Afbeelding van Freepik.com

Voordat we kijken naar vitamine A en vitamine D is het goed om ons eerst af te vragen wat nu eigenlijk precies een vitamine is. Of eigenlijk: wat het zou moeten zijn. De term 'vitamine' werd bedacht in 1912 en is heel waardevol geweest voor de acceptatie van een voor die tijd nieuw idee, namelijk dat voeding meer is dan alleen eiwitten, koolhydraten en vetten. Het was een Nederlander die het bewijs leverde voor dit revolutionaire idee. Gerrit Grijns toonde aan dat voor de vertering van koolhydraten uit rijst (de zetmeel uit de korrel) ook een minutieuze hoeveelheid van een stofje uit de schilletjes nodig was. Dit stofje kon de tropenziekte beriberi voorkomen en werd daarom anti-beriberi-factor genoemd. Het was de eerste uit een rij van “factoren” van bijbehorende gebreksziektes. In korte tijd ontstond er een koortsachtige zoektocht naar nog meer van die - mogelijk heel lucratieve - factoren.

Kader: de ontdekking van de vitamine

Uiteindelijk werd besloten om vitamines met letters te gaan aanduiden. Het anti-beriberi-stofje zou voortaan vitamine B heten. We kennen het nu als vitamine B1, want uiteindelijk bleek een heel complex van stofjes een rol te spelen. De genummerde B-vitamines zijn voornamelijk cofactoren die nodig zijn voor allerlei enzymen. Die rol verklaart waarom er maar zo minutieus weinig van een vitamine nodig is; de enzymen doen immers zelf niet mee aan de stofwisselingsreacties. Ze worden niet verbruikt. En in de schilletjes zit zo weinig dat er honderden kilo's van nodig waren om dat ene stofje, die eerstgevonden vitamine, te kunnen isoleren!

Het was ook in 1912 dat Noorse onderzoekers ontdekten dat de ziekte scheurbuik waarschijnlijk werd veroorzaakt door het ontbreken van een anti-scheurbuik-stofje. Dat stofje kennen we nu als vitamine C of ascorbinezuur. Is het niet opmerkelijk dat de eerste twee ontdekte vitamines niet de eerste letters van het alfabet dragen? Dat is te danken aan de bedenker van het vitamine-alfabet, Elmer McCollum. Hij eigende zichzelf de eerste letter toe en ook de ontdekking van vitamine A. De letters B en C waren voor de al gevonden wateroplosbare vitamines terwijl vitamine A vetoplosbaar was. Later vond hij nog een tweede “vetoplosbare vitamine” en logischerwijs werd dat vitamine D. Honderd jaar later roept zijn gedrag nog steeds vragen op. De ontdekkingsreis van de vitamines is waarschijnlijk minder fraai verlopen dan het vaak wordt voorgesteld.

Kader: het wetenschappelijk wangedrag van Elmer McCollum

In het beroemde artikel uit 1912 poneert Casimir Funk voor het eerst de term “vitamine”. In het artikel bespreekt Funk de ziektes beriberi, scheurbuik en pellagra. Drie volksziektes die gebreksziektes leken te zijn. Er werd druk gezocht naar de ontbrekende stofjes waardoor de respectievelijke ziektes zouden worden veroorzaakt. Funk noemt in zijn artikel ook rachitis als een mogelijke gebreksziekte en moedigt vitamine-experimenten aan om dat te onderzoeken. Hij vermeldt daarbij wel dat nog veel te weinig bekend is over de enzymen en hormonen die hoogstwaarschijnlijk ontstaan uit de vitamines: 6)

I think that experiments with vitamines, which can at least do no harm, ought to be performed here in order to ascertain if a deficiency of the latter is not the real primary cause of the disease.

Ik denk dat er hier experimenten met vitamines moeten worden uitgevoerd, die in ieder geval geen kwaad kunnen, om vast te stellen of een tekort aan deze laatste niet de werkelijke hoofdoorzaak van de ziekte is.

It is obvious that the minute amount necessary cannot be considered from the point of view of food. It is most probable that they are used as such or transformed into substances which are able to act in small quantities.

Het is duidelijk dat de minieme hoeveelheid die nodig is, niet vanuit het oogpunt van voedsel kan worden beschouwd. Het is het meest waarschijnlijk dat ze als zodanig worden gebruikt of worden omgezet in stoffen die in kleine hoeveelheden kunnen werken.

Toen Casimir Funk de term “vitamine” voorstelde in zijn wetenschappelijk publicatie van 1912, zocht hij naar een term die lekker klonk en die iedereen zou passen. De term was misschien niet helemaal juist (want er werden geen “amines” gevonden) maar het hielp bij de acceptatie van het idee van gebreksziektes. Het hielp ook bij het ontstaan van een snelgroeiende vitamine-industrie die niet werd gehinderd door regelgeving.

Kader: de succesvolle marketing dankzij Casimir Funk

De term lijkt nog niets aan kracht te hebben ingeboet en is onlosmakelijk verbonden met gezondheid en vitaliteit. Dat geldt in Nederland ook zo.

Kader: vitaminegebruik in Nederland

Funk doelde met zijn term “vitamine” duidelijk op de in te nemen micro-voedingsstof zelf en niet op het door het lichaam aangemaakte enzym of hormoon waarvoor die vitamine nodig is. In 1970 definieerde neurowetenschapper en Nobelprijswinnaar 17) Paul Greengard een vitamine als volgt:

A vitamin may be broadly defined as a substance that is essential for the maintenance of normal metabolic functions but is not synthesized in the body and, therefore, must be furnished from an exogenous source. 18)

Een vitamine kan grofweg worden gedefinieerd als een stof die essentieel is voor het in stand houden van normale metabolische functies, maar die niet in het lichaam wordt gesynthetiseerd en daarom moet worden verkregen uit een exogene bron.

Kader: de uitspraken van Paul Greengard

Met de kennis van nu moeten we vaststellen dat vitamine A en vitamine D niet in lijn zijn met de bedoelingen van Funk, noch voldoen aan de definitie van Greengard. Het zijn namelijk allebei stoffen die door het lichaam zelf worden aangemaakt. Voor vitamine A bleek enkele jaren na de ontdekking ervan, dat de stof die wel aan de definitie voldoet, het plantaardige caroteen is.

Zowel retinol (vitamine Aplugin-autotooltip__default plugin-autotooltip_bigDe term "vitamine A" wordt vaak gebruikt voor de groep van stoffen uit dat metabolisme, de vitamine A-stofwisseling. Op deze site wordt met vitamine A altijd de stof retinol bedoeld.) als colecalciferol (vitamine Dplugin-autotooltip__default plugin-autotooltip_bigDe term "vitamine D" wordt vaak gebruikt voor de groep van stoffen uit dat metabolisme, de vitamine D-stofwisseling. Op deze site wordt met vitamine D altijd de stof colecalciferol bedoeld. De Engelse schrijfwijze is cholecalciferol.) maken bovendien deel uit van interne regelsystemen. Deze systemen zorgen ervoor dat de eigen aanmaak wordt begrensd. Als die stoffen echter van buitenaf overmatig worden toegevoegd, via het dieet of door “suppletie”, dan worden de regelsystemen die de eigen aanmaak begrenzen omzeild en kunnen bloedwaarden te hoog oplopen.

Daarbovenop is de bepaling van de bloedwaarde voor vitamine D gebaseerd op een onjuiste aanname. In plaats van de concentratie van vitamine D in het bloed te meten, wordt een afgeleide bepaald, namelijk de waarde van de stof 25-hydroxyvitamine D (25-D). Er wordt verondersteld dat deze waarde een maat is voor de werkelijke vitamine D in het bloed. Een directe klinische vitamine D-bepaling (van colecalciferol) is niet beschikbaar. De concentratie van 25-D heeft echter geen een-op-een-relatie met die van vitamine D. Het is daarom geen zekere afspiegeling van vitamine D in het bloed. Onderzoeken hebben aangetoond dat de waarde van 25-D door ziekteprocessen kan worden teruggeregeld. Als dat gebeurt, dan geeft dat een valse indruk van een “tekort”. 19)20)

Vitamine A en vitamine D zijn beiden zeer giftig. Al in de jaren 1920, toen de stoffen werden ontdekt, waarschuwden onderzoekers voor de dodelijke gevaren ervan in levertraanolie (zie kader). Deze olie uit visselevers werd door hen steeds gebruikt bij het onderzoek naar de twee vetoplosbare vitamines. Pas rond 1930 werd duidelijk dat het plantaardige caroteen de eigenlijke essentiële stof is waaruit retinol (vitamine A), zoals die was gevonden in de levers, ontstaat. Eerder was al gevonden dat colecalciferol (vitamine D) door het lichaam zelf wordt gevormd, onder invloed van zonlicht.

Kader: dodelijke vitamines

In 1929 schreef Thomas Moore in het vooraanstaande blad The Lancet dat - zeer waarschijnlijk - caroteen uit wortelen door het proefdier wordt omgezet in vitamine A. In 1930 volgde nog een rapport van Moore waarin hij zijn ontdekking bevestigde. 27)28)

Misschien denk je nu: mooi, de echte vitamine was gevonden! En het gebruik van de giftige levers uit kadavers was een vergissing. Beter ten halve gekeerd, dan ten hele gedwaald! Zo leek het in eerste instantie ook te gaan. Maar wat uiteindelijk volgde was een draai van 180 graden.

In 1931 werden de standaarden vastgesteld voor vitamine A en vitamine D. Dit was belangrijk voor handel en industrie, bijvoorbeeld om vitaminepreparaten te kunnen beoordelen. De standaard voor vitamine A werd toen gebaseerd op het veilige caroteen, de plantaardige voorloper. De stof ergosterol werd verondersteld de plantaardige voorloper van vitamine D te zijn. Ergosterol werd gekozen als de standaard voor vitamine D.

Dit bleef allemaal zo totdat na de Tweede Wereldoorlog de net opgerichte Wereldgezondheidsorganisatie de taak van het standaardiseren overnam. Sindsdien zijn de standaarden gebaseerd op de lichaamseigen stoffen waarvan de giftigheid al in de jaren 1920 was vastgesteld en steeds opnieuw bevestigd. Een opmerkelijke draai. Begin jaren 1940 was alvast begonnen met het uitvaardigen van aanbevolen innames waarin “veilige doseringen” werden vastgelegd.

Kader: de totstandkoming van de standaarden

Vanaf de jaren 1970 kreeg het onderzoek naar vitamine A en vitamine D een aantal onverwachte wendingen. Er bleken veel meer stofjes te zijn betrokken bij die stofwisselingen; voor zowel vitamine A als vitamine D bleek een aaneenschakeling van verschillende metabolieten voor het uiteindelijke effect te zorgen. Vervolgens kwam ook de signaal-werking als een verrassing: het betekende dat er opeens sprake was van steroïde- en retinoïde-hormonen. 35)36)37)38)

Maar uiteindelijk werd ontdekt dat vitamine A en vitamine D beiden een cruciale rol spelen in de genexpressie, het vertalen van ons erfelijk materiaal naar de bijbehorende proteïnen. Bijvoorbeeld de bouwstoffen voor het skelet, of enzymen, of afweerstoffen. Het verstoren van dat genetische systeem kan verstrekkende gevolgen hebben. Een verstoring tijdens de embryonale ontwikkeling geeft kans op geboorteafwijkingen. Verstoringen tijdens de groei en vroege ontwikkeling vormen een risico op afwijkingen aan bijvoorbeeld het bewegingsapparaat of gebit. Op latere leeftijd kunnen door een verstoord systeem allerlei uiteenlopende chronische en immuunziektes ontstaan. Voor vitamine A zijn meer dan 500 doelgenen gevonden. Voor vitamine D minstens 913, maar mogelijk zelfs duizenden. Beide vitamines zijn onlosmakelijk betrokken bij de genexpressie. 39)40)41)42)

Aan het einde van de 20e eeuw bleken de vitamines A en D heel anders te werken dan eerder verondersteld. De puzzel van vitamine A en vitamine D bleek veel complexer dan het honderd jaar eerder leek.

Verderlezen over vitamine A ☛


2)
The analyst and the medical man (1906)
F. Gowland Hopkins The Analyst 31/369 p385b
Royal Society of Chemistry (RSC) DOI:10.1039/an906310385b
3)
Moser U, Elmadfa I. 100 years of vitamins. Int J Vitam Nutr Res. 2012 Oct;82(5):309. doi: 10.1024/0300-9831/a000123.
[PMID: 23798047] [DOI: 10.1024/0300-9831/a000123]
4)
The Vitamin A Story: Lifting the Shadow of Death (2012)
Richard D. Semba
Karger Medical and Scientific Publishers ISBN:9783318021882
5)
Professional Courtesy (1918)
E. B. Hart Science 47/1209 p220-221
American Association for the Advancement of Science (AAAS) DOI:10.1126/science.47.1209.220
6)
Funk C. The journal of State Medicine. Volume XX: 341-368, 1912. The etiology of the deficiency diseases, Beri-beri, polyneuritis in birds, epidemic dropsy, scurvy, experimental scurvy in animals, infantile scurvy, ship beri-beri, pellagra. Nutr Rev. 1975 Jun;33(6):176-7. doi: 10.1111/j.1753-4887.1975.tb05095.x.
[PMID: 1095967] [DOI: 10.1111/j.1753-4887.1975.tb05095.x]
14)
Healthy Lifestyle Monitor 2022
19)
Obesity Decreases Hepatic 25-Hydroxylase Activity Causing Low Serum 25-Hydroxyvitamin D (2019)
Jeffrey D Roizen, Caela Long, Alex Casella, Lauren O'Lear, Ilana Caplan, Meizan Lai, Issac Sasson, Ravinder Singh, Andrew J Makowski, Rebecca Simmons, Michael A Levine Journal of Bone and Mineral Research 34/6 p1068-1073
Oxford University Press (OUP) DOI:10.1002/jbmr.3686
20)
Fasting-Induced Transcription Factors Repress Vitamin D Bioactivation, a Mechanism for Vitamin D Deficiency in Diabetes (2019)
Sanna-Mari Aatsinki, Mahmoud-Sobhy Elkhwanky, Outi Kummu, Mikko Karpale, Marcin Buler, Pirkko Viitala, Valtteri Rinne, Maija Mutikainen, Pasi Tavi, Andras Franko, Rudolf J. Wiesner, Kari T. Chambers, Brian N. Finck, Jukka Hakkola Diabetes 68/5 p918-931
American Diabetes Association DOI:10.2337/db18-1050
21)
Harris LJ, Moore T. "Hypervitaminosis" and "vitamin balance". Biochem J. 1928;22(6):1461-77. doi: 10.1042/bj0221461.
[PMID: 16744164] [PMCID: 1252282] [DOI: 10.1042/bj0221461]
22)
Hypervitaminosis A (1945)
T. Moore, Y. L. Wang Biochemical Journal 39/3 p222-228
Portland Press Ltd. DOI:10.1042/bj0390222
27)
THE RELATION OF CAROTIN TO VITAMIN A. (1929)
Thomas Moore The Lancet 214/5530 p380-381
Elsevier BV DOI:10.1016/s0140-6736(00)99737-x
28)
Vitamin A and carotene (1930)
Thomas Moore Biochemical Journal 24/3 p692-702
Portland Press Ltd. DOI:10.1042/bj0240692
29)
Vitamin D in plants: a review of occurrence, analysis, and biosynthesis (2013)
Rie B. Jäpelt, Jette Jakobsen Frontiers in Plant Science 4
Frontiers Media SA DOI:10.3389/fpls.2013.00136
30) , 32) , 33)
Standardization and Requirement of Vitamin A (1951)
E. M. Hume British Journal of Nutrition 5/1 p104-113
Cambridge University Press (CUP) DOI:10.1079/bjn19510013
31)
Coward KH, Irwin JO. The second international standard for vitamin D: crystalline vitamin D3. Bull World Health Organ. 1954;10(6):875-94.
[PMID: 13199651] [PMCID: 2542188]
34)
von Lintig J, Moon J, Lee J, Ramkumar S. Carotenoid metabolism at the intestinal barrier. Biochim Biophys Acta Mol Cell Biol Lipids. 2020 Nov;1865(11):158580. doi: 10.1016/j.bbalip.2019.158580. Epub 2019 Nov 30.
[PMID: 31794861] [PMCID: 7987234] [DOI: 10.1016/j.bbalip.2019.158580]
35)
Jones G. 100 YEARS OF VITAMIN D: Historical aspects of vitamin D. Endocr Connect. 2022 Apr 22;11(4):e210594. doi: 10.1530/EC-21-0594.
[PMID: 35245207] [PMCID: 9066576] [DOI: 10.1530/EC-21-0594]
36)
Chronicle of a discovery: the retinoic acid receptor (2022)
Vincent Giguère, Ronald M Evans Journal of Molecular Endocrinology 69/4 pT1-T11
Bioscientifica DOI:10.1530/jme-22-0117
37)
Norman AW. From vitamin D to hormone D: fundamentals of the vitamin D endocrine system essential for good health. Am J Clin Nutr. 2008 Aug;88(2):491S-499S. doi: 10.1093/ajcn/88.2.491S.
[PMID: 18689389] [DOI: 10.1093/ajcn/88.2.491S]
38)
Ross AC, Ternus ME. Vitamin A as a hormone: recent advances in understanding the actions of retinol, retinoic acid, and beta carotene. J Am Diet Assoc. 1993 Nov;93(11):1285-90; quiz 1291-2. doi: 10.1016/0002-8223(93)91956-q.
[PMID: 8227879] [DOI: 10.1016/0002-8223(93)91956-q]
39)
Gene expression regulation by retinoic acid (2002)
James E. Balmer, Rune Blomhoff Journal of Lipid Research 43/11 p1773-1808
Elsevier BV DOI:10.1194/jlr.r100015-jlr200
40)
Large-Scale in Silico and Microarray-Based Identification of Direct 1,25-Dihydroxyvitamin D3 Target Genes (2005)
Tian-Tian Wang, Luz Elisa Tavera-Mendoza, David Laperriere, Eric Libby, Naomi Burton MacLeod, Yoshihiko Nagai, Veronique Bourdeau, Anna Konstorum, Benjamin Lallemant, Rui Zhang, Sylvie Mader, John H. White Molecular Endocrinology 19/11 p2685-2695
The Endocrine Society DOI:10.1210/me.2005-0106
41)
Cutting Edge: 1,25-Dihydroxyvitamin D3 Is a Direct Inducer of Antimicrobial Peptide Gene Expression (2004)
Tian-Tian Wang, Frederick P. Nestel, Véronique Bourdeau, Yoshihiko Nagai, Qiuyu Wang, Jie Liao, Luz Tavera-Mendoza, Roberto Lin, John W. Hanrahan, Sylvie Mader, John H. White The Journal of Immunology 173/5 p2909-2912
The American Association of Immunologists DOI:10.4049/jimmunol.173.5.2909
42)
Human cathelicidin antimicrobial peptide (CAMP) gene is a direct target of the vitamin D receptor and is strongly up‐regulated in myeloid cells by 1,25‐dihydroxyvitamin D <sub>3</sub> (2005)
Adrian F. Gombart, Niels Borregaard, H. Phillip Koeffler The FASEB Journal 19/9 p1067-1077
Wiley DOI:10.1096/fj.04-3284com