Fysiologie en metabolisme
Vitamine B6 wordt opgenomen in de darm en via het bloed afgegeven aan weefsels en cellen. In het verleden zijn veel onderzoeken gepubliceerd die concludeerden dat vitamine B6 de darmcellen binnenkwam door passieve diffusie. Er werd geen verzadiging waargenomen en aangenomen dat vitamine B6 werd vastgehouden in de cel door fosforylering en eiwitbinding. In 2003 werd een drager gemedieerd, verzadigbaar en pH-afhankelijk mechanisme voor de opname van pyridoxine in epitheel van Caco-2-darmcellen van de mens gerapporteerd. De opname werd geremd door pyridoxamine maar niet door pyridoxal of pyridoxal-5- fosfaat (Said et al. 2003). Dit suggereert dat het transporteiwit selectief is voor twee van de drie ongefosforyleerde vitamine B6-vitameren (Albersen et al. 2013). Vitamine B6 wordt opgenomen in de darmcellen en omgezet in pyridoxal en vervolgens getransporteerd naar de lever om omgezet te worden in pyridoxal-5- fosfaat (Albersen et al. 2013). Pyridoxal-5-fosfaat wordt door de lever uitgescheiden in het bloed waar het wordt gebonden aan albumine en ongeveer 60% van het circulerende vitamine B6 vormt. Alleen de vrije vitaminebasen kunnen de bloed-hersenbarrière passeren (Surtees et al. 2006). Anderson et al. (1989) toonden aan dat ook in rode bloedcellen omzetting plaatsvindt van pyridoxine-5-fosfaat in pyridoxal-5-fosfaat en vervolgens in pyridoxal dat wordt afgegeven aan het plasma. In plasma is vitamine B6 alleen aanwezig als pyridoxal en pyridoxal-5-fosfaat (Albersen et al. 2013). Hydrolyse van pyridoxal-5-fosfaat tot pyridoxal door een intracellulair, specifiek fosfatase (pyridoxalfosfaatfosfatase) en oxidatie van pyridoxal door pyridoxaloxidase vormen de afbraakroute van vitamine 86, waarvan het belangrijkste product, pyridoxinezuur, wordt uitgescheiden in de urine. Riboflavine-afhankelijke enzymen zijn betrokken bij de omzetting van pyridoxine in pyridoxal-5-fosfaat en bij de oxidatie van pyridoxal naar 4-pyridoxinezuur. Bij innames in de orde van de behoefte, is de uitscheiding van 4-pyridoxinezuur met de urine, evenals het pyridoxal-5-fosfaatgehalte in het plasma, recht evenredig met de vitamine B6-inneming.
Uit onderzoek blijkt dat een slechte riboflavinestatus de uitscheidingssnelheid van 4-pyridoxinezuur met de urine vermindert, ongeacht de inneming van vitamine B6 (Gezondheidsraad 2003). Een groot aantal enzymen is afhankelijk van pyridoxal-5-fosfaat. Vitamine B6 komt dan ook voor in alle weefsels, voornamelijk als pyridoxal-5-fosfaat en pyridoxamine-5-fosfaat. Van de totale voorraad vitamine B6 in het lichaam bevindt zich 70-80% als pyridoxal-5-fosfaat in het spierweefsel. Dit pyridoxal-5-fosfaat is gebonden aan glycogeenfosforylase, dat glycogeen omzet in energie (Schaeffer et al. 1995). Ongeveer 60% van het pyridoxal-5-fosfaat in volbloed bevindt zich in de rode bloedcellen (Gezondheidsraad 2003). De hoeveelheid vitamine B6 in bloedplasma verschilt significant van dat in volbloed. Volbloed bevat (equimolaire) hoeveelheden pyridoxal-5-fosfaat en pyridoxamine-5-fosfaat. Pyridoxamine-5-fosfaat is voornamelijk een intracellulaire vitamine B6-vitameer. Pyridoxal-5-fosfaat is de belangrijkste vitameer in bloedplasma. Pyridoxal-5-fosfaat en pyridoxal zijn de transportvormen van vitamine B6: pyridoxal-5-fosfaat bindt aan albumine evenals pyridoxal (maar deze laatste in mindere mate). Beide verbindingen worden snel verwijderd uit plasma en opgenomen in de weefsels (Lumeng et al. 1980). De ongefosforyleerde vormen van vitamine B6 worden gemakkelijker getransporteerd door celmembranen dan de gefosforyleerde vormen (Coburn et al. 2003).
Niet duidelijk is uit de literatuur of gefosforyleerde vormen wel kunnen worden opgenomen. Eerdere in vitro-experimenten met gelabelde levercellen lieten zien dat de opname van ongefosforyleerde vitamine B6-vitameren in ieder geval een verzadigbaar proces is (Kozik en McCormick 1984). De omzetting van pyridoxine naar pyridoxal-5-fosfaat kan gebeuren via twee verschillende routes: via pyridoxal of via pyridoxine-5-fosfaat (Johansson 1974). Onderzoek heeft aangetoond dat er een snelle omzetting is van pyridoxine naar pyridoxine-5-fosfaat en vervolgens naar pyridoxal-5-fosfaat. De snelheid van het verschijnen van gelabeld pyridoxal-5-fosfaat was gelijk wanneer pyridoxine of pyridoxamine werd toegediend (Johansson 1974). Pyridoxine- en pyridoxamin-5-fosfaat worden omgezet in pyridoxal-5-fosfaat via een fosfaatoxidase dat alleen beschikbaar is in de lever, nier en hersenen (Kazarinoff en McCormick 1975). Bij innames onder of dicht bij de behoefte correleert de inname van vitamine B6 goed met plasmaconcentraties van pyridoxal-5-fosfaat (Bode en van den Berg 1991). De pyridoxal-5-fosfaatconcentratie in het plasma neemt lineair toe bij verhoging van de vitamine 86-inneming. Eenzelfde lineair verband is vastgesteld tussen het pyridoxal-5-fosfaatgehalte in het plasma en de vitamine B6-inneming per gram eiwit in de voeding (IOM 2000). De vitamine B6-behoefte is hoger naarmate de voeding meer eiwit bevat (Gezondheidsraad 2003). IOM en Gezondheidsraad geven aan dat de relatie tussen de vitamine B6-behoefte en de eiwitinneming niet lineair is en dat binnen de gebruikelijke range van eiwitinneming kan worden volstaan met een absolute aanbeveling die voldoende is voor een adequaat verloop van alle fysiologische processen. In een recente opinie van EFSA (EFSA 2016) merkt het Panel op dat er geen consistente relatie bestaat tussen plasmapyridoxal-5-fosfaatconcentratie en eiwitinname en dus geen bewijs dat de vitamine B6-behoefte wijzigt met de eiwitinname. Vanwege de onderlinge metabole uitwisselbaarheid van de verschillende vormen van vitamine B6, wordt aangenomen dat ze een ongeveer gelijke vitamineactiviteit bezitten. Een aantal onderzoeken liet een iets lagere bioactiviteit zien van pyridoxal en pyridoxamine; ze waren in vergelijking met pyridoxine circa 10% minder effectief in het verhogen van de pyridoxal-5-fosfaatconcentratie in het plasma (Gezondheidsraad 2003). Dit kan het gevolg zijn van een verschil in vitamineactiviteit of in biobeschikbaarheid en heeft geen voedingskundig belang (Gregory 2012). De biobeschikbaarheid van de 5-fosfaatvitameren is gelijk aan die van de niet-gefosforyleerde vitameren (Gregory 2012). In plantaardige producten komt een deel van het vitamine B6 voor als pyridoxine-5-D-glucoside, dat slechts gedeeltelijk kan worden benut en waarvan de gemiddelde bio-beschikbaarheid voor de mens wordt geschat op ongeveer 50% (Gregory 2012). De Gezondheidsraad gaat uit van een bio-beschikbaarheid van vitamine B6 uit de voeding – zowel het van nature aanwezige als het aan sommige voedingsmiddelen toegevoegde vitamine B6 – van 75% van de bio-beschikbaarheid van vitamine B6 uit een supplement (Gezondheidsraad 2003). De bio-beschikbaarheid van pyridoxine toegevoegd aan voedingsmiddelen verschilt niet van die uit een supplement (IOM 2000); pyridoxine wordt nagenoeg volledig geabsorbeerd. EFSA onderschrijft in haar recente opinie dat de bio-beschikbaarheden van pyridoxine, pyridoxal en pyridoxamine gelijk zijn en dat de bio-beschikbaarheid van vitamine B6 uit de voeding ongeveer 75% is. Het EFSA-Panel gaat uit van een bio-beschikbaarheid van pyridoxine uit supplementen van 95% (EFSA 2016).
Metabolisme bij hoge doseringen van vitamine B6
Wozenski et al. (1980) gaven vijf mannen een keer per week een dosis pyridoxine, pyridoxal of pyridoxamine tot 10 mg. Het verschil in uitscheiding in de urine van totaal vitamine B6 en de AUC (area under the curve) voor plasmapyridoxal-5-fosfaat na inname van equimolaire doses pyridoxine, pyridoxal en pyridoxamine schreven de onderzoekers toe aan de variabiliteit van de verschillende metabole routes en niet aan verschillen in bio-beschikbaarheid. Het EFSA-Panel onderschreef deze conclusie (EFSA 2016). Ubbink et al. 1987 onderzochten het effect van pyridoxine-supplementen (10, 25, 50 en 100 mg, twee maal per week oraal ingenomen) op pyridoxal-concentraties van het bloedplasma bij negen vrouwelijke vrijwilligers gedurende acht weken. Een dosis van 25 mg verhoogde de pyridoxal-concentraties significant vergeleken met een dosis van 10 mg. Een dosis van 50 mg verhoogde plasmapyridoxal-concentraties significant vergeleken met een dosis van 25 mg. Echter een dosis van 100 mg pyridoxine leidde niet tot een significante verhoging van de plasmapyridoxal-5-fosfaatconcentratie vergeleken met die van een 50 mg dosis voor alle bestudeerde tijdsintervallen. Deze dosis resulteerde wel in hoge plasmapyridoxal-concentraties na drie uur, echter na 24 uur was het verschil niet meer significant (Ubbink et al 1987). De uitscheiding van 4-pyridoxinezuur in de urine was een constante fractie van de toegediende dosis tot 50 mg. Na toediening van 100 mg pyridoxine werd een iets hoger percentage uitgescheiden als 4-pyridoxinezuur (van 3% bij een dosis van 10 mg tot 9% bij een dosis pyridoxine van 100 mg); de pyridoxaluitscheiding bleef kleiner dan 2%. De lage uitscheiding van pyridoxal in de urine is gedeeltelijk het resultaat van het binden van pyridoxal aan albumine maar ook een actieve reabsorptie van pyridoxal kan niet worden uitgesloten (Ubbink et al. 1987).
In het onderzoek van Lumeng et al. (1980) kregen vijf mannen en een vrouw, 23-38 jaar oud, 100 mg pyrodoxine-HCI per dag gedurende één tot vier weken. Het aandeel in plasma was voor pyridoxal-5-fosfaat, pyridoxamine-5-fosfaat, pyridoxal, pyridoxine en pyridoxamine respectievelijk 54, 3, 11, 27 en 5%. Gedurende de suppletie steeg de plasmaconcentratie van het totaal aan vitamine B6-vitameren en pyridoxinezuur, met uitzondering van pyridoxine. In een onderzoek met 90 patiënten met een coronaire arterieziekte (38-80 jaar) leidde een vitamine B6-inname van 40 mg/dag gedurende twaalf weken tot een tien keer hogere gemiddelde plasmapyridoxal-5-fosfaatconcentratie drie dagen na de suppletie, en een 50-voudige concentratie van 4-pyridoxinezuur en 100-voudige concentraties van pyridoxal en pyridoxine (Bor et al. 2003). Op de latere tijdstippen (tot 84 dagen) werden geen significante toenamen meer gezien. Alleen de pyridoxal en 4-pyridoxine-concentraties correleerden voor en na behandeling.
In dit onderzoek met 40 mg pyridoxine per dag werd een onmiddellijk effect op de concentraties van de vitamine B6-vitameren in plasma gezien die niet veranderden gedurende de hele behandeling van 84 dagen. De onderzoekers speculeerden dat slechts een kleine hoeveelheid pyridoxal-5-fosfaat kon worden gebonden door albumine in plasma en dat het surplus, hoewel (extra) opname in de weefsels als pyridoxal-5-fosfaat niet kon worden uitgesloten afhankelijk van de hoeveelheid enzymeiwit, werd omgezet in pyridoxal en 4-pyridoxinezuur. Voor de behandeling werd pyridoxal-5-fosfaat, 4-pyridoxinezuur en, in mindere mate, pyridoxal in plasma gemeten. Na behandeling was ook pyridoxine detecteerbaar en vertoonden pyridoxine en pyridoxal de grootste toenamen. Schaeffer et al. (1995) onderzochten in jonge, volwassen, vrouwelijke ratten hoe weefselconcentraties van de belangrijkste vitamine B6-vitameren werden beïnvloed door een vitamine B6-inname die hoger was dan de behoefte. De plasmaconcentraties van 4-pyridoxinezuur en pyridoxal namen toe na inname van pyridoxine. De plasmaconcentratie van pyridoxal-5-fosfaat was geen weerspiegeling van de inname van pyridoxine in dit onderzoek. In ratten is de plasmapyridoxal-5-fosfaatconcentratie het resultaat van een evenwicht tussen de synthese van pyridoxal-5-fosfaat in de lever en extractie en degradatie door andere weefsels.
Bij de mens nemen concentraties van pyridoxal-5-fosfaat en andere vitamine B6-vitameren in het plasma toe bij inname van pyridoxine-supplementen (ruim) boven de behoefte (Coburn et al. 1991, KangYoon en Kirksey 1992, Lumeng et al. 1974). Echter, er is bewijs van onderzoek bij de mens dat na zeer hoge doses pyridoxine, plasmapyridoxal-5-fosfaatconcentraties een plateau bereiken (Coburn et al. 1983, Ubbink et al. 1987). De fosforyleringssnelheid voor pyridoxine, pyridoxal en pyridoxamine en de bindingscapaciteit van pyridoxal-5-fosfaat en pyridoxamine-5-fosfaat aan eiwit is beperkend en bij hoge doseringen accumuleren de niet-gefosforyleerde vormen van pyridoxal en worden in de lever omgezet4 in 4-pryidoxinezuur uitgescheiden in de urine. Een onderzoek met leverbiopten van mensen zonder leverziekte liet zien dat (Merrill et al. 1984): de fosforylatiesnelheid van vitamine B6-vitameren hoger was dan die van defosforylering, de snelheid van omzetting van pyridoxal in 4- pyridoxinezuur vergelijkbaar was met de mate van fosforylering van pyridoxal, de snelheid van fosforylering van pyridoxal naar pyridoxal-5-fosfaat via pyridoxalkinase was langzamer dan de snelheid van productie van pyridoxal-5-fosfaat via pyridoxine/pyridoxamine-fosfaatoxidase, en het fosfaatoxidase werd geremd door het omzettingsproduct pyridoxal-5-fosfaat. Dit onderzoek liet zien dat het vitamine B6-metabolisme zorgt voor voldoende hoeveelheden van de actieve metaboliet pyridoxal-5-fosfaat in de lever en andere weefsels en tegelijkertijd de stapeling voorkomt van pyridoxal-5-fosfaat in de cellen. De eiwitbinding speelt een belangrijke rol in de verdeling en eliminatie van vitamine B6-metabolieten. Pyridoxal-5-fosfaat is vrijwel volledig gebonden aan eiwit in plasma, terwijl pyridoxal slechts gedeeltelijk is gebonden en pyridoxine en 4-pyridoxinezuur ongebonden zijn (Bor et al. 2003). Bij de mens is 90% van het vitamine B6 dat wordt uitgescheiden in de vorm van 4-pyridoxinezuur. Bode en van den Berg (1991) vonden dat plasmaconcentraties van pyridoxal-5-fosfaat significant hoger waren ln vrouwelijke dan in mannelijke ratten en in jongere dan in oudere ratten. Zestig jong-volwassen (twaalf weken oude), vrouwelijke ratten (vijf groepen van twaalf ratten) kregen gedurende tien weken een voeding met 1, 10, 100, 175 en 250 keer de aanbevolen hoeveelheid pyridoxine-Hel (7 mg/kg). De concentraties vitamine B6-vitameren in lever, hersenen en nier werden niet beïnvloed door toediening van hoge concentraties vitamine B6. Cohen et al (1973) vonden geen verschil in bloedvitameren, inclusief pyridoxal-5-fosfaat, tussen groepen ratten die 50 of 500 mg pyridoxine-Hel/kg voeder kregen. Brin (1978) vermeldde ongepubliceerde observaties van Hoffmann-La Roche over LOSO-waarden biJ oraal gebruik van vitamine B6 voor muizen, te weten voor pyridoxine-HCI: 6000 mg/kg (ook voor de rat), voor pyridoxal-5-fosfaat: 2000 mg/kg en voor pyridoxamine: 5000 mg/kg. Wanneer grote hoeveelheden pyridoxine worden ingenomen is de capaciteit van de darm (van mens en dier) onvoldoende om alle pyridoxine te metaboliseren.
Het onderzoek van Ubbink et al. ( 1987) liet zien dat het mechanisme in de lever om pyridoxal-5-fosfaat af te geven kan worden verzadigd bij toediening van meer dan 50 mg pyridoxine. Pyridoxine is dan detecteerbaar in plasma en weefsels (Albersen et al. 2013). Ook in cerebrospinale vloeistof werden hoge concentraties pyridoxine aangetroffen in met pyridoxine gesuppleerde patiënten (van der Ham et al. 2012). Een hypothese is dat toxiciteit wordt veroorzaakt door het overschrijden van het vermogen van de lever om pyridoxine om te zetten. ln pyridoxal-5-fosfaat waardoor hoge bloedconcentraties pyridoxine ontstaan (Hathcock 2014, Parry 1985), die leiden tot beschadiging van zenuwcellen (Albersen et al. 2013). Pyridoxal-5-fosfaat lijkt niet verantwoordelijk voor neuropathische schade. Het belangrijkste toxische effect van te hoge innames van vitamine B6 (als pyridoxine-HCI) is neuronale schade en effecten op sensoriek en motoriek. Geen van deze effecten zijn specifiek gerelateerd aan de pyridoxal-5-fosfaatvorm van het vitamine. Pyridoxal-5-fosfaat veroorzaakt geen klinische symptomen of aandoeningen die vergelijkbaar zijn met die die door pyridoxine worden veroorzaakt, zelfs niet wanneer het wordt geïnjecteerd in hoge doses (EFSA 2008). Het EFSA-Panel concludeerde dat de bio-beschikbaarheid en veiligheid van pyridoxal-5-fosfaat niet significant verschillend zijn dan van de andere vormen van vitamine B6 en oordeelde dat voor de veiligheidsbeoordeling van pyridoxal-5-fosfaat dezelfde bovengrens als voor vitamine 86 geldt (EFSA 2008). Door de NVWA gefinancierd in vitro-onderzoek laat zien dat neuronale cellen anders reageren op toediening van pyridoxine dan pyridoxal-5-fosfaat. De neurotoxiciteit van vitamine B6-vitameren is onderzocht in SHSYSY- en Cacocellen. Pyridoxine, maar niet pyridoxamine, pyridoxal, pyridoxal-5-fosfaat of pyridoxamine-5-fosfaat, veroorzaakte celdood in de SHSYSY-cellen. Verschillende concentraties pyridoxine hadden geen effect op de Caco-2-cellen (Vrolijk et al. ingediend).
Onderzoeken met pyridoxal- of pyridoxamine-supplementen of pyridoxal-5-fosfaat bij gezonde personen zijn niet gevonden in de publiek toegankelijke literatuur. In de VS heeft de Food and Drug Administration (FDA) in januari 20099 geoordeeld dat pyridoxamine farmacologische activiteit heeft en moet worden beschouwd als medicijn en niet als voedingssupplement. Loeb en Anderson (1981) bestudeerden het effect van vitamine 86-suppletie van 5mg/dag bij ratten gedurende drie weken. Het verlies van lichaamsgewicht bleek te correleren met een toegenomen neurotoxiciteit van pyridoxine. Levine en Saltzman (2004) vonden dat bij ratten pyridoxal en pyridoxal-5-fosfaat toxischer waren dan pyridoxine, hoewel de ratten geen klinische tekenen of laesies produceerden in ganglia die wel optraden na toediening van pyridoxine. De niet-letale dosis (gedurende vier dagen, variërend van 0,3 tot 11,6 mmol/kg lichaamsgewicht) lag ruim hoger voor pyridoxine-HCI dan voor pyridoxal-HCI, pyridoxal-5-fosfaat of pyrodoxamine-2HCI. Dus de ratten verdroegen hogere doses pyridoxine maar kregen wel klinische symptomen en histologische laesies. Deze symptomen en laesies traden niet op bij toediening van de andere vitameren. Voedingsrestricties (eiwitdeficiënte voedingen) waardoor gewichtsverlies optrad, leidden tot verhoging van de door pyridoxine veroorzaakte neurotoxiciteit. Waarschijnlijk is het vrije pyridoxine toxischer dan eiwitgebonden pyridoxine en ook voeding, medicijnen, een afgenomen nierfunctie of verlies van lichaamsgewicht kunnen verantwoordelijk zijn voor een toename in neurotoxiciteit van pyridoxine (Levine en Saltzman 2004). Windebank vond in 1985 dat pyridoxine, pyridoxal en pyridoxamine een ongeveer gelijke toxiciteit hadden in culturen van dorsale wortelganglianeuronen. Deze resultaten worden echter weerlegd door het in vivo-onderzoek bij ratten.
Bron: Rijksoverheid – advies over veilige inname vit. B6
Aanbevolen Literatuur