Niacin (Vitamin B3) - Wirkung, Bedarf und Dosis
Niacin ist ein Allrounder im menschlichen Körper: In seiner Form als Coenzym nimmt das Vitamin an zahlreichen Stoffwechselprozessen teil; vor allem in der Energiegewinnung und der Zellregeneration. Aufgrund seines zellschützenden Potenzials konzentrieren sich aktuelle Forschungen auf eine mögliche krebshemmende Wirkung von Niacin sowie auf seine Rolle in der vorgeburtlichen Entwicklung. Die Bedeutung von Niacin als Cholesterinsenker zogen die Ergebnisse zweier groß angelegter Studien der vergangenen Jahre allerdings deutlich in Zweifel.
Was ist Niacin?
Seine veraltete Bezeichnung, Vitamin B3, weist Niacin als Vitamin der B-Gruppe aus. Die Substanz wurde erstmals im Jahre 1867 durch C. Huber bei der Oxidation von Nikotin synthetisiert. Erst 1917 deckten Russell Henry Chittenden und Frank Pell Underhill die Bedeutung von Niacin im Vitaminsystem auf. Im Jahre 1937 brachten Wissenschaftler es mit der Vitamin-Mangelkrankheit Pellagra in Verbindung; seitdem ist Niacin auch als PP-Factor (Pellagra Preventing Factor) bekannt.
Bezogen auf seine chemische Struktur handelt es sich bei Niacin um Pyridin-3-Carbonsäure, deren Moleküle sich aus einem Pyridinring und einer Carboxylgruppe zusammensetzen. Das Vitamin erweist sich als relativ unempfindlich gegenüber Licht und Hitze, löst sich allerdings leicht in Wasser. Folglich sollten Personen, die auf ihren Niacinhaushalt achten, Flüssigkeiten, in denen niacinreiche Lebensmittel gekocht wurden, nicht weggießen, sondern mitverzehren.
Wozu braucht der Mensch Niacin?
Der menschliche Körper speichert Niacin in der Leber; darüber hinaus befindet sich das Vitamin in sämtlichen lebenden Zellen. Niacin trägt entscheidend zum Ablauf des Stoffwechsels von Fetten, Kohlenhydraten und Eiweißen bei und wird vor allem zur Bildung zweier wichtiger Coenzyme benötigt: Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) und Nicotinsäureamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADP). Die Coenzyme NAD und NADP, beziehungsweise deren reduzierte Form, dienen wiederum als Reduktionsmittel in verschiedenen Abläufen des Energiestoffwechsels, genauer im Citratzyklus und in der Atmungskette. (1) Zudem besitzt Niacin antioxidatives Potenzial und hat Anteil an der Regeneration von Nerven, Muskeln, DNA und Haut.
Im Experiment mit Hefen, Fruchtfliegen und Fadenwürmern bewies die oxidierte Form von Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD+) eine lebensverlängernde Wirkung, indem es Einfluss auf bestimmte Sirtuine, multifunktionale Enzyme aus der Gruppe der Histon-Deacetylasen, ausübte. (2) (3) Auch bei Mäusen beobachteten Forscher, wie das Einwirken von NAD+ auf die Stammzellen und die Aktivität der Mitochondrien die Lebensspanne ausdehnte. (4)
Untersuchungen, die einen vergleichbaren „Anti-Aging-Effekt“ für den Menschen belegen würden, existieren bislang nicht.
Welche Dosis wird bei dem Vitamin empfohlen?
Zur Versorgung mit Niacin ist der Körper nicht allein auf den Gehalt in der Nahrung angewiesen, da er in der Lage ist, zur Sicherung des Bedarfs in der Leber mittels De-Novo-Synthese Niacin aus der Aminosäure Tryptophan zu bilden. (1) Die Umwandlungsrate beträgt dabei ungefähr 60:1 (5); das bedeutet, aus 60mg Tryptophan stellt der menschliche Organismus 1 mg Niacin her.
Der Niacinbedarf eines Menschen richtet sich dabei nach dem Energieverbrauch des Körpers: Pro 1000 kcal braucht er etwa 6,6mg Niacin. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung fasst bezüglich ihrer Zufuhrempfehlung sämtliche Quellen von Niacin, die sogenannten Niacin-Äquivalente (Nicotinsäure, Nicotinamid, Tryptophan), zusammen. Daraus ergeben sich die folgenden Werte für das Vitamin: (6)
| Alter | männlich, mg/Tag | weiblich, mg/Tag |
|---|---|---|
| Säuglinge (0-4 Monate) | 2 | 2 |
| Säuglinge (4-12 Monate) | 5 | 5 |
| Säuglinge (12-36 Monate) | 8 | 8 |
| Kinder (4-7 Jahre) | 9 | 9 |
| Kinder (7-10 Jahre) | 11 | 10 |
| Kinder (10-13 Jahre) | 13 | 11 |
| Jugendliche (13-15 Jahre) | 15 | 13 |
| Jugendliche (15-19 Jahre) | 17 | 13 |
| Erwachsene (19-25 Jahre) | 16 | 13 |
| Erwachsene (25-51 Jahre) | 15 | 12 |
| Erwachsene (51-65 Jahre) | 15 | 11 |
| Erwachsene (65 und älter) | 14 | 11 |
| Schwangere | 16 | |
| Stillende | 16 |
Niacinreiche Lebensmittel – wie lässt sich der Vitamin B3 Bedarf aus der Ernährung decken?
Nach Einschätzung des Bundesinstituts für Risikobewertung erreichen nur 1 Prozent der Männer und 2 Prozent der Frauen hierzulande keine adäquate Niacinzufuhr durch die tägliche Ernährung. (7) Als reiche Quellen des Vitamins in der Ernährung gelten vor allem Fleischprodukte aber auch Pilze, Getreideprodukte und Kaffee.
| Lebensmittel (je 100 g) | Niacin (mg) |
|---|---|
| Speisekleie | 17,7 |
| Erdnüsse | 15,3 |
| Hühnerleber | 11,6 |
| Rindfleisch | 7,5 |
| Hühnerfleisch | 6,8 |
| Pfifferling | 6,5 |
| Kalbfleisch | 6,3 |
| Lammfleisch | 5,8 |
| Naturreis | 5,2 |
| Sesam | 5,0 |
| Steinpilz | 4,9 |
| Champignons | 4,7 |
| Sonnenblumenkerne | 4,0 |
Niacin als Nahrungsergänzungspräparat
Mit Einzeldosen von bis zu 500mg liegen viele Nahrungsergänzungsmittel, die eine Form von Niacin (Nicotinsäure oder Nicotinamid) enthalten, deutlich über den Zufuhrempfehlungen für das Vitamin. Bereits ab Mengen von 0,5g Niacin tritt bei manchen Anwendern als Nebenwirkung das sogenannte Flushing-Syndrom auf, bei dem sich die Gefäße der Haut an Gesicht und Hals schlagartig erweitern. Die Betroffenen erröten und leiden unter Hitzeempfindungen und Juckreiz. Manchen Niacinpräparaten setzen ihre Hersteller daher Acetylsalicylsäure (8) oder den Wirkstoff Laropiprant zu, welche die gefäßerweiternde Wirkung der den Flush induzierenden Gewebshormone (Prostaglandine) unterdrücken. (9)
Hohe tägliche Niacindosen von über 1,5 bis 3 g können zu Übelkeit, Durchfall, Erbrechen, Gelbsucht und Leberversagen (10) führen. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit empfiehlt daher, eine zusätzliche Zufuhr von 10mg Nicotinsäure und 900mg Nicotinamid nicht zu überschreiten. Diese Beschränkung gilt nicht, wenn Mediziner Niacin innerhalb der Therapie einer Mangelerscheinung oder anderen Krankheitsbildern verordnen.
Niacinmangel – was passiert bei einem Mangel an Vitamin B3?
Niacinmangel tritt vornehmlich in Gebieten von Entwicklungsländern auf, deren Ernährungsweise durch große Anteile von Mais und Sorghumhirse geprägt ist, da diese Nahrungsquellen Niacin ausschließlich in der vom Organismus nicht nutzbaren Form Niacytin liefern. Ein Missstand, der in den mittelamerikanischen Ursprungsländern der Maispflanze seit jeher durch die traditionelle Zubereitungsart behoben wird: Dort vermahlen die Konsumenten das Getreide zur Zubereitung unter Zusatz von alkalischem Kalkwasser, welches das Niacin im Mais für den menschlichen Organismus teilweise aufschließt. (11) Nachdem die Maispflanze durch Christoph Kolumbus in Europa eingeführt wurde und später auch nach Afrika kam, die althergebrachten Zubereitungsmethoden im Zuge dessen allerdings nicht tradiert wurden, erschienen in den neu erschlossenen Maisanbaugebieten kurze Zeit später die ersten Anzeichen von Mangelerscheinungen bei der Bevölkerung. Nach seinem charakteristischen Symptom, den Hautveränderungen, erhielt das Krankheitsbild den Namen Pellagra („raue Haut“). Typischerweise entzündet sich die Haut der Betroffenen an den dem Sonnenlicht ausgesetzten Stellen wie den Unterarmen, Händen, im Gesicht und im Nacken. Der durch Niacinmangel induzierte Anstieg des Gewebshormons Prostaglandin E2 ist dabei vornehmlich für die Fotosensitivität der Regionen verantwortlich. (12) Begleitend leiden die Erkrankten an Verdauungsstörungen, Gliederschmerzen, Lähmungen, Krämpfen und Demenz. Ohne eine adäquate Behandlung mündet Pellagra in einem Multiorganversagen im Körper und führt unweigerlich zum Tode.
In unseren Breiten tritt ein Mangel an Niacin nur äußerst selten auf. Meist entsteht er infolge von Anorexie (13), Krankheiten des Verdauungstraktes (14), Alkoholismus (15) und Leberzirrhose sowie der Hartnup-Krankheit, einer vererbten Stoffwechselstörung. Patienten, die Antidepressiva einnehmen, weisen eventuell ebenfalls ein erhöhtes Risiko für ein Niacin-Defizit auf. (16) Auch eine extrem proteinarme Ernährung kann über einen längeren Zeitraum zu einer Hypovitaminose führen, was jedoch auch für andere Vitamine gilt. Der Zustand eines Niacinmangels im Körper äußert sich zumeist in:
- Konzentrationsverlust
- Schlafstörungen
- Reizbarkeit
- Appetitverlust
- Durchfall
- Hautveränderungen
- Schleimhautentzündungen (Mund, Darm)
- Depressionen
Wirkung von Niacin – Studien zu Vitamin B3
Neben seinem Effekt auf die Blutfettwerte steht vor allem die DNA-schützende Wirkung von Niacin im Fokus der aktuellen Forschungen.
Niacin als Cholesterinsenker
Bereits in den 1950er Jahren entdeckten Forscher die cholesterinsenkende Wirkung von Niacin, so dass es bis zur Einführung der Statine in den 1980ern das einzige Behandlungsmittel gegen hohe Blutfettwerte blieb. Bis in die jüngste Vergangenheit setzten Mediziner Niacin zur Senkung von Cholesterin und Triglyceriden ein, wenn eine Statintherapie keine ausreichenden Erfolge brachte. Das Vitamin besitzt gegenüber Statinen den Vorteil, dass es nicht nur den Spiegel des LDL-Cholesterins senkt, sondern darüber hinaus das HDL-Cholesterin ansteigen lässt.
- Niacinpräparate reduzieren Herz-Kreislauf-Erkrankungen nicht signifikant unter teilweise schweren Nebenwirkungen
Das grundsätzliche Ziel einer cholesterinsenkenden Behandlung, die Prävention von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und kardiovaskulären Ereignissen, konnten Niacinpräparate innerhalb der sogenannten HPS2-Thrive-Studie nicht in signifikante Ausmaß erreichen. (17) Vorab waren die Wissenschaftler davon ausgegangen, dass eine zusätzliche Senkung der LDL-Cholesterinwerte um 10mg/dl und das Anheben des HDL-Cholesterins um 6mg/dl die Rate der kardiovaskulären Ereignisse gegenüber der Placebogruppe um bis zu 10 Prozent senken könnte. Getestet wurde das Präparat Tredaptive, das Niacin zur Vorbeugung von Flushes mit dem Wirkstoff Laropiprant kombinierte. An der Untersuchung nahmen 25.673 Patienten aus 240 Zentren in Großbritannien, Skandinavien und China teil. Alle Teilnehmer galten als Hochrisiko-Patienten, da sie zusätzlich zu den erhöhten Cholesterinwerten bereits an einer Gefäßerkrankung (Arteriosklerose, Herzinfarkt oder einer peripheren arteriellen Verschlusskrankheit) oder Diabetes Typ 2 litten. Das ernüchternde Ergebnis der Studie dokumentierte nach 3,9 Jahren der Niacin-Behandlung mit 13,2 Prozent eine gegenüber der Kontrollgruppe (13,7 Prozent) nicht signifikant gesenkte Rate von kardiovaskulären Zwischenfällen. Darüber hinaus traten unter der Behandlung mit Tredaptive einige schwerwiegende, unerwünschte Nebenwirkungen auf: So stieg die Rate der Muskelerkrankungen (Myopathien) von 3,0 auf 3,7 Prozent an und die Anzahl der gastrointestinalen Ereignisse nahm von 3,8 auf 4,8 Prozent zu. Auch der Anteil von Diabetesneuerkrankungen unter den Studienteilnehmern erhöhte sich von 4,3 auf 5,7 Prozent. Die Blutzuckerwerte bei Patienten mit bestehender Diabeteserkrankung verschlechterten sich in 11,1 Prozent der Fälle gegenüber 7,5 der Fälle in der Kontrollgruppe.Wegen des mangelnden Erfolges nahm der Hersteller das Präparat im Jahre 2013 weltweit vom Markt. - Niacintherapie steigert in Kombination mit Statinen das Schlaganfallrisiko
Auch in der sogenannten AIM-HIGH-Studie, die den Effekt von Niacin zusätzlich zu einer Behandlung mit Statinen untersuchte, beobachteten die Wissenschaftler ähnliche Komplikationen (18): Niacin löste Nebenwirkungen im Verdauungstrakt aus, zog die Haut in Mitleidenschaft und erhöhte den Blutzucker. Nachdem deutlich wurde, dass die Zusatzbehandlung mit Niacin nicht den erhofften kardioprotektiven Effekt ausübte, sondern die Anzahl der Schlaganfälle leicht erhöhte, wurde die Studie vorzeitig abgebrochen.
Niacin, Schwangerschaft und fetale Entwicklung
Obgleich 2 Prozent der Kinder mit angeborenen Fehlbildungen zur Welt kommen, sind die Ursachen dafür, abgesehen vom erweisenen Zusammenhang zwischen Folsäuremangel und Neuralrohrdefekten, weitgehend ungeklärt. Etwa 1,6 von 10.000 Kindern werden mit Fehlbildungen geboren, die zur sogenannten VACTERL-Assoziation zählen. Unter diesem Begriff fassen Mediziner Fehlbildungen der Wirbelsäule (vertebrale Anomalien), des Afterbereichs (anale und aurikale Anonalien), Herzfehler (cardiac defects), Verbindungen zwischen Luft- und Speiseröhre (tracheo-ösophageale Fisteln), Speiseröhrenverschlüsse (esophageal atresia), Nierenfehlbildungen (renal malformations) und Fehlbildungen der Gliedmaßen (limb malformations) zusammen.
- NAD-Mangel führt zu VACTERL-Fehlbildungen
Australische Wissenschaftler konnten Fehlbildungen der VACTERL-Assoziation auf Gendefekte im Kynureninstoffwechsel zurückführen. Dabei entdeckten sie Mutationen zweier unterschiedlciher Enzyme (3-Hydroxyanthranilsäure-3,4-dioxygenase (HAAO) und Kynureninase (KYNU)), die beide in einem Mangel an Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) mündeten. Im Mausmodell führten dieselben Gendefekte zu Fehlbildungen der VACTERL-Assoziation, welche die Wissenschaftler mit einer Niacin-Supplementation während der Trächtigkeit allerdings ohne Nebenwirkungen für die Versuchstiere verhindern konnten. Die Studienergebnisse werfen daher die Frage auf, ob eine gesteigerte Niacinzufuhr für Schwangere zur Vorbeugung von Fehlbildungen generell angestrebt werden sollte. (19) - Niacinmangel in der Schwangerschaft häufig
Eine Studie an 563 Schwangeren ergab, dass, obgleich viele der Frauen Multivitamin-Präparate einnahmen, neben einer Unterversorgung mit Vitamin A, B6, B12 und Thiamin zusätzlich in vielen Fällen ein Niacinmangel vorlag. Insbesondere im ersten Trimester der Schwangerschaft, dem Zeitraum der Organanlage beim Fötus, trat bei einem großen Anteil der Probandinnen ein Niacin-Defizit auf. (20)
Niacin und Lebererkrankungen
- Niacin beugt der Entwicklung einer Fettleber und Leberfibrose vor
Im Tierversuch wiesen Forscher nach, dass Ratten, die eine fettreiche Kost inklusive 0,5 bzw. 1 Prozent Niacin erhielten, maßgeblich vor der Entwicklung einer Fettleber geschützt waren. (21) Bei Tieren, die durch die fettreiche Fütterung ohne Niacin im Vorfeld bereits eine Fettleber ausgebildet hatten, konnte eine Niacinbehandlung den Fettgehalt der Leber und das Gewicht des Organs messbar senken. Niacin hemmt dabei die Aktivität des Enzyms Diacylglycerol-O-Acyltransferase 2, welches eine Schlüsselrolle in der Synthese von Triglyceriden übernimmt.In weiteren Experimenten konnte Nicotinsäure durch ihre antioxidativen Eigenschaften und der Unterdrückung des Zytokins TGF-β bei Ratten die Ausbildung einer Leberfibrose verhindern. (22) - Niacin verbessert den Fettstoffwechsel
Chinesische Wissenschaftler demonstrierten, dass eine Niacin-Therapie sich günstig auf die Leberzusammensetzung von Patienten mit Fettstoffwechselstörungen auswirkt: Nachdem diese 23 Wochen lang täglich 2 Gramm Niacin erhalten hatten, sank der Fettanteil ihrer Leber um durchschnittlich 47,2 Prozent, die Triglyceride im Plasma nahmen um 34,9 Prozent ab und das viszerale Fett reduzierte sich um 6,3 Prozent. (23) Da es sich um einen offenen Versuch mit nur 39 Patienten handelte, werden größer angelegte klinische Studien zur Bestätigung der Beobachtungen mit Vitamin B3 benötigt.
Niacin und Krebs
Niacin spielt eine essenzielle Rolle bei der DNA-Regeneration – so schützt ein hoher Niacinkonsum Piloten wahrscheinlich vor Erbgutveränderungen, die aufgrund ihrer Belastung durch hohe Dosen ionisierender Strahlung entstehen. (24) Fachleute vermuten bereits seit Jahren, dass ein Niacin-Mangel das Risiko einer Krebserkrankung, etwa von Leukämie, erhöhen könnte. (25) (26) Insbesondere, da Zellen mit einem niedrigen NAD-Status nicht mehr adäquat auf die Schädigung durch UV-Strahlung reagieren können, nehmen Wissenschaftler für den Zustand des Niacinmangels ein erhöhtes Hautkrebs-Risiko an bzw. weisen darauf hin, dass man über Niacin als hautschützenden Faktor nachdenken müsse. (27)
- Nicotinamid beugt nicht melanotischen Hauttumoren vor
Den präventiven Effekt von Nicotinamid als Vorstufe von NAD untersuchten australische Wissenschaftler an Patienten, bei denen in den vorangegangenen 5 Jahren zwei Fälle von nicht-melanotischem Hautkrebs aufgetreten waren und die daher ein erhöhtes Rezidiv-Risiko trugen. Von 386 Probanden erhielt eine Hälfte über den Zeitraum von 12 Monaten jeweils 2-mal täglich 500mg Nicotinamid, während die andere Hälfte ein Placebo einnahm. Im Ergebnis sank in der Nicotinamid-Gruppe die Gesamtanzahl der auftretenden Fälle nicht-melanotischer Hautkrebsformen um 23 Prozent gegenüber der Placebogruppe. (28)
- Niacinaufnahme korreliert mit bestimmten Formen von Hautkrebs
In einer epidemiologischen Untersuchung werteten Forscher die Daten von 72,308 Frauen aus der Nurses‘ Health Study (1984-2010) und 41,808 Männern aus der Health Professionals Follow-up Studie (1986-2010) im Bezug auf den Niacinkonsum und das Hautkrebsrisiko aus. Dabei ergab sich, dass eine hohe Niacinaufnahme das Risiko für ein Plattenepithelkarzinom verminderte, nicht jedoch für ein Basalzellenkarzinom oder ein Melanom. (29)
Niacin und Nierenerkrankungen
Hyperphosphatämie, die Erhöhung des Phosphatspiegels im Blut, ist Folge eines chronischen Nierenversagens und ein eigenständiger Faktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. (30) Durch die Ablagerungen von Calciumphosphat in den Blutgefäßen kommt es bei Patienten mit chronischem Nierenversagen häufiger zu koronaren Herzerkrankungen, arteriellen Verschlusskrankheiten und cerebrovaskulärer Insuffizienz. Da Niacin den intestinalen Phosphattransport unterbinden kann, kommt es als wirksames Therapeutikum gegen Hyperphosphatämie in Frage. (31)
- Niacin senkt Phosphatspiegel und Fibroblasten-Wachstumsfaktor 23
Niacin reduzierte in Studien an Patienten mit chronsichem Nierenversagen nicht nur effektiv den Phosphatspiegel, sondern auch den Anteil des Fibroblasten-Wachstumsfaktors 23 im Serum um 10 Prozent. Der Anstieg von FGF23 hemmt seinerseits ebenfalls die Phosphat-Rückresorption der Nieren. In Kombination mit dem einem Flushing-Syndrom vorbeugenden Wirkstoff Laropiprant übte Niacin allerdings keinen signifikanten Effekt auf den Phosphatspiegel aus. (32) Metaanalysen bestätigen die phosphatsenkende Wirkung von Niacin bei Nierenerkrankungen, geben jedoch die möglichen Nebenwirkungen von Flushing und dem Mangel an Blutplättchen (Thrombozytopenie) zu Bedenken. (33)
Niacin und die Muskelfunktion
Innerhalb der Muskeldystrophie Duchenne, einer Muskelerkrankung, die einen von 3500 Jungen im frühen Kindesalter trifft, erzeugen Gendefekte und eine Schädigung der Mitochondrien im Verlauf der Krankheit einen erhöhten Verbrauch von NAD+. Am Versuch mit Mäusen, die einen entsprechenden Gendefekt aufwiesen, führte die Gabe von Nikotinamid-Ribosid als Vorstufe von NAD+ zu einer Verminderung der Muskelschäden und sogar einer teilweisen Erholung des Muskelgewebes. Selbst am Herzmuskel hemmte der Wirkstoff das Fortschreiten des Umbaus von Muskeln in funktionsloses Bindegewebe. (34)
Niacin und Alzheimer
Im Mausmodell der Alzheimer-Demenz konnte Nicotinamid den Verlust des Erinnerungsvermögens wirksam verhindern. (35) Eine epidemiologische Studie an 6158 Menschen im Großraum Chicago dokumentierte die schützende Wirkung eines adäquaten Niacin-Konsums im Bezug auf Alzheimer und den Verlust kognitiver Fähigkeiten. (36) Für weitere Beurteilungen von Niacin als mögliches Therapeutikum bei Demenzerkrankungen sind klinische Studien zum Vitamin B3 nötig.
Quellenangaben
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