Wirkungsmechanismus
Das Vitamin B6 wirkt hauptsächlich als Pyridoxal-5-phosphat (PLP) als Coenzym für Reaktionen, welche an der Transaminierung, Decarboxylierung, Desaminierung, Desulfhydrierung, Hydrolyse und Synthese von Aminosäuren beteiligt sind. Somit spielt das Vitamin B6 eine wichtige Rolle im Aminosäuren-, Fett- und Glucosemetabolismus (Coursin 1961a).Für die Synthese des Niacins aus Tryptophan wird ein Vitamin B6-abhängiges Enzym benötigt. Dabei handelt es sich um die sogenannte Kynureninase. Zudem wird das Vitamin B6 für die ersten Schritte der Porphyrinsynthese, zum Zeitpunkt, an dem Succinyl-CoA und Glycin zur δ-Aminolävulinsäure kondensieren, benötigt. Auch für die Bildung der Arachidonsäure aus Linolsäure, der Hydrolyse von Glycogen zu Glucose-1-Phosphat, der Synthese von biogenen Aminen und dem Einschluss des Eisenions in das Hämoglobin ist das Vitamin von Bedeutung (Fettman 2001b). Für die Desaminierung, die Decarboxylierung und die Seitenketten-Eliminierung der Aminosäuren wird Pyridoxal-5-phosphat (PLP) als Cosubstrat benötigt (Toney 2005a).
Der erste Schritt aller Pyridoxal-5-phosphat-abhängigen Enzymreaktionen ist die Bildung einer schiffschen Base: Pyridoxal-5-phosphat reagiert mit der α-Amino-Gruppe der Aminosäure und bildet so eine schiffschen Base. Diese schiffsche Base kann hydrolytisch an drei verschiedenen Stellen gespalten werden, wobei unterschiedliche Stoffwechselwege beschritten werden (Toney 2005a):
Transaminierung
Bei der Transaminierung, welche durch eine Transaminase katalysiert wird, erfolgt die Spaltung zwischen dem α-Kohlenstoff- und dem Amino-Stickstoff-Atom. Es entsteht Pyridoxamin-Phosphat und eine α-Ketosäure. Pyridoxamin-Phosphat kann die Amino-Gruppe auf eine andere α-Ketosäure übertragen, wobei wieder PLP gebildet wird (Toney 2005a).Decarboxylierung
Bei der Decarboxylierung erfolgt die Spaltung zwischen α-C-Atom und der COOH-Gruppe, nach der Hydrolyse entsteht ein biogenes Amin (Toney 2005a).Abspaltung der Seitenkette
Wenn die Seitenkette des PLP abgespalten und anschliessend die schiffsche Base hydrolysiert wird, entstehen Glycin und PLP (Toney 2005a). Die PLP-Enzyme sind in ihrem Ruhestatus schiffsche Basen mit einem Lysinrest. Beim Vorhandensein eines aminhaltigen Substrates kommt es zu einer Konformationsänderung. Somit verfügt das Enzym über ein externes Aldimin, welches eine zentrale Rolle bei allen PLP-katalysierten Reaktionen hat (Toney 2005a); das PLP gilt in dieser Konformation als hochreaktiv. Seine Aldehydgruppe kann mit Aminogruppen (-NH2), durch die oben beschriebene Bildung einer schiffschen Base mit Hydrazinen (Verbindungen aus Stickstoff und Wasserstoff) und substituierten Hydroxiaminen Kondensationsreaktionen eingehen. Des Weiteren kann es mit Sulfhydryl-Komponenten, wie zum Beispiel mit L-Penicillamin, reagieren (Bowling 2011a; Toney 2005a).Neurotransmitter-Metabolismus
Das PLP spielt eine Rolle als Coenzym der Dopa-Carboxylase bei der Konversion von Dopa zu Dopamin und ermöglicht zudem die Konversion von Glutamat zu GABA. Es ist somit wichtig für das zentrale Nervensystem (Bowling 2011a; Bertoldi 2014a).Genexpression / Immunregulation
Bezüglich der Korrelation der Genexpression und dem Vitamin B6 konnte aufgezeigt werden, dass Vitamin B6-deffiziente Ratten Nachkommen mit weniger DNA, RNA und Protein in allen Geweben zeugen (Moon 1973a). In den Leberzellen von supplementierten Mäusen konnte ein signifikanter Unterschied der DNA-Konzentration gegenüber defizienten Mäusen gemessen werden. Die Genregulation durch das PLP wird mit einer Interaktion mit Steroidhormonrezeptoren und vielen gewebespezifischen Transkriptionsfaktoren wie der Hepatocyte Nuclear Factor 1 (HNF-1) und das CCAAT-Enhancer-Binding Protein (C/EBP) erklärt (Oka 2001a; Allgood 1992a). Das Vitamin B6 hat ebenfalls eine immunmodulatorische Wirkung, indem es nachweislich die Expression von inflammatorischen Molekülen im Colon hemmt (Yanaka 2011a). Eine Supplementierung von 35 mg Pyridoxin-HCL/kg Futter bewirkte einen fünffachen Anstieg von Pyridoxal-5-phosphat im Fettgewebe von Mäusen. Dieser Anstieg führte zu einer verringerten Infiltration der Makrophagen in die Adipozyten (Sanada 2013a).Lipidmetabolismus
Pyridoxalphosphat dient als Coenzym zur Decarboxylierung der Phosphatidylserine im Lipidmetabolismus. Dies führt zur Bildung von Phosphatidylethanolaminen und Phosphatidylcholin (Bender 2003b).Homocysteinmetabolismus
Im Folatmetabolismus dient Pyridoxal-5-phosphat (PLP) als Cofaktor für die mitochondrialen und cytoplasmatischen Isoenzyme der serinen Hydroxymethyltransferasen (SHMT2 und SHMT1), das P-Protein des Glycinmetabolismus, der Cystathion-β-Synthase (CBS), der γ-Cystathionase und der Betain-Hydroximethyltransferase (BHMT). Alle diese Enzyme sind am Homocysteinmetabolismus beteiligt (Wu 2012a).Steroidhormone und andere Hormone mit Wirkung auf den Zellkern
PLP terminiert die Wirkung von Steroid- und weiteren Hormonen mit Wirkung auf den Zellkern, wie die Vitamine A und D sowie die Schilddrüsenhormone. PLP bindet an den Lysinresten der Hormonrezeptorproteine und verhindert somit eine Bindung an die DNA. Somit wird eine weitere Genexpression verhindert (Bender 1999a).Bedarf
Der Vitamin B6-Bedarf steigt bei erhöhter diätetischer Proteinaufnahme und bei einem Aminosäurenungleichgewicht, der durch eine erhöhte diätetische Aufnahme von Tryptophan und Methionin hervorgerufen wird. Auch Stress, Wachstum, Gestation, Laktation, Krankheit und eine erhöhte Ausscheidung steigern den diätetischen Bedarf (Fettman 2001b; Dubeski 1996a). Aufgrund von Erkrankungen des Gastrointestinaltraktes und die Aufnahme von Antibiotika wird die mikrobielle Vitaminsynthese und die Absorption gehemmt, wodurch eine höhere diätetische Vitaminaufnahme erforderlich wird (Masuyama 2014a).Katze
In Studien mit Katzenwelpen konnte gezeigt werden, dass der Bedarf an Vitamin B6 mit der Menge des aufgenommenen Proteins zusammenhängt. Dieser beträgt 1 - 2 mg/kg für Katzenwelpen, welche mit einer 30%-igen Caseindiät ernährt wurden und über 2 mg/kg bei einer 60%-igen Caseindiät (Bai 1989b; Bai 1991a).Huhn
Der Bedarf an Pyridoxin beträgt bei Hühnern, die eine Fütterung mit einem Proteinanteil von 22% erhalten, 3,4 mg/kg. Der Bedarf steigt auf 3,4 mg/kg an, wenn der Proteingehalt des Futters auf 31% angehoben wird (Gries 1972b).Wiederkäuer und Pferd
Unter normalen Bedingungen genügt adulten Wiederkäuern und Pferden die von den Mikroorganismen im Darm respektive Pansen synthetisierte Vitaminmenge, um den täglichen Bedarf zu decken (Masuyama 2014a).Hypovitaminose
Eine Vitamin B6-Hypovitaminose ist bei adulten Wiederkäuern und Pferden ungewöhnlich, da diese durch die endogene Produktion der Pansenflora mit dem Vitamin versorgt werden. Ein Mangel an Riboflavin und Niacin kann aber zu einer Vitamin B6-Unterversorgung führen, da diese für die Vitamin B6-Phosphorylierung und Aktivierung benötigt werden (Fettman 2001b).Rind
Klinische Anzeichen eines Mangels wurden bei heranwachsenden Kälbern dokumentiert (Johnson 1950a). Diese wiesen Anorexie, Durchfall, vermindertes Wachstum, Erbrechen, Verlust des Sehvermögens, eine mikrozytäre hypochrome Anämie und nervöse Störungen, infolge Demyelinisierung der peripheren Nerven gefolgt von einer axonalen Degeneration, auf (Blair 1985a; Johnson 1950a; Stöber 1994d).Pferd
Bei Pferden wurde keine Vitamin B6-Hypovitaminose dokumentiert, da sie über eine genügend grosse endogene Vitamin-Produktion durch die Intestinalflora verfügen (Fettman 2001b).Hunde und Katzen
Bei Hunden und Katzen verursacht ein Mangel Inappetenz, Gewichtsverlust, Wachstumsverzögerung, Ataxie, Konvulsionen, Kardiomyopathien und eine mikrozytäre hypochrome Anämie (Kroker 2010d; Fettman 2001b). Ein experimenteller Pyridoxinmangel bei heranwachsenden Katzen und Ratten verursachte renale Läsionen, charakterisiert durch tubuläre Atrophie, Dilatationen, Fibrosen und eine Kalzium-Oxalat-Nephrolithiasis (Gershoff 1959a; Bai 1989b).Geflügel
Beim Geflügel führt eine Hypovitaminose B6 zu Konvulsionen, Zittern, steifen und ruckartigen Bewegungen und einer ungewöhnlichen Körperhaltung (Gries 1972b).Schwein
Bei Schweinen wurden epileptiforme Anfälle aufgrund einer Vitamin B6-Hypovitaminose beobachtet (Chick 1940a; Kroker 2010d).Vitamin-Status
Die Kriterien zur Evaluation des Vitamin B6-Status beinhalten die biologische Antwort auf eine Supplementierung bei einer Hypovitaminose (d.h. Verschwinden der Symptome), die Messungen von Plasma- oder Urin-Vitaminkonzentrationen oder Veränderungen von Apoenzymaktivitäten (Tyrosinaminotransferase, Tyrosindecarboxylase, Aspartataminotransferase und Alaninaminotransferase) (Bai 1998a). Die Messung der Kynurensäure oder Xanthurensäure im Urin ermöglicht die Beurteilung der Funktion des Pyridoxal-5-phosphat als Cofactor bei der Niacinsynthese (Fettman 2001b).Es kann keinerlei Haftung für Ansprüche übernommen werden, die aus dieser Webseite erwachsen könnten.