Vitalstoffbiokinetik – Aufnahme und Verwertung von Nährstoffen

Was ist Vitalstoffbiokinetik?

Der Begriff Vitalstoffbiokinetik setzt sich aus zwei Komponenten zusammen: Vitalstoffe – also essentielle Nährstoffe wie Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Aminosäuren und sekundäre Pflanzenstoffe – sowie Biokinetik, die Wissenschaft von der Bewegung und dem Verhalten von Substanzen im lebenden Organismus. Die Vitalstoffbiokinetik beschreibt somit den gesamten Weg, den Vitalstoffe im menschlichen Körper zurücklegen: von der Aufnahme über den Magen-Darm-Trakt bis hin zur Verteilung in die Gewebe, der Verwertung in Stoffwechselprozessen und der schließlichen Ausscheidung über Niere, Darm oder Haut.

Das Verständnis der Vitalstoffbiokinetik ist sowohl in der klinischen Ernährungsmedizin als auch in der Entwicklung von Nahrungsergänzungsmitteln von zentraler Bedeutung, da es erklärt, warum nicht jeder Nährstoff in gleicher Form und Menge gleich gut wirkt.

Die vier Phasen der Vitalstoffbiokinetik

Angelehnt an das pharmakologische ADME-Modell lässt sich die Vitalstoffbiokinetik in vier wesentliche Phasen unterteilen:

1. Absorption (Aufnahme)

Die Absorption bezeichnet die Aufnahme von Vitalstoffen aus dem Magen-Darm-Trakt in den Blutkreislauf oder das Lymphsystem. Die Resorptionsrate ist dabei von zahlreichen Faktoren abhängig:

• Chemische Form des Nährstoffs (z. B. organische vs. anorganische Mineralstoffverbindungen)
• Anwesenheit von Cofaktoren (z. B. Vitamin C verbessert die Eisenaufnahme)
• Zustand der Darmschleimhaut und Mikrobiom
• Gleichzeitig verzehrte Lebensmittel und Wechselwirkungen (z. B. Phytate hemmen die Zinkabsorption)
• Alter und individuelle genetische Faktoren

2. Distribution (Verteilung)

Nach der Resorption werden Vitalstoffe über das Blut in die verschiedenen Gewebe und Organe verteilt. Einige Nährstoffe wie fettlösliche Vitamine (A, D, E, K) werden in Fettgewebe und Leber gespeichert, während wasserlösliche Vitamine (B-Komplex, Vitamin C) kaum gespeichert werden und regelmäßig zugeführt werden müssen. Transportproteine spielen bei der Verteilung eine wichtige Rolle, etwa Transferrin für Eisen oder Transcobalamin für Vitamin B12.

3. Metabolismus (Stoffwechsel und Umwandlung)

Viele Vitalstoffe müssen im Körper erst in ihre biologisch aktive Form umgewandelt werden. So wird beispielsweise:

• Vitamin D3 in der Leber zu 25-Hydroxyvitamin D und anschließend in der Niere zur aktiven Form 1,25-Dihydroxyvitamin D (Calcitriol) umgewandelt
• Beta-Carotin im Darm teilweise in Vitamin A (Retinol) konvertiert
• Folsäure in die biologisch aktive Form 5-Methyltetrahydrofolat (5-MTHF) überführt – ein Prozess, der bei Personen mit MTHFR-Genvariante eingeschränkt sein kann

Leber und Darm sind die zentralen Stoffwechselorgane für die Biotransformation von Vitalstoffen.

4. Exkretion (Ausscheidung)

Die Ausscheidung nicht verwerteter oder überschüssiger Vitalstoffe erfolgt hauptsächlich über die Nieren (im Urin) oder über die Galle und den Darm (in den Fäzes). Wasserlösliche Vitalstoffe werden bei Überversorgung rasch renal ausgeschieden, was das Toxizitätsrisiko bei diesen Stoffen in der Regel niedrig hält. Fettlösliche Vitamine hingegen akkumulieren im Körper und können bei dauerhafter Überdosierung toxisch wirken (Hypervitaminose).

Einflussfaktoren auf die Vitalstoffbiokinetik

Die individuelle Vitalstoffbiokinetik wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die in der Praxis berücksichtigt werden sollten:

• Alter: Im Alter nimmt die Resorptionsfähigkeit für viele Nährstoffe ab (z. B. Vitamin B12, Kalzium)
• Genetik: Polymorphismen in Transporter- und Enzymmolekülen beeinflussen Aufnahme und Verwertung
• Darmgesundheit: Erkrankungen wie Zöliakie oder Morbus Crohn vermindern die Resorption erheblich
• Medikamentenwechselwirkungen: Bestimmte Medikamente hemmen die Aufnahme von Vitalstoffen (z. B. Metformin und Vitamin B12, Protonenpumpenhemmer und Magnesium)
• Nahrungsmatrix: Die Zusammensetzung einer Mahlzeit beeinflusst die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen stark
• Zubereitung: Kochen, Erhitzen oder Fermentieren kann den Vitamingehalt erhöhen oder senken

Klinische Bedeutung der Vitalstoffbiokinetik

In der Ernährungsmedizin und Supplementierung ist das Wissen um die Vitalstoffbiokinetik unerlässlich. Es erklärt, warum:

• Nicht alle Nahrungsergänzungsmittel gleich wirksam sind, obwohl sie die gleiche Menge eines Nährstoffs enthalten
• Bestimmte Darreichungsformen (z. B. liposomales Vitamin C, chelatiertes Magnesium) eine höhere Bioverfügbarkeit bieten können
• Einnahmeempfehlungen (z. B. fettlösliche Vitamine mit einer Mahlzeit einnehmen) medizinisch begründet sind
• Laborwerte allein nicht immer den tatsächlichen Versorgungsstatus widerspiegeln

Die Vitalstoffbiokinetik ist damit ein zentrales Konzept für die personalisierte Ernährungsmedizin und die gezielte Supplementierungsstrategie.

Quellen

1. Elmadfa, I. & Leitzmann, C. (2019). Ernährung des Menschen. 5. Auflage. Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart.
2. Biesalski, H. K. et al. (2017). Ernährungsmedizin. 5. Auflage. Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
3. World Health Organization (WHO) (2004). Vitamin and Mineral Requirements in Human Nutrition. 2nd Edition. WHO Press, Geneva. Verfügbar unter: https://www.who.int/publications/i/item/9241546123