Pyridoxin

Strukturformel
Struktur von Pyridoxin
Allgemeines
Trivialname Vitamin B6
Andere Namen
  • 4,5-Bis(hydroxymethyl)- 2-methyl-3-pyridinol (Pyridoxin)
  • 3-Hydroxy-5-hydroxy- methyl-2-methyl-4-pyridin- carbaldehyd (Pyridoxal)
  • 4-(Aminomethyl)-5-hydroxy- 6-methyl-3-pyridinmethanol (Pyridoxamin)
Summenformel C8H11NO3 (Pyridoxin)
CAS-Nummer
  • Pyridoxin: 65-23-6
  • Pyridoxin Hydrochlorid: 58-56-0
  • Pyridoxal: 66-72-8
  • Pyridoxamin: 85-87-0
ATC-Code

A11HA02

Kurzbeschreibung farbloser Feststoff
Vorkommen Weizenkeime, Lachs, Walnuss
Physiologie
Funktion Coenzym bei verschiedenen enzymatischen Reaktionen, vor allem im Aminosäurestoffwechsel
Täglicher Bedarf 1,6–1,8 mg
Folgen bei Mangel Durchfall und Erbrechen, Dermatitis, Krampfzustände, neurologische Störungen
Überdosis >500 mg·d−1
Eigenschaften
Molare Masse 169,18 g·mol−1
Aggregatzustand fest
Schmelzpunkt 156–159 °C
Löslichkeit wasserlöslich 120 g·l−1 (20 °C)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Pyridoxin, auch Vitamin B6, ist der Sammelbegriff für drei sehr ähnliche chemische Verbindungen, die die Vorstufen von aktiviertem Vitamin B6, dem Pyridoxalphosphat sind. Es handelt sich um Pyridoxol, Pyridoxal und Pyridoxamin; sie sind Vitamine aus dem B-Komplex. Alle drei Stoffe können vom Stoffwechsel ineinander überführt werden und besitzen dieselbe biologische Aktivität. Der Mensch kann den Cofaktor Pyridoxalphosphat nicht völlig selbst herstellen und ist dafür auf die Zufuhr dieser Vorstufen mit der Nahrung angewiesen, deren Gehalt daran so hoch ist, dass es üblicherweise keine Mangelerscheinungen gibt.

Chemisch handelt es sich um Derivate des 4,5-Bis(hydroxymethyl)-2-methylpyridin-3-ol. Sie unterscheiden sich durch unterschiedliche Substituenten in Position 4, die an der Coenzymfunktion beteiligt ist.

Geschichte

Pyridoxin wurde erstmals 1934 durch Paul György entdeckt und erstmals 1938 kristallin dargestellt. Die vollständige Aufklärung seiner Konformation gelang bereits ein Jahr später. Heute wird Pyridoxin zu der Gruppe der B-Vitamine als Vitamin B6 gezählt und findet, wie auch sein Hydrochlorid, als Arzneistoff Anwendung.

Beschreibung

Vitamin B6 ist ein Derivat des Pyridins. Vitamin B6 kommt als Pyridoxol/Pyridoxin (Alkohol), Pyridoxamin (Amin), Pyridoxal (Aldehyd) und deren Phosphorsäureestern, z. B. Pyridoxalphosphat (PLP), vor. Pyridoxin wird auch als Sammelbegriff verwendet.

Name Substituent an Position 4
Pyridoxin −CH2OH
Pyridoxamin −CH2NH2
Pyridoxal −CHO

Synthese

Synthese nach Roche / DSM

Als Ausgangspunkt dient hier 2-Chloracetessigsäureethylester, der mit Formamid zum 4-Methyloxazol-5-carbonsäureester kondensiert wird. Im nächsten Schritt wird aus diesem mit Ammoniak das Amid gebildet und anschließend mit Phosphorpentoxid in das Nitril überführt. Das so entstandene 4-Methyloxazol-5-carbonitril reagiert in einer Diels-Alder-Reaktion mit dem cyclischen Ketal von 2-Buten-1,4-diol bei 180 °C zum Primäraddukt, das unter Cyanwasserstoffabspaltung das cyclische Ketal von Pyridoxin mit Aceton ergibt. Eine saure Spaltung liefert schließlich Pyridoxin.[1]

Pyridoxine synthesis02.svg

Synthese nach Merck & Co.

Die Firma Merck & Co. beginnt mit racemischem DL-Alanin, das mit Ethanol und HCl zum Ethylesterhydrochlorid verestert wird. Mit Formamid entsteht im nächsten Schritt der N-Formyl-DL-alanin-ethylester, der mit Phosphorpentoxid zum 5-Ethoxy-4-methyloxazol reagiert. Dieses wird mit 2-Isopropyl-4,7-dihydro-1,3-dioxepin, dem Acetal aus 2-Buten-1,4-diol und Isobutyraldehyd, bei 180 °C und anschließender saurer Spaltung zu Pyridoxin umgesetzt.[1]

Pyridoxine synthesis03.svg

Synthese nach BASF

Bei der Methode der BASF wird der Methyloxazol-5-carbonsäureester zuerst alkalisch gespalten und anschließend unter Wärmezufuhr decarboxyliert. Das entstandene 4-Methyloxazol wird mit 3-Methylsulfonyl-2,5-dihydrofuran zu 6-Methyl-1,3-dihydrofuro[3,4-c]pyridin-7-ol umgesetzt. Dieses wird mit Salzsäure zum Endprodukt gespalten.[1]

Pyridoxine synthesis01.svg

Physiologische Funktion

Die phosphorylierten Vitamin-B6-Derivate wirken als Coenzyme in etwa 100 enzymatischen Reaktionen, fast ausschließlich im Aminosäurestoffwechsel. Eine weitere wichtige Aufgabe übernimmt das Pyridoxalphosphat (PLP oder PALP, ein Pyridoxin-Derivat) als Cofaktor bei der Synthese der δ-Aminolävulinsäure, eines Zwischenproduktes in der endogenen Häm-Synthese. Genannt sei auch die Beteiligung von Pyridoxalphosphat als Cofaktor beim Abbau der „tierischen Stärke“ (Glykogen).

Vorkommen

Vitamin B6 kommt in geringen Dosen in fast allen Lebensmitteln tierischer und pflanzlicher Herkunft vor. Milchprodukte, Leber, Geflügel und Fleisch, Fisch, Kohl, grüne Bohnen, Linsen, Feldsalat, Kartoffeln, Vollkorngetreide, Vollkornprodukte, Weizenkeime, Nüsse, Hefe, Weißbier, Avocado und Bananen sind gute Quellen.

Bedarf

Da Vitamin B6 im Aminosäurestoffwechsel seine Wirkungen entfaltet, ist der Bedarf vom zugeführten Protein abhängig. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt eine Dosis von 0,02 mg/g Protein. Das würde für Männer einen Bedarf von 1,8 mg und 1,6 mg für Frauen bedeuten. Bei übermäßiger Proteinzufuhr nimmt man an, dass der Bedarf durch die angegebene Menge nicht gedeckt werden kann. Je mehr Eiweiß der Körper aufnimmt, desto mehr Vitamin B6 benötigt er.

Mangelerscheinungen (Hypovitaminose)

Weil in fast allen Nahrungsmitteln Vitamin B6 vorkommt, sind Mangelerscheinungen selten. Sie treten meistens gemeinsam mit einem Mangel eines anderen wasserlöslichen Vitamins auf und haben folgende Anzeichen:

  • Appetitverlust, Durchfall und Erbrechen
  • Dermatitis, Wachstumsstörungen und Anämien
  • Degeneration der peripheren Nerven mit Paralyse und afferenter Ataxie, das heißt, Wahrnehmungen des Körpers werden nicht mehr an das Gehirn weitergeleitet, sodass dieses die notwendigen Bewegungsabläufe des Körpers nicht mehr richtig steuern kann
  • Krampfzustände in unregelmäßigen Intervallen
  • Mikrozytäre, hypochrome Anämie (Störung der Häm-Biosynthese)
  • Seborrhoe-ähnliche Zerstörungen um Augen, Nase und Mund (T-Zone)
  • Cheilosis und Glossitis
  • Angststörungen

Vitamin B6 bei Histaminintoleranz

Als Therapie bei sehr hohen Glutaminsäurewerten (Glutamat) im Blutbefund, wie sie z.B. bei China-Restaurant-Syndrom oder bei Exkzemen und/oder Histamin-Intoleranz vorkommen können, empfiehlt Prof. Reinhart Jarisch [2] eine Vitamin B6 Gabe in der Größenordnung von 0.5mg/kg Körpergewicht je Tag . Dies fördert auch die körpereigene Synthese von Diaminooxidase (DAO) und bekämpft so ursächlich die Auswirkungen der Histaminintoleranz. Die Referenzbereiche (Normalwerte) für Glutaminsäure im Blutbefund sind in µmol/ml bei Säuglingen 20-107, bei Kindern 18-65 und bei Erwachsenen 28-92.[3]

Folgen einer Überdosierung (Hypervitaminose)

Chronische Hypervitaminose tritt erst durch tägliche Zufuhr von mehr als 500 mg auf. Diese Dosis kann nicht durch natürliche Zufuhr erreicht werden, sondern nur durch Supplementation. Sie führte bei einer geringen Anzahl von Fällen zu Neurotoxizität und Photosensitivität. Die Neurotoxizität hat eine periphere, sensorische Neuropathie mit ataktischen Gangstörungen, Reflexausfällen und Störungen des Tast-, Vibrations- und Temperaturempfindens zur Folge. Auch das Auftreten einer Dermatitis, wie die Acne medicamentosa, ist beschrieben.[4] Bei Säuglingen führt ein Gramm Pyridoxin pro Tag zu Tachykardie, peripheren Durchblutungsstörungen und Areflexie. Diese Beschwerden verschwinden nach Absetzen des Pyridoxins weitgehend.

Toxizität

Die Letale Dosis, bei der 50 % einer Population von Ratten sterben (LD50), beträgt bei peroraler Gabe 4000 mg pro kg Körpergewicht. Bei intravenöser Zufuhr beträgt die LD50 bei der Ratte nur 530 mg pro kg Körpergewicht.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 A. Kleemann, J. Engel, B. Kutscher, D. Reichert: Pharmaceutical Substances - Synthesis, Patents, Applications. 4. Auflage. Thieme 2001, ISBN 3-13-115134-X.
  2. Reinhart Jarisch: Histaminintoleranz Histamin und Seekrankheit, 2. Auflage, Thieme Verlag, Stuttgart New York, 2004, ISBN 3-13-105382-8, Seite 151
  3. Helmut Greiling, A. M. Gressner: Lehrbuch der klinischen Chemie und Pathobiochemie, Schattauer Verlagsgesellschaft, 1987, ISBN 3-79-450949-8, 1197 Seiten,
  4. O. Braun-Falco, H. Lincke: The problem of vitamin B6/B12 acne. A contribution on acne medicamentosa. In: Münchener medizinische Wochenschrift. Bd 118, S. 155–160, 1976. PMID 130553

Literatur

  • Kleemann, Engel: Pharmaceutical Substances, 3rd Edition; Thieme Verlag 1999
  • Auterhoff, Knabe, Höltje: Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie, 14. Auflage; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart 1999
  • Eger, Troschütz, Roth: Arzneistoffanalyse, 4.Auflage; Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 1999
  • Kleemann, Roth: Arzneistoffgewinnung; Thieme Verlag 1983

Weblinks

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