Vitaminen |
||
|
||
Vitaminen Vitamine ( van Latijn vita = leven ; en van aminen )
Vitaminen
zijn naast de essentiële aminozuren en vetzuren noodzakelijke
bestanddelen van ons voedsel.Vitaminen zijn organische verbindingen die
als katalysatoren bij stofwisselingsreacties of als redoxactieve
membraanbestanddelen gebruikt worden.Omdat ze in het organisme niet of in
onvoldoende mate gesynthetiseerd kunnen worden, moeten ze via het voedsel
worden opgenomen. Enkele vitamines worden gemaakt in het lichaam (
vitamine K door darmbacteriën, vitamine D in
de huid onder invloed van zonlicht). De naamgeving “vitamine” stamt af van de ontdekking
dat de ziekte beri-beri veroorzaakt werd door een gebrek aan thiamine
(vitamine B1) in het voedsel. Dit amine bleek dus essentieel
voor de gezondheid. Sindsdien worden alle organische spoorverbindingen in
de voeding vitaminen genoemd. Geschiedenis : Reeds voor de eeuwwisseling ( 1900 ) waren er enige aanwijzingen dat er - naast de energieleverende voedingsbestanddelen ( koolhydraten en vetten ) , eiwitten en bepaalde minerale bestanddelen - nog enkele stoffen in ( zeer ) kleine hoeveelheden in de voeding van mens en dier dienden voor te komen om tegen bepaalde ziekten als rachitis, beriberi, scheurbuik e.a. bescherming te geven. Op het einde van de 19de eeuw kwam in het toenmalige Nederlands - Indië beriberi veelvuldig voor. Na fundamenteel werk van Christiaan Eijkman ( biografie ), o.a. over de mogelijke oorzaak van deze ziekte, sprak zijn medewerker Gerrit Grijns voor het eerst over het begrip "partiële honger", daarmee te kennen gevend dat de beriberi, die veel voorkwam onder diegenen die gepelde rijst als hoofdvoedsel gebruikten, toe te schrijven was aan het ontbreken van een "beschermende stof" in de voeding. In 1911 introduceerde de Poolse chemicus Casimir Funk ( 1844-1967) de benaming "vitamine" omdat hij dacht dat deze "beschermende stoffen" aminen ( stoffen met een NH2 groep ) waren , hetgeen later slechts voor enkele ( o.a. het anti-beriberi-vitamine) juist bleek te zijn ; de naam vitamine heeft echter algemeen ingang gevonden. De veronderstelling dat de beschermende stof aanwezig was in de zilvervliesjes van de rijst, bleek juist te zijn, maar het duurde nog tot 1926 eer Barend Coenraad Petrus Jansen en W.F. Donath de stof in kwestie daaruit in zuivere toestand konden isoleren. Pas in 1936 werd de structuur van deze beschermende stof opgehelderd. Men noemde haar vitamine B (tegenwoordig vitamine B1 ) ; de structuur van een andere beschermende stof ( vitamine A ) was namelijk al lang daarvoor ( in 1930 ) opgehelderd. Sir Frederick Gowland Hopkins – Nobel Lecture ( The earlier history of vitamin research )
Indeling :
Vitaminen
worden ingedeeld op basis van hun vetoplosbaarheid: -vetoplosbare vitaminen
: A, D, E en K.
-wateroplosbare
vitaminen : B, C, foliumzuur en biotine.
Vitamine A De
carotenoïden
Carotenoïden
zijn geconjugeerde polyenen of geoxideerde derivaten daarvan die formeel
uit acht isopreen-eenheden ( 40 C-atomen) zijn opgebouwd. Bekende
vertegenwoordigers zijn ß-caroteen en het geoxideerde derivaat luteine.
Voor het menselijk metabolisme spelen de carotenoïden vooral een rol als
voorloper van vitamine A. Het ß-caroteen staat bekend als het zeer
werkzame provitamine A dat in het lichaam in vitamine A wordt omgezet.
Verschillende
enzymen worden door vitamine A geactiveerd en vitamine A wordt gemakkelijk
in celmembranen opgenomen.Vitamine A vervult voornamelijk een rol bij de
celopbouw.
Vitamine
B
Er
zijn een negental vitaminen die tot de B groep behoren. Ze hebben met
elkaar gemeen dat ze alle oplosbaar zijn in water en voorkomen in gist. De
belangrijkste zijn vitamine B1,B2,B6 en
B12.
Vitamine B1 Thiamine : ontdekt in 1901. Brutoformule C12H18Cl2N4OS Dit vitamine met de naam thiamine ( of aneurine ) wordt ook wel eens het anti
beri-beri
vitamine genoemd omdat de ontdekking van deze stof
onverbrekelijk met deze ziekte verbonden is. De biologisch actieve vorm is thiaminepyrofosfaat , waarin een pyrofosfaatgroep door een esterbinding gebonden is aan de gesubstitueerde thiazoolgroep. Thiaminepyrofosfaat fungeert als coënzym voor een dertigtal enzymen, allen betrokken bij de koolhydraatstofwisseling; als cocarboxylase participeert thiaminepyrofosfaat in o.a. de oxidatieve en de niet - oxidatieve decarboxylering van α-ketozuren . Voorts is thiaminepyrofosfaat als coënzym betrokken bij de transketolasereactie in de pentosefosfaatcyclus. Een
tekort aan thiamine veroorzaakt zenuwontstekingen en uiteindelijk
spierverlammingen. De ziekte
Beri-Beri ( Singalees voor “ik kan niet”)
komt bijna uitsluitend in de tropen voor en wordt veroorzaakt door een
stoornis in de suikerstofwisseling waardoor afwijkingen in de zenuwen
ontstaan. Veel voedingsmiddelen, zoals brood en aardappelen, bevatten een
overschot aan vitamine B1 zodat in westerse landen een tekort
niet gauw zal voorkomen. Vooral zemelen van graanproducten zijn rijk aan
vitamine B1. Gepelde rijst daarentegen bevat slechts weinig
vitamine B1. Een andere thiamine gerelateerde ziekte staat bekend als het Wernicke - Korsakoff Syndroom. ( Transketolase deficiëntie of ook wel : alcohol-uitgelokte encephalopathie ) OMIM: Wernicke - Korsakoff Syndroom e-Medicine: Wernicke - Korsakoff Syndroom Deze ziekte wordt vaak gevonden bij chronische alcoholisten. Dit syndroom wordt gekarakteriseerd door een acute encephalopathie ( degeneratieve hersenaandoening ), gevolgd door een chronische beschadiging van het korte termijn geheugen. Patiënten met het Wernicke Korsakoff syndroom blijken een aangeboren stoornis van de stofwisseling te hebben die klinisch alleen belangrijk is wanneer deze mensen een dieet volgen die arm aan thiamine is. Waarschijnlijk houdt dit in dat het Wernicke Korsakoff syndroom een recessieve ziekte is, vermoedelijk autosomaal recessief. Een vroege behandeling met hoge doses thiamine kan de ziekte stabiliseren. Transketolase ( EC 2.2.1.1. ) is een thiamime afhankelijk enzym die de volgende reactie katalyseert: Sedoheptulose 7-phosphate + D-glyceraldehyde 3-phosphate <=> D-ribose 5-phosphate + D-xylulose 5-phosphate
Vitamine B2 Riboflavine : van ribose en van flavus = geel. Brutoformule : C17H20N4O6
Vitamine
B2 (riboflavine of lactoflavine ) is een belangrijk vitamine
voor veel stofwisselingsprocessen. Riboflavine is het gele bestanddeel van
de waterstofoverdragende coënzymen
Flavine-Mono-Nucleotide (FMN) en
Flavine-Adenine-Dinucleotide.
Vitamine
B2 komt veel voor in melk,brood en jonge groenten. Het wordt
niet opgeslagen in het lichaam, een overmaat wordt uitgescheiden. Gebrek
aan vitamine B2 leidt tot ontstekingen en afbraak van weefsel
rond de mond, neus en tong, verschraling van de huid en brandende ogen.
Vitamine B3
Vitamine
B3 is beter bekent als niacine, dat zowel de aanduiding is voor
nicotinezuur als voor nicotinamide. ( chemische naam is : pyridine -3-
carbonzuur ) Het is de bouwsteen voor NAD+
en NADP+, belangrijke coënzymen bij biologische redoxreacties.
Niacine komt voor in vlees. Niacine
is een vitamine dat het lichaam tot op zekere hoogte zelf kan maken uit
het essentiële aminozuur
tryptofaan.Op elke 60 mg tryptofaan in het dieet
wordt ongeveer 1 mg niacine geproduceerd. Dit
is voor de meeste mensen ongeveer de dagelijkse behoefte.Een tekort aan
niacine kan
pellagra veroorzaken, een ziekte die gepaard gaat met
huidproblemen en verzwakking van het zenuwstelsel.
Pellagra is vooral een
probleem wanneer graan en maïs de belangrijkste voedselbronnen zijn
omdat deze producten een laag tryptofaan gehalte hebben.
Vitamine B5 Pantotheenzuur
( vitamine B5): ontdekt in 1930; Brutoformule is C18H32CaN2O10, wordt gebruikt als bouwsteen in het coënzym A-
molecuul. Coënzym A vervult een centrale rol in het metabolisme.
Pantotheenzuur komt voldoende voor in het voedsel.
Vitamine B6 Vitamine B6, met de chemische naam pyridoxine of adermine (3-hydroxy-4, 5-dihydroxy-methyl-2-methylpyridine), is belangrijk voor talrijke processen in de stofwisseling. Pyridoxine is belangrijk voor de omzetting van aminozuren in hormonen, enzymen en vele andere stoffen. Daarnaast zorgt het voor het transport van deze aminozuren en speelt het een rol in de stofwisseling van koolhydraten (suikers) en eiwitten, in de cholesterolstofwisseling en bij de vorming van prostaglandinen, waardoor het belangrijk is voor allerlei biochemische processen in ons lichaam. Ook de vochtbalans in het lichaam wordt mede geregeld door pyridoxine, doordat deze invloed op de balans tussen natrium (zout) en kalium. Verder ziet men bij een verstoorde slaap dat l-tryptofaan regulerend werkt, maar voor de omzetting van dit l-tryptofaan naar serotonine is voldoende vitamine B6 nodig. De homocysteïnespiegel (een goede indicatie voor het risico op hart- en vaatziekten), wordt gunstig beïnvloed door pyridoxine (in combinatie met foliumzuur, vitamine B12 en betaïne).
In de enzymatische
stofwisselingsreacties is vitamine B6 echter niet de biologisch
actieve vorm. Daarvoor wordt pyridoxine eerst omgezet in de aldehydevorm
en wordt de hydroximethylgroep omgezet in een fosfaatester waardoor het
werkelijke coënzym, pyridoxaalfosfaat,ontstaat.
Vitamine
B6 komt voor in vlees, lever, bruinbrood en een aantal
groenten. Tekort aan vitamine B6 uit zich in rode, schilferige
huidveranderingen, vooral rond de neus, mond en ogen.
Vitamine B12 Vitamine B12, of
cobalamine; ontdekt in 1947; Brutoformule C63H88CoN14O14P, is een ingewikkelde stof met een molecuulmassa van 1400 u. Het
is onmisbaar voor de aanmaak van rode bloedlichaampjes. Daarnaast speelt
het een belangrijke rol bij de aanmaak van de nucleïnezuren in de cel en
bij de stofwisseling van aminozuren. Vitamine B12 (
coënzym B12 ) is de enige bekende verbinding in een levend
organisme waarin zich kobalt bevindt. Vitamine B12 komt
voor in vlees, vis en zuivelproducten en wordt tevens door de darmbacteriën
gevormd. Erfelijke stoornissen betreffende het transport en metabolisme van cobalamine ( Vitamine B12 ) :
A : Combined AdoCbl and MeCbl Deficiency: ( Combined Adenosylcobalamin and Methylcobalamin Deficiency) 1 Food Cobalamin Malabsorption 3 Enterocyte Cobalamin Malabsorption ( Imerslund-Gräsbeck Syndrome) 4 Transcobalamin II Deficiency
B : Defects in cellular AdoCbl and MeCbl: (deficient activity of both methylmalonyl CoA mutase and N5-methyltetrahydrofolate:homocysteinemethyltransferase) 1 cblC ( cbl = Cobalamin) Combined deficiency of methylmalonyl CoA mutase and Homocysteine: methyltetrahydrofolate methyltransferase. 2 cblD ( Methylmalonicacidemia and Homocystinuria ) 3 cblF ( Methylmalonicaciduria due to vitamin B12 release defect )
C : Defects in AdoCbl Synthesis : ( AdoCbl = Adenosylcobalamin ) 1 cblA ( methylmalonicaciduria, vitamin B12 responsive ) 2 cblB ( methylmalonicaciduria, vitamin B12 responsive )
D : Defects in MeCbl Synthesis : ( MeCbl = Methylcobalamin ) 1 cblE ( Homocystinuria-megaloblastic anemia due to defect in cobalamin metabolism ) 2 cblG ( Homocystinuria-megaloblastic anemia due to defect in cobalamin metabolism )
Vitamine C Ascorbinezuur ( van
Grieks: a = niet; en Frans: scorbut = scheurbuik ; Engels:
scheurbuik =
Scurvy ), ontdekt in
1932; Brutoformule is C6H8O6, chemische
verbinding waarvan de L-vorm bekend is als vitamine C. Vitamine C, of ascorbinezuur, vervult een rol bij de
stofwisseling van aminozuren, de vorming van rode bloedlichaampjes, de
opname van ijzer door de darmwand en bij de synthese van
adrenalinehormonen. Daarnaast is het betrokken bij de vorming van
collageen, een belangrijk eiwit voor steungevend weefsel in het lichaam,
zoals kraakbeen, beenweefsel en tandweefsel.
In
vergelijking met andere vitaminen is de dagelijkse behoefte aan vitamine C
hoog,circa 45 mg wordt als minimumhoeveelheid aanbevolen. Hogere doses
kunnen zonder schade opgenomen worden.
Het
vitamine komt voor in citrusvruchten, aardappelen, bladgroenten en
tomaten.
Vitamine
D
Vitamine
D bestaat net als vitamine B uit een groep verschillende stoffen,
aangeduid met D1, D2, D3, D4 en D5. Deze
verschillende stoffen ontstaan door bestraling met ultraviolet licht van
bepaalde voorstadia, de provitaminen, die in de huid aanwezig zijn. De
twee belangrijkste vormen zijn het natuurlijk voorkomende cholecalciferol
(D3) en ergocalciferol (D2), dat uit het
plantensteroïd ergosterol wordt gemaakt. beide vormen van vitamine D zijn
even nuttig en kunnen in de lever en de nieren worden omgezet in de
hydroxy- en dihydroxyderivaten, de eigenlijke actieve verbindingen.
Vitamine D bevordert de toelevering van calcium en fosfaat bij de opbouw
van tanden en beenderen. Onder invloed van zonlicht wordt 7-dehydrocholesterol in de huid omgezet tot vitamine D3 ( cholecalciferol ). In de lever wordt vitamine D3 door het enzym 25-hydroxylase omgezet in 25-hydroxycholecalciferol ( Calcidiol ). Het enzym 1-alpha-hydroxylase zal in de mitochondriën van het nierweefsel de stof 25-hydroxycholecalciferol omzetten in de stof 1,25-dihydroxycholecalciferol ( Calcitriol ). Calcitriol is de actieve vorm van vitamine D3.
Eieren,boter,melkvet,
lever en vette vis bevatten veel vitamine D. De belangrijkste natuurlijke bronnen van vitamine D zijn echter de steroïden die in het lichaam geproduceerd worden. Deze worden door de werking van direct zonlicht op de huid omgezet in vitamine D. Een tekort aan vitamine
D in de kinderjaren (o.a. door een gebrek aan zonlicht) kan leiden tot
rachitis, de z.g.n. Engelse ziekte, een ernstige afwijking van het skelet.
Vitamine
E
Vitamine
E is in werkelijkheid een mengsel van verschillende tocoferolen en komt
vooral voor in plantaardige oliën. Het fungeert daar als een natuurlijk antioxidans. Bekend is dat het de oxidatie van meervoudig onverzadigde
vetzuren tegengaat. Hoe hoger het gehalte aan meervoudig onverzadigde
vetzuren in het dieet, hoe hoger het gehalte aan vitamine E dat in het
bloedserum wordt aangetroffen. Bij een normale voeding wordt voldoende
vitamine E opgenomen. Een kunstmatig laag gehouden gehalte aan vitamine E
in het bloed veroorzaakte bloedarmoede en spieraandoeningen.
De
biologisch meest actieve component van vitamine E is
Biotine: (
Vitamine H )
Biotine ( een
enkele maal aangeduid als vitamine H ) wordt in de biosynthese toegepast
als coënzym op plaatsen waar CO2 wordt overgedragen. Een
voorbeeld van waar dit gebeurt, vinden we in de biosynthese van vetzuren
waar acetyl-CoA wordt omgezet in malonyl-CoA. Dit proces wordt
gekatalyseerd door het enzym acetyl-CoA-carboxilase dat gebruik maakt van
biotine als coënzym. Het biotine is hierbij covalent gebonden aan de ε-aminogroep
van een lysineresidu van het enzym. Bij de carboxylering van acetyl-CoA
wordt eerst een carboxy-biotine intermediair gevormd. De geactiveerde CO2-groep
wordt daarna overgedragen naar acetyl-CoA, waarbij malonyl-CoA wordt
gevormd. Biotinedeficiëntie kan ontstaan door
uitschakeling van de darmflora (bijv. als gevolg van een onoordeelkundig
gebruik van antibiotica) en door een overmatig nuttigen van rauwe eieren.
In rauwe eieren wordt avidine aangetroffen, een eiwit dat biotine
onwerkzaam maakt. Bij het koken van eieren wordt avidine zelf onwerkzaam
gemaakt. Erfelijke stoornissen betreffende de stofwisseling van Biotine : ( Biotine wordt wel aangeduid als Vitamine H) 1 Holocarboxylase Synthetase Deficiency ( neonatal multiple carboxylase deficiency ) 2 Biotinidase deficiency ( Juvenile multiple carboxylase deficiency )
Vitamine K Vitamine
K ( C31H46O2
) wordt vanwege zijn belangrijke rol bij de bloedstolling ook wel (anti) bloedstollingvitamine
genoemd. De letter K is afkomstig van het Duitse Koagulation, wat stolling betekent. Vitamine K,
ontdekt in 1935, is nodig voor de vorming
van protrombine in de lever. Het eiwit protrombine wordt bij het
bloedstollingsproces omgezet in trombine waarna een groot aantal
ingewikkelde reacties volgt. Zonder de aanwezigheid van protrombine is
geen bloedstolling mogelijk.
Van
vitamine K zijn verschillende verwante verbindingen bekend, aangeduid met
met K1,K2,K3, enz. Al deze verbindingen
hebben de 1,4-naftochinonstructuur gemeen. Andere kenmerken zijn een
ongesubstitueerde benzeenring en een methylgroep op positie 2 van de
naftochinongroep. Verder blijkt de structuurspecificiteit gering; alle
genoemde verbindingen zijn actief.
Vitamine
K komt in groenbladerige planten rijkelijk voor en wordt bovendien in de
darmflora geproduceerd. Vitamine K is alleen in aanwezigheid van
emulgerende galzuren in bloed oplosbaar, zodat storingen van de galfunctie
tot een gestoord stollingsmechanisme kunnen leiden.
Foliumzuur
Foliumzuur
stond in de literatuur onder veel namen beschreven totdat men ontdekte met
een en dezelfde stof te doen te hebben.
Namen
die men tegen kan komen zijn vitamine B10,B11,Bc
en M.
Foliumzuur
( N-pteroyl-glutaminezuur) is een pteridinederivaat dat uit groene
bladeren kan worden geïsoleerd. (Latijn: Folium = blad).
Het
is nodig voor de aanmaak van tetrahydrofoliumzuur (FH4) dat als
coënzym optreedt tijdens de biosynthese van heem en nucleïnezuren. Verschillende medicijnen en alcoholgebruik kunnen een foliumzuur deficiëntie bevorderen waardoor een vorm van bloedarmoede ontstaat. Een tekort aan foliumzuur, meestal als gevolg van een gestoorde of te lage opname in het maag-darmkanaal, manifesteert zich bij de mens door onvoldoende vorming van rode bloedcellen, waardoor ernstige bloedarmoede kan ontstaan. Extra inname van foliumzuur (0, 5 mg per dag) vanaf vier weken voor de conceptie tot acht weken erna voorkomt het ontstaan van een open rug bij baby's. Foliumzuur blijkt de omzetting van homocysteïne in onschadelijker stoffen te bevorderen. Zelfs licht verhoogde homocysteïnegehalten kunnen de kans op aderverkalking en/of een hartinfarct beduidend verhogen. Verhoudingsgewijs veel foliumzuur komt voor in o.a. asperges, bietjes en spinazie. Erfelijke stoornissen betreffende het transport en metabolisme van folaat. ( Folaat : verzamelnaam voor verschillende verbindingen van foliumzuur ) 1 Methylene-H4Folate Reductase Deficiency ( Methylenetetrahydrofolate Reductase deficiency ) 2 Functional Methionine Synthase Deficiency 3 Glutamate Formiminotransferase Deficiency ( Formiminoglutamicaciduria ) |