Voordat we dieper in de verschillende B-vitaminen duiken, is het wellicht handig om eerst onze kennis op te frissen van de aerobe energieproductie van de cel. Om het overzichtelijk te houden, behandelen we hier alleen de omzetting van glucose in ATP en slaan we bijvoorbeeld de bèta-oxidatie van vetzuren over. Mocht je al bekend zijn met dit onderwerp, kun je gerust verder lezen vanaf “De B-vitaminen binnen de citroenzuurcyclus”.
De aerobe verbranding begint eigenlijk al bij de anaerobe glycolyse. Binnen de glycolyse wordt glucose omgezet in twee moleculen pyruvaat. Hierbij komt twee ATP vrij. Dit is waar de anaerobe verbranding ophoudt, maar uit pyruvaat kan langs indirecte weg nog veel meer ATP worden gegenereerd. Dit gebeurt in de mitochondriën. Daar wordt pyruvaat omgezet in acetyl-CoA, het ingangsproduct van de citroenzuurcyclus.
Binnen de citroenzuurcyclus wordt ook weer twee ATP aangemaakt, maar in feite zijn de belangrijkste uitgangsproducten voor de energiestofwissseling de moleculen NADH en FADH2. Deze bevatten de elektronen (e-) en protonen (H+) die nodig zijn voor de elektrontransportketen en chemiosmose. Binnen de elektrontransportketen wordt de elektrische energie van energierijke elektronen stapsgewijs omgezet in de chemische energie van een protongradiënt. Deze gradiënt drijft ATP-synthase aan, een enzymcomplex dat ADP en Pi (inorganische fosfaat) omzet in ATP. Dit laatste proces wordt oxidatieve fosforilering genoemd, omdat de laatste ontvanger van elektronen binnen dit proces een molecuul zuurstof is. Binnen dit proces komt er ongeveer 32 ATP vrij.
Bij het gehele proces, van glycolyse tot oxidatieve fosforilering, komt in totaal ongeveer 36 ATP vrij. Dankzij de mitochondriën zijn we dus in staat om 18 keer zoveel ATP aan te maken als bij glycolyse alleen.
Zoals je hierboven hebt kunnen lezen, speelt de citroenzuurcyclus een sleutelrol bij de productie van energie. Maar waarom zijn de B-vitaminen daarbinnen zo ontzettend belangrijk? Hieronder de verschillende B-vitaminen die van belang zijn voor energieproductie, inclusief hun belangrijkste rol binnen de citroenzuurcyclus.
Vitamine B1
Een belangrijke stap binnen de energiehuishouding is de omzetting van pyruvaat, afkomstig uit de glycolyse, naar acetyl-CoA, het ingangsproduct voor de citroenzuurcyclus. Deze stap koppelt dus de glycolyse in het cytosol aan de citroenzuurcyclus in het mitochondrium. Een belangrijk enzym voor deze omzetting is pyruvaatdehydrogenase, dat onderdeel vormt van een groter enzymcomplex dat deze functie vervult. Vitamine B1, ofwel thiamine, is een coenzym voor dit enzym. Vitamine B1 vervult dus een sleutelrol in de stap van anaerobe naar aerobe verbranding.
Vitamine B2
Vitamine B2, ofwel riboflavine, is het substraat waaruit FAD (flavine adenine dinucleotide) wordt gevormd, een zogenaamd flavo-enzym. Net als NAD+ is FAD in staat protonen en elektronen te accepteren die vrijkomen bij glycolyse en binnen de citroenzuurcyclus. De elektronen en protonen worden vervolgens gedoneerd aan de elektronentransportketen, die ATP-synthetase aandrijft en daarlangs ATP maakt uit ADP en inorganisch fosfaat. Bovendien is vitamine B2 belangrijk voor een flavo-enzym binnen de elektrontransportketen: flavine mononucleotide (FMN). Het bevindt zich in het complex I, waar het elektronen opvangt en doorgeeft.
Vitamine B3
De belangrijke stof NAD+ wordt gemaakt uit vitamine B3, ofwel niacine. NAD+ accepteert protonen (H) en elektronen (-) waardoor het verandert in NADH. NADH levert de protonen en elektronen die vervolgens binnen de elektronentransportketen kunnen worden gebruikt.
Vitamine B5
Net als vitamine B1, is vitamine B5, panthotheenzuur, belangrijk als coenzym van pyruvaatdehydrogenase. Bovendien is het essentieel voor de aanmaak van co-enzym A (CoA). In de vorm van acetyl-CoA is dit het ingangsproduct voor de citroenzuurcyclus. Bovendien vervult vitamine B5 een rol in vetzuuroxidatie, een proces waarbij energie vrijkomt.
Vitamine B8 (biotine)
Als co-enzym is biotine onmisbaar voor het functioneren van vijf carboxylases (enzymen die een carboxylgroep overdragen): pyruvaatcarboxylase, bèta-methylcrotonyl-CoA-carboxylase, proprionyl-CoA-carboxylase en acetyl-CoA-carboxylase type-1 en -2. De mitochondriale carboxylases spelen een belangrijke rol in vetzuursynthese, gluconeogenese en aminozuurkatabolisme en het vrijmaken van energie uit voedsel (citroenzuurcyclus).
Vitamine B6 en B12
Hoewel vitamines B6 en B12 niet direct betrokken zijn bij de citroenzuurcyclus, vervullen ze wel diverse functies binnen de energiehuishouding. Zo zijn ze betrokken bij de productie van hemoglobine, het eiwit dat zuurstof vervoert door het lichaam. Daarnaast is vitamine B6 belangrijk voor de cytochromen in de elektrontransportketen en voor een goede functie van Co-enzym Q10.
Uiteraard zijn er nog veel meer factoren die bepalen of jouw cliënt energiek is of juist energiegerelateerde problemen ervaart. Maar een goede toevoer van B-vitaminen is in ieder geval een basisvoorwaarde voor een goede functie van vrijwel alle energiegerelateerde processen in het lichaam.
Bronnen