Die Haut braucht Niacin

Niacin ist sowohl in pflanzlichen als auch tierischen Lebensmitteln zu finden (Tab. 1). Während Nicotinsäure vorrangig in Pflanzen zu finden ist, liegt Nicotinamid hauptsächlich in tierischen Geweben vor. Doch für die Niacinversorgung ist der Tryptophangehalt mancher Lebensmittel wichtiger als der eigentliche Niacingehalt, da die Aminosäure Grundlage für die Synthese der Coenzyme NAD⁺ und NADP⁺ ist. Zu den reichhaltigen Quellen für Niacin, die auch Tryptophan enthalten, sind mageres Fleisch, Innereien, Fisch, Milch und Eier zu zählen. Niacin aus tierischen Produkten wird nahezu vollständig resorbiert. Weiterhin tragen Brot, Backwaren sowie Kartoffeln zur Niacinversorgung bei. Allerdings befindet sich das Vitamin im Getreide großteils (rund 80 Prozent) in der Aleuronschicht, so dass je nach Höhe des Ausmahlungsgrades Verluste entstehen können [3]. Während das gesamte Getreidekorn 5 mg Niacin/100 g enthält, sind in einem Weißbrot lediglich 1 mg Niacin/100 g zu finden [4].

Bioverfügbarkeit aus tierischen Produkten besser

Niacin aus tierischen Produkten wird nahezu vollständig resorbiert. Im Getreidekorn ist Nicotinsäure dagegen komplex an Makromoleküle (Niacytin) gebunden. Diesen Komplex kann der menschliche Organismus enzymatisch schlecht spalten. Bei Cerealien kann daher lediglich von einer Bioverfügbarkeit von 30 Prozent ausgegangen werden [2].

Allgemein lässt sich sagen, dass Niacin in pflanzlichen Lebensmitteln häufiger als inaktive oder nicht ohne weiteres bioverfügbare Form auftritt. Ein Beispiel dafür sind Kaffeebohnen. Diese enthalten reichlich Trigonellin (1-Methyl-Nicotinsäure). Während des Röstprozesses wird ein Großteil demethyliert, so dass über eine Tasse Bohnenkaffee nur 1 bis 2 mg bioverfügbare Nicotinsäure aufgenommen werden können. Die biologische Verfügbarkeit der Nicotinsäure, die in Mais enthalten ist, kann durch eine Vorbehandlung mittels Calciumhydroxidlösung erheblich gesteigert werden. Auf diese Weise wird zum Beispiel in Mexiko einem Niacinmangel vorgebeugt. In Lebensmitteln ist Niacin relativ stabil gegenüber Erhitzen, Kochen sowie längerer Lagerung. Maximal 25 Prozent des Vitamins gehen dabei verloren, im Durchschnitt sind es weniger als zehn Prozent. Meist sind die Verluste auf Auslaugung beim Kochen oder Blanchieren oder auf Abtropfverluste beim Fleisch zurückzuführen [2; 3].

Aufnahme: Neben Niacin auch Tryptophan wichtig

Die Resorption von freiem Niacin beginnt bereits im Magen. Der größte Anteil wird jedoch im Dünndarm resorbiert. Solange die Niacinmengen in der Nahrung niedrig sind, erfolgt die Resorption über einen natriumabhängigen Mechanismus, bei größeren Mengen geschieht dies durch eine erleichterte Diffusion. Auf diesem Wege können selbst Grammdosen gut und fast vollständig aufgenommen werden.

Niacin, das im Lebensmittel an Niacytin gebunden ist, kann durch die Enzyme des Magen-Darm-Traktes nur partiell aufgeschlossen und absorbiert werden. In diesem Fall ist eine alkalische Hydrolyse, wie sie beim Mais häufig erfolgt, notwendig, um die Bioverfügbarkeit zu steigern.

Allerdings wird der Niacinbedarf nicht ausschließlich durch die Niacinaufnahme gedeckt. Auch die Aufnahme der essenziellen Aminosäure Tryptophan spielt hierbei eine Rolle.

Wird Tryptophan für die Proteinsynthese nicht benötigt, kann es entweder vollständig oxidiert werden oder aber für die Nicotinamid-Synthese eingesetzt werden. Im Mittel enthalten Proteine ein Prozent Tryptophan und aus 60 mg Tryptophan kann ca. 1 mg Niacin (= 1 mg Niacin-Äquivalent) gebildet werden. Bei einer abwechslungsreichen Mischkost, die etwa 60 g Protein enthält, ist somit zu erwarten, dass bis zu 10 mg Niacin-Äquivalent gebildet werden kann. Dieser Faktor ist bei den Empfehlungen und den Zufuhrberechnungen zu berücksichtigen [3]. Die Betrachtungsweise ist aber nur dann gültig, wenn ein großer Überschuss an Tryptophan vorliegt. Ist Tryptophan dagegen die limitierende Aminosäure in einem Lebensmittel bzw. einer Speise oder ist die Proteinzufuhr insgesamt gerade nur bedarfsdeckend, wird Tryptophan ausschließlich für die Proteinsynthese verwendet [4].

Leber reguliert Niacin im Stoffwechsel

Alle Gewebe sind in der Lage, NAD⁺ und NADP⁺ zu synthetisieren. Dabei werden die Gewebekonzentrationen durch die extrazelluläre Nicotinsäureamidkonzentration kontrolliert. Diese wird wiederum durch die Leber reguliert. Niacin, das überschüssig ist, kann entweder in der Leber gespeichert oder methyliert werden. Das methylierte Niacin wie beispielsweise N1-Methylnicotinamid wird renal ausgeschieden [3]. Dabei liegen die ausgeschiedenen Mengen bei etwa 3 mg methylierten Metaboliten. Die Reservekapazitäten des Menschen für Niacin liegen zwischen zwei und sechs Wochen [4].

Funktion: Für ca. 200 Dehydrogenasen wichtig

Niacin ist in Form der beiden Nukleotide NAD⁺ und NADP⁺ Coenzymbestandteil von rund 200 Dehydrogenasen. Diese greifen in den Kohlenhydrat-, Aminosäure- und Fettsäurestoffwechsel ein, sind aber auch bedeutend für die Synthese lebensnotwendiger Substanzen wie Steroide und für elementare Prozesse wie Atmung und Energiestoffwechsel wichtig. In allen Zellen des Organismus laufen Redoxreaktionen ab – dabei wirken NAD⁺ und NADP⁺ sowohl als Wasserstoffdonatoren als auch -akzeptoren. Daher liegt die eigentliche Bedeutung der Pyridinnukleotide in der Umkehrbarkeit der Wasserstoffübertragung. NAD⁺-abhängige Dehydrogenasen sind vor allem in den Mitochondrien zu finden, wo ein direkter Anschluss an die Atmungskette zur energieliefernden Oxidation besteht. Dagegen sind im Cytosol vor allem NADP⁺-abhängige Dehydrogenasen zu finden. Sie liegen größtenteils in reduzierter Form vor und sind somit wichtige Reduktionsmittel bei Biosynthesen. Zum Beispiel sind sie für die Synthese von Fettsäuren, Cholesterin sowie Ribose-5-Phosphat im Pentosephosphat-Zyklus notwendig [2]. Der Pentosephosphatweg stellt die wichtigste Quelle für NADPH dar. Es ist an der antioxidativen Abwehr beteiligt, indem es verbrauchtes Glutathion reduziert [1].

NAD⁺ ist jedoch nicht nur ausschließlich für Redoxreaktionen relevant. Es ist auch als Quelle für ADP-Ribose bei der ADP-Ribosylierung von Nukleoproteinen von Bedeutung. Poly-ADP-ribosylierte Proteine des Zellkerns, meistens Histone, sind u.a. an der DNA-Replikation, DNA-Reparatur sowie an der Zelldifferenzierung beteiligt. NAD⁺ ist unabhängig von seiner Rolle als Cofaktor bei der Nukleotidsynthese das einzige Substrat des dazu benötigten Enzyms Poly(ADP-Ribose)polymerase-1. Es wird vermutet, dass eine angemessene Niacinversorgung für die ausreichende Funktion dieses Enzyms und damit auch für die Stabilität des Genoms wichtig ist. Allerdings sind In-vivo-Untersuchungen beim Menschen über den Niacinstatus im Zusammenhang mit der Genom-Stabilität und der Tumorgenese begrenzt [2].

Zufuhrempfehlung wird meist übererfüllt

Da zur Synthese von NAD⁺ und NADP⁺ nicht nur Niacin, sondern auch Tryptophan eingesetzt werden kann, wird der Bedarf in Niacin-Äquivalenten angegeben.

Ein Niacin-Äqiuvalent entspricht 1 mg Niacin bzw. 60 mg Tryptophan [1]. Auf Vorschlag der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) basieren die Empfehlungen für Kinder und Erwachsene auf der jeweiligen Energiezufuhr. So werden 6,7 mg Niacin-Äquivalente/1000 kcal empfohlen (Tab. 2). Ein verringerter Energiebedarf ist jedoch nicht gleichbedeutend mit einem geringeren Niacinbedarf. Dieser sollte nicht unter 13 mg Niacin-Äquivalente liegen.

Während der Schwangerschaft findet eine erhöhte Umwandlung von Tryptophan in Niacin statt. Aufgrund des erhöhten Energiebedarfs von 255 kcal/Tag wird aber eine entsprechend höhere Niacinzufuhr (+ 2 mg/Tag) empfohlen. Für Stillende ergibt sich ein Mehrbedarf von 4 mg/Tag. Da über 750 ml Frauenmilch täglich 1,3 mg vorgebildetes Niacin und 2,8 mg aus Tryptophan gebildete Niacin-Äquivalente, deren Umsetzungsrate nicht bekannt ist, abgegeben werden, leitet sich für den jungen Säugling ein Schätzwert von 2 mg vorgebildetem Niacin pro Tag ab [3]. Laut Daten des Bundesgesundheitssurveys 1998 zeigt sich, dass die Bevölkerung in Deutschland weit mehr als die täglich empfohlenen Zufuhrmengen zu sich nimmt. Männer nehmen im Schnitt 38 mg/Tag und Frauen 29 mg/Tag auf. Es ist somit kein Mangel zu verzeichnen [5]. Diese Ergebnisse werden auch im Ernährungsbericht 2000 bestätigt [2].

Klassische Mangelkrankheit: Pellagra

Ein Mangel ist nur möglich, wenn der Tryptophanstoffwechsel gestört ist bzw. sowohl die Protein- als auch die Vitamin-B₃ -Zufuhr sehr gering sind. Das Frühstadium eines Mangels ist gekennzeichnet durch unspezifische Symptome wie Appetitverlust, Schwäche, Gedächtnisstörungen und Schlafmangel. Bei einem ausgeprägten Mangel kommt es zum klassischen Krankheitsbild, der Pellagra, die sich mit "rauer Haut" übersetzen lässt. Drei typische Symptome kennzeichnen den Mangel: Dermatitis, Diarrhoe und Demenz (DDD). Besonders an lichtexponierten Stellen zeigt die Haut starke Pigmentierungen, Rötungen sowie zunehmende Verhornung. Weiterhin treten Fehlfunktionen des Verdauungstraktes auf. Sie äußern sich in Entzündungen der Schleimhäute, Erbrechen und Diarrhoe. Bei einem stark ausgeprägten Mangel treten zudem Störungen des Nervensystems mit Schwindel, Kopfschmerzen, Verwirrtheit und Ataxien auf. Ein derart schwerer Niacinmangel tritt allerdings nur noch in Entwicklungsländern auf [1]. Vor allem Länder, in denen gleichzeitig ein Proteinmangel herrscht und sich die Menschen mit einseitiger Mais- oder Sorghumhirsekost, die kaum Tryptophan enthält, ernähren. Anders als in Afrika, Indien und China wird in Zentralamerika und Mexiko Kaffee getrunken und es erfolgt eine Alkalibehandlung der dort verzehrten Tortillas.

In Mitteleuropa ist heute nur noch unter extremen Abweichungen von den üblichen Ernährungsgewohnheiten mit einem Niacinmangel zu rechnen. Als Beispiele können Anorexia nervosa oder einseitige Diäten herangezogen werden. Zudem existieren Fallbeschreibungen von Obdachlosen in den USA, die an Pellagra erkrankt sind im Zusammenhang mit unregelmäßiger Nahrungsaufnahme und Alkoholmissbrauch. Bei Alkoholikern sind insgesamt häufiger Mangelsymptome als bei der übrigen Bevölkerung zu finden.

Weiterhin ist in Verbindung mit einigen Erkrankungen mit einem Mangel zu rechnen. Dazu gehören Leberzirrhose, chronische Diarrhoen mit schweren Absorptionsstörungen sowie angeborene Störungen des Tryptophanstoffwechsels. Bei der Hartnup-Erkrankung besteht zum Beispiel ein Absorptionsdefekt für Tryptophan und andere Aminosäuren. Diese seltene Erkrankung wird autosomal-rezessiv vererbt und wird von Symptomen wie Pellagra und Hyperaminoacidurie begleitet. Auch andere angeborene Störungen des Stoffwechsels oder der Funktion des Nicotinamids wurden beschrieben. Dazu ist die Lactacidose verknüpft mit einem erhöhtem Lactat/Pyruvat-Verhältnis im Serum und verminderter Fähigkeit zur Oxidation von Pyruvat und anderen NAD-abhängigen Substraten zu zählen, genauso wie ein Mangel an NADH-Cytochrom-b5-Reduktase, der eine Methämoglobie und geistige Retardierung zur Folge hat. Weiterhin haben Patienten mit Neoplasien einen erhöhten Niacinbedarf. Bei einem Carcinoidsyndrom ist der Tryptophanverbrauch zur Serotoninsynthese erhöht. Da statt üblicherweise ein Prozent nun 60 Prozent des Tryptophans zu Serotonin metabolisiert werden, kann durch die endogene Niacinsynthese kaum der Bedarf gedeckt werden. Darüber hinaus werden bei chronischen Dialysepatienten häufig niedrige Nicotinsäurespiegel gefunden. Schließlich muss bedacht werden, dass bestimmte Arzneimittel in den Niacinstoffwechsel eingreifen (s. Kasten). Am häufigsten ist dies beim Tuberkulostatikum Isoniazid der Fall. Zudem kann Nicotinamid die antikonvulsive Wirkung des Antiepileptikums Phenobarbital verstärken [2].

Überdosierung bei Nicotinsäure problematisch

Nicotinamid und Nicotinsäure haben in höheren pharmakologischen Dosen ein unterschiedliches Wirkungsprofil. Während Nicotinamid in hohen Dosen nahezu frei von Nebenwirkungen ist, können durch eine hohe Aufnahme von Nicotinsäure verschiedene Nebenwirkungen auftreten. Dazu gehören Gefäßerweiterungen, Hitzegefühl, Leberzellschäden und Magenschleimhautentzündung. Bei entsprechend disponierten Personen kann auch der Harnsäurespiegel steigen.

Bei einer längeren erhöhten Dosis sinken die Kohlenhydrattoleranz und der Blutdruck. Daher wird Erwachsenen empfohlen, nicht mehr als 35 mg Niacin/Tag in Form von Supplementen aufzunehmen. Mit Lebensmitteln ist es nicht möglich, Niacin in einer Menge, die zu Nebenwirkungen führt aufzunehmen.

Niacin in Therapie und Prävention

Um einem klassischen Niacinmangel vorzubeugen oder ihn zu therapieren, wird Nicotinamid eingesetzt. Die therapeutischen Dosen liegen hierfür zwischen 50 und 250 mg/Tag. Höhere Niacin-Dosen (in Untersuchungen wurden bis zu sechs Gramm eingesetzt) haben einen triglycerid- und cholesterinsenkenden Effekt und steigern die fibrinolytische Aktivität des Blutes. Dies erweist sich als besonders sinnvoll bei Fettstoffwechselstörungen und gleichzeitig erhöhten Cholesterin- und Triglyceridwerten. Die hepatische VLDL-Synthese wird inhibiert.

Die plasmalipidregulierende Wirkungsweise ist bereits seit den 50-er Jahren bekannt. Neuere Studien konnten zudem zeigen, dass pharmakologische Dosen auch den HDL-Wert erhöhen und den Lipoprotein-a-Spiegel senken, woraus sich für Niacin antithrombotische Eigenschaften ableiten lassen. Sowohl alleine als auch mit anderen Präparaten kann Niacin zudem zur Regression von atherosklerotisch bedingten Gefäßerkrankungen führen.

Auch bei Diabetes mellitus Typ II, wo oftmals geringe HDL-Spiegel beobachtet werden, kann Niacin erfolgreich eingesetzt werden. Ebenso liegen Hinweise vor, dass Niacin zu keiner dauerhaften Verschlechterung der Blutzuckerwerte von Diabetikern führt. Da mit Nebenwirkungen gerechnet werden muss, sollten Patienten regelmäßig untersucht werden. Weitere positive Effekte durch Niacin sind bei Patienten mit dermatologischen Erkrankungen wie polymorpher Lichtdermatose und Necrobiosis beobachtet worden. Hohe Dosen führen häufig zu einer Abschwächung der Symptome [2].

Schließlich wird in der Wissenschaft kontrovers diskutiert, ob Niacin einen Beitrag zur Prävention von Krebserkrankungen leisten kann, da in Zellkulturen gezeigt werden konnte, dass NAD⁺ die Stabilität der DNA gegenüber mutagenen Einflüssen erhöht und die Konzentration von Tumor-Suppressor-Proteinen steigert. Humanstudien zeigten jedoch keine einstimmigen Ergebnisse [1].

Katja Aue

Literatur

_{[1] Hahn, A.; Ströhle, A.; Wolters, M. (2005): Ernährung -Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart (108–110).}

_{[2] Hofmann, L.: Grundlagen Update: Vitamin E; Ernährung im Fokus -02/02, 42– 45 (2003).}

_{[3] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE); Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE); Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung (SGE) (Hrsg.): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. Frankfurt/Main 1. Auflage, 109 –112, 2000.}

_{[4] Biesalski, H.-K.; Grimm, P.: Taschenatlas der Ernährung. Thieme, Stuttgart 2., aktualisierte Auflage, 168 –171 (2001).}

_{[5] Mensink, G. und Burger, M.; Beitz, R.; Henschel, Y.; Hintzpeter, B.: Beiträge zur Gesundheitsberichtserstattung des Bundes: "Was essen wir heute? Ernährungsverhalten in Deutschland". Robert-Koch-Institut Berlin, 54f. (2002).}

_{[6] Biesalski, H.-K.: Vitamine. In Biesalski H.-K.; Fürst, P; Kasper, H.; Kluthe, R.; Pölert, W.; Puchstein, C.; Stähelin, B. (Hrsg.): Ernährungsmedizin. Thieme, Stuttgart 3., erweiterte Auflage, 147–149 (2004).}