Vitamine

Vitamin A - Vorkommen, Formen und Wirkung

Der Begriff Vitamin A steht für eine Reihe von natürlichen und synthetischen Substanzen, die eine biochemisch verwandte Struktur besitzen. Dies sind Retinol, Retinylester und Retinal. Beta-Karotin zählt ebenso zu dem erweiterten Formenkreis des Vitamin A und gilt als Precursor Substanz oder Provitamin A.

Retinol, oder Vitamin A1, ist ein essentielles Vitamin und gehört zu den Diterpenen und ist ein einwertiger, primärer Alkohol. Charakteristisch für Retinol ist sein aus sechs Kohlenstoffatomen bestehender Ring, der ß-Jononring genannt wird und der ein markantes biochemisches Merkmal für die Vitamin A Gruppe darstellt.

Von daher definiert sich die Vitamin A Gruppe als aus ß-Jononderivaten bestehenden Substanzen, zu denen die oben aufgezählten Retinylester und Retinal gehören. Sie besitzen das gleiche all-trans-Retinol Wirkspektrum. Weitere Mitglieder dieser Gruppe sind 3-Dehydroretinol, dessen Aldehyd und verschiedene Ester, die die Bezeichnung Vitamin A2 erhielten. Retinsäuren besitzen dagegen nur eine beschränkte all-trans-Retinol Wirkung und gehören somit nicht, streng genommen, zu den A Vitaminen. Sie werden dennoch in der Regel dem Vitamin A zugeordnet.

Die verschiedenen Derivate besitzen aus biologischer Sicht gesehen eine eher differenzierte Wirksamkeit auf den Organismus.

Retinol

Da Retinol toxisch ist, wird es vom Organismus an ein Protein gebunden, das Retinol-Bindeprotein (RBP). Damit wird der eigentliche Vitamin A Stoffwechsel primär durch dieses Bindeprotein gesteuert. Nur durch die Bindung wird das Vitamin A biologisch verwertbar. Ein Mangel an RBP resultiert in ähnlichen Symptomen wie eine Hypovitaminose. Überschüssiges Retinol, das nicht an RBP gebunden werden kann, führt zu Vergiftungserscheinungen.

11-cis und all-trans-Retinol/Retinal

Für den Sehvorgang ist Retinol von großer Bedeutung. Retinal, ein Aldehyd des Vitamin A, verbindet sich mit dem Protein Opsin in den Stäbchen der Netzhaut, was als Sehpurpur oder Rhodopsin bezeichnet wird. Retinal liegt nun in der 11-cis-Retinal Konfiguration vor.

Einfallendes Licht bedingt eine molekulare Veränderung dieser Konfiguration, bei der 11-cis-Retinal zu all-trans-Retinal transformiert und Opsin freigesetzt wird. Die darauf hin einsetzende Signalkette erreicht am Ende den Sehnerv. Ein Mangel an Retinol hat eine verminderte Nachtsicht zur Folge; ein verstärkter Mangel resultiert in Nachtblindheit, Ermüdung der Augen und Verhornung der Sehzellen.

Retinsäure

Die all-trans-Retinsäure und ihr Salz, das Retinat, sind wichtige Wachstumsfaktoren für Nervenzellen, besonders während der Embryonalentwicklung. Sie sind beteiligt an der Formierung der Längsachse des Embryos, wobei die Nervenzellen entlang des Konzentrationsgradienten der Retinsäure wandern. Zu hohe oder zu niedrige Konzentrationen können hier zu Fehlbildungen führen. Weitere wichtige Zielorgane und –gewebe während der Embryogenese sind Epithel-, Zahn-, Knochen-, Plazenta- und Embryonalgewebe. Eine vollständige Entwicklung von Haut, Haaren, Schleimhäuten, Augen, Lymphgefäßen, Knochen, Geschlechtszellen und Zähnen ist ohne Vitamin A nicht denkbar.

Neben dem Wachstum nimmt die Retinsäure auch Einfluss auf die Zelldifferenzierung. Sie blockiert das Wachstum neoplastischer Zellen und differenziert sie gleichzeitig zu normalen Zellen, besonders im Bereich der Haut und Schleimhäute. Hier sorgt sie für ein normales Zellwachstum, was sich ausdehnt auf die Wände der Verdauungs-, Atem- und Harnwege. Es verhindert DNS-Schäden in Hautzellen, bzw. repariert bereits erfolgte Schäden. Sie ist wichtig für eine gesunde Hautfunktion, wie z.B. eine optimale Zellteilung der Keratinozyten.

Retinylester

Die Speicherform des Vitamin A ist der Retinylester. Besonders hohe Konzentrationen sind zu finden in Leber, Lunge, Hoden und Retina. Interessant in diesem Zusammenhang ist, da Retinol bzw. Retinylester toxisch sind in hohen Konzentrationen, verzehren die Inuit keine Eisbärenleber, da diese extrem hohe Vitamin A Konzentrationen aufweist.

Weitere Wirkungen

Vitamin A hat einen indirekten Einfluss auf das Immunsystem, indem es Struktur und Funktion der Zellmembranen der Haut- und Mukosazellen unterstützt und somit eine effektive Barriere für Mikroorganismen in den Luftwegen, im Verdauungstrakt und in den Harnwegen aufbaut. Ein direkter Einfluss auf das Immungeschehen stellt die Beteiligung an der Antikörperproduktion dar durch Aktivierung der T-Lymphozyten.

Vitamin A initiiert und steuert die Produktion von Steroidhormonen, ist an der Differenzierung von Stammzellen zu Erythrozyten beteiligt, mobilisiert Eisen zwecks Einbau ins Hämoglobin der Erythrozyten, spielt eine Rolle bei der Synthese von Proteinen und Fetten, und ist unerlässlich für die Bildung von Androgenen und Östrogenen. So bedarf es einer optimalen Vitamin A Versorgung, damit Spermienzahl, -form, und –beweglichkeit physiologisch normal sind.