedener Proteine wird induziert
  • mögliche neue Wirkorte von Vit D Induktion einer Proteinsynthese Aktivierung verschiedener Phospholipasen - Muskeln: Ca-Transport- Pankreas: Insulinausschüttung- Haut: Wachstum und Differenzierung- Tumorzellen: Hemmung der Proliferation- Immunsystem: Regulation der Immunzelle
  • Vit D Bedarf Erwachsene: 20µg (=800IE)/dSäuglinge: 10µg (=400IE)/d
  • Hypervitaminose D = Hyperkalzämie zu hohe 25-OH-Vit D, das an 1,25-(OH)2-Vit-D-Rezeptoren bindet>20.000-40.000IE/d Erwachsener>6.000 IE/d Kinder
  • Vitamin E TocopheroleDerivat des 6-Chromanols mit einer gesättigten Phytolseitenkettein der Natur am häufig: α-Tocopherol
  • Metabolismus von Vit E Resorption mit FettResorptionsquote liegt bei 30% wobei α-Tocopherol und seine Ester besser resorbiert werden. Resorbiertes Vit E wird schnell zur Leber transportiert; nur wenig wird dur LPL aus den CM freigesetzt.Das in VLDL inkorporierte Vit E wird im Blutkreislauf abgegebenDie Aufnahme in die Zielzelle erfolgt durch die Freisetzung durch LPL oder durch rezeptorvermittelte LDL-Rezeptoren
  • Biologische Aktivität der Tocopherole 1mg α-Tocopherolacetate (synthetisierte Form)= 1 IEDie biologische Aktivitäten der Tocopherole unterscheiden sich aufgrund der unterschiedlichen Rentention in der Leber
  • Wirkung von Vitamin E Antioxidans, deswegen in allen biologischen Membranen vorhanden (Schutz vor Lipidperoxidation)Vitamin E wird selber zum Radikal, Vit C regeneriert es aber wieder
  • Bedarf an Vit E 12- 15 mg α-Tocopheroläquivalente/d abhängig von der Höhe an ungesättigten FSZusätzlicher Bedarf durch FS (mg/g FS)Vorkommen vor allem in Pflanzenkeime und -saaten (Öle)z.B. 5 ml Weizenkeimöl, 30-50 ml Olivenöl
  • Vitamin K- Formen Vit K1 = PhyllochinonVit K2= Menachinon[Vit K3= Menadion ]
  • Funktionen von Vit K als Cofaktor Cofaktor einer γ-Carboxylase (Membran des ER): Vitamin K-abhängige Proteine tragen einer Erkennungsregion für die Bindung an dieses EnzymCarboxyliert Glutamatresten von Proteinen, dabei entsteht ein Vit-K-EpoxidVit-K-Epoxid wird durch Carboxylase wieder zu Vit K regeneriertCarboxylierte Proteine  gelangen aus dem ER ins Cytosol(Carboxylierte Proteine = aktive Gerinnungsfaktoren)
  • Vit K-abhängige Proteine - Proteine der Blutgerinnung (Faktoren II,V, VII, IX, X und Proteine S und C)- Proteine des Knochenstoffwechsels- Proteine der Wachstumregulation- 3 neue Proteine umgekannter Funktion
  • Wirkungen von Vit K auf die Blutgerinnung Blutgerinnung ist die wichtigste Aufgabe von Vitamin K, es ist an der Bildung der Gerinnungsfaktoren beteiligt. Ohne Vitamin K kann der Körper die Faktoren nicht herstellen.
  • Funktionen von Vitamin K Blutgerinnung ist die wichtigste Aufgabe von Vitamin K, es ist an der Bildung der Gerinnungsfaktoren beteiligt. Ohne Vitamin K kann der Körper die Faktoren nicht herstellen. Zusätzlich hemmt es den Knochenabbau bei Frauen nach den Wechseljahren, denn ein anderes Vitamin-K-abhängiges Eiweiß ist Osteokalzin, das die Knochenmineralisierung reguliert. Darüber hinaus ist Vitamin K notwendig, um die Kalkablagerung in Weichteilen wie Blutgefäßen und Knorpeln zu verhindern. Außerdem es ist an der Regulation der Zellprozesse (Zellteilung, Zellmigration) sowie an Reparaturprozessen in Augen, Nieren, Leber, Blutgefäßen und Nervenzellen beteiligt.
  • Vit K Bedarf 60-80 µg/dNeugeborene profilaktisch, gleich nach der Geburt
  • Vorkommen von Vit K Vitamin K1 (pflanzlich): vor allem in der Leber gespeichertVitamin K2 (mikrobiell): vor allem im Knochen gespeichert15g Schnittlauch, 25g Rosenkohl, 120g Kartoffeln, 20g Weizenkeime....
  • Mangelsymptome an Vit K Erhöhte Blutungsneigung (Gehirnblutung)Erhöhtes Risiko für Osteoporose

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