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Folsäure (Vitamin B9)

Folsäure oder Folat (Vitamin B9) ist ein hydrophiles (wasserlösliches) Vitamin aus der Gruppe der B-Vitamine.

Die Isolierung dieses Faktors aus Spinatblättern gelang im Jahre 1941. Abgeleitet vom lateinischen Begriff folium (= Blatt) wurde dieser Substanz der Name »Folsäure« gegeben [2, 10, 18]. Folsäure wird auch Vitamin B11 oder Vitamin M genannt. Die chemische Bezeichnung der Folsäure lautet Pteroylmonoglutaminsäure beziehungsweise Pteroylmonoglutamat (PteGlu).

Vorkommen von Folsäure

Die in der Natur nicht vorkommende Folsäure ist von den Folaten klar zu unterscheiden [5-8, 11, 17]. Folate sind Teil biologischer Systeme und kommen somit auf natürliche Weise in Lebensmitteln vor.

Verbindungen der Folsäure

Die biologisch aktive Form des B-Vitamins ist das 5,6,7,8-Tetrahydrofolat (THF) und deren Abkömmlinge (Derivate) [2, 3, 9, 10, 15, 18, 21]. THF ist die entscheidende Coenzymform und wirkt als Empfänger und Überträger von C1-Einheiten, wie besiepilsweise Methylgruppen, insbesondere im Protein- und Nukleinsäurestoffwechsel [1-3, 9, 15, 18].

Folsäure weist im Vergleich zu den natürlichen Folat-Verbindungen die höchste Stabilität auf und wird als Reinsubstanz nahezu vollständig aufgenommen. Aus diesem Grund findet sie nach synthetischer Herstellung Anwendung in Vitaminpräparaten, Medikamenten und bei der Anreicherung von Lebensmitteln [9, 18].

Aufnahme von Folsäure

Folate sind sowohl in tierischen als auch pflanzlichen Lebensmitteln vorzufinden und liegen dort als Pteroylmonoglutamate, vor allem aber als Pteroylpolyglutamate (60-80 %) vor. Diese müssen vor der Aufnahme im Zwölffingerdarm (Duodenum) und oberen Leerdarm (proximalen Jejunum) durch ein Enzym (gamma-Glutamyl-Carboxypeptidase) aufgespalten werden.

Pteroylmonoglutamate und die synthetische Folsäure werden nahezu vollständig aufgenommen (> 90 %). Die Aufnahmerate der Polyglutamatverbindungen beträgt aufgrund der unvollständigen enzymatischen Spaltung nur etwa 20 % [2, 5-8, 10-12, 16, 18].

Da der Folatgehalt und das Verhältnis von Mono- zu Polyglutamaten in den einzelnen Lebensmitteln sehr stark schwankt und die Vitaminverluste bei der Nahrungszubereitung schwer kalkulierbar sind, lassen sich keine präzisen Angaben zur tatsächlichen Folataufnahme machen.

Biologische Wirksamkeit der Folsäure-Verbindungen

Entsprechend den aktuellen Referenzwerten ist für die in der Nahrung enthaltenen Folatverbindungen von einer Bioverfügbarkeit von etwa 50 % auszugehen [5, 10, 11, 16]. Aus der unterschiedlichen Aufnahmerate von Mono- und Polyglutaminsäureverbindungen ergibt sich der Begriff des Folatäquivalents (FÄ) [18].

Der Äquivalentbegriff wird in Abhängigkeit der Verzehrsform des B-Vitamins definiert. Es wird unterschieden zwischen der isolierten Aufnahme des B-Vitamins und dem Verzehr zusammen mit der Nahrung [2, 10, 12, 18].

Im Folgenden ist die Definition des FÄ in der isolierten Verzehrsform dargestellt:

  • 1 Mikrogramm FÄ = 1 Mikrogramm Nahrungsfolat
  • 1 Mikrogramm Nahrungsfolat = 0,5 Mikrogramm synthetische Folsäure
  • 1 Mikrogramm synthetische Folsäure = 2 Mikrogramm Nahrungsfolat (beziehungsweise 2 Mikrogramm FÄ)

Dies gilt für die Zufuhr auf nüchternen Magen. In diesem Fall ist die synthetische Folsäure zu nahezu 100 % bioverfügbar. Wird das B-Vitamin mit der Nahrung zugeführt sinkt die Aufnahmemenge auf ca. 85 % [5]. 

Im Folgenden ist die Definition des FÄ zusammen mit der Nahrung dargestellt:

  • 1 Mikrogramm FÄ = 1 Mikrogramm Nahrungsfolat
  • 1 Mikrogramm Nahrungsfolat = 0,6 Mikrogramm synthetische Folsäure
  • 1 Mikrogramm synthetische Folsäure = 1,7 Mikrogramm Nahrungsfolat (beziehungsweise 1,7 Mikrogramm FÄ)

Absorbiertes Monoglutamylfolat wird in den Zellen des Darms (Enterozyten) zum metabolisch aktiven 5,6,7,8-THF umgewandelt, das über die Pfortader zur Leber gelangt [4, 18].

Transport und Verteilung im Körper

Im Blutserum sind 50-60 % der Folatverbindungen mit niedriger Bindungsstärke unspezifisch an Albumin, alpha-Makroglobulin und Transferrin gebunden. Daneben existiert ein spezifisches Folatbindungsprotein, das die Serumfolate mit hoher Bindungsstärke, jedoch nur in sehr geringen Mengen bindet [2, 3, 21].

Hauptaufgabe dieses Bindungsproteins ist der Transport zur Leber, wo es zur Reduktion zum biologisch aktiven THF kommt [2, 3]. Die Beobachtung, dass Frauen bei Einnahme der Antibabypille (oraler Kontrazeptiva) und in der Schwangerschaft einen höheren Spiegel der Folatbindungsproteine aufweisen als Männer und Kinder, lässt einen hormonellen Einfluss vermuten [3, 21].

Der Serumfolatspiegel beträgt unter Normalbedingungen zwischen 7-17 Nanogramm pro Milliliter und wird vom Zeitpunkt der letzten Nahrungszufuhr, Höhe der Folataufnahme sowie von der individuellen Folatversorgung bestimmt [2, 3, 18, 21].

Die im Blut zirkulierenden Monoglutamylfolate, vorrangig 5-MTHF, werden in die roten Blutkörperchen (Erythrozyten) und in anderen Zellen aufgenommen [2, 3, 18]. Innerhalb der Zelle werden die Pteroylmonoglutamate in eine Form (Polyglutamatform) überführt, die zurückgehalten beziehungsweise gespeichert werden kann [18].

Die Folatkonzentration der roten Blutkörperchen übersteigt den Folatgehalt im Serum etwa um das 40-Fache (200-500 Nanogramm/Milliliter) [18]. In reifen roten Blutkörperchen hat das B-Vitamin keinerlei Stoffwechselaufgaben, sondern lediglich Speicherfunktion. Aus diesem Grund ist der Folatspiegel in den roten Blutkörperchen zuverlässiger als der stark schwankende Serumfolatspiegel [3].

Das B-Vitamin findet sich in allen Geweben, wobei das Verteilungsmuster eine Abhängigkeit von der Zellteilungsrate (Mitose) der Gewebe zeigt. Zellsysteme mit hoher Teilungsrate, wie Blut- und Epithelzellen, weisen hohe Folatkonzentrationen auf.

Körperbestand an Folsäure

Der Gesamtkörpergehalt an Folat beträgt beim Menschen 5-10 Milligramm, wovon die Hälfte in der Leber vor allem in Form von 5-MTHF lokalisiert ist. Die Leber ist das Hauptspeicherorgan und reguliert die Versorgung anderer Organe.

Die biologische Halbwertszeit des B-Vitamins liegt bei etwa 100 Tagen [11, 18, 21]. Aufgrund der geringen Körperreserven kann der Folsäure-Serumspiegel unter folatfreier Ernährung nur 3-4 Wochen aufrechterhalten werden.

Ausscheidung

Die mit der Galle ausgeschiedene Menge von 10-90 Mikrogramm Monoglutamylfolat pro Tag unterliegt einem Leber-Darm-Kreislauf (enterohepatischen Kreislauf) und wird teilweise erneut aufgenommen (quantitative Rückresorption). Erkrankungen des Dünndarms oder die operative Entfernung bestimmter Darmabschnitte beeinträchtigen die enterale Rückresorption [18].

Bei normaler Folatzufuhr werden täglich nur 1-12 Mikrogramm über die Niere eliminiert. Der Großteil des Vitamins wird durch die Nierenkanälchen erneut aufgenommen [18]. Eine Unterversorgung des Vitamins lässt die Ausscheidung der Folatverbindungen durch die Niere sinken [2, 3].

Die Menge an Folatverbindungen, die mit den Fäzes (Stuhl) ausgeschieden wird, ist schwer zu beurteilen, da neben nicht aufgenommener Folsäure auch immer durch Bakterien synthetisierte Folate fäkal ausgeschieden werden. Es wird angenommen, dass sich in den Fäzes 5- bis 10-fach höhere Folatmengen als in der aufgenommenen Nahrung befinden [1, 10, 11, 18].

 

Literatur

  1. Bässler K.-H., Grühn E., Loew D., Pietrzik K. (2002) Vitamin-Lexikon für Ärzte, Apotheker und Ernährungswissenschaftler. 3. Auflage. Urban & Fischer, München

  2. Biesalski H. K., Köhrle J., Schümann K. (2002) Vitamine, Spurenelemente und Mineralstoffe. Prävention und Therapie mit Mikronährstoffen. Georg Thieme Verlag, Stuttgart

  3. Biesalski H. K., Fürst P., Kasper H. et al. (2004) Ernährungsmedizin. Nach dem Curriculum Ernährungsmedizin der Bundesärztekammer. 3. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart

  4. Brouwer I.A., van Dusseldorp M., West C.E., Steegers-Theunissen R.P.M. (2001) Bioavailability and bioefficacy of folate and folic acid in man. Nutr Res Rev; 14: 267-293

  5. D-A-CH (2000) Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE), Österreichische Gesellschaft für Ernährung (ÖGE), Schweizerische Gesellschaft für Ernährungsforschung (SGE), Schweizerische Vereinigung für Ernährung (SVE): Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr. 1. Auflage, 4. korrigierter Nachdruck, Umschau/Braus Verlag, Frankfurt am Main

  6. Hages M., Brönstrup A., Prinz-Langenohl R., Pietrzik K. (1999) Die neuen "Dietary Reference Intakes" (DRI) - Ein Beitrag zur internationalen Harmonisierung der Zufuhrempfehlungen? Ernährungs-Umschau; 46: 130-135

  7. Hages M., Brönstrup A., Prinz-Langenohl R., Pietrzik K. (1999) Zur Aktualisierung der deutschen Empfehlungen für die Folatzufuhr Teil 1. EU; 46: 248-251

  8. Hages M., Brönstrup A., Prinz-Langenohl R., Pietrzik K. (1999) Zur Aktualisierung der deutschen Empfehlungen für die Folatzufuhr Teil 2. EU; 46: 296-299

  9. Hahn A. (2001) Nahrungsergänzungsmittel. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart

  10. Hahn A., Ströhle A., Wolters M. (2006) Ernährung. Physiologische Grundlagen, Prävention, Therapie. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart

  11. IOM (2001) Institute of Medicine. Food and Nutrition Board: Dietary reference intakes for thiamin, riboflavin, niacin, vitamin B6, folate, vitamin B12, pantothenic acid, biotin, and choline. National Academy Press, Washington DC

  12. Kasper H. (2004) Ernährungsmedizin und Diätetik. 10. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München

  13. Lamers Y., Prinz-Langenohl R., Moser R., Pietrzik K. (2004) Supplementation of [6S]-5-methyltetrahydrofolate and folic acid equally reduce plasma total homocysteine concentration in healthy women. Am J Clin Nutr; 79(3): 605-614

  14. Lamers Y., Prinz-Langenohl R., Brämswig S., Pietrzik K. (2006) Red blood cell folate concentrations increase more after supplementation with [6S]-5-methyltetrahydrofolate than with folic acid in women of childbearing age. Am J Clin Nutr; 84: 156-161

  15. Leitzmann C., Müller C., Michel P. et al. (2005) Ernährung in Prävention und Therapie. Hippokrates Verlag in MVS Medizinverlage Stuttgart GmbH & Co. KG

  16. Molloy A.M. (2002) Folate bioavailability and health. Int J Vitam Nutr Res; 72: 46-52

  17. Pietrzik K., Brachmann S. (2001) Folat-Äquivalente - neue Definitionen sorgen für Verwirrung. EU; 48: 113

  18. Pietrzik K., Golly I., Loew D. (2008) Handbuch Vitamine. Für Prophylaxe, Beratung und Therapie. Urban & Fischer Verlag, München

  19. Prinz-Langenohl R., Lamers Y., Moser R., Pietrzik K. (2003) Effect of folic acid preload of the bioequivalence of [6S]-5-methyltetrahydrofolate and folic acid equally in healthy volunteers. J Inherit Metab Dis; 26 Suppl.1: 169

  20. Sanderson P., McNulty H., Mastroiacovo P. et al (2003) Folate bioavailability. UK Food Standard Agency Workshop Report. Br J Nutr; 90: 473-479

  21. Schmidt E. und Schmidt N. (2004) Leitfaden Mikronährstoffe. Orthomolekulare Prävention und Therapie. 1. Auflage. Urban & Fischer Verlag, München

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