Vitamine B6 is een groep van natuurlijk voorkomende derivaten van pyridine, die in het lichaam van belang zijn voor diverse fysiologische processen. De actieve vorm van vitamine B6 – een verbinding genaamd pyridoxaalfosfaat – speelt als co-factor een essentiële rol in meer dan 140 biochemische reacties. De meeste van deze reacties hebben betrekking op de stofwisseling van aminozuren en andere stikstofhoudende verbindingen. Verder heeft deze vitamine functies in de energiehuishouding, lipidenstofwisseling en bij de productie en activiteiten van bepaalde hormonen.
Dieren kunnen vitamine B6 niet zelf aanmaken en moeten het via voeding binnenkrijgen. Voor volwassen mensen ligt de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid rond de 1–2 milligram per dag. De vitamine komt voor de meeste dierlijke producten zoals vlees, vis, zuivel, eieren en schaaldieren. Ook diverse plantaardige producten, zoals aardappelen en peulvruchten, zijn rijk aan vitamine B6, waardoor er onder vegetariërs en veganisten geen groot risico op een tekort bestaat. Deficiëntie van vitamine B6 is relatief zeldzaam. Bij langdurig gebruik van hooggedoseerde supplementen kunnen zich bepaalde zenuwaandoeningen ontwikkelen.
Vormen Vitamine B6 komt in drie verschillende vormen voor, die van elkaar verschillen door de groep op de 4-positie. In onderstaande molecuuldiagrammen is deze groep de bovenste aftakking van de pyridine-ring. Pyridoxine (PN) (de alcohol pyridoxol) en pyridoxine-5-fosfaat (PNP). Pyridoxine is de vorm die meestal in voedingssupplementen wordt gebruikt, vrijwel altijd gebonden aan een hydrochloride-groep (pyridoxine-HCl). Op de 4-positie bevindt zich een hydroxymethylgroep. Pyridoxal (PL) (het aldehyde) en pyridoxal-5-fosfaat (PLP). Ten opzichte van pyridoxine is bij pyrodoxal de CH2OH-groep vervangen door een aldehydegroep (CHO). PLP is de metabolisch actieve vorm. Pyridoxamine (PM) (het amine) en pyridoxamine-5-fosfaat (PMP). Ten opzichte van pyridoxine is bij pyridoxamine de CH2OH-groep vervangen door een aminomethyl-groep (CH2NH2).
Hoewel ook van PMP een functie als cofactor bekend is, is de metabool meest actieve vorm het pyridoxal-5-fosfaat (PLP), dat in de lever wordt gevormd uit pyridoxal.
4-pyridoxinezuur (PA) is het afbraakproduct van vitamine B6 dat met de urine wordt uitgescheiden. Deze vorm wordt meestal niet tot de vitamine B6-groep gerekend.
Hoewel deze vitamine in drie vormen bestaat, wordt de term pyridoxine regelmatig gebruikt om alle stoffen binnen de vitamine B6-groep aan te duiden. De geactiveerde vormen van pyridoxal en pyridoxamine (de fosfaatesters) zijn actieve co-enzymvormen en kunnen in elkaar worden omgezet, een proces waarbij vitamine B2 en vitamine B3 als cofactoren nodig zijn. Deze interconversie speelt een belangrijke rol bij de biologische functies van deze vitamine.
De mens en andere primaten zijn afhankelijk van de aanvoer van vitamine B6 uit externe bronnen, zodat dit als een essentiële voedingsstof geldt. Gefosforyleerde vormen van vitamine B6 worden gedefosforyleerd in het maag-darmkanaal voordat ze worden opgenomen. Alle drie de vormen van vitamine B6 (pyridoxine, pyridoxal and pyridoxamine) worden in de dunne darm gemakkelijk opgenomen. Overtollig pyridoxine wordt via de urine uitgescheiden.
Geschiedenis Vitamine B6 is ontdekt tijdens onderzoek naar de oorzaak van pellagra. Verschillende groepen onderzoekers waren aan het eind van de jaren 20 op zoek naar de factor die pellagra kan voorkomen. Joseph Goldberger had in 1926 bij ratten ontdekt dat toevoeging van een kleine hoeveelheid bakkersgist aan de voeding een pellagra-achtige huidziekte (dermititis acrodynia) kon voorkomen. De Hongaarse microbioloog en biochemicus Paul György beschreef in 1934 als eerste vitamine B6 als de “rat pellagra preventiefactor” in bakkersgist.György P. Vitamin B2 and the Pellagra-like Dermatitis in Rats (1934) Nature 133:498-499. In een latere publicatie van György over hetzelfde onderwerp wordt foutief (foutief paginanummer) naar deze publicatie gerefereerd.. Hij noemde de factor "rat acrodynia factor" of adermine. In 1938 slaagden vijf verschillende groepen wetenschappers, waaronder György, erin om vitamine B6-kristallen te isoleren uit de factor die pellagra kan voorkomen van Goldberger. Dit is een open access artikel, beschikbaar onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding (CC BY; versie 3.0).
In 1939 wist een andere groep onderzoekers (Stanton A. Harris en Karl Folkers) de structuur van pyridoxine op te helderen en werd de stof voor het eerst gesynthetiseerd. Paul György stelt dan de naam pyridoxine voor, vanwege de structurele verwantschap met pyridine. In 1945 toonde Esmond Emerson Snell aan dat er twee andere vormen van vitamine B6 bestaan, namelijk pyridoxal en pyridoxamine. Alle drie de vormen van vitamine B6 zijn precursors van een geactiveerde vorm, pyridoxal-5-fosfaat (PLP). In 1957 werd door Snyderman voor het eerst vastgesteld hoeveel van deze vitamine de mens dagelijks nodig heeft.
Later bleek dat vitamine B6 in 1932 al was geïsoleerd en beschreven door de Japanner Ohdake, die bezig was met de isolatie van "oryzanine" (vitamine B1) uit rijstslijpsel. Hij vond vitamine B6 als een bijproduct, beschreef de formule, maar was zich niet bewust dat hij een vitamine had ontdekt en van het belang van zijn ontdekking.
Biosynthese In de natuur zijn er twee verschillende manieren bekend waarop vitamine B6 de novo kan worden gesynthetiseerd. In eubacteriën zoals Escherichia coli wordt pyridoxine-5-fosfaat (PNP) gemaakt uit 4-fosfohydroxy-L-threonine (4HPT) en deoxyxylose 5’-fosfaat (DXP) met behulp van drie verschillende biosynthese-eiwitten. Dit reactiepad is afhankelijk van DXP. In bacteriën, archaea en eukaryoten bestaat een tweede biosyntheseroute waarin pyridoxal-5-fosfaat (PLP) wordt gemaakt uit ribose 5’-fosfaat of ribulose-5’-fosfaat in combinatie met ofwel glyceraldehyde-3’-fosfaat of dihydroxyacetonfosfaat en glutamine. Dit reactiepad is onafhankelijk van DXP.
Naast de directe synthese van nieuw PNP of PLP zijn deze vormen van vitamine B6 ook in elkaar om te zetten via het zogenoemde "Salvage"-reactiepad. Deze omzettingen komen tot stand door de actie van ofwel kinases ofwel oxidases. De meeste dieren, waaronder de mens, beschikken uitsluitend over het "Salvage"-reactiepad.
Een belangrijke stap in de afbraak van vitamine B6 is de defosforylering van PLP/PMP/PNP, want deze stap bepaalt in sterke mate de beschikbaarheid van actieve vitamine B6 cofactoren. Hoewel ook niet-specifieke afbraak van vitamine B6 bestaat door alkalische fosfatase en zure fosfatase zijn er bij verschillende organismen vormen van fosfatases beschreven die specifiek de gefosforyleerde vormen van vitamine B6 als substraat hebben. Een van de best beschreven vormen is het enzym pyridoxal fosfatase (PLPP) bij de mens. Het komt in diverse weefsels voor, maar met name in de hersenen, lever en testes. Dit enzym is voor zijn werking afhankelijk van magnesium.
Functies in het lichaam In de eerste tijd na de ontdekking van vitamine B6 werd aan vitamine B6 vooral een rol als groeifactor toebedeeld. Door voortschrijdend wetenschappelijk onderzoek is inmiddels duidelijk geworden dat dit slechts een zeer ruwe beschrijving is van de zeer diverse rol die vitamine B6 speelt in diverse cruciale levensfuncties.
De co-enzymvorm van vitamine B6 (pyridoxal-5-fosfaat) is essentieel voor de werking van meer dan 140 vitamine B6-afhankelijke enzymen. Deze enzymen katalyseren diverse biochemische reacties in het lichaam, waardoor de fysiologische functies van vitamine B6 ook sterk uiteenlopen:
Aminozuurstofwisseling: Een van de belangrijkste functies van vitamine B6 is de functie als co-enzym bij alle aminerende en transaminerende reacties. Dit zijn reacties waarbij aminogroepen worden overgedragen. Zo heeft vitamine B6 een belangrijke rol bij de omzetting van aminozuren in neurotransmitters en biogene aminen. Synthese van monoamine-neurotransmitters: Vitamine B6 zorgt voor decarboxylering van aminozuren, waardoor amines worden verkregen. Veel van deze amines zijn belangrijke neurotransmitters en hormonen. Op deze wijze is vitamine B6 betrokken bij de biosynthese van ten minste vier belangrijke (monoamine) neurotransmitters: serotonine, dopamine, adrenaline en noradrenaline. Vitamine B6 is een essentiële cofactor van twee enzymen in de omzetting van tryptofaan in serotonine, namelijk tryptofaanhydroxylase en 5-hydroxytryptofaan-decarboxylase. Een lage vitamine B6-status is dus verantwoordelijk voor lage serotonineniveaus. Een groeiende hoeveelheid onderzoek relateert een lage vitamine B6-inname met depressie.Williams AL, Cotter A, Sabina A, et al. The role for vitamin B-6 as treatment for depression: a systematic review. (2005) Fam Pract 22:532-537. gratis volledige artikel.Almeida OP, Marsh K, Alfonso H, et al. B-vitamins reduce the long-term risk of depression after stroke: The VITATOPS-DEP trial. (2010) Ann Neurol 68:503-510. . In dit Australisch onderzoek slikten 270 mensen gedurende gemiddeld zeven jaar dagelijks een supplement met 2000 µg foliumzuur, 25 mg vitamine B6 en 500 µg vitamine B12 of een placebo.Sánchez-Villegas A, Doreste J, Schlatter J, et al. Association between folate, vitamin B(6) and vitamin B(12) intake and depression in the SUN cohort study. (2009) J Hum Nutr Diet 22:122-133. gratis volledige artikel.Ford AH, Flicker L, McCaul K, et al. The B-VITAGE trial: a randomized trial of homocysteine lowering treatment of depression in later life. (2010) Trials 11:8. gratis volledige artikel.Merete C, Falcon LM, Tucker KL. B6 is associated with depressive symptomatology in Massachusetts elders (gratis). (2008) J Am Coll Nutr 27:421-427. . Synthese van GABA: Vitamine B6 is betrokken bij de vorming van de neurotransmitter gamma-aminoboterzuur (GABA). Het is een cofactor van het enzym glutamaatdecarboxylase dat een zuurgroep van glutaminezuur verwijdert. Synthese van histamine: Om eenzelfde reden is vitamine B6 betrokken bij de histaminesynthese. Pyridoxal-5-fosfaat is belangrijk voor het metabolisme van zwavelhoudende aminozuren (methionine, cysteïne, taurine). Het toxische homocysteïne, een metaboliet van methionine, kan worden geremethyleerd tot methionine of worden omgezet via transsulfurering in cysteïne door vitamine-B6-afhankelijke enzymen (cystathioninesynthase en cystathionase), die ook afhankelijk zijn van vitamine B12 en foliumzuur. Zonder vitamine B6 hoopt homocysteïne zich op en ontstaat hyperhomocysteïnemie. Vorming van vitamine B3: Vitamine B6 heeft een belangrijke rol bij de omzetting van tryptofaan in nicotinezuur (vitamine B3). Een lage vitamine B6-status zal deze omzetting remmen. Om deze reden speelt B6 ook een rol in de cholesterolstofwisseling. Synthese van heemverbindingen: Vitamine B6 is betrokken bij de aanmaak van 5-aminolevulinezuur uit het aminozuur glycine, de eerste stap in de porfyrinebiosynthese die nodig is om heemverbindingen te vormen. Op deze wijze is vitamine B6 betrokken bij de aanmaak van hemoglobine, maar het is ook nodig bij het incorporeren van ijzer in het hemoglobinemolecuul. Tevens kan pyridoxal-5-fosfaat binden aan twee plaatsen aan het hemoglobinemolecuul, waardoor vitamine B6 het vermogen van rode bloedcellen vergroot om zuurstof te binden en weer af te geven. Heemverbindingen zijn ook het actieve centrum van myoglobine, wat de rol van vitamine B6 bij de werking van hart- en skeletspieren verklaart. Ook in cytochroomverbindingen in de mitochondriën is heem het centrale molecuul, wat een verklaring is voor het effect van vitamine B6-deficiëntie op de energiestofwisseling.
Voorkomen in voeding