Fettlösliche Vitamine

Die fettlöslichen Vitamine sind die Vitamine A, D, E und K, eine Gruppe, die sich durch ihre Fettlöslichkeit, ihre Abhängigkeit von Nahrungsfett und Galle für die Absorption und ihre Fähigkeit zur Speicherung in Körpergeweben auszeichnet. Im Gegensatz zu den wasserlöslichen Vitaminen werden sie nicht leicht ausgeschieden, was ihnen nachhaltige biologische Rollen bei der Sehkraft, der Genregulation, dem Kalziumstoffwechsel, der antioxidativen Abwehr und der Blutgerinnung verleiht, aber auch eine übermäßige Zufuhr einiger von ihnen toxisch macht.

Definition

Fettlösliche Vitamine sind die lipophilen Mikronährstoffe Vitamin A, D, E und K, die zusammen mit Nahrungsfett absorbiert, in Lipoproteinen transportiert, in Leber und Fettgewebe gespeichert werden und als Signalmoleküle, Antioxidantien oder Kofaktoren dienen.

Scope

Dieses Thema behandelt die Chemie und die Stoffwechselfunktionen der Vitamine A, D, E und K, ihre Absorption mit Nahrungsfetten, ihre Speicherung und die Folgen dieser Speicherung sowohl für Mangel als auch für Toxizität. Es behandelt fettlösliche Vitamine als biochemisches Thema; das klinische Management ist nicht Gegenstand dieses Themas.

Core questions

• Welche unterschiedlichen biochemischen Funktionen erfüllen die Vitamine A, D, E und K?
• Warum hängt die Absorption fettlöslicher Vitamine von Nahrungsfetten und Galle ab?
• Wie beeinflusst die Gewebespeicherung das Risiko sowohl von Mangel als auch von Toxizität?

Key concepts

• Fettlöslichkeit und Lipoproteintransport
• Vitamin A und Retinoid-Signalübertragung / Sehkraft
• Vitamin D als Prohormon und Kalziumhomöostase
• Vitamin E als Antioxidans in der Lipidphase
• Vitamin K und Gamma-Carboxylierung von Gerinnungsfaktoren
• Hepatische und adipöse Speicherung
• Hypervitaminose (Toxizität durch Überschuss)

Mechanisms

Jedes fettlösliche Vitamin wirkt über einen charakteristischen Mechanismus. Vitamin A (als Retinal) bildet das Sehpurpur der Netzhaut und bindet (als Retinsäure) an nukleäre Rezeptoren, um die Gentranskription und Zelldifferenzierung zu regulieren. Vitamin D ist ein Prohormon: Es wird in Leber und Niere zu Calcitriol hydroxyliert, das über den Vitamin-D-Rezeptor die Kalzium- und Phosphathomöostase reguliert (Holick, 2007). Vitamin E (Tocopherole) unterbricht Lipidperoxidations-Kettenreaktionen in Membranen und fungiert als wichtigstes Antioxidans in der Lipidphase. Vitamin K dient als Kofaktor für die Gamma-Carboxylierung von Glutamatreesten in Gerinnungsfaktoren und anderen Proteinen. Da alle vier mit Nahrungsfett in Chylomikronen absorbiert und gespeichert statt ausgeschieden werden, unterscheiden sich ihre Kinetiken erheblich von denen wasserlöslicher Vitamine.

Clinical relevance

Der Status fettlöslicher Vitamine erklärt klassische biochemische Syndrome wie Nachtblindheit (Vitamin A), Rachitis und Osteomalazie (Vitamin D) sowie Blutungsneigung (Vitamin-K-Mangel), während eine übermäßige Zufuhr von präformiertem Vitamin A oder Vitamin D toxisch sein kann (Holick, 2007). Dieser Eintrag beschreibt diese Zusammenhänge als Referenz; er gibt keine Empfehlungen zur Supplementierung oder Behandlung.

Epidemiology

Vitamin-A-Mangel ist in vielen Ländern mit niedrigem Einkommen eine Hauptursache für vermeidbare Erblindung bei Kindern und ein erhöhtes Infektionsrisiko, und ein niedriger Vitamin-D-Status ist in Populationen mit begrenzter Sonneneinstrahlung weit verbreitet (Holick, 2007). Die Verteilungen auf Bevölkerungsebene werden im Thema Mangel und Toxizität behandelt.

Evidence & guidelines

Referenzaufnahmen und tolerierbare obere Grenzwerte für fettlösliche Vitamine werden im Rahmen der Dietary Reference Intake festgelegt, einschließlich spezieller Übersichten für die Vitamine A und K (IOM, 2001) und für Vitamin D (IOM, 2011). Standardlehrbücher bieten integrierte biochemische Darstellungen (Ross et al., 2014).

History

Die fettlöslichen Vitamine waren die ersten Vitamine, die biochemisch unterschieden wurden: Die Erkenntnis eines fettlöslichen Wachstumsfaktors (später Vitamin A) und die Identifizierung eines antirachitischen Faktors (Vitamin D) zu Beginn des 20. Jahrhunderts trugen dazu bei, das Konzept der Vitamine überhaupt zu etablieren, wobei die Vitamine E und K in den folgenden Jahrzehnten durch Studien zur Reproduktion bzw. Gerinnung charakterisiert wurden.

Debates

Was ist ein optimaler Vitamin-D-Status?

Die Schwellenwerte für einen ausreichenden Serum-25-Hydroxyvitamin-D-Spiegel und das Ausmaß der nicht-skelettalen Vorteile bleiben umstritten, wobei sich die Fachgremien hinsichtlich der Zielkonzentrationen und der Interpretation von Beobachtungszusammenhängen unterscheiden.

Seminal works

• holick-2007
• iom-vitad-2011

Frequently asked questions

Warum werden die Vitamine A, D, E und K zusammengefasst?

Sie teilen die Fettlöslichkeit: Alle vier werden mit Nahrungsfett absorbiert, in Lipoproteinen transportiert und in Geweben gespeichert, was sie biochemisch und kinetisch von den wasserlöslichen Vitaminen unterscheidet.

Warum können fettlösliche Vitamine leichter Toxizität verursachen als wasserlösliche?

Da sie in Leber und Fettgewebe gespeichert werden, anstatt leicht ausgeschieden zu werden, kann eine Zufuhr bestimmter fettlöslicher Vitamine, die weit über den Bedarf hinausgeht, sich zu schädlichen Konzentrationen ansammeln.