Naar inhoud

Artikel: Upgrade je kennis, deel 3 - Vitamines

Upgrade je kennis, deel 3 - Vitamines

Upgrade je kennis, deel 3 - Vitamines

Essentiële voedingsstoffen

Vitamines zijn organische verbindingen die essentieel zijn voor groei, behoud en een goed functioneren van het lichaam. Net zoals de macronutriënten eiwitten, koolhydraten en vetten zijn de micronutriënten vitamines dus onmisbaar voor het lichaam. Vitamines kunnen over het algemeen niet of onvoldoende worden gesynthetiseerd in het lichaam en moeten daarom uit voeding of suppletie worden gehaald.

Vitamines worden dan ook essentiële voedingsstoffen genoemd. Ze reguleren talrijke biochemische processen in het lichaam. Hiervoor zijn relatief kleine hoeveelheden nodig. Echter, zonder de aanwezigheid van deze minuscule stofjes kan ons lichaam niet naar behoren functioneren. Een goede vitaminestatus in het lichaam vereist een zeer gezond en gevarieerd voedingspatroon én een goed opnamevermogen van het lichaam.

Vitamines waren altijd al essentieel voor het leven

Het lijkt erop dat vitamines vanaf het prille begin zo'n vier miljard jaar geleden essentieel waren voor het leven. Vroege levensvormen konden zelf vitamines maken. Bepaalde soorten, inclusief mensen, verloren dat vermogen later. Diverse organismen werden dus van elkaar afhankelijk voor vitamines. Hierdoor ontstond een complexe stroom van moleculen die wetenschappers 'vitamineverkeer' hebben genoemd. Vitaminen zijn misschien wel de meest bekende en historische voorbeelden van biologische moleculen betrokken in intracellulair verkeer.

De oersoep van het leven

Onderzoek is ook gedaan in de oceaan, de oersoep van het leven. Ontdekt is dat sommige microben organische groeifactoren produceren waar andere organismen gebruik van maken. Ook vitamines worden gevonden in de oceaan, alhoewel ze lastig detecteerbaar zijn. Oceanografen vragen zich af waarom vitamines voorkomen in de oceaan. Waarom komen ze bijvoorbeeld in het ene deel meer voor dan in het andere? En waarom komt een bepaalde vitamine op een bepaalde breedtegraad juist veel voor?

Vermoedelijk zijn bepaalde organismen in delen waar picomolaire concentraties vitamines aanwezig zijn auxotroof voor die vitamines, maar hebben ze deze wel nodig. Auxotrofie betekent dat een organisme niet beschikt over de biosynthetische route die nodig is om zelf de vitamine te maken en dus afhankelijk is van andere organismen die het wel kunnen. De schaarsheid van de vitamines in sommige delen van de oceaan en hun dynamische variatie zijn in elk geval belangrijke redenen voor verder onderzoek naar vitamineverkeer.

Levende cellen

Elke vitamine wordt gemaakt door levende cellen. Vitamine D wordt bijvoorbeeld in onze huid geproduceerd wanneer zonlicht in aanraking komt met een voorloper van cholesterol. Een vitamine maken, is vaak een enorm complex proces. In sommige organismen zijn wel tweeëntwintig verschillende eiwitten nodig om een vitamine B12-molecuul te maken. Hoewel een eiwit uit duizenden atomen kan bestaan, kan een vitamine uit slechts enkele tientallen atomen bestaan. En toch, ondanks hun kleine formaat, zorgen vitamines ervoor dat er biochemisch in onze lichamen meer mogelijk is. Zo werken vitamines samen met eiwitten om reacties te creëren die eiwitten alleen niet kunnen oproepen. Vitamine B1 helpt bijvoorbeeld eiwitten om koolstofdioxide uit moleculen te halen.

Universele chemie in alle levende wezens

Vitaminen faciliteren biochemische reacties niet alleen in ons eigen lichaam, maar in alle levende organismen: bacteriën, schimmels, planten, mensen. Deze universele chemie is waarschijnlijk het resultaat van evolutie. Toen het vermogen om vitamines te maken eenmaal was ontwikkeld, werden sommige soorten er bijzonder goed in. Planten evolueerden bijvoorbeeld naar vitamine C-fabrieken met volop vitamine C in hun bladeren en fruit. In eerste instantie verdedigden planten zich met vitamine C waarschijnlijk tegen stress - een functie die het ook bij andere soorten, zoals de mens, vervult. Na verloop van tijd kreeg de vitamine nieuwe taken in planten, zoals er mede voor zorgen dat vruchten zich ontwikkelen.

Deze evolutionaire ontwikkelingen duren doorgaans wel honderden miljoenen jaren, maar het kan ook sneller. Onze eigen voorouders hadden slechts duizenden jaren nodig om hun productie van vitamine D te veranderen. Toen mensen equatoriaal Afrika verlieten en zich naar hogere breedtegraden verspreidden, stond de zon lager aan de hemel en leverde minder ultraviolet licht. Door de ontwikkeling van een lichtere huid, bleven ook de toenmalige Europeanen en Aziaten het vermogen behouden om vitamine D te produceren.

Vitaminen zijn essentieel geworden

Mensen kunnen tegenwoordig bijna niet meer de vitamines maken die ze nodig hebben om gezond te blijven. Onze voorouders in een heel ver verleden konden sommige vitamines zelf synthetiseren, zoals vitamine C. Ze verloren echter die vaardigheid. Ook mensen zijn dus auxotroof geworden voor veruit de meeste vitaminen. We missen de biosynthetische routes in ons lichaam om de vitamines te synthetiseren en moeten daarom vitamines uit externe bronnen halen. Dat maakt ze tot essentiële stoffen.

Bewijslast voor het bestaan van vitamines

De eerste bewijzen voor het bestaan van vitamines en het gegeven dat ze essentieel zijn, kwamen eind 19e eeuw aan het licht in het werk van de Nederlandse arts Christiaan Eijkman. In 1890 kregen zijn laboratoriumkippen een zenuwziekte (polyneuritis). Deze ziekte was vergelijkbaar met polyneuritis als gevolg van de gebreksziekte beriberi. Hij bewees in 1897 dat de polyneuritis werd veroorzaakt door het onvolwaardige dieet van de kippen, namelijk gepolijste rijst. De ziekte verdween toen hij de dieren ongepolijste rijst gaf.

Bijkomende factoren

In 1907 merkte de Britse biochemicus Sir Frederick Gowland Hopkins op dat dieren bepaalde aminozuren niet konden synthetiseren. Ook concludeerde hij dat macronutriënten en zouten alleen niet voldoende waren voor een goede groei. In 1912 publiceerde hij zijn bevindingen over ontbrekende voedingsstoffen, die hij toen beschreef als 'bijkomende factoren’, de latere vitaminen. Voor dit werk kreeg hij samen met Christiaan Eijkman in 1929 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde.

Vitale factor ofwel vital amines

In diezelfde periode had een Poolse wetenschapper Casimir Funk een soortgelijke theorie op basis van onderzoek bij dieren. Polyneuritis zou ook volgens hem ontstaan vanwege een gebrek aan een vitale factor in het voer. Funk was van mening dat bepaalde ziekten bij de mens, zoals beriberi, scheurbuik en pellagra, eveneens werden veroorzaakt door tekorten aan deze zelfde biochemische stoffen.

Omdat elk van deze stoffen een stikstofatoom bevatte dat bekend stond als een amine, noemde Funk de verbindingen 'vital amines'. Deze term verkortte hij later tot 'vitamines'. De laatste e werd later geschrapt (in het Engels werd het ‘vitamins’), toen werd ontdekt dat niet alle vitamines stikstof bevatten en daarom niet allemaal amines zijn. Uiteindelijk kon in 1926 deze vitale factor voor het eerst geïsoleerd worden en kreeg het de naam vitamine B, tegenwoordig B1.

Water en vetoplosbaar

Vitamines worden aangeduid met letters van het alfabet en met chemische namen, zoals niacine en foliumzuur. Biochemisch zijn er twee groepen te onderscheiden, de wateroplosbare vitamines (deze zitten vooral in het vocht van voedingsmiddelen; vitamine B1, B2, B3, B5, B6, B8, B11, B12 en C) en de vetoplosbare vitamines (voornamelijk in vet van voedingsmiddelen; vitamine A, D, E en K). In totaal kennen we dertien vitamines. Het lichaam kan wateroplosbare vitamines niet opslaan en scheidt een teveel weer uit. Vetoplosbare vitamines worden moeilijker uitgescheiden bij een overschot.

Regulatoren van biochemische reacties

Vitamines reguleren allerlei biochemische processen in het lichaam, zoals in het hormoonstelsel en het metabolisme. Waar macronutriënten – vetten en koolhydraten - direct worden gebruikt als brandstof voor de energiestofwisseling en eiwitten worden omgezet in aminozuren als bouwstoffen, worden deze metabole processen in belangrijke mate gereguleerd door vitamines. Indien een vitamine niet aanwezig is, dan kan dit specifieke metabole processen in een cel blokkeren en kan het uiteindelijk de stofwisseling in een cel en in het hele organisme verstoren.

Katalyserende functie wateroplosbare vitamines

Met uitzondering van vitamine C (ascorbinezuur) hebben alle in water oplosbare vitamines een katalytische functie; dat wil zeggen ze functioneren als co-enzymen of cofactoren van enzymen betrokken bij de energieoverdracht of bij het metabolisme van vetten, koolhydraten en eiwitten. Ze zijn dus van belang voor het vrijmaken van energie uit voeding, en voor de vorming van bouwstenen voor lichaamsweefsels.

Vetoplosbare vitamines voor celmembranen

Ook vetoplosbare vitamines hebben uiteenlopende functies in het lichaam. Sommige vetoplosbare vitamines maken deel uit van de structuur van celmembranen of helpen de stabiliteit van celmembranen te behouden. Andere vetoplosbare vitamines functioneren op genetisch niveau door de synthese van bepaalde enzymen te regelen.

Interacties

Vitamines en vitamines en andere voedingsbestanddelen kennen onderling interacties. De interacties kunnen synergetisch ofwel elkaar versterkend zijn, of juist antagonistisch, bijvoorbeeld door overlappende metabole of beschermende functies. Ook zijn bepaalde vitamines in hun werking afhankelijk van de aanwezigheid van andere vitamines.

Voeding en vitaminebehoefte

Vitamines komen niet gelijkmatig in levensmiddelen voor. Vitamine A en D3 komen bijvoorbeeld alleen voor in dierlijk voedsel. Bèta-caroteen, dat in het lichaam kan worden omgezet in vitamine A, wordt bijvoorbeeld alleen gesynthetiseerd in planten. Zowel plantaardig - groenten, fruit, noten -, als dierlijk voedsel zijn dan ook belangrijke natuurlijke vitaminebronnen voor mensen. Hoe beperkter het dieet van een individu, hoe groter de kans dat iemand bepaalde vitamines mist.

Alle vitamines worden gesynthetiseerd uit voeding na inname in het lichaam. Bewerking van voedsel vermindert de hoeveelheden vitamines. Verlies van vitamines kan ook optreden wanneer voedsel wordt gekookt. De hoeveelheid vitamines die de mens nodig heeft, is moeilijk te bepalen. Factoren zoals leeftijd, woonomgeving, belasting, (omgevings)stress en genpolymorfismen kunnen allemaal van invloed zijn. In de aanbevolen dagelijkse hoeveelheden vitamines wordt rekening gehouden met individuele variatie en normale omgevingsstress. In bepaalde situaties kan suppletie met vitamines een goed idee zijn. Wij adviseren je graag.

Read more

Upgrade je kennis, deel 2 - Mineralen & spoorelementen

Upgrade je kennis, deel 2 - Mineralen & spoorelementen

Essentiële voedingsstoffen Mineralen zijn anorganische verbindingen die het lichaam nodig heeft als essentiële voedingsstoffen om goed te kunnen functioneren. Mineralen vormen één van de vier groep...

Meer informatie
De invloed van blauw licht op je slaap

De invloed van blauw licht op je slaap

Slaap is een essentieel onderdeel van ons dagelijks leven en speelt een cruciale rol bij het behoud van zowel de fysieke als de mentale gezondheid. Terwijl we slapen, ondergaat ons lichaam verschil...

Meer informatie