Vitamin B12: der Weg im Körper · Biomarker & Blutanalyse

Vitamin B12 ist Teil des Weges „Vitamin B12“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Vitamin B12 ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: B12 in der Zelle — freigesetzt im Lysosom. Zellen nehmen Holo-Transcobalamin über den Rezeptor CD320 auf, setzen B12 frei und bauen es in zwei aktive Formen um. Gelangt wenig B12 hinein, verlieren beide Enzyme zugleich ihren Cofaktor. Quelle 2, 3

Kurz erklärt

Vitamin B12 ist ein Vitamin mit einem Kobalt-Atom im Zentrum. Der Körper nutzt es in zwei aktiven Formen: als Cofaktor der Methionin-Synthase im Zellplasma und der Methylmalonyl-CoA-Mutase im Mitochondrium. Ist wenig B12 da, stauen sich Homocystein und Methylmalonyl-CoA.

15 Stationen · 6 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

B12 in der Nahrung → B12 + Haptocorrin Pepsin · Magensäure Magensäure und das Enzym Pepsin lösen B12 aus dem Eiweiß. Es bindet sofort an Haptocorrin, ein Schutzprotein aus dem Speichel. Haptocorrin hält B12 im sauren Magen unversehrt. Quelle 1↑ liefert Haptocorrin bindet B12 fest und hält es im sauren Magen, in dem Intrinsic Factor es kaum bindet. So bleibt B12 unversehrt, bis es den Zwölffingerdarm erreicht. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel B12 am Haptocorrin, hängt die Weitergabe allein am Abbau dieses Proteins durch die Enzyme der Bauchspeicheldrüse; erst danach wird B12 für Intrinsic Factor frei.

zu wenig — Ist wenig Magensäure da, löst sich weniger B12 aus dem Nahrungseiweiß; weniger kommt am Haptocorrin an, und der Rest geht mit dem Eiweiß weiter durch den Darm.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
B12 + Haptocorrin → B12 + Intrinsic Factor Pankreas-Proteasen Enzyme der Bauchspeicheldrüse bauen Haptocorrin ab. B12 bindet nun an Intrinsic Factor, den die Belegzellen des Magens bilden. Nur an Intrinsic Factor gebunden gelangt B12 später in die Darmzelle. Quelle 1↑ liefert Intrinsic Factor ist der Schlüssel zur Aufnahme: Nur an ihn gebunden erkennt der Rezeptor Cubam das B12. Er bindet fast nur echtes Cobalamin, kaum B12-ähnliche Stoffe ohne Vitaminwirkung. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Mehr Intrinsic Factor bringt nicht beliebig mehr Aufnahme: Die Zahl der Cubam-Rezeptoren im letzten Dünndarmabschnitt begrenzt, wie viel B12 je Mahlzeit hineingelangt.

zu wenig — Bilden die Belegzellen wenig Intrinsic Factor, bleibt B12 nach dem Abbau des Haptocorrins ungebunden; der Rezeptor erkennt es nicht, und nur ein kleiner Teil gelangt durch passive Diffusion ins Blut.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
B12 + Intrinsic Factor → In die Darmzelle Cubam-Rezeptor · Calcium Der Rezeptor Cubam erkennt den Komplex aus B12 und Intrinsic Factor. Dieser Schritt braucht Calcium. Ist der Rezeptor ausgelastet, gelangt nur wenig B12 auf anderem Weg hinein. Quelle 1, 5↑ liefert Cubam holt den Komplex durch Einstülpung der Membran in die Darmzelle. Dort wird Intrinsic Factor im Lysosom abgebaut und B12 frei. Calcium hält die Bindung des Komplexes an den Rezeptor. gesicherte Physiologie Quelle 1, 5
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist der Rezeptor ausgelastet, gelangt weiteres B12 nur über passive Diffusion durch die Darmwand, und zwar ein kleiner Bruchteil der angebotenen Menge.

zu wenig — Ist wenig Calcium am Rezeptor verfügbar, bindet Cubam den Komplex schlechter. In einer Studie unter Metformin ließ sich die verringerte Aufnahme mit zusätzlichem Calcium aufheben.

in Studien beobachtet · Quelle 1, 5
In die Darmzelle → Holo-Transcobalamin · Transcobalamin Die Darmzelle gibt B12 an Transcobalamin gebunden ins Blut ab. Diese Form heißt Holo-Transcobalamin; Zellen können sie aufnehmen. Kommt wenig B12 aus dem Darm, sinkt diese Form früh. Quelle 1↑ liefert Holo-Transcobalamin ist der Anteil des B12 im Blut, den Zellen aufnehmen können. Der größere Teil ist an Haptocorrin gebunden und gelangt fast nur in die Leber. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist Transcobalamin mit B12 gesättigt, bindet weiteres B12 im Blut an Haptocorrin; ungebundenes B12 scheiden die Nieren über den Urin aus.

zu wenig — Kommt wenig B12 aus dem Darm, sinkt Holo-Transcobalamin früh, noch bevor das an Haptocorrin gebundene B12 im Blut abnimmt; den Zellen steht dann weniger zur Aufnahme bereit.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
B12 in der Zelle → Methylcobalamin Aktive Form im Zellplasma. Sie ist der Cofaktor der Methionin-Synthase. Ist wenig davon da, staut sich Homocystein, und Folat bleibt gefangen. Quelle 3↑ liefert Methylcobalamin reicht die Methylgruppe von 5-Methyl-Tetrahydrofolat an Homocystein weiter. So verbindet es den Folat- mit dem Methionin-Kreislauf; das frei gewordene Tetrahydrofolat steht wieder für andere Folatwege bereit. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Mehr Methylcobalamin beschleunigt den Schritt nicht über die Menge an Methionin-Synthase hinaus; das Enzym und sein Angebot an 5-Methyl-Tetrahydrofolat setzen die Grenze.

zu wenig — Ist wenig Methylcobalamin da, stockt die Methionin-Synthase: Homocystein staut sich, und Folat bleibt als 5-Methyl-Tetrahydrofolat gefangen, weil die Zelle diese Form auf keinem anderen Weg zurückverwandelt.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
B12 in der Zelle → Adenosylcobalamin Aktive Form im Mitochondrium. Sie ist der Cofaktor der Methylmalonyl-CoA-Mutase. Ist wenig davon da, staut sich Methylmalonyl-CoA. Quelle 4↑ liefert Adenosylcobalamin startet in der Methylmalonyl-CoA-Mutase eine Umlagerung über ein Radikal: Eine Kohlenstoffgruppe wandert im Molekül, sodass aus Methylmalonyl-CoA Succinyl-CoA wird. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist die Mutase mit Adenosylcobalamin besetzt, bringt weiteres B12 im Mitochondrium keine zusätzliche Umsetzung; dann setzt das Enzym selbst die Grenze.

zu wenig — Ist wenig Adenosylcobalamin da, arbeitet die Mutase langsamer: Methylmalonyl-CoA staut sich und wird zu Methylmalonsäure gespalten, die ins Blut und in den Urin übergeht.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
Homocystein → Methionin Methionin-Synthase · 5-Methyl-THF (Folat) Die Methionin-Synthase überträgt eine Methylgruppe von 5-Methyl-Tetrahydrofolat auf Homocystein; so entsteht wieder Methionin. Stockt dieser Schritt, entsteht weniger Methionin, und Homocystein staut sich. Quelle 3↑ liefert Methionin ist eine unentbehrliche Aminosäure und das Ausgangsmaterial für SAM. Die Rückbildung aus Homocystein hält den Kreislauf in Gang, sodass dieselben Bausteine immer wieder Methylgruppen tragen. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Liegt viel Methionin vor, entsteht mehr SAM; SAM bremst dann die MTHFR, die 5-Methyl-Tetrahydrofolat bildet, und lenkt Homocystein stärker in den Weg zu Cystein.

zu wenig — Wird wenig Methionin zurückgebildet, entsteht weniger SAM; die Zelle hält Homocystein dann stärker im Kreislauf, und weniger davon geht in den Weg zu Cystein.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
Methionin → SAM MAT · ATP Aus Methionin und ATP entsteht S-Adenosylmethionin, der wichtigste Methylgruppen-Spender der Zelle. SAM steuert zugleich, wie viel Homocystein zu Methionin zurückkehrt. Quelle 3↑ liefert SAM gibt seine aktivierte Methylgruppe an zahlreiche Methyltransferasen ab. Zugleich steuert es den Kreislauf: Es bremst die MTHFR und regt die Cystathionin-β-Synthase an, den Einstieg in den Weg zu Cystein. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich SAM, wird die MTHFR stärker gebremst, weniger 5-Methyl-Tetrahydrofolat entsteht, und Homocystein fließt vermehrt in den Weg zu Cystein ab.

zu wenig — Ist wenig SAM da, laufen Methylierungen langsamer, und die Bremse auf die MTHFR lässt nach; die Zelle bildet dann mehr 5-Methyl-Tetrahydrofolat.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
SAM → Methylierungen Methyltransferasen Methyltransferasen übertragen Methylgruppen von SAM auf DNA, Proteine und andere Moleküle; dabei entsteht wieder Homocystein. Staut sich das Zwischenprodukt SAH, laufen diese Übertragungen langsamer. Quelle 3↑ liefert Methylgruppen schalten Gene ab und an, verändern Proteine und werden zum Aufbau von Stoffen wie Kreatin und Phosphatidylcholin gebraucht. Mit jeder Übertragung entsteht SAH, das zu Homocystein gespalten wird. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Laufen viele Methylierungen, wird viel SAM verbraucht und viel Homocystein gebildet; die Rückbildung zu Methionin muss dann Schritt halten, sonst staut sich Homocystein.

zu wenig — Staut sich SAH, weil Homocystein nicht abfließt, bremst es die Methyltransferasen; Methylgruppen werden dann seltener auf DNA, Proteine und andere Moleküle übertragen.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
Methylmalonyl-CoA → Succinyl-CoA MM-CoA-Mutase Die Methylmalonyl-CoA-Mutase baut Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA um; Adenosylcobalamin ist dabei der Cofaktor. So gelangen diese Abbauprodukte in den Energiestoffwechsel. Quelle 4↑ liefert Succinyl-CoA füllt den Citratzyklus mit Zwischenprodukten auf. So wird der Abbau der genannten Aminosäuren und Fettsäuren für die Energiegewinnung nutzbar. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Entsteht viel Succinyl-CoA, geht es im Citratzyklus weiter zu Succinat und wird zusammen mit dem übrigen Nachschub verarbeitet.

zu wenig — Arbeitet die Mutase langsam, entsteht auf diesem Weg weniger Succinyl-CoA; der Citratzyklus erhält seine Zwischenprodukte dann vor allem über andere Wege.

gesicherte Physiologie · Quelle 4
Succinyl-CoA → Citratzyklus Succinyl-CoA ist ein Zwischenprodukt des Citratzyklus, der zentralen Drehscheibe des Energiestoffwechsels. Arbeitet die Mutase langsam, kommt von dieser Seite weniger Nachschub. Quelle 4↑ liefert Der Citratzyklus baut Kohlenstoffgerüste zu Kohlendioxid ab und liefert Elektronen für die Atmungskette, in der ATP entsteht. Succinyl-CoA aus dem B12-abhängigen Weg ist einer seiner Zuflüsse. gesicherte Physiologie Quelle 4

Weitere Stationen

B12 in der Nahrung — an Eiweiß gebunden Vitamin B12 kommt fast nur in tierischen Lebensmitteln vor und ist dort an Eiweiß gebunden. Der Körper bildet es nicht selbst; was er braucht, stammt aus der Nahrung. Quelle 1↑ liefert Die Nahrung ist die einzige Quelle: Der Körper bildet B12 nicht selbst. An Eiweiß gebunden gelangt es in den Magen und wird erst dort freigesetzt, bevor es den mehrstufigen Weg der Aufnahme antritt. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel B12 mit einer Mahlzeit an, nimmt der Weg über Intrinsic Factor nur eine begrenzte Menge auf; ein kleiner Teil des Rests gelangt durch passive Diffusion ins Blut, der übrige geht weiter durch den Darm.

zu wenig — Kommt wenig B12 an, zehrt der Körper von seinem Vorrat, vor allem in der Leber; weil er B12 aus der Galle großteils zurückgewinnt, leert sich dieser Vorrat nur langsam.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
B12 in der Zelle — freigesetzt im Lysosom Zellen nehmen Holo-Transcobalamin über den Rezeptor CD320 auf, setzen B12 frei und bauen es in zwei aktive Formen um. Gelangt wenig B12 hinein, verlieren beide Enzyme zugleich ihren Cofaktor. Quelle 2, 3↑ liefert Nach der Aufnahme über CD320 baut das Lysosom Transcobalamin ab. B12 verlässt das Lysosom, und die Zelle verteilt es auf zwei Wege: ins Zellplasma zur Methionin-Synthase und ins Mitochondrium zur Mutase. gesicherte Physiologie Quelle 2, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Sind Methionin-Synthase und Mutase mit ihrem Cofaktor besetzt, bringt weiteres B12 in der Zelle keine zusätzliche Enzymaktivität.

zu wenig — Gelangt wenig B12 in die Zelle, werden beide aktiven Formen knapp; Methionin-Synthase und Methylmalonyl-CoA-Mutase verlieren zugleich ihren Cofaktor.

gesicherte Physiologie · Quelle 3, 2
Homocystein — Aminosäure Homocystein entsteht, wenn Methionin Methylgruppen abgegeben hat. Staut es sich, entsteht mehr S-Adenosylhomocystein (SAH), das die Methylierungen bremst. Quelle 3↕ beides, je nach Menge Die Menge entscheidet: Als Baustein wird Homocystein zu Methionin zurückverwandelt oder verlässt den Kreislauf über die Transsulfuration zu Cystein. Staut es sich, bremst es über SAH die Methylierungen. gesicherte Physiologie Quelle 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Homocystein, kehrt sich die Spaltung von S-Adenosylhomocystein (SAH) um: SAH sammelt sich an und bremst die Methyltransferasen, sodass weniger Methylgruppen übertragen werden.

zu wenig — Fällt wenig Homocystein an, etwa weil wenig Methionin umgesetzt wird, steht weniger Ausgangsstoff für die Rückbildung von Methionin und für den Weg zu Cystein bereit.

gesicherte Physiologie · Quelle 3
Methylmalonyl-CoA — aus Propionyl-CoA Methylmalonyl-CoA entsteht beim Abbau einiger Aminosäuren und ungeradzahliger Fettsäuren. Staut es sich, wird es zu Methylmalonsäure gespalten. Quelle 4↑ liefert Über Methylmalonyl-CoA gelangen Kohlenstoffgerüste aus den Aminosäuren Valin, Isoleucin, Methionin und Threonin sowie aus ungeradzahligen Fettsäuren in den Citratzyklus. gesicherte Physiologie Quelle 4
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Methylmalonyl-CoA, wird es zu Methylmalonsäure gespalten, die ins Blut und in den Urin übergeht; davor staut sich auch Propionyl-CoA.

zu wenig — Fällt wenig Methylmalonyl-CoA an, weil wenig dieser Aminosäuren und Fettsäuren abgebaut werden, gelangt über diesen Weg weniger Succinyl-CoA in den Citratzyklus.

gesicherte Physiologie · Quelle 4

Cofaktoren dieses Weges

Folsäure — Liefert als 5-Methyl-Tetrahydrofolat die Methylgruppe für die Methionin-Synthase; bleibt ohne B12 so gefangen Quelle 3Im ORY-Katalog als Laborwert: Folsäure
Calcium — Der Rezeptor Cubam nimmt den Komplex aus B12 und Intrinsic Factor nur mit Calcium auf, das die Bindung hält Quelle 1, 5
Magensäure — Löst zusammen mit dem Enzym Pepsin B12 aus dem Nahrungseiweiß; ist wenig Säure da, bleibt mehr B12 am Eiweiß Quelle 1
Methionin — Entsteht bei der Methionin-Synthase und bildet mit ATP den Methylgruppen-Spender SAM; ohne B12 entsteht weniger davon Quelle 3Im ORY-Katalog als Laborwert: Methionin

Was auf diesen Weg einwirkt

Magensäure-Hemmer — Weniger Magensäure kann die Freisetzung von B12 aus Nahrungseiweiß verringern. Die Fachinformation der Protonenpumpenhemmer nennt diesen Zusammenhang. Quelle 6
Metformin — Unter Metformin sind niedrigere B12-Spiegel beschrieben. In einer Studie ließ sich die verminderte Aufnahme mit zusätzlichem Calcium aufheben — ein Hinweis auf den calciumabhängigen Schritt. Quelle 5

Quellen

Nielsen MJ, Rasmussen MR et al. Vitamin B12 transport from food to the body's cells — a sophisticated, multistep pathway. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2012 · PubMed 22547309
Quadros EV, Nakayama Y et al. The protein and the gene encoding the receptor for the cellular uptake of transcobalamin-bound cobalamin. Blood 2009 · PubMed 18779389
Froese DS, Fowler B et al. Vitamin B12, folate, and the methionine remethylation cycle — biochemistry, pathways, and regulation. J Inherit Metab Dis 2019 · PubMed 30693532
Takahashi-Iñiguez T, García-Hernandez E et al. Role of vitamin B12 on methylmalonyl-CoA mutase activity. J Zhejiang Univ Sci B 2012 · PubMed 22661206
Bauman WA, Shaw S et al. Increased intake of calcium reverses vitamin B12 malabsorption induced by metformin. Diabetes Care 2000 · PubMed 10977010
US-Fachinformation Pantoprazol (DailyMed), Abschnitt 5.7 Cyanocobalamin (Vitamin B-12) Deficiency · Fachinformation

Ganzer Weg: Vitamin B12