Niacin (Vitamin B3) – Ernährungstherapeutische Aspekte

Zu Niacin zählen die Substanzen Nicotinsäure und Nicotinsäureamid, die im Körper ineinander umgewandelt werden können. Niacin ist an vielen Stoffwechselreaktionen im Körper beteiligt. Die Hauptaufgabe besteht darin, Wasserstoff aufzunehmen und abzugeben. Die wesentlichen Funktionen umfassen den Auf- und Abbau von Kohlenhydraten, Fettsäuren und Aminosäuren; den DNA-Stoffwechsel und die Mobilisation von Kalzium aus dem Knochen.

Funktionen und Wirkungsweisen von Niacin

Coenzymfunktion

NAD+ (NADH2+) und NADP+ (NADPH2+) wirken als Coenzyme bei einer Vielzahl von Dehydrogenasen (Oxidoreduktasen) des Fett-, Kohlenhydrat-, Aminosäuren- und Steroidstoffwechsels mit. Reduzierte bzw. oxidierte Coenzyme können mit Enzymen frei dissoziable Komplexe bilden. Die Nukleotide NAD+ und NADP+ können leicht zu anderen Enzymen wechseln. Hierbei findet eine Übertragung von Wasserstoff zwischen verschiedenen Enzymsystemen statt.

NADPH2+ dient als Wasserstoffdonator für hydrierende Biosynthesen im Zytosol. Die Bildung von NADPH2+ durch Dehydrogenasen des Hexosemonophosphatwegs, zytosolische Isozitratdehydrogenase sowie Transhydrogenierung von NADH2+ zu NADPH2+ durch Kopplung von Malatdehydrogenase I und II.

Dehydrogenasen des Hexosemonophosphatwegs: Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase und 6-Phosphat-Gluconat-Dehydrogenase.

ADP-Ribosylierung ist eine Reaktion auf das Auftreten von DNA-Schäden beispielsweise durch Karzinogene und UV-Strahlung. Dabei können posttranslationale Modifikationen entstehen. NAD+ dient als Wasserstoffdonator von ADP-Ribose-Einheiten. Einheiten werden mittels Poly-ADP-Ribose-Synthase auf chromosomale Strukturproteine (Histone) übertragen und durch Kettenverlängerung polymerisiert.

Weitere Funktionen

  • Blutzuckerregulierung (Niacin und Chrom bilden Glukosetoleranzfaktor)
  • Biosynthese von Fettsäuren und Steroiden
  • Antioxidans

Vorkommen und Zufuhrempfehlungen

Vorkommen

Die derivatisierte Formen des Nicotinamids NAD und NADP kommen in allen lebenden Zellen vor. Gute Quellen für Niacin sind mageres Fleisch, Innereien, Fisch, Milch, Eier, Kartoffeln, Brot und Backwaren. Kaffee liefert Nicotinsäure. Beim Röstprozess wird durch die Demethylierung von Methylnicotinsäure (Trigonellin) Nicotinsäure freigesetzt.

Für Mitglieder: Recherche-Tabellentool mit Niacingehalten von Lebensmitteln pro 100 g und pro Portion.

Bedarf

Der tägliche Bedarf richtet sich nach dem Energieverbrauch. Je mehr Energie verbraucht wird, desto höher sollte auch der Niacinanteil in der Nahrung sein. Aus diesem Grund steigt auch die Zufuhrempfehlung bei Schwangeren und Stillenden. Die täglichen Zufuhrempfehlungen variieren somit nach Geschlecht und Alter und liegen für Frauen bei etwa 13 mg täglich, für Männer zwischen 13 und 17 mg täglich (DGE). Während der Schwangerschaft und Stillzeit wird mehr Niacin benötigt.

Bioverfügbarkeit

In der Nahrung vorliegendes freies Niacin kann vom Körper gut verwertet werden. An Eiweiß gebundenes Niacin (in Getreide, Mais) hingegen muss zunächst aufgespalten werden, wodurch bereits geringe Mengen verloren gehen. Generell ist die Verwertbarkeit aus tierischen Produkten besser als aus pflanzlichen.

Das Aufnahmevermögen sinkt durch die Einnahme von Antibiotika, einen Vitamin B6-Mangel oder einem Aminosäure-Ungleichgewicht (z. B. durch Ergänzung einzelner Aminosäuren). Die Verluste durch Erhitzen/ Kochen und Lagerung sind eher gering (durchschnittlich etwa 10 %). Allerdings verbleibt Niacin nach dem Kochen im Kochwasser.

Die Bioverfügbarkeit von Niacin steigt durch eine hohe Konzentration der Vitamine B2 und Pyridoxin. In Getreideprodukten geht man von einer Bioverfügbarkeit von etwa 30 % aus. Nicotinsäure ist an einen Niacytinkomplex gebunden, der schlecht vom menschlichen Organismus verwertbar ist.

Unter- und Überversorgung

Mangelerscheinungen

In den meisten Fällen ist eine Fehl-/ Mangelernährung oder eine alimentäre Unterversorgung Ursache für einen Niacinmangel, der mit einem Tryptophan- sowie Pyridoxinmangel verbunden ist. Ein schwerer Niacinmangel führt zum klinischen Bild der Pellagra. Diese Erkrankung ist durch Hautentzündungen, Durchfall, Schleimhautveränderungen, depressive Psychosen mit Kopfschmerzen und Müdigkeit charakterisiert.

Bleibt die Pellagra unbehandelt, nimmt diese einen schweren Verlauf, da der gesamte Energiestoffwechsel gestört wird. Eine Überdosierung mit Niacin ist über die Nahrung so gut wie unmöglich.

In den meisten Fällen ist eine Fehl-/ Mangelernährung oder eine alimentäre Unterversorgung Ursache für einen Niacinmangel, der mit einem Tryptophan- sowie Pyridoxinmangel verbunden ist. Durch ein Defizit von Niacin kann Pellagra entstehen. Typische Symptome sind Hautveränderungen, Diarrhoe und Demenz.

Ein Mangel an Niacin kann in Ländern mit einem hohen Mais- und Hirseverzehr auftreten wie Beispielsweise in  Afrika. Ursache hierfür ist das im Getreide gebundene Niacin, welches an schwer verwertbaren Makromolekülen (Niacytin) gebunden ist.

Die Verfügbarkeit durch glykosidisch gebundenen Komplex (Polysaccharide, Glykopeptid) wird zudem herabgesetzt.

Symptome Dermatitis: Hautveränderungen an Körperstellen mit starker UV-Exposition; Hautrötungen; Hyperpigmentation (dunkle Flecken); Entzündungen der Schleimhäute in Rachen, Magen

Symptome Diarrhoe: Appetitlosigkeit; Brennen im Mund-/ Rachenraum; Erbrechen; Verstopfung

Symptome Demenz: Schlaflosigkeit; Müdigkeit; Schwindel und Kopfschmerz; in schweren Fällen Depressionen, Verwirrtheit, unkontrollierte Zuckungen, Greifreflexe

Risikogruppen: Alkoholiker; Patienten mit angeborenen Störungen des Tryptophanstoffwechsels; Patienten mit chronischen Durchfällen mit Aufnahmestörungen; mangelernährte Personen (vor allem Mangel an Vitamin B6 und B2)

Hypervitaminose/ Toxizität

Eine Überdosierung mit Niacin ist über die Nahrung so gut wie unmöglich. In seltenen Fällen (beispielsweise durch Niacinpräparate) können Symptome einer Hypervitaminose auftreten, die jedoch nicht toxisch sind. Eine Überdosierung von Niacin führt zu VLDL-Synthese-Inhibition, Vasodilatation sowie Flush. Ein Flush charakterisiert sich durch Hautrötung und Hitzegefühl. Weitere Symptome einer Überdosierung sind Juckreiz, Erbrechen und Übelkeit. Bei einer sehr seltenen chronischen Hypervitaminose treten zudem noch die folgenden Beschwerden ein:

  • Magen- und Sodbrennen
  • Appetitlosigkeit
  • Durchfall
  • Störungen der Leberfunktion

Interaktionen

Es sind einige Wechselwirkungen zwischen Niacin und verschiedenen Medikamenten bekannt. Dazu zählen unter anderem Medikamente gegen Sodbrennen und zur Behandlung von Diabetes mellitus, Verhütungsmittel (orale Kontrazeptiva), blutdrucksenkende oder harntreibende Medikamente sowie Schmerzmittel.

Auch Ballaststoffe und andere Mikronährstoffe nehmen Einfluss auf den Niacinstoffwechsel. Riboflavin und Pyridoxin sind für die Bildung von Niacin aus Tryptophan mitverantwortlich. Eine ausreichende Zufuhr dieser Nährstoffe ist hierfür notwendig.

Aspekte des Stoffwechsels

Chemie und Eigenschaften

Die Bezeichnung Niacin ist ein Sammelbegriff für Pyridin-3-carbonsäure (Nicotinsäure), Pyridin-3-carboamid (Nicotinsäureamid) und deren Derivate. Beide Formen sind gleichermaßen biologische wirksam. Leber und Nieren sind in der Lage, aus der essenziellen Aminosäure Tryptophan unter Anwesenheit von Pyridoxin und Riboflavin Niacin zu bilden. Das Bildungsverhältnis liegt bei 60:1. Dies bedeutet, dass aus 60 mg L-Tryptophan 1 mg Nicotinamid gebildet wird. Etwa 2/3 des Bedarfs an Niacin können durch die Eigensynthese gedeckt werden. Während der Schwangerschaft ist die Syntheserate erhöht.

Eigenschaften:

  • Wasserlöslichkeit
  • Hitzeempfindlichkeit
  • Lichtempfindlichkeit
  • in stark sauren oder alkalischen Lösungen erfolgt eine Hydrolysierung des Amids zur Säure

Stoffwechsel

Niacin wird überwiegend über die Nahrung aufgenommen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um die Formen Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NAD) und Nicotinamid-adenin-dinucleotid-phosphat (NADP). Der Abbau findet im Dünndarm statt. Hier wird NAD und NADP zu Nicotinsäure und -amid gespalten. Niacin wird über einen saturablen natriumabhängigen Mechanismus resorbiert. Der Transport verläuft bei hohen Konzentrationen per Diffusion in die Epithelzellen des Darms.

Nicotinsäure und -amid, die sich im Blut befinden, können von allen Organen aufgenommen werden, jedoch erfolgt die Aufnahmen überwiegend durch Leber und Erythrozyten. Nach der Resorption im Darm erfolgt im Zytosol eine Umwandlung in NAD+ und NADP+. Diese beiden Stoffe sind nicht membrangängig und können daher die Zelle nicht verlassen (Stoffwechselfalle). Aus NAD+ und NADP+ entsteht erneut, unter Verknüpfung mit Adenosinmonophosphat (AMP), Nicotinsäure und -amid. Diese können jedoch das Zytosol verlassen. Es gibt keine wesentlichen Niacinspeicher.

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