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Vitamin B12 ist ein essentielles Vitamin, das an zahlreichen lebenswichtigen Prozessen im Körper beteiligt ist – darunter die Blutbildung, Zellteilung und Funktion des Nervensystems. Da der Körper es nicht selbst herstellen kann, muss es über die Nahrung oder Supplemente zugeführt werden. Dieser Artikel gibt einen Überblick über Funktionen, Aufnahme, Mangelerscheinungen und therapeutische Möglichkeiten von Cobalamin.
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Vitamin B12 – Definition
Vitamin B12 (Cobalamin oder auch Extrinsic Factor) ist ein lebenswichtiges, wasserlösliches Vitamin, das eine zentrale Rolle im Zellstoffwechsel, bei der DNA-Synthese, der Blutbildung und der Funktion des Nervensystems spielt. Es kommt fast ausschließlich in tierischen Lebensmitteln vor und muss regelmäßig über die Nahrung aufgenommen werden.
Cobalamin oder Cobalamine
Genau genommen handelt es sich beim Vitamin B12 um eine ganze Gruppe von Molekülen, die strukturell miteinander verwandt sind.
Vitamin B12 – Aufbau
Der Aufbau des Vitamin B12 innerhalb der eigenen Gruppe weist einige charakterliche Übereinstimmungen in der Struktur auf. Im Zentrum des Moleküls findet sich in der Regel ein Cobalt-Atom, das dem Vitamin B12 (Cobalamin) seinen Namen gibt. Es verfügt über 6 Bindungsstellen:
- 4 Bindungsstellen gehen auf ein Tetrapyrrol zurück – einem Zusammenschluss aus 4 Ringen mit jeweils 4 Kohlenstoffatomen und einem Stickstoffatom, die beispielsweise auch im Häm für Hämoglobin vorkommen. Sie sind über Methinbrücken verbunden.
- 1 Bindungsstelle ist mit einem 5,6-Dimethylbenzimidazolribosid belegt.
- 1 Bindungsstelle ist mit einem Rest belegt, bei dem es sich etwa um 5′-Desoxyadenosin, eine Methylgruppe oder eine Cyanogruppe (das beim Cyanocobalamin) handeln kann.
Cobalamin Aufnahme
Cobalamin kann weder von Tieren noch von Pflanzen synthetisiert werden. Nur Mikroorganismen sind dazu in der Lage. Dementsprechend kommt das Vitamin ausschließlich in tierischen Produkten vor. Dazu gehören Eier, Leber oder Milchprodukte. Die Aufnahme im Sinne der Resorption erfolgt im terminalen Ileum, die Vorbereitung davon beginnt aber schon im Magen und im vorderen Dünndarm. Hier wird das Cobalamin zunächst vom Protein getrennt, mit dem es bei der Aufnahme meist verbunden ist. Im Magen bilden die Belegzellen den sogenannten Intrinsic Factor, der für die Aufnahme unerlässlich ist. Nur der Extrinsic-Intrinsic-Proteinkomplex kann im Ileum am sogenannten Cubilin-Rezeptor durch rezeptorvermittelte Endozytose ins Blut gelangen. In den Lysosomen der Enterozyten werden beide Moleküle wieder voneinander getrennt. Bei der Aufnahme sind drei Transportproteine beteiligt:
- Transcobalamin I und III (auch TCN 1 und 3 oder Haptocorrine) finden sich schon in den Speicheldrüsen. Sie gehen eine Verbindung mit Cobalamin ein, um dieses vor dem Auflösen in der Magensäure zu schützen.
- Transcobalamin II (TCN 2) transportiert das Vitamin B12 über die Blutbahn zur Leber. Der Mangel kann angeboren sein und bei Neugeborenen zu Anämie führen.
Auch die Aufnahme in die Körperzellen erfolgt über rezeptorvermittelte Endozytose. Die Speicherung erfolgt vor allem in der Leber. Sie kann die tausendfache Menge des Tagesbedarfs an Vitamin B12 speichern. So kann es vorkommen, dass ein Cobalamin-Mangel erst nach Jahren auffällt.
Ausscheidung von Vitamin B12
Das Vitamin B12 wird sehr effizient recycelt: In der Leber wird überschüssiges Cobalamin gespeichert und über die Galle wieder in den Darm ausgeschieden – ein Teil davon wird erneut aufgenommen (enterohepatischer Kreislauf). Nur geringe Mengen gehen täglich über den Urin oder den Stuhl verloren. Ein echter Abbau im Sinne von enzymatischer Zersetzung findet beim Menschen nicht statt.
Körperliche Verwendung
Es gibt zwei biologisch aktive Formen des Vitamin B12:
- Methylcobalamin: Trägt zur Remethylierung der Methioninsynthase von Homocystein zu Methionin bei. Das Cobalamin ist an dieser Stelle essenziell für die Übertragung der Methylgruppe auf Methionin. Sie stammt von N5-Methyl-Tetrahydrofolat, das anschließend zu aktivem Tetrahydrofolat regenieren kann. Dieses ist für die Purinsynthese sowie die Synthese der Pyrimidinbase Thymin wichtig. Bei einem Mangel ist die Zellteilung also eingeschränkt, was besonders im teilungsaktiven Gewebe (Knochenmark) ins Gewicht fällt. Es kommt zu einer hyperchromen, makrozytären Anämie.
- 5‘-Desoxydenosylcobalamin: Ist hingegen an der Umlagerung von Alkylresten beteiligt. Es dient beispielsweise als Cofaktor der Methylmalonyl-CoA-Mutase, die den Propionyl-Rest ungeradzahliger Fettsäuren, aber auch Teile der Aminosäuren Valin, Isoleucin, Threonin und Methionin zum Abbau in den Citratzyklus einschleust, indem sie sie Vitamin B12-abhängig zu Succinyl-CoA umsetzt. Dieses kann als Zwischenprodukt des Citratzyklus abgebaut werden. Bei einem Mangel steigt das Zwischenprodukt des Abbaus – Methylmalonsäure – im Körper und im Urin an. Diese stört vermutlich Funktionen im ZNS: Es kommt zur sogenannten funikulären Myelose.
Pseudocobalamine
Einige Strukturverwandten des Cobalamin haben keine biologische Aktivität. Sie werden während der Verdauung dennoch vom Intrinsic Factor gebunden und blockieren diesen. Die Aufnahme von vielen Pseudocobalaminen kann damit die Aufnahme des „echten“ Vitamin B12 hemmen einen Mangel auslösen.
Vitamin B12 – Tagesbedarf
Der Tagesbedarf an Vitamin B12 liegt deutlich niedriger als bei vielen anderen Vitaminen und beträgt etwa 1µg. Folgende Tabelle zeigt die aktuellen Referenzwerte der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (Stand 2018):
| Alter | Vitamin B12 (µg/Tag) |
| Säuglinge 0 bis < 4 Monate | 0,5 |
| Säuglinge 4 bis < 12 Monate | 1,4 |
| Kinder 1 bis < 4 Jahre | 1,5 |
| Kinder 4 bis < 7 Jahre | 2,0 |
| Kinder 7 bis < 10 Jahre | 2,5 |
| Kinder 10 bis < 13 Jahre | 3,5 |
| Kinder 13 bis < 15 Jahre | 4,0 |
| Jugendliche 15 bis < 19 Jahre | 4,0 |
| Erwachsene 19 bis < 25 Jahre | 4,0 |
| Erwachsene 25 bis < 51 Jahre | 4,0 |
| Erwachsene 51 bis < 65 Jahre | 4,0 |
| Erwachsene ab 65 Jahre | 4,0 |
| Schwangere | 4,5 |
| Stillende | 5,5 |
Quelle: DGE: Vitamin B12 (Cobalamin)
Normwerte im Blut
Zur Abklärung eines Vitamin-B12-Mangels beginnt die Diagnostik meist mit der Bestimmung von Holotranscobalamin (Holo-TC), da dieser Marker die biologisch aktive Form darstellt. Ein Holo-TC-Wert über 35 pmol/l gilt als normal, Werte unter 35 pmol/l deuten auf einen möglichen Mangel hin. Liegt Holo-TC im Graubereich (etwa 20–35 pmol/l), folgt die Messung der Methylmalonsäure (MMA), die bei einem funktionellen Mangel meist erhöht ist (Normalwert < 270 nmol/l im Serum). Erst danach oder ergänzend wird oft das Gesamt-Vitamin-B12 bestimmt, mit einem Referenzbereich von etwa 200–1000 pg/ml. Werte unter 200 pg/ml sprechen für einen klinisch relevanten Mangel. Durch diese gestufte Diagnostik lässt sich ein Vitamin-B12-Mangel zuverlässig erkennen.
Vitamin B12 – Mangel
Ein Vitamin-B12-Mangel (Hypovitaminose) entsteht meist durch Aufnahmestörungen im Magen-Darm-Trakt oder durch unzureichende Zufuhr, etwa bei veganer Ernährung. Erste Anzeichen sind Müdigkeit, Konzentrationsprobleme oder blasse Haut. Er kann oft über Jahre unbemerkt bleiben, da der Körper zunächst die Speichervorräte (2.000 bis 3.000 µg) verwendet. Bei Kindern fällt der Cobalamin-Mangel schneller auf, das besonders Neugeborene über sehr viel geringere Mengen an Speichercobalamin verfügen.
Perniziöse Anämie
Die perniziöse Anämie ist eine Autoimmunerkrankung, bei der Antikörper die Belegzellen des Magens oder den Intrinsic Factor angreifen. Dadurch wird die Aufnahme von Vitamin B12 im terminalen Ileum gestört. Es entsteht ein funktioneller Vitamin-B12-Mangel, der zu einer megaloblastären Anämie (hyperchrome, makrozytäre Erythrozyten) führt. Typische Symptome sind Müdigkeit, Blässe, Glossitis (glatte, rote Zunge), Parästhesien und neurologische Ausfälle wie Gangunsicherheit.
funikuläre Myelose
Die funikuläre Myelose ist eine neurologische Folge eines schweren Vitamin-B12-Mangels, bei dem es zur Degeneration der Hinter- und Seitenstränge des Rückenmarks kommt. Sie äußert sich durch Sensibilitätsstörungen, Parästhesien, Gangunsicherheit, spastische Lähmungen und zunächst verstärkte und später abgeschwächte Reflexe. Auch scheinbare Altersdemenz kann durch die Myelose ausgelöst werden. Ein Hinweis kann beispielsweise eine brennende Zunge sein. Ursache ist die gestörte Myelinsynthese durch den Mangel an Cobalamin. Es sammelt sich Methylmalonsäure an. Wird der Vitamin-B12-Mangel frühzeitig erkannt und behandelt, können sich die Symptome teilweise oder vollständig zurückbilden – bei fortgeschrittener Schädigung bleiben jedoch oft neurologische Defizite bestehen.
Nicht verwechseln: So entsteht die funikuläre Myelose
Die funikuläre Myelose entsteht durch die steigenende Konzentration an Methylmalonsäure im Körper und im Harn. Diese steigt nicht an, wenn ein reiner Folatmangel vorliegt. Dieser kann isoliert also zwar zu einer Anämie führen, nicht aber zur funikulären Myelose. Umgekehrt kann die Erkrankung ausgelöst werden, wenn bei Vitamin B12-Mangel Folsäure überdosiert supplementiert wird. Daher ist die Behandlung einer Perniziösen Anämie durch Folsäure ein Kunstfehler.
Vorkommen & Lebensmittel mit Vitamin B12
Anders als viele anderen Mikronährstoffe kommt Vitamin B12 so gut wie ausschließlich in tierischen Lebensmitteln vor. Das liegt daran, dass nur Mikroorganismen in der Lage sind, die Cobalamine zu synthetisieren. Diese leben im Pansen von Rindern und im Dickdarm einiger anderer Tiere. Leber als Speicherorgan enthält die höchste Menge Vitamin B12. Die Lebensmittel mit dem höchsten Vitamin B12 Gehalt sind:
- Rinderleber – ca. 65 µg/100 g
- Kalbsleber – ca. 60 µg/100 g
- Lammleber – ca. 50 µg/100 g
- Austern – ca. 14–16 µg/100 g
- Hering – ca. 8,5–10 µg/100 g
- Makrele – ca. 8,5 µg/100 g
- Sardinen (Dose) – ca. 8,9 µg/100 g
- Rindfleisch (mager) – ca. 2,0–5,0 µg/100 g
- Lachs – ca. 3,2–4,5 µg/100 g
- Hühnerei (Eigelb) – ca. 1,8–2,0 µg/100 g
Darüber hinaus sind viele andere Lebensmittel (vor allem verarbeitete pflanzliche Produkte) mit Vitamin B12 versetzt.
Supplementation
Vitamin-B12-Supplementation ist bei diagnostiziertem Mangel, erhöhtem Bedarf oder risikobehafteter Ernährung (z. B. vegan) sinnvoll. Aufgrund der bereits erwähnten langen Speicherung ist dies auch sinnvoll, bevor der Mangel durch Blutwerte oder Symptome auffällt. Sie kann oral oder, bei schweren Aufnahmestörungen, parenteral erfolgen. Präparate enthalten meist Cyanocobalamin, das im Körper zu den biologisch aktiven Formen umgewandelt wird. Die Konzentration der Supplementation kann stark variieren, wobei das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) die Obergrenze für Vitamin B12 Supplementation auf 25µg täglich gesetzt hat. Bei reduzierter Aufnahme sind Dosen bis 1.000µg täglich als sicher angegeben.
Vitamin B12 und Krebswachstum
Seit einiger Zeit besteht die Debatte darüber, ob eine Kausalität zwischen der Supplementation von Cobalamin und dem Wachstum von Krebszellen besteht. Tatsächlich wurde in einigen Studien Zusammenhänge zwischen hohen Blutwerten von Cobalamin und auch Folat und verschiedenen Krebsrisiken, beispielsweise Lungen- oder Kolorektalkarzinomen gefunden. Die Korrelation bleibt jedoch unklar, besonders, da es schwer ist, die Cobalamin-Konzentration im Blut von anderen Risikofaktoren abzugrenzen, etwa einem erhöhten Konsum von (verarbeitetem und roten) Fleisch. Darüber hinaus erschwert der Faktor, dass nunmal viele Krebserkrankte Vitamin B12 substituieren, die Frage nach der Kausalität.
Überdosierung
Eine Hypervitaminose bei Vitamin B12 ist äußerst selten, da überschüssiges Cobalamin bei gesunder Nierenfunktion meist über den Urin ausgeschieden wird. Selbst hohe orale Dosen führen in der Regel nicht zu toxischen Effekten. Die parenterale Supplementation kann allerdings Hypervitaminosen auslösen. In Einzelfällen wurden bei sehr hohen Serumspiegeln jedoch Zusammenhänge mit Hautreaktionen, Akne oder einem erhöhten Krebsrisiko diskutiert, wobei ein kausaler Zusammenhang nicht gesichert ist.
- Fanidi et al., Is high vitamin B12 status a cause of lung cancer?, erschien in: International Journal of Cancer
- Horn, Biochemie des Menschen, Thieme (Verlag), 7. Auflage, 2018
- Koolman et al., Taschenatlas Biochemie des Menschen, Thieme (Verlag), 5. Auflage, 2019
- Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Thieme (Verlag), 5. Auflage, 2022
- Wolffenbuttel et al., Relationship between serum B12 concentrations and mortality: experience in NHANES, erschien in: BMC Medicine, 2020
