Cobalamin – Vitamin B12 Tropfen und andere Darreichungsformen

ecodemy Podcast Nr. 6 : Cobalamin | Vitamin B12 Tropfen und andere Darreichungsformen

Der wahrscheinlich bekannteste kritische Nährstoff in der pflanzlichen Ernährung ist das Vitamin B12, auch Cobalamin genannt. Ein Mikronährstoff, der ausschließlich von Mikroorganismen, nicht jedoch von Pflanzen oder Tieren gebildet wird und für den menschlichen Organismus lebensnotwendig ist. Da manche Bakterien im Erdboden das Vitamin  synthetisieren können, wird teilweise behauptet, dass man über ungewaschenes Gemüse seinen Bedarf an Vitamin B12 vegan decken könne. Diese Aussage kann aber wissenschaftlich nicht belegt werden. Denn die Bakterien im menschlichen Dickdarm sind zwar auch zur Synthese von Cobalamin befähigt, die Absorption des Vitamins in die Blutbahn findet jedoch bereits in höheren Darmabschnitten statt. Deshalb stellt die Eigensynthese auch keine geeignete Versorgungsquelle dar. Wie du deinen Bedarf an Vitamin B12 vegan decken kann, erfährst du in diesem Artikel.

Vitamin B12 übernimmt essenzielle Funktionen in der Blutbildung und im zentralen Nervensystem, weshalb ein Mangel zu schwerwiegenden, irreversiblen Schäden führen kann. Bislang konnte noch kein pflanzliches Lebensmittel identifiziert werden, das den menschlichen Bedarf an Vitamin B12 decken kann. Nach aktuellem Stand der Wissenschaft ist dies bei einer rein pflanzlichen Kost lediglich über die Zufuhr von Supplementen möglich.

Funktionen

Vitamin B12 ist zum einen in den Prozess der Blutbildung involviert, zum anderen auch am Syntheseprozess unserer Erbsubstanz sowie am Zellteilungsprozess beteiligt. Auf biochemischer Ebene ist Cobalamin eng mit dem Folatstoffwechsel verbunden. Der wesentliche Reaktionsschritt ist die Regenerierung des Stoffwechselzwischenproduktes Homocystein in die Aminosäure Methionin. Erhöhte Blutwerte an Homocystein stehen mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen in Verbindung. Daher ist die Umwandlung von Homocystein zu Methionin so wichtig. Für diesen Prozess ist die Versorgung mit Vitamin B6, B12 und Folsäure ausschlaggebend, da diese Mikronährstoffe als Kofaktoren der beteiligten Enzyme dienen (Riesen, 2014). Durch den engen Zusammenhang zwischen Vitamin B12 und Folsäure äußert sich ein Mangel dieser Nährstoffe in ähnlicher Symptomatik.

Vitamin B12 ist auch an der Herstellung von Serotonin beteiligt. Bei dieser Substanz handelt es sich um einen Botenstoff des nervalen Systems mit vielfältiger Funktion. So reguliert Serotonin z. B. den Blutdruck, hebt unsere Stimmung, beeinflusst Abläufe des Magen-Darm-Traktes und spielt im Schlaf-Wachrhythmus eine wichtige Rolle.

Bioverfügbarkeit

Als Cobalamin(e) werden alle Vitamin B12-Formen bezeichnet, bei denen es sich um Moleküle mit einem einheitlichen chemischen Grundgerüst handelt. Unterschiede zeigen sich in den jeweils abgeänderten Randgruppen. Allen gemein ist das zentral vorliegende Kobalt-Ion im Molekül (siehe Abb. 1), von dem sich sein Name ableitet. Adenosyl-und Methyl-Cobalamin stellen die natürlichen und aktiven Formen im menschlichen Organismus dar. Hydroxy- und Aquo-Cobalamin können in die aktive Form überführt werden, während Cyano-Cobalamin eine synthetische Form darstellt und primär in Supplementen Verwendung findet.

Alle weiteren Abwandlungen des Grundgerüstes stellen B12-Analoga ohne nachgewiesene Bioverfügbarkeit für unseren Körper dar. Diese Formen finden wir in pflanzlichen Quellen, wie z. B. in der Alge Spirulina (Watanabe, 2007). Es gibt Hinweise auf Algen mit hohen Gehalten an bioverfügbarem Vitamin B12, wie z. B. Chlorella und Nori. Die aktuelle Studienlage liefert jedoch keine hinreichenden Belege, dass diese eine adäquate Versorgung des menschlichen Bedarfs ermöglichen können (Croft et al., 2005; Kittaka-Katsura et al., 2002; Merchant et al., 2015).

Vitamin B12 gelangt über unseren Verdauungstrakt mit Hilfe eines Proteins, dem sogenannten  Intrinsic Factor, in den Blutkreislauf. Diesen bildet die Magenschleimhaut und er geht mit dem Vitamin einen Komplex ein, der letztlich über einen spezifischen Rezeptor in der Dünndarmschleimhaut absorbiert wird. Somit hängt dein Versorgungszustand nicht nur von der Zufuhrmenge an bioaktivem Vitamin B12, sondern ebenso von der Synthesekapazität des Intrinsic Factors ab. Dabei neigen insbesondere ältere Personen zu mangelnder Eigenproduktion dieses Faktors. Das Vitamin kann aber auch teilweise ohne Shuttle-Funktion (passiv) in unseren Blutkreislauf gelangen. Dieser Vorgang findet insbesondere bei der Zufuhr hoher Konzentrationen statt, wie sie in Vitamin B12-Supplementen vorliegen können.

Cobalamin besitzt eine nennenswerte Speicherkapazität im menschlichen Organismus. Der Großteil befindet sich in der Leber, geringere Mengen in der Muskulatur. Die gefüllten Speicher machen ca. 2-5 mg aus und können uns über einen Zeitraum von 3-5 Jahren versorgen (Elmadfa und Leitzmann, 2004).

Bedarf und Status

Die Empfehlung der DGE für Jugendliche und Erwachsene liegt bei 4 µg Vitamin B12 pro Tag. In diesem Wert ist wegen der teils hohen Resorptionsvariabilität ein ausreichender Sicherheitszuschlag enthalten. Wie bei Eisen und anderen Nährstoffen haben Schwangere (4,5 µg/Tag) und Stillende (5,5 µg/Tag) einen Vitamin B12-Mehrbedarf.

Der Versorgungsstatus mit Vitamin B12 lässt sich anhand von Blutanalysen ermitteln, wobei du für eine aussagekräftige Bewertung verschiedene Parameter heranziehen solltest. Die Konzentration an Cobalamin informiert lediglich über den akuten Versorgungszustand, während die Analyse des Transportproteins Holo-Transcobalamin (Holo-TC) eine geeignetere längerfristige Referenz darstellt. Ein weiterer Langzeitparameter ist die Konzentration von Methylmalonat (MMS) im Harn und im Blut. Da dieses Stoffwechselzwischenprodukt mit Hilfe von Vitamin B12 umgesetzt wird,  akkumuliert es bei Abwesenheit von Cobalamin. Serumwerte über 32 µg/l Methylmalonat indizieren einen wahrscheinlichen Mangel an Vitamin B12 (LADR, 2016).

Gleiches gilt für die Aminosäure Homocystein, die du als zusätzliches Diagnostikkriterium heranziehen kannst: Ein Mangel an Vitamin B12 verursacht erhöhte Konzentrationen im Blut.

Mangel

Eine unzureichende Versorgung an Vitamin B12 kann eine Reihe an verheerenden, teils irreversiblen Schäden mit sich bringen. Die fehlende Remethylierung von Homocystein zu Methionin begünstigt einen sekundären Mangel an Folat. Folsäure bzw. Folat ist in den DNA-Syntheseprozess involviert. Durch einen Mangel wird vermehrt 5-Methyl-THF synthetisiert, welches  nicht für die Nukleosidsynthese herangezogen werden kann, es kommt zu einer gestörten Zellteilung im Körper. Insbesondere die Produktion von roten Blutkörperchen, Zellen der Mund-, Rachenschleimhaut und des Nervensystems sind stark betroffen. Blutarmut mit Blässe, Müdigkeit, Schwindel und verzögerte Wundheilung stellen klassische Symptome dar. Auf neurologischer Ebene spricht man bei einem Vitamin B12-Mangel von der sogenannten funikulären Myelose. Das Krankheitsbild zeichnet sich durch Störungen der Bewegungskoordination, der Sensibilität, der Reflexe und durch Muskelkrämpfe aus. Die kognitive Leistung kann rapide abnehmen, gegebenenfalls treten Verwirrungszustände, Gedächtnisstörungen oder gar Halluzinationen auf.

Die Aminosäure Homocystein akkumuliert im Blutsystem, was potenziell Gefäßerkrankungen begünstigen kann. Homocysteinwerte von mehr als 12 μmol/l im Blutplasma stehen in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Kasper, 2009).

Ein Vitamin B12-Mangel kann nicht nur ernährungsbedingt sein. Störungen bei der Absorption, wie eine unzureichende Produktion des Intrinsic Faktors, Erkrankungen des Verdauungstraktes oder Störungen bei der Verwertung des Vitamins können ebenso ein Defizit verursachen. Ebenso begünstigt die Einnahme von Protonenpumpenhemmern oder dem Antidiabetikum Metformin über längere Zeit einen Vitamin B12-Mangel (Schmidt, 2011).

Vorkommen

Ausschließlich Mikroorganismen sind zur Synthese von Vitamin B12 befähigt. In pflanzlichen Lebensmitteln finden sich kaum bis gar keine Gehalte an dem essenziellen Nährstoff. Tiere können sich teilweise über die Eigensynthese im Darm bzw. Magen (Wiederkäuer) mit Vitamin B12 versorgen. Außerdem enthalten auch ihre Futtermittel das Vitamin, weshalb Fleisch, Innereien und weiteren vom Tier stammenden Produkte Cobalamin enthalten.

Im pflanzlichen Bereich sind lediglich Spuren an Vitamin B12 in Knollen- und Wurzelgemüsesorten vorhanden. Eine wesentliche Voraussetzung ist die Vergesellschaftung der Pflanze mit Knöllchenbakterien (Hülsenfrüchten), da letztere zur Vitamin B12-Synthese befähigt sind und die Pflanze symbiotisch mit dem Vitamin versorgen. Weitere Quellen mit geringfügigem B12-Gehalt sind vergorene Lebensmittel, wie Sauerkraut oder Bier. Die Nahrungsmittelindustrie reichert auch diverse Lebensmittel synthetisch mit Vitamin B12 an. Zu diesen Produkten zählen beispielsweise Pflanzendrinks, spezielle Säfte, Energy Drinks oder Fleischalternativen.

Allerdings reichen die genannten Quellen meist nicht dafür aus, den Bedarf an Vitamin B12 zu decken, weshalb langfristig die Verwendung von Vitamin B12-Supplementen notwendig und die regelmäßige Kontrolle des Versorgungsstatus anzuraten ist (Leitzmann und Keller, 2013).

Vitamin B12-Supplemente

Die synthetische Vitamin B12-Herstellung ist bereits seit Jahrzehnten möglich. Dadurch wurde einerseits die Anreicherung von Lebensmitteln und andererseits die Produktion von Supplementen möglich. Die angebotenen Darreichungsformen unterscheiden sich in ihrer Resorptionsfähigkeit. Tabletten sind auf die Produktion des Intrinsic-Faktors im Magen angewiesen und können erst im Anschluss über die Dünndarmschleimhaut resorbiert werden. Flüssige Darreichungsformen (Tropfen) werden dagegen bereits passiv über die Mundschleimhaut in den Blutkreislauf aufgenommen. Ähnliches gilt für Lutschtabletten oder angereicherte Zahnpasta, wobei letztere primär zur Aufrechterhaltung des Vitamin B12-Status geeignet ist und nicht zum Ausgleich eines Mangels.

Wenn ein starker Mangel vorliegt, wird eine Vitamin-B12-Spritzenkur empfohlen. Dabei wird das Vitamin subkutan injeziert und der Magen-Darm-Trakt vollkommen umgangen. Somit kann das Cobalamin ungehindert und vollständig in den Blutkreislauf gelangen.

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Status bei veganer Ernährung

Die EPIC-Oxford Studie kam in ihren Auswertungen zu dem Schluss, dass die Hälfte aller untersuchten Veganer Vitamin B12-Blutwerte unter dem Referenzwert aufwiesen (Gilsing et al., 2010). Vergleichbare Ergebnisse lieferte eine Untersuchung einer deutschen und niederländischen Populationsgruppe, bei der das Transportprotein Holo-Transcobalamin als Messparameter herangezogen wurde (Herrmann et al., 2003). Heute kennt allerdings fast jeder die Relevanz einer Supplementierung, so dass die Häufigkeit eines Mangels bei veganer Ernährung wahrscheinlich sinkt. In einer Subgruppe der Adventist Health Study 2 nahmen 15 % der 76 untersuchten Veganer weniger als 2 µg Vitamin B12 pro Tag über angereicherte Lebensmittel und Supplemente auf (Haddad et al., 2020). Zudem gibt es einen engen Zusammenhang zwischen der Dauer der veganen Ernährungsweise und dem Absinken der Vitamin B12-Konzentrationen im Blutserum, wenn nicht supplementiert wird (Hahn und Waldmann, 2004). Diese Ergebnisse zeigen die Relevanz einer Aufnahme über Nahrungsergänzungsmittel bei einer rein pflanzlichen Ernährung.

Zusammenfassung

Vitamin B12 übernimmt essenzielle Funktionen bei der Blutbildung, der Regeneration von Homocystein sowie in unserem Nervensystem. Mängel können irreparable Schäden hervorrufen und Blutarmut sowie kognitive Störungen verursachen. Nach der aktuellen Forschungslage ist bei einer rein pflanzlichen Ernährung darauf zu achten, Vitamin B12-Quellen in Form von Supplementen heranzuziehen. Denn eine Versorgung über pflanzliche Lebensmittel gilt als unzureichend. Zusätzlich solltest du deine Blutparameter (Holo-Transcobalamin, Methylmalonat, Homocystein) regelmäßig untersuchen lassen.

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Literatur

Claus Leitzmann und Markus Keller (2013), Vegetarische Ernährung, 3. Auflage, UTB.

Claus Leitzmann et al. (2009), Ernährung in Prävention und Therapie, 3., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage, Hippokrates.

Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährung (SGE) (2016); Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr; 2. Auflage, 2. aktualisierte Ausgabe.

Riesen W.F. Homocystein – kardiovaskulärer und zerebrovaskulärer Risikofaktor oder Risikomarker? Schweizer Zeitschrift für Ernährungsmedizin (2014). Ausgabe 3/12: 15-18.

Elmadfa I., Leitzmann C (2004). Ernährung des Menschen 4. Auflage, Ulmer, Stuttgart.

Schmidt J. (2011) Häufigkeit, Ursachen und Risikogruppen des Vitamin B12-Mangels. Stellungnahme – Gesellschaft für Biofaktoren (GfB).

Max-Rubner-Institut (2008). Nationale Verzehrs Studie II, Ergebnisbericht, Teil 2.

LADR – Laborärztliche Arbeitsgemeinschaft für Diagnostik und Rationalisierung e.V. Diagnostik des Vitamin-B12-Mangels: Bedeutung des Holo-Transcobalamins für die Früherkennung. LADR informiert (2016). Nr. 232: 1-4.

Kasper H. (2009) Ernährungsmedizin und Diätetik. Urban & Fischer, 11. Auflage, München.

Gilsing A.M.J., Crowe F.L., Lloyd-Wright Z., Sanders T.A.B., Appleby P.N., Allen N.E., Key T.J. Serum concentrations of vitamin B12 and folate in British male omnivores, vegetarians and vegans: results from a cross-sectional analysis of the EPIC-Oxford cohort study. European Journal of Clinical Nutrition (2010). Vol. 64: 933–939.

Haddad, E.H., Berk, L.S., Kettering, J.D., Hubbard, R.W., and Peters, W.R. (1999). Dietary intake and biochemical, hematologic, and immune status of vegans compared with nonvegetarians. The American Journal of Clinical Nutrition 70, 586s–593s.

Hahn A., Waldmann A. Gesund mit reiner Pflanzenkost? Nutzen und Risiken einer veganen Ernährung. Unimagazin Hannover, Forschungsmagazin der Universität Hannover (2004). Vol. 1(2): 6-9.

Herrmann W., Schorr H, Obeid R., Geisel J. Vitamin B-12 status, particularly holotranscobalamin II and methylmalonic acid concentrations, and hyperhomocysteinemia in vegetarians. The American Journal of Clinical Nutrition (2003). Vol. 78: 131–136.

Merchant, R.E., Phillips, T.W., and Udani, J. (2015). Nutritional Supplementation with Chlorella pyrenoidosa Lowers Serum Methylmalonic Acid in Vegans and Vegetarians with a Suspected Vitamin B12 Deficiency. Journal of Medicinal Food 18, 1357–1362.

Bildquellen

• Blutgefäß mit Erythrozyten: © Stockunlimited
• Cobalamin-Strukturformel: Bildrechte beim Autor
• Nervenzelle: © Stockunlimited
• Vitamin B12-Kapsel (Cyanocobalamin): © alexlmx / Fotolia.com
• ecodemy Infografik – Vitamin B12 Aufnahmewege: Bildrechte beim Autor
• Titelbild – Grüne Bakterien: © Giovanni Cancemi / Fotolia.com

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