Vitamine

Lipide, zu denen auch die Fette gehören, zeichnen sich primär durch ihre Hydrophobizität (Wasserunlöslichkeit) aus. Die wichtigste Gruppe für die Energiespeicherung im menschlichen Körper sind die Triglyceride (Triacylglycerole). Chemisch gesehen handelt es sich dabei um Triester, die aus einem Molekül Glycerin (einem dreiwertigen Alkohol mit drei Kohlenstoffatomen) und drei Fettsäuren bestehen.

Die Verknüpfung zwischen dem Glycerin und den Fettsäuren erfolgt über eine Esterbindung. Diese entsteht durch eine Kondensationsreaktion, bei der pro Bindung ein Wassermolekül abgespalten wird. Man kann sich das Glycerin wie ein E-förmiges Rückgrat vorstellen, an dessen drei 'Armen' (den Hydroxygruppen) jeweils eine lange Fettsäurekette hängt.

Fettsäuren bestehen aus einer langen Kohlenwasserstoffkette und einer endständigen Carboxylgruppe (-COOH). Wir unterscheiden gesättigte Fettsäuren, die keine Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen besitzen, von ungesättigten Fettsäuren, die eine oder mehrere Doppelbindungen aufweisen. In der Natur liegen diese Doppelbindungen meist in der cis-Konfiguration vor, was einen Knick in der Kette verursacht.

Diese Knicke haben einen direkten Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften: Je mehr Doppelbindungen eine Fettsäure hat, desto schlechter lassen sich die Moleküle stapeln und desto niedriger ist der Schmelzpunkt. Während gesättigte Fette (wie Butter) bei Raumtemperatur oft fest sind, sind ungesättigte Fette (wie Pflanzenöle) flüssig.

Neben den reinen Energieträgern gibt es die Vitamine, organische Verbindungen, die der Körper für lebenswichtige Funktionen benötigt, aber meist nicht selbst herstellen kann (essenziell). Sie müssen mit der Nahrung in fertiger Form oder als Provitamine (Vorstufen) zugeführt werden. Viele Vitamine wirken als Coenzyme; ein selektiver Mangel (Hypovitaminose) führt daher zu charakteristischen Symptomen. Vitamine werden nach ihrer Löslichkeit in wasserlösliche und fettlösliche Vitamine unterteilt. Letztere können nur zusammen mit Fetten im Darm aufgenommen werden und im Fettgewebe gespeichert werden, was bei Überdosierung zu Toxizität führen kann. Wasserlösliche Vitamine werden hingegen kaum gespeichert und müssen regelmäßig zugeführt werden.

Die vier fettlöslichen Vitamine lassen sich mit der Merkhilfe EDEKA (Vitamin E, D, E, K, A - wobei E doppelt vorkommt, gemeint sind A, D, E, K) leicht einprägen. Vitamin A (Retinol) ist entscheidend für den Sehvorgang und das Zellwachstum. Ein Mangel führt klassischerweise zu Nachtblindheit.

Vitamin D (Calciferol) nimmt eine Sonderstellung ein, da der Körper es unter UV-Einstrahlung in der Haut selbst bilden kann. Es fungiert eher als Hormon und ist für die Regulation des Calcium-Haushalts und den Knochenaufbau unerlässlich. Ohne Vitamin D kann Calcium nicht effizient aus dem Darm aufgenommen werden.

Vitamin E (Tocopherol) wirkt im Körper als wichtiges Antioxidans. Es schützt die empfindlichen Lipide der Zellmembranen vor der Zerstörung durch freie Radikale (aggressive Sauerstoffverbindungen). Vitamin K (Phyllochinon) hingegen ist ein unverzichtbarer Kofaktor für die Synthese von Blutgerinnungsfaktoren in der Leber.

Die Biosynthese von Vitaminen findet in Mikroorganismen und Pflanzen statt. Vitamine sind empfindlich: Hitze, Licht, Luftsauerstoff und ein hoher pH-Wert können sie zerstören. Beim Kochen sinkt der Vitamingehalt, und wasserlösliche Vitamine treten ins Kochwasser über. Ein Mangel kann durch einseitige Ernährung, erhöhten Bedarf (z. B. Stress, Fieber, Medikamente) oder erhöhte Verluste (z. B. Dialyse) entstehen.

Zu den wasserlöslichen Vitaminen zählen die B-Vitamine (Thiamin, Riboflavin, Niacin, Pantothensäure, Pyridoxin, Biotin, Folsäure, Cobalamin) und Vitamin C (Ascorbinsäure). Biotin wird auch Vitamin B7 oder Vitamin H genannt. Eine Merkfähigkeit: Vitamin B12 (Cobalamin) ist das einzige Vitamin, das Cobalt in seiner Struktur enthält.