Vitamin B12 gehört zu den B-Vitaminen und nimmt hier eine Sonderrolle ein, denn es wird im Körper gespeichert und wirkt auf diverse Stoffwechselvorgänge ein. Alles was du über dieses Vitamin wissen solltest erfährst du in diesem Beitrag.
Die Entdeckung von Vitamin B12
Bereits zwischen 1849 und 1887 beschrieben Ärzte einen speziellen Fall einer Anämie (sogenannte Blutarmut), der zu Nervenleiden (Neuropathie) und Erkrankungen im Rückenmark (Myelopathie) führte. Charakteristische Veränderungen im Blut (riesige rote Blutkörperchen) und im Knochenmark (riesige Vorläuferzellen) brachten die Mediziner auf die Spur einer Krankheit, die perniziöse Anämie genannt wurde[1]. K. E. Biermer identifizierte 1872 das Charakteristische der Erkrankung, die später auch den Namen Morbus Biermer erhielt: Eine verringerte Zahl von roten Blutzellen mit einem erhöhten Hämoglobin-Gehalt[2]. Ende der zwanziger Jahre im letzten Jahrhundert stieß der amerikanische Pathologe George H. Whipple bei der Suche nach deren Ursachen auf einen Inhaltsstoff im Fleisch, in der Leber und in Bohnen, der die Bildung der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) anregt.
Nobelpreise für B12
Für die Erforschung von Vitamin B12 als Ursache und dessen Wirkung wurden insgesamt fünf Nobelpreise vergeben. Neben Whipple erhielten im Jahre 1934 G. Minot und W. Murphy einen weiteren, als sie das Leberkonzentrat als eine wirksame Therapie der Anämie identifizierten. Erst später sollte sich herausstellen, dass dieses große Mengen Vitamin B12 enthielt[3]. A.R. Todd war an der Isolation des entscheidenden Faktors, das Vitamin B12 genannt wurde, sowie an den ersten Schritten zur Strukturaufklärung maßgebend beteiligt und erhielt dafür 1957 den Nobelpreis. Die Chemikerin D. Hodgkin enthüllte nahezu zeitgleich mittels kristallographischer Analyse die komplette chemische Struktur des Vitamins und wurde dafür 1964 mit dem Nobelpreis für Chemie geehrt[4]. Im Jahre 1972 erreichten R. Burns und A. Eschenmoser durch Fermentation von Mikroorganismen die Herstellung von Vitamin B12 im Labor. Das dabei verwendete Verfahren erforderte etwa 70 Reaktionsschritte und brachte nur eine Ausbeute von weniger als einem Prozent, sodass es keine wirtschaftliche Relevanz erlangte. Jedoch konnte mit diesem Laboransatz eines der größten Biomoleküle synthetisiert werden[5].
Was ist Vitamin B12 (Cobalamin) und wie wirkt es?
Vitamin B 12 gehört, betrachtet man seine chemische Struktur, zu den sogenannten organo-metallischen Verbindungen. Es besitzt ein Kobalt-Kation als zentrales Ion, das von fünf Stickstoffatomen und an der sechsten Position von einem organischen Liganden umgeben ist. Dieser Ligand ist nur schwach gebunden und deshalb austauschbar. Diese Eigenschaft macht sich der menschliche Organismus zunutze, in dem er die aufgenommene Form in die biologisch aktive durch Änderung der Liganden umwandelt. Der Name der Stoffgruppe leitet sich von dem zentralen Kobalt ab: Cobalamine. Sie sind die einzigen bis heute bekannten kobalt-haltigen Naturstoffe. Das Kobalt ist in dem Ring fest gebunden.
Die Gruppe der Cobalamine
Gemeinsam ist allen Vertretern dieser Gruppe das zentrale Kobalt-Ion und die fünf Stickstoffatome. Der austauschbare Ligand, abgekürzt mit „R“ (Rest), macht sie zu verschiedenen Verbindungen, die sich auch im Namen unterscheiden.
R kann sein:
- eine Methylgruppe (CH3) – Methylcobalamin,
- eine Hydroxylgruppe (OH) – Hydroxocobalamin,
- Cyanid (CN) – Cyanocobalamin,
- Wasser (H2O) – Aquocobalamin,
- 5‘-Desoxy-adenosin – 5‘-Desoxy-adenosinylcobalamin (Adenosylcobalamin), auch als B12-Coenzym oderDBC-Coenzym (DBC steht für Dimethylbenzimidazolcobamid) bezeichnet.
Von den im menschlichen Körper natürlicherweise anzutreffenden Cobalaminen sind nur Methylcobalamin und Adenosylcobalamin als Coenzym-Formen von Vitamin B12 aktiv und besitzen somit Vitaminfunktionen. Als Besonderheit zeichnet diese Verbindungen eine Kobalt-Kohlenstoff-Bindung aus. Methylcobalamin wird besonders gut im Körper aufgenommen. Hydroxocobalamin wird im Körper in das wirksamere Methyl- und Adenosylcobalamin umgewandelt. Es ist eine natürliche Cobalamin-Verbindung, die von Bakterien synthetisiert wird und über eine besondere Depotwirkung verfügt[6]. Im Muskelgewebe und in den Organen (hauptsächlich in der Leber) findet sich überwiegend Methylcobalamin, während im Blut und im Knochenmark Methylcobalamin und Hydroxocobalamin vorkommen. In den Zellen überwiegt in den Mitochondrien 5′-Desoxyadenosylcobalamin, das für die Energiegewinnung und den Citrat Zyklus wichtig ist, während im Cytosol (Zellplasma) Methylcobalamin vorrangig zu finden ist, das hier für die Aktivierung der Folsäure und der Methionin-Synthese verwendet wird.
Cyanocobalamin ist die synthetisch hergestellte Form, die leider oft in Nährstoffpräparaten enthalten ist, aber nicht natürlich vorkommt[7]. Es kann vom Körper leicht in metabolisch aktive Cobalamine umgewandelt werden. Bei der Umwandlung wird jedoch ein Cyanidmolekül abgespalten welches umständlich vom Körper entsorgt werden muss und so die Bioverfügbarkeit etwas herabgesetzt wird. Cyanocobalamin ist geruchlos, bildet tiefrote Kristalle, zieht Wasser an, ist jedoch nur mäßig darin löslich, es ist stabil gegenüber Hitze, nicht jedoch gegenüber Sonnenlicht. Seine Stabilität sinkt in basischen Lösungen und in Gegenwart von Ascorbinsäure (Vitamin C)[8]. Dieser Effekt sollte beachtet werden, wenn in Multivitamin-Tabletten ein deutlicher Überschuss an Vitamin C gegenüber B12 vorhanden ist.
Funktionen im Stoffwechsel
Vitamin B12 spielt als Coenzym im Stoffwechsel nahezu aller reproduzierenden Zellen eine wichtige Rolle. Es ist in der Zellteilung, der Bildung von Blutzellen, der Nukleinsäure-Synthese, der Funktion des Nervensystems, im Aminosäure- und Fettstoffwechsel, in der Energiegewinnung, im Eiweißstoffwechsel und in der Entgiftung involviert.
Cobalamin ist als Co-Faktor für die Wirkung zweier wichtiger Enzyme essenziell:
- für die Methionin-Synthase im Cytoplasma und
- für die L-Methylmalonyl-CoA-Mutase in den Mitochondrien.
Methionin Bildung im Cytoplasma: der Homocystein Stoffwechsel
Das Methylcobalamin im Cytoplasma vermittelt als Coenzym der Methionin-Synthase (auch: Homocystein-Methyltransferase) die Übertragung von Methylgruppen. Dabei entsteht aus Homocystein durch Methylierung Methionin. Methylcobalamin verliert dadurch seine Methylgruppe, wird also demethyliert, sodass in einer anschließenden Reaktion eine Remethylierung erfolgen muss, damit es wieder seiner Aufgabe gerecht werden kann. Diese Aufgabe übernimmt ein Methyl-Tetrafolat-Abkömmling, der zu Tetrahydrofolat, auch Coenzym F, umgesetzt wird. Methionin selbst wird als Methylgruppen-Lieferant für die Synthese von Neurotransmittern, Phospholipiden, DNA und RNA benötigt.
Ist zu wenig Vitamin B12 vorhanden, steigt der Homocystein-Gehalt an und Stoffwechselwege, die Methionin und Tetrafolat abhängig sind, laufen reduziert ab.
Es kommt zu Störungen in der DNA-Synthese und in der Bildung von Blutzellen (Hämatopoese). Funktionsstörungen der Methionin-Synthase scheinen zu Fehlbildungen in der Embryonalentwicklung (Neuralrohrdefekt) zu führen[9].
Vitamin B12 und die Mitochondrialen Reaktionen
In den Mitochondrien ist Adenosylcobalamin als Co-Faktor des Enzyms L-Methylmalonyl-CoA-Mutase an der Umlagerung von Amino- und Hydroxylgruppen an benachbarte Kohlenstoff-Atome beteiligt. Dabei entsteht Succinyl-CoA. Dieser Schritt ist Bestandteil des Abbaus von Aminosäuren wie Isoleucin, Valin, Threonin und Methionin sowie von ungradzahligen Fettsäuren und Cholesterin. Adenosylcobalamin-Mangel führt zu einer Anhäufung unphysiologischer Fettsäuren, die sich im Nervensystem ablagern und zu neurologischen und psychischen Erkrankungen führen.
B12 Aufnahme
Vitamin B12 erhält der menschliche Stoffwechsel hauptsächlich aus tierischen Quellen. Nach der Aufnahme wird es mittels Proteolyse (Abbau von Eiweißen) aus den Lebensmittel-Trägerproteinen freigesetzt. Nun bindet es an ein Glykoprotein Haptocorrin, das es vor dem Säureabbau im Magen schützt. Im Zwölffingerdarm wird dieses Protein wieder abgespalten. Vitamin B12 wird nur im unteren Teil des Darms (terminales Ileum) resorbiert. Auch die Darmbakterien im Dickdarm können Vitamin B12 bilden. Da dieser Teil jedoch hinter dem Abschnitt liegt, der in der Lage ist, Vitamin B12 zu resorbieren, bleibt das körpereigene Vitamin ungenutzt.
Der Intrinsische Faktor und die Verteilung von Vitamin B12
Für die Aufnahme von Cobalamin im terminalen Ileum ist ein intrinsischer Faktor (englisch: intrinsic factor; IF) notwendig. Dieser Faktor wird von den Belegzellen der Magenschleimhaut gebildet. Mit Hilfe der durch den Intrinsischen Faktor vermittelte Absorption werden nur 2 Mikrogramm Vitamin B12 pro Mahlzeit aufgenommen. Bei höheren Dosen, beispielsweise bei Supplementierungen, erfolgt zusätzlich eine deutlich weniger effektive unspezifische Absorption[10]. Der aufgenommene Cobalamin-Intrinsischer-Faktor-Komplex wird nachfolgend in den Darmepithelzellen gespalten. Das Cobalamin bindet an Transportproteine (Transcobalamine) und wird auf diese Weise im Blut transportiert[11].
Als sogenanntes Holotranscobalamin (Holo-TC) gelangt Cobalamin in die verschiedenen Körperzellen. Der größte Anteil von einem bis zwei Milligramm werden in der Leber gespeichert, geringere Mengen in der Muskulatur, im Herz und im Gehirn. Leber-Enzyme wandeln die Cobalamine aus der Nahrung in die wirksamen Formen Methyl- und Desoxyadenosylcobalamin um.
Reabsorption von Vitamin B12 und Ausscheidung
Die Gesamtmenge an Vitamin B12 im Körper eines Erwachsenen wird auf zwei bis drei Milligramm und die Halbwertzeit auf ein bis vier Jahre geschätzt[12].
Große Mengen des Vitamins werden über die Galle ausgeschieden. Ein effektiver Re-Absorptionsprozess sorgt dafür, dass ein Teil des über die Galle abgegeben Vitamins wieder in den Stoffwechsel zurückgeführt wird. Ist dieser Prozess gestört, nehmen die Speicherreserven ab. Über die Niere wird bei normaler Aufnahme und Verwertung sehr wenig Vitamin B12 ausgeschieden. Der Anteil beträgt dann weniger als ein Prozent. Existiert ein Überangebot, das die Re-Absorptionskapazität überschreitet, steigt der Anteil deutlich an[13].
Vitamin B12 Quellen
Nennenswerte Mengen an Vitamin B12 kommen vorrangig in tierischen Nahrungsmitteln vor. Die in den tierischen Produkten wie Fleisch, Innereien, Milch und Eier enthaltenen Cobalamine stammen aus der Synthese von meist anaeroben Bakterien. Wurzelgemüse, vergorene Lebensmittel wie Bier und Sauerkraut sowie bakteriell verunreinigte Lebensmittel können ebenfalls Spuren an Vitamin B12 enthalten. Diese Mengen tragen nur zu einem geringen Anteil zur Gesamtversorgung bei. Mit Cobalamin angereicherte Nahrungsmittel wie Cerealien oder Vitaminsäfte können dagegen zusätzliche Quellen sein.
Ausgewählte Lebensmittel mit den entsprechenden Vitamin B12 Gehalten [14]:
Lebensmittel | Vitamin B12 Gehalt pro 100 Gramm |
|---|---|
Rinderleber | 65µg |
Kalbsleber | 60µg |
Schweineleber | 39µg |
Putenleber | 30µg |
Hering | 8µg |
mageres Rindfleisch | 5µg |
Lachs | 3µg |
Kalbfleisch | 2µg |
Käse | 1,9µg |
Eier | 1,8µg |
mageres Schweinefleisch | 1µg |
Quark | 0,9µg |
Joghurt | 0,5µg |
Kuhmilch mit 3,5 Prozent Fett | 0,4µg |
Hühnerfleisch | 0,4µg |
Tagesbedarf an Vitamin B12
Der tägliche Bedarf eines gesunden Erwachsenen beträgt ein bis zwei Mikrogramm Vitamin B12. Da jedoch nur 50 Prozent des mit den Mahlzeiten zugeführten Vitamins für den Körper verfügbar sind (Bioverfügbarkeit), resultiert eine Zufuhrempfehlung von drei Mikrogramm pro Tag. Dies entspricht dem DACH-Referenzwert[15]. Hat ein 80-jähriger diese Empfehlung ein Leben lang beherzigt, erreicht er nicht einmal 0,1 Gramm als Gesamtmenge im Laufe seines Lebens. Für die Einschätzung des Tagesbedarfs genügt es nicht nur, auf den Gehalt an Vitamin B12 in den verschiedenen natürlichen Quellen zu achten, sondern zu berücksichtigen, dass dem Körper nicht die gesamte aufgenommene Menge auch tatsächlich zur Verfügung steht. Bei Lebensmitteln schwankt die Bioverfügbarkeit in Abhängigkeit von der Art und der Zubereitung der Nahrungsmittel. Aus Milch wird nur etwa 60 Prozent des Vitamins verwertet, bei Leberpastete sogar nur 10 Prozent.
Die optimale Zufuhr ist altersabhängig und muss bei Schwangeren und Stillenden erhöht werden. Schwangere geben Vitamin B12 an den Embryo, Stillende mit der Milch an den Neugeborenen ab und müssen dies ausgleichen.
Die empfohlene Zufuhr von Vitamin B12 (in Mikrogramm pro Tag) beträgt für:
- Säuglinge < vier Monate (unter Berücksichtigung des Gehalts in der Muttermilch: 0,5
- Säuglinge <12 Monate: 0,8
- Kinder < 4 Jahre: 1,0
- Kinder 4 bis 7 Jahre: 1,5
- Kinder 7 bis 10 Jahre: 1,8
- Kinder 10 bis 13 Jahre: 2,0
- Jugendliche und Erwachsene (ab 13 Jahre): 3,0
- Schwangere: 3,5
- Stillende: 4,0 [14]
Dosierung von Vitamin B12
Bei einem Verzicht auf tierische Lebensmittel sollte einem Vitamin Mangel mit Vitamin B12 Nahrungsergänzungen vorgebeugt werden.
Die Empfehlungen für die geeignete Dosis als Nahrungsergänzung variieren, und das aus gutem Grund. Zum einen spielen die beiden natürlichen Vorgänge eine Rolle, die für die Aufnahme, jedoch mit unterschiedlicher Kapazität sorgen und zum anderen die physiologische Situation, die den Bedarf definiert. Der Köper resorbiert das durch Lebensmittel und Nahrungsmittel aufgenommene Vitamin B12 auf zwei Wege: im Dünndarm unter Mithilfe des Intrinsic Factors und in den Schleimhäuten durch passive Diffusion. Die Anzahl der Rezeptoren im Dünndarm ist limitiert, sodass deren Aufnahmefähigkeit bei 1,5 bis zwei Mikrogramm auf einmal erschöpft ist. Erst nach mehreren Stunden, sind sie wieder bereit, Vitamin B12 aufzunehmen[16]. Wird die Menge überschritten, gelangt ein bis zwei Prozent des angebotenen Cobalamins über die Diffusion ins Blut, der darüber hinaus gehende Anteil wird ausgeschieden. Unser Körper ist also auf kleinere Dosen ausgelegt, die ihm über den Tag angeboten werden. Eine erhöhte Aufnahme mit einer Einmal-Dosis lässt sich nur über die passive Diffusion realisieren und bedeutet eine enorme Erhöhung der Dosis, wenn eine äquivalente Menge aufgenommen werden soll. Inwiefern solche immensen Dosen anzuraten sind, wurde bis jetzt nicht eindeutig bewertet.
Dosierung ist abhängig von mehreren Faktoren
Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt eine über den Tag verteilte Aufnahme von drei Mikrogramm[17] und liegt damit unter den in verschiedenen Studien an gesunden Erwachsenen ermittelten Werten von vier bis sieben Mikrogramm[18]. Während die DGE ihre Empfehlungen für ausgewählte Gesunde erstellt, berücksichtigen die erwähnten Studien natürliche Schwankungen einer Gesamtpopulation ohne Vorerkrankungen. Die Vegan Society favorisiert eine Einmal-Dosis am Tag mit zehn Mikrogramm[19], während eine einmalige Einnahme zur Behandlung von Anämien mit bis zu 600 Mikrogramm erfolgen muss, da hier über die weniger effektive passive Diffusion die erforderliche Menge aufgenommen wird[15].
Neben der Entscheidung, ob Vitamin B12 als Einzel- oder Mehrfach-Dosis zugeführt werden soll, wird die optimale Dosierung von der Fähigkeit des Körpers, das zugeführte Vitamin zu verwerten, beeinflusst. Bestimmte Medikamente, Alkohol und Probleme im Magen-Darm-Trakt, wie sie häufig bei älteren Menschen auftreten, behindern die Vitamin-B12-Aufnahme. In diesen Fällen ist die einmalige Einnahme angezeigt. Bei medikamentöser Beeinträchtigung und erhöhtem Alkoholkonsum werden 250 bis 500 Mikrogramm empfohlen[20], nach Magen-Darm-Operationen und Problemen in diesem Bereich[21] bis zu 500 Mikrogramm und bei älteren Menschen bis zu 1000 Mikrogramm[22].
Bei gesunden Menschen führt eine einmalige Dosis von 150 bis 250 Mikrogramm zu einer effektiven Aufnahme von Vitamin B12, die mit der vergleichbar ist, die über eine mehrmalige Dosierung mit bis zu 7 Mikrogramm erzielt wird[23].
Überdosierung
Es gibt eine Reihe von Anwendungen, bei denen Vitamin B12 über längere Zeit hochdosiert angewendet wird. Untersuchungen haben keine durch Überdosierung herbeigeführten Effekte bei einer Dosierung bis zu fünf Milligramm gezeigt. Diese Menge wurde bei Rauchgasvergiftungen eingesetzt[24]. Die Orale Zufuhr hoher Dosen bis zu zwei Milligramm erwiesen sich ähnlich effektiv wie intramuskuläre Injektionen[25]. Andere Publikationen weisen darauf hin, dass Vitamin B12 Mengen bis zu 3000 Mikrogramm unbedenklich sind, da der überschüssige Anteil wieder ausgeschieden wird[26].
In einigen wissenschaftlichen Publikationen wird jedoch auch ein erhöhtes Krebsrisiko durch erhöhte Cobalamin Zufuhr diskutiert[27]. Weitere Studien sind notwendig, um solche Zusammenhänge zu bestätigen. Eine dauerhafte und permante hochdosierte Einnahme von Nahrungsergänzungen mit B12 ist nicht zielführend und sollte nur von Menschen mit einem Mangel oder Krankheiten nach Rücksprache mit einem Arzt oder Heilpraktiker durchgeführt werden[28]. Für gesunde Menschen die keine Aufnahmehemmung haben empfiehlt es sich daher Vitamin B12 wellenförmig (z.B. nur alle 2-3 Tage) einzunehmen bzw. bei Bedarf. Auch sollten Wechselwirkungen mit anderen B-Vitaminen und Mineralstoffen beachtet werden.
Wechselwirkungen und Nebenwirkungen
In wenigen Fällen wurde ein akne-ähnlicher Ausschlag bei Anwendung von Vitamin B12 Präparaten beschrieben, die nicht auf eine Überdosierung zurückzuführen waren. Nach dem Absetzen ging der Ausschlag zeitnah zurück[29]. Systemische Reaktionen wie Schwindel, Hitzewallungen oder Übelkeit werden am ehesten mit den je nach Präparat zusätzlich verabreichten Trägerstoffen in Zusammenhang gebracht[30]. Selten führen diese Reaktionen zu einem anaphylaktischen Schock[31]. Solche bedrohlichen Überempfindlichkeitsreaktionen wurden eher bei Cyanocobalamin beobachtet, während über weniger gefährlichere Allergien gegen Hydroxylcobalamin berichtet wurde[32].
Da Vitamin B12 im Zusammenspiel mit verschiedenen anderen Nährstoffen wirkt, können Nahrungsergänzungen als Kombinationen sinnvoll sein. Wichtige Wechselwirkungen bestehen mit Folsäure. Beide sind essenziell für den Homocystein-Stoffwechsel[33]. Vitamin B12 ist für die Aktivierung von Folsäure verantwortlich. Ein Defizit kann deshalb einen Folsäuremangel zur Folge haben.
Die B-Vitamine sind in ihrer Wirkung eng verbunden. Die Details dazu sind Gegenstand zahlreicher Forschungen. Einige Wechselwirkungen wurden bereits beschrieben. Vitamin B12 und B6 sind beide im Kohlenstoff-Stoffwechsel involviert, der für den Aufbau verschiedener Moleküle wie Aminosäuren und Nukleotide verantwortlich ist[34]. Vitamin B3 (Niacin) und Riboflavin (Vitamin B2) sind an der Aktivierung von Vitamin B12 in diesem Stoffwechsel beteiligt. Biotin sorgt gemeinsam mit Magnesium für die Aktivierung von Vitamin B12, das seinerseits im Citrat-Stoffwechsel zur Energiegewinnung involviert ist[35].
Kalzium ist notwendig für die Bindung von Vitamin B12 an den Intrinsischen Faktor. Bei einem Kalzium Mangel wird nicht ausreichend Vitamin B12 durch die Darmschleimhaut geschleust und somit dem Stoffwechsel zur Verfügung gestellt[36].
Sind Kombinations-Präparate sinnvoll?
Nicht in jedem Fall. Bei Nahrungsergänzung für Veganer genügt die Zufuhr von Vitamin B12 allein. In der Schwangerschaft ist die gleichzeitige Einnahme von Folsäure und Cobalamin sinnvoll. Neuere Studien halten die gleichzeitige Behandlung mit weiteren B-Vitaminen für noch effektiver. Ähnliche Aussagen treffen die Autoren für die Wirkungen auf das Gehirn und das Nervensystem[37].
Vitamin B12 Mangel – Ursachen & Symptome
Wegen seiner langen Halbwertszeit entwickelt sich ein Mangel sehr spät, bei einem vollständigen Stopp der Aufnahme erst nach ein bis zwei Jahren12.
Unzureichende Zufuhr
Selten ist eine nicht ausreichende Vitamin-Zufuhr die alleinige Ursache für einen Vitamin B12 Mangel. Streng vegetarische und vegane Ernährung kann nach 10-20 Jahren zu einem Mangel führen. Bei Vegetariern und Veganern entstehen diese Defizite in der Schwangerschaft durch den gleichzeitig erhöhten Bedarf.
Gestörte Aufnahme und Verwertung
Weitaus häufiger tritt ein Vitamin Defizit infolge einer herabgesetzten Absorption auf. Die Vitamin B12-Absorption ist ein komplexer Vorgang, bei dem Probleme an den verschiedenen Stellen auftreten können. Sehr häufig wird ein zu geringer Intrinsic Factor diagnostiziert. Antikörper gegen den Intrinsic Factor oder die Magenschleimhautzellen, die diesen bilden, führen zu einem Mangel. Diese Antikörper können im Blut nachgewiesen werden.
Eine durch Antikörper verursachte Schilddrüsenunterfunktion wird nicht selten von einem Vitamin B12 Defizit mit Antikörpern gegen Magenschleimhautzellen begleitet.
Relativ häufig ist die chronische atrophe Gastritis, eine Entzündung der Magenschleimhäute, in deren Folge Belegzellen zugrunde gehen (Atrophie; Gewebeschwund), weniger Intrinsicher Faktor produziert wird und es so zu einer verminderten Aufnahme von B12 kommt. Zu den Betroffenen gehören vorwiegend Menschen in höherem Alter. In den westlichen Industrienationen weisen etwa die Hälfte der über-50-Jährigen diese Form der Gastritis auf, ohne dass sie Beschwerden verspüren. Der Befund wird meist zufällig entdeckt[38]. Chirurgische Eingriffe, bei denen Teile des Magens oder Darmabschnitte entfernt werden, können ebenfalls einen Vitamin Mangel verursachen.
Ist im Magen die Säureproduktion herabgesetzt, wird die Nahrung nicht vollständig aufgeschlossen und die Vitamin B12 Freisetzung blockiert.
Medikamente, Alkohol und ein starker Kalzium-Mangel stören die Absorption im Darm ebenso wie entzündliche Darmerkrankungen (Morbus Crohn, Zöliakie) und entzündliche Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse. Östrogenhaltige Verhütungsmittel, Magensäureblocker (Protonenpumpenhemmer), Metformin zur Behandlung des Typ 2 Diabetes, Blutdruck senkende Mittel wie ACE Hemmer, Medikamente gegen Herzrhythmusstörungen (Betablocker) und Cholesterin-Senker reduzieren die Aufnahme von Vitamin B12[39].
Bestimmte genetische Defekte in den Transportproteinen, die dafür sorgen, dass Vitamin B12 ins Blut und zu den Zielorganen gelangt oder in den Komponenten der Enzymreaktionen, die für die Umwandlung von Vitamin B12 in die stoffwechsel-aktiven Co-Formen verantwortlich sind, können seltene Ursache eines Mangels sein[40].
Erhöhter Bedarf
Der Vitamin B12 Verbrauch ist gesteigert bei Stress durch Radikale und Toxine, bei hoher körperlicher Belastung und während der Immunabwehr. Cobalamin bindet Radikale und Gifte, die auf diese Weise rasch ausgeschieden werden, sodass Cobalamin selbst für weitere Funktionen ebenfalls dem Körper verloren geht.
Bei chronischen Infekten wird die Immunabwehr unter Bildung immun-kompetenter Zellen stimuliert. Dafür wird vermehrt Vitamin B12 benötigt. Leukämien („Blutkrebs“) sind gekennzeichnet durch eine massive Bildung von Vorläuferzellen der weißen Blutkörperchen (Leukozyten). Dies bedeutet einen übermäßigen Vitamin B12-Mehrverbrauch.
Bei psychischem Stress kommt es zu einer vermehrten Ausschüttung von Neurotransmittern und Hormonen, bei der erhöhte Mengen Cobalamin verbraucht werden. Wurm- und Parasiten-Befall, insbesondere Bandwürmer, gehen mit einem massiven Vitamin B12 Verlust einher.
Nicht vergessen werden darf der erhöhte Bedarf in der Schwangerschaft und während der Stillzeit.
Symptome eines B12 Mangels
Zu Beginn sind die Symptome wenig ausgeprägt und weitestgehend unspezifisch. Deshalb werden sie häufig nicht einem Vitamin B12 Mangel zugeordnet.
Anhaltende Energielosigkeit, Erschöpfung und Leistungsschwäche sowie Stimmungsschwankungen und eingeschränkte Immunabwehr können Anzeichen für eine nicht ausreichende Vitamin B12 Aufnahme sein.
Ein fortgeschrittener Mangel führt zu klinischen Manifestationen, die die Haut, den Magen-Darm-Trakt, die Blutbildung und das Nervensystem betreffen können.
Veränderung der Blutbildung: die perniziöse Anämie
Ein Vitamin B12 Mangel setzt den Nukleinsäure Stoffwechsel und die DNA Synthese herab. Davon betroffen sind die im Knochenmark blutbildenden Vorläuferzellen, die sogenannten Blasten. Deren Entwicklung und Reifung ist gestört, was zur Ausbildung vergrößerter, funktionseingeschränkter Blasten, der Megaloblasten, führt. Gleichzeitig bilden sich große rote Blutkörperchen heraus, die stark mit dem Blutfarbstoff, dem Hämoglobin, beladen sind. Dennoch ist wegen der deutlich erniedrigten Erythrozytenzahl der Gesamtgehalt an Hämoglobin verringert: Es liegt eine Anämie vor. In der Medizin wird diese Form als megaloblastäre Anämie, auch perniziöse Anämie bezeichnet. Häufig ist außerdem die Anzahl der Leukozyten und der Blutplättchen herabgesetzt. Die anämie-typischen Symptome sind Blässe, Leistungs- und Konzentrationsschwäche, Abgeschlagenheit, eine verminderte Infektabwehr, Schwindel, ein beschleunigter Herzschlag („Herzrasen“; Tachykardie) und Atemnot bei Belastung[41].
Störungen im Magen- und Darm-Trakt
Zu den gastro-intestinalen Beschwerden zählen Übelkeit und Erbrechen sowie Durchfall, Verstopfungen, Zungenentzündung und Veränderungen der Schleimhäute.
Störungen im Neurotransmitter-Stoffwechsel und Nervenschäden
Cobalamin stellt einen essenziellen Faktor für die Synthese der Myelinscheiden und deren Funktion im Nervensystem dar. Sind die Speicher leer, kann es zu Symptomen wie Kribbeln und Taubheit an Händen und Füßen und zu psychiatrischen und neurologischen Symptomen infolge der Schädigung peripherer Nerven kommen. Dazu zählen Stimmungsschwankungen, Gedächtnisprobleme, Depressionen, Apathie und Verwirrtheit[42].
Diagnostik: Wie lässt sich ein Vitamin B12 Mangel nachweisen?
Ein ungezieltes Screening wird nicht empfohlen. Bei Risikogruppen oder Beschwerden, die auf ein Cobalamin Defizit hinweisen könnten, sind Blutuntersuchungen angezeigt. Im Blut lässt sich der Gesamtgehalt an Vitamin B12 bestimmen. Ein erniedrigter Wert spricht für einen B12 Mangel. Umgekehrt sind ein grenzwertiges Level oder Werte im niedrigen Normbereich nicht in jedem Fall aussagekräftig, da der Test auch die Anteile mitbestimmt, die nicht die Zielzellen erreichen. Besser geeignet sind Messungen des bioverfügbaren Vitamins über das Holo-Transcobalamin (Holo-TC-Test) oder von Stoffwechselprodukten, die auf einen Mangel reagieren. Dafür dient die Bestimmung von Methylmalonsäure im Urin (MMA). Ein erhöhter Wert spricht für eine geringe Verwertung und infolgedessen erhöhte Ausscheidung[43].
Vitamin B12 – Wirkung und Nutzen
Personen im höheren Lebensalter
Trotz vergleichbarer Ernährungsweise scheinen Menschen im höheren Lebensalter häufiger einen Vitamin B12 Mangel zu entwickeln als jüngere. Als Ursachen wird eine Entzündung der Magenschleimhaut mit Untergang von Belegzellen diskutiert, sodass weniger Magensäure und Intrinsic Factor produziert werden[44].
B-Vitamine fördern den Energiestoffwechsel und die Durchblutung im Gehirn. Bei nicht ausreichender Aufnahme von Vitamin B12 erhöht sich das Demenz-Risiko und der Abbau geistiger Fähigkeiten wird beschleunigt, wie Forscher beschrieben[45]. Damit wird der Mangel zum Risikofaktor für die Demenz-Entstehung. Ähnliche Ergebnisse wurde während der Untersuchungen an der Oxford Universität herausgefunden. 156 Studienteilnehmern mit leichten kognitiven Defiziten wurden B- Vitamine in einem B-Komplex-Präparat, das auch Vitamin B12 enthielt, verabreicht. Auf diese Weise konnte die Atrophie der grauen Substanz verringert und einem vorzeitigen geistigen Abbau vorgebeugt werden[46].
Vitamin B12 und das Immunsystem
Spätestens seit der Vitamin C Supplementierung ist die Wirkung der Mikronährstoffe auf das Immunsystem allgemein anerkannt. Weitere Untersuchungen wiesen nach, dass mehrere Mikronährstoffe nötig sind, die oft synergistisch wirken. Dazu gehören auch die Vitamine A, D, C, E, B6, B12 und Folsäure sowie Zink, Magnesium und Selen. In jedem Stadium der Immunantwort agieren bestimmte Mikronährstoffe. Die Vermehrung und das Wachstum von Immunzellen benötigt beispielsweise Vitamin B12[47]. Situationen mit erhöhten Anforderungen (Stress, Infektionen) bedeuten einen Mehrbedarf. Durch Supplementierung erhöht sich die Zahl der Zellen, die für die Immunität eine Rolle spielen und somit verbessert sich die Reaktion auf Infektionen[48].
Cobalamin in der Schmerzbehandlung
Mit dem Aufkommen der Opioide als Schmerzmittel verschwanden zunächst alternative und komplementäre Ansätze. Inzwischen setzt ein Umdenken ein. Zahlreiche Nebenwirkungen veranlassen die Forscher nach Alternativen für die Behandlung chronischer Schmerzzustände zu suchen. Vitamin B12 wurde eingesetzt für die Schmerzbehandlung bei diabetischer Neuropathie[53], Schmerzen im unteren Rückenbereich[54] und bei schmerzhaften Entzündungen im Bereich der Mundhöhle (Aphthen)[55]. Die Studien zeigen Vorteile bei der Behandlung der Schmerzen, wenngleich die Studienergebnisse noch nicht in jedem Falle handfest sind. Wegen der minimalen Risiken könnte eine Vitamingabe eine sinnvolle Alternative darstellen.
Tierversuche zur Aufklärung der Mechanismen unterstützen die Resultate. Sie konnten Effekte auf Cyclooxygenase-Enzyme und andere, an der Schmerzsignal-Entwicklung beteiligte Prozesse zeigen. Darüber hinaus konnten synergistische Vorteile von Vitamin B12, kombiniert mit nicht-steroidalen, entzündungshemmenden Schmerzmitteln, nachgewiesen werden[56].
Vitamin B12 in der Verhütung von Schlaganfällen
Nahrungsergänzungen mit Vitamin B6, Folsäure und Vitamin B12 senken die Homocystein-Konzentration im Blut und das Schlaganfall-Risiko im Vergleich zum Placebo. Es wurden in einigen Studien festgestellt, dass Cyanocobalamin dabei weniger wirksam war. Empfohlen wird daher als homocystein-senkende Maßnahme zur Prävention von Schlaganfällen, eine Kombination aus Folsäure und Methylcobalamin oder Hydroxocobalamin anstelle Cyanocobalamin sowie gegebenenfalls mit Vitamin B6[57].
Nervensystem und Gehirn
Die hauptsächliche Vitamin B12 Wirkung auf das Zentralnervensystem basiert auf seiner Beteiligung am Aufbau der Myelinscheide als Schutzhülle um die Nerven. Krankheiten, die mit Schäden an dieser Schutzhülle einhergehen, werden als demyeliniserende Erkrankungen bezeichnet, zu denen auch die Multiple Sklerose gehört. Als Folge werden Nervensignale nicht mehr korrekt übertragen. Es wird vermutet, dass diese Erkrankungen mit dem Vitamin B12 Haushalt im Zusammenhang stehen. Noch erklären die vorliegenden Daten nicht ausreichend die Mechanismen dahinter, es wird jedoch weiter daran geforscht[49].
Ein weiterer wesentlicher Aspekt betrifft die Bedeutung von Vitamin B12 für die Entwicklung des Gehirns. Untersuchungen an Kindern von streng veganen Eltern zeigten eine deutliche Unterentwicklung des Gehirns und eine gestörte mentale Entwicklung. Diese verbesserte sich deutlich nach Vitamin B12 Gabe[50]. Andere Studien bezogen den Intelligenz Quotienten in ihre Bewertung ein[51].
Psychische Erkrankungen, die von ausgeprägten Vitamin-B12-Mangel-Anämien begleitet werden, können bei einem Ausgleich des Defizits zurückgedrängt werden. Depressionen können durch Vitamin B12 Supplementierung positiv beeinflusst werden. Hierbei spielt die Beteiligung an der Bildung der Neurotransmitter eine bedeutende Rolle[52].
Vorteile in der Krebstherapie?
Gerade in der Krebstherapie kann ein Zuviel schaden. Vitamin B12 zum falschen Zeitpunkt, in der falschen Menge und bei bestimmten Tumoren eingenommen, können die Therapie ungünstig beeinflussen. Auf der anderen Seite gibt es Fälle, in denen die Wirksamkeit der Chemotherapie nicht beeinträchtigt, in anderen Fällen sogar verbessert wird. Hier ist die Dosis entscheidend. Hoch dosierte Gaben von Vitamin B12 während der Chemotherapie, ohne dass ein Mangel vorliegt, könnte die Zellteilungsprozesse in den Krebszellen unterstützen und somit deren Reduzierung entgegenwirken. Mit niedrig-dosierten Folsäure- und Vitamin-B12-Kombinationspräparaten können jedoch Nebenwirkungen einer Chemotherapie, deren Inhaltsstoffe den Folsäurestoffwechsel beeinflussen, herabsetzen. Pemetrexed ist ein solches Beispiel. Es stört die Synthese von DNA und bremst auf diese Weise das Wachstum von Krebszellen stärker als das von gesunden, langsam wachsenden Zellen. Zytostatika mit diesem Wirkstoff finden bei Lungentumoren Einsatz[58]. Kontroll-Untersuchungen geben Aufschluss über das Ausmaß der Vitamin-B12- und Folsäure-Erniedrigung. Eine angepasste Supplementierung dieser beiden Vitamine kann die Nebenwirkungen einer Chemotherapie abschwächen.
Vitamin B12 in der Schwangerschaft
Die Stoffwechsel von Folsäure und Vitamin B12 stehen in einem engen Zusammenhang. Folsäuremangel erhöht das Risiko eines Neuralrohrdefektes beim Neugeborenen. Die gemeinsame Einnahme von Folsäure und Vitamin B12 senkt das Risiko deutlich. Wichtig ist die Supplementierung in den sehr frühen Schwangerschaftsmonaten[59]. Dies wird unter Umständen durch das späte Erkennen der Schwangerschaft verhindert. Bei geplanten Schwangerschaften sollte deshalb rechtzeitig mit einer entsprechenden Nahrungsergänzung begonnen werden[60].
Vegetarier und Veganer sollten auf eine ausreichende Zufuhr von Vitamin B12 achten, um die Hirnentwicklung des Neugeborenen nicht zu verlangsamen50.
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt läuft eine umfangreiche Studie, die eine mögliche Ausbildung eines Vitamin B12 Mangels im Laufe des Lebens verfolgen soll: Startend mit den genetischen Voraussetzungen, werden die Versorgung im Mutterlaib, die Aufnahme mit der Muttermilch, die Einflüsse während des Wachstums und des Umfelds im Laufe des Lebens dokumentiert. In einer Pilotstudie wurde mit einer geringen Dosis von zwei Mikrogramm ein verbesserter Vitamin-Status erzielt. In einer sich anschließenden umfangreichen Supplementierungsstudie werden in den kommenden Jahren die Langzeiteffekte bei den im Untersuchungszeitraum geborenen Babys untersucht, um entwicklungsbedingte Veränderungen zu analysieren[61].
