Vitamin B12 ist eine dunkelrote, kristalline, hygroskopische Substanz, die in Wasser und Alkohol gut löslich ist, aber in Aceton, Chloroform und Ether unlöslich. Cyanocobalamin hat ein Molekulargewicht von 1.355 und ist die komplexeste Struktur und schwerste Verbindung aller Vitamine. Oxidations- und Reduktionsmittel sowie die Einwirkung von Sonnenlicht zerstören seine Aktivität. Die Vitamin-B12-Verluste bei der Futtermittelverarbeitung sind in der Regel nicht übermäßig, da Vitamin B12 bei Temperaturen von bis zu 250 °C stabil ist. Vom gesamten von den Pansenmikroorganismen produzierten Vitamin B12 werden nur 1 bis 3 % absorbiert. Wie bei den meisten Tierarten ist die Absorptionsstelle bei Wiederkäuern der untere Teil des Dünndarms. Erhebliche Mengen an B12 werden in den Zwölffingerdarm ausgeschieden und dann im Ileum resorbiert.
Die Passage von Vitamin B12 durch die Darmwand ist ein komplexer Vorgang und erfordert den Einsatz bestimmter Trägerverbindungen, die das Vitaminmolekül binden können (McDowell, 2000). Für die Absorption von Vitamin B12 bei den meisten untersuchten Tierarten ist Folgendes erforderlich: (a) ausreichende Mengen an Nahrungsvitamin B12 oder Kobalt; (b) ein funktionsfähiger Labmagen (echter Magen) für die Aufspaltung von Nahrungsproteinen zur Freisetzung von Vitamin B12; (c) ein funktionsfähiger Labmagen für die Produktion des intrinsischen Faktors zur Absorption von Vitamin B12 durch das Ileum; (d) eine funktionsfähige Bauchspeicheldrüse (Trypsinsekretion), die für die Freisetzung von gebundenem Vitamin B12 vor der Verbindung des Vitamins mit dem intrinsischen Faktor erforderlich ist; und (e) ein funktionsfähiges Ileum mit Rezeptor- und Absorptionsstellen. Defekte des Magensaftes sind für die meisten Fälle von Nahrungs-Vitamin B12-Malabsorption bei Monogastriern verantwortlich (Carmel, 1994), aber bei Wiederkäuern ist der Mangel an Kobalt für die Vitamin B12-Synthese das Hauptproblem (McDowell, 1997).
Eine niedrige Vitamin B12-Konzentration im Blut (Hypocobalamanämie) bei Katzen wurde oft mit Erkrankungen des Verdauungstraktes (einschließlich Leber und Bauchspeicheldrüse) in Verbindung gebracht (Ruaux et al., 2001; 2005; 2009; Simpson et al., 2001; Reed et al., 2007). Zu den Faktoren, die die Absorption von Vitamin B12 vermindern, gehören Protein-, Eisen- und Vitamin B6-Mangel, Schilddrüsenentfernung und Gerbsäure in der Nahrung (Hoffmann-La Roche, 1984). Die Absorption von Vitamin B12 ist durch die Anzahl der Intrinsic-Factor-Vitamin-B12-Bindungsstellen in der Ilealschleimhaut begrenzt, so dass nicht mehr als etwa 1 bis 1,5 µg einer oralen Einzeldosis des Vitamins beim Menschen absorbiert werden können (Bender, 1992). Die Absorption ist auch langsam; die Spitzenkonzentration des Vitamins im Blut wird erst etwa 6 bis 8 Stunden nach einer oralen Dosis erreicht.
Intrinsic-Factor-Konzentrate, die aus dem Magen einer Tierart hergestellt werden, erhöhen nicht in allen Fällen die B12-Absorption bei anderen Tierarten oder beim Menschen. Es gibt strukturelle Unterschiede in den intrinsischen Faktoren von Vitamin B12 zwischen den Tierarten. Ebenso gibt es Speziesunterschiede bei den Vitamin-B12-Transportproteinen (Polak et al., 1979). Intrinsische Faktoren wurden beim Menschen, Affen, Schwein, Ratte, Rind, Frettchen, Kaninchen, Hamster, Fuchs, Löwe, Tiger und Leopard nachgewiesen. Bei Meerschweinchen, Pferden, Schafen, Hühnern und verschiedenen anderen Arten wurde er bisher nicht nachgewiesen. Es ist inzwischen erwiesen, dass der Hundemagen nur geringe Mengen von Intrinsic Factor produziert, während größere Mengen von der Bauchspeicheldrüse produziert werden (Batt et al., 1991).
Die Speicherung von Vitamin B12 erfolgt hauptsächlich in der Leber. Andere Speicherorte sind die Niere, das Herz, die Milz und das Gehirn. Andrews et al. (1960) berichteten, dass der Anteil des Leberkobalts, der als Vitamin B12 auftritt, mit dem Kobaltstatus der Tiere variiert. Unter Weidebedingungen mit ausreichendem Kobaltgehalt in der Weide kann das meiste Leberkobalt als Vitamin B12 nachgewiesen werden, aber bei Kobaltmangel liegt nur etwa ein Drittel des Leberkobalts in dieser Form vor. Dies deutet darauf hin, dass bei Kobaltmangel das Vitamin B12 in der Leber schneller verbraucht wird als andere Formen von Kobalt.
Obwohl Vitamin B12 wasserlöslich ist, berichtete Kominato (1971) über eine Gewebehalbwertszeit von 32 Tagen, was auf eine beträchtliche Gewebespeicherung hinweist. Rinder und Schafe mit normalen Leberspeichern können monatelang eine kobaltarme Diät erhalten, ohne Anzeichen eines Vitamin-B12-Mangels zu zeigen.
Bei Wiederkäuern werden sowohl Kobalt als auch Vitamin B12 hauptsächlich mit dem Kot ausgeschieden, wenngleich unterschiedliche Mengen im Urin ausgeschieden werden (Smith und Marston, 1970). Laktierende Kühe mit normaler Ernährung scheiden 86 % bis 87,5 % des gesamten ausgeschiedenen Kobalts mit dem Kot (hauptsächlich mit der Galle), 0,9 % bis 1,0 % mit dem Urin und 11,5 % bis 12,5 % mit der Milch aus.
Funktionen
Vitamin B12 ist ein wesentlicher Bestandteil mehrerer Enzymsysteme, die eine Reihe von grundlegenden Stoffwechselfunktionen ausführen. Die meisten Reaktionen beinhalten den Transfer oder die Synthese von Ein-Kohlenstoff-Einheiten, wie z.B. Methylgruppen. Vitamin B12 steht in einem metabolischen Zusammenhang mit anderen essentiellen Nährstoffen wie Cholin, Methionin und Folsäure. (Savage und Lindenbaum, 1995; Stabler, 2006). Obwohl die wichtigsten Aufgaben von Vitamin B12 den Stoffwechsel von Nukleinsäuren und Proteinen betreffen, hat es auch Funktionen im Stoffwechsel von Fetten und Kohlenhydraten. Eine Zusammenfassung der Funktionen von Vitamin B12 umfasst: (a) Purin- und Pyrimidin-Synthese; (b) Transfer von Methylgruppen; (c) Bildung von Proteinen aus Aminosäuren; und (d) Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel. Allgemeine Funktionen von Vitamin B12 sind die Förderung der Synthese roter Blutkörperchen und die Aufrechterhaltung der Integrität des Nervensystems; diese Funktionen sind bei einem Mangel merklich beeinträchtigt. Die Gesamtsynthese von Proteinen ist bei Tieren mit Vitamin B12-Mangel beeinträchtigt (Friesecke, 1980; McDowell, 2000). Die Gluconeogenese und die Hämopoese sind durch Kobaltmangel stark beeinträchtigt, und der Kohlenhydrat-, Lipid- und Nukleinsäurestoffwechsel hängt von einem angemessenen B12- und Folsäurestoffwechsel ab. Eine weitere Funktion von Vitamin B12 steht im Zusammenhang mit der Immunfunktion. Bei Mäusen wurde festgestellt, dass ein Vitamin-B12-Mangel die Produktion von Immunglobulinen und den Zytokinspiegel beeinträchtigt (Funada et al., 2001).Vitamin B12 ist für die Reduktion der Ein-Kohlenstoff-Verbindungen von Formiat und Formaldehyd erforderlich und beteiligt sich auf diese Weise zusammen mit Folsäure an der Biosynthese von labilen Methylgruppen. Die Bildung von labilen Methylgruppen ist notwendig für die Biosynthese von Purin- und Pyrimidinbasen, die wesentliche Bestandteile der Nukleinsäuren sind. Beim Menschen erhöht eine Störung des Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsels das Risiko für Darmkrebs, da der Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel entscheidende Funktionen bei biologischen Methylierungsreaktionen in der DNA-Synthese und -Reparatur hat. In Studien mit Ratten führte eine Vitamin-B12-Mangeldiät, deren Schweregrad nicht ausreichte, um Anämie oder Krankheit zu verursachen, zu Aberrationen sowohl bei der Basensubstitution als auch bei der Methylierung der Kolon-DNA, was die Anfälligkeit für die Karzinogenese erhöhen könnte (Choi et al., 2004).
Ein Mangel an Vitamin B12 führt zu Folsäuremangel, indem er die Verwertung von Folsäurederivaten blockiert. Ein Enzym, das Vitamin B12 enthält, entfernt die Methylgruppe von Methylfolat und regeneriert dadurch Tetrahydrofolat (THF), das zur Herstellung des für die Thymidylatsynthese erforderlichen 5,20-Methylen-THF verwendet wird.
Im tierischen Stoffwechsel wird Propionat aus der Nahrung oder aus dem Stoffwechsel in Succinat umgewandelt, das dann in den Tricarbonsäurezyklus (Krebs) gelangt. Methylmalonyl-CoA-Isomerase (Mutase) ist ein Vitamin B12-abhängiges Enzym (5′-Desoxyadenosylcobalamin), das die Umwandlung von Methylmalonyl-CoA in Succinyl-CoA katalysiert. Flavin und Ochoa (1957) stellten fest, dass für die Succinatproduktion die folgenden Schritte erforderlich sind:
Propionat + ATP + CoA → Propionyl-CoAPropionyl-CoA + CO2 + ATP → Methylmalonyl-CoA (a)
Methylmalonyl-CoA (a) → Methylmalonyl-CoA (b)
Methylmalonyl-CoA (b) → Succinyl-CoA
Methylmalonyl-CoA (a) ist ein inaktives Isomer. Seine aktive Form, (b), wird durch eine Methylmalonyl-CoA-Isomerase (Methylmalonyl-CoA-Mutase) in Succinyl-CoA umgewandelt (vierte Reaktion). Vitamin B12 ist für die untersuchten Tierarten ein essentieller Stoff, und ein Vitamin-B12-Mangel kann durch die Zufuhr hoher Mengen an Propionsäure über die Nahrung ausgelöst werden. Der Propionsäurestoffwechsel ist jedoch in der Wiederkäuerernährung von besonderem Interesse, da bei der Kohlenhydratfermentation im Pansen große Mengen produziert werden. Die Propionatproduktion verläuft normal, aber bei Kobalt- oder Vitamin-B12-Mangel ist die Ausscheidungsrate aus dem Blut herabgesetzt und Methylmalonyl-CoA sammelt sich an. Dies führt zu einer erhöhten Ausscheidung von Methylmalonsäure im Urin und auch zu Appetitlosigkeit, da der gestörte Propionat-Stoffwechsel zu höheren Propionatwerten im Blut führt, die umgekehrt mit der freiwilligen Futteraufnahme korreliert sind (MacPherson, 1982).
Bedarf
Der Ursprung von Vitamin B12 in der Natur scheint die mikrobielle Synthese zu sein. Es wird von vielen Bakterien synthetisiert, aber offenbar nicht von Hefen oder den meisten Pilzen. Es gibt kaum Hinweise darauf, dass das Vitamin in den Geweben höherer Pflanzen oder Tiere gebildet wird. Einige wenige Berichte deuten auf eine begrenzte B12-Synthese durch einige Pflanzen hin, die jedoch im Verhältnis zum tierischen Bedarf unbedeutend sind. Die Synthese dieses Vitamins im Verdauungstrakt ist für Tiere von großer Bedeutung (McDowell, 2000). Bei einigen Tierarten (z. B. Geflügel) ist die intestinale Synthese aufgrund des kurzen Verdauungstraktes und der schnellen Bewegung des Futters durch den Magen-Darm-Trakt jedoch unbedeutend. Der Bedarf an Vitamin B12 ist äußerst gering. Eine angemessene Zufuhr liegt bei nur wenigen µg pro kg Futter. Der Vitamin-B12-Bedarf der verschiedenen Tierarten hängt von der Menge verschiedener anderer Nährstoffe in der Nahrung ab. Ein Überschuss an Eiweiß erhöht den Bedarf an Vitamin B12 ebenso wie das Leistungsniveau. Der Vitamin-B12-Bedarf scheint von den Gehalten an Cholin, Methionin und Folsäure in der Nahrung abzuhängen; Vitamin B12 steht auch in Zusammenhang mit dem Ascorbinsäure-Stoffwechsel (Scott et al., 1982). Der Bedarf an Vitamin B12 und Folsäure sinkt, wenn die Nahrung eine Fülle von Verbindungen enthält, die Methylgruppen liefern können (Dyer et al., 1949). Sewell et al. (1952) zeigten, dass Vitamin B12 den Methioninbedarf des Schweins senkt. In der Kükenernährung besteht eine wechselseitige Beziehung zwischen Vitamin B12 und Pantothensäure, wobei die Pantothensäure den Vitamin-B12-Bedarf senkt. Nahrungsbestandteile können sich ebenfalls auf den Bedarf auswirken, da Weizenkleie nachweislich die Verfügbarkeit von Vitamin B12 beim Menschen verringert (Lewis et al., 1986).
Der Nahrungsbedarf hängt von der Darmsynthese und den Gewebereserven bei der Geburt ab. Die intestinale Synthese erklärt wahrscheinlich das häufige Ausbleiben eines Vitamin-B12-Mangels bei Schweinen und Ratten, die eine Vitamin-B12-freie Diät erhalten. Bei Ratten kann der Mangel jedoch leicht entstehen, wenn die Koprophagie vollständig verhindert wird (Barnes und Fiala, 1958). Die Neigung des Hundes zur Koprophagie wird einen Teil des Vitamin-B12-Bedarfs decken. Sowohl Hunde als auch Katzen erhalten wahrscheinlich auch etwas Vitamin B12 durch direkte Absorption des Vitamins, das durch bakterielle Synthese im Darm gebildet wird. Die Menge aus dieser Quelle ist jedoch nicht zuverlässig. Berichten zufolge können einige Darmmikroorganismen mit dem intrinsischen Faktor um Vitamin B12 konkurrieren und so die Aufnahme des Vitamins in ausreichender Menge verhindern (Giannella et al., 1971; 1972). Beim Hund können Hakenwurm-Infektionen ebenfalls den Vitamin-B12-Bedarf erhöhen (Corbin und Kronfeld, 1972).
Genetische Faktoren erhöhen nachweislich den Vitamin-B12-Bedarf von Hunden und Katzen. Die Diagnose einer hereditären selektiven Vitamin-B12-Malabsorption bei Hunden wurde bei Border Collies, Riesenschnauzern, Australian Shepherd Dogs, Beagles und Chinese Shar Peis gestellt (Fordyce et al., 2000; Battersby et al., 2005; Grϋtzner et al.,2010). Grϋtzner et al. (2010) stellten fest, dass die Region von Chromosom 13 kartiert und genau auf potenzielle Mutationen untersucht werden sollte, die mit dieser Krankheit bei Shar Peis in Verbindung stehen. Fyfe et al. (1989; 1991a) beschrieben eine Familie von Hunden mit den klinischen, genetischen und labortechnischen Merkmalen einer selektiven intestinalen Vitamin-B12-Malabsorption, wie sie beim Menschen vorkommt. Die Malabsorption wurde durch eine ineffiziente Expression des Intrinsic-Factor-Vitamin-B12-Rezeptors an der Bürstengrenze aufgrund einer Mutation dieses Komplexes und seiner Retention verursacht (Fyfe et al., 1991b). Ein Vitamin-B12-Mangel in Verbindung mit Methylmalonsäureanämie ist bei Katzen nachgewiesen worden (Vaden et al., 1992). Offensichtlich ist dieser Defekt in der Vitamin-B12-Absorption das Ergebnis eines angeborenen Stoffwechseldefekts.
Forschungen haben gezeigt, dass Hunde und Katzen Vitamin B12 benötigen, aber der quantitative Bedarf wurde nicht im Einzelnen bestimmt. Der angegebene Bedarf basiert auf einigen Untersuchungen, die an Hunden und Katzen durchgeführt wurden, sowie auf Daten von anderen Tieren.
A. Bedarf für Hunde
Da ein Vitamin B12-Mangel bei Hunden nicht häufig vorkommt, ist noch kein Mindestbedarfswert bekannt, aber das NRC (2006) schlägt einen empfohlenen Bedarf an Vitamin B12 von 35 µg pro kg (15,9 µg pro lb) Futter für alle Hundeklassen vor. Es ist schwieriger, eine genaue Empfehlung für den zusätzlichen Bedarf während der Trächtigkeit und Laktation abzugeben. Der Bedarf von Hündinnen, die mit Sojaprotein gefüttert werden, könnte während der Trächtigkeit höher sein als die oben genannte Empfehlung, da Woodward und Newberne (1966) über Hydrozephalie bei Rattenwelpen von weiblichen Ratten berichteten, die mit Soja gefüttert wurden. Dieser Zustand konnte durch die Gabe von 50 µg Vitamin B12 pro kg (22,7 µg pro Pfund) Futter verhindert werden. Die Association of American Feed Control Officials (AAFCO, 2007) empfiehlt 22 µg Vitamin B12 pro kg (10 µg pro lb) für alle Klassen von Hunden.
B. Bedarf für Katzen
Teeter et al. (1977) stellten fest, dass die Fütterung von Katzen mit einem gereinigten Futter, das 20 µg Vitamin B12 pro kg (9,1 µg pro lb) Trockenfutter enthält, für eine gute Gesundheit ausreichend ist. Ein Katzenfutter mit 20 µg Vitamin B12 pro kg (9,1 µg pro lb) förderte die Trächtigkeit, die Laktation, das Wachstum von Jungtieren und ein normales Hämoglobin. Nach Angaben des NRC (2006) liegt der geschätzte Vitamin-B12-Bedarf für alle Katzenklassen bei 22,5 µg pro kg (10,2 µg pro Pfund) Futter. Auf Futtermittelbasis empfiehlt AAFCO (2007) 20 µg Vitamin B12 pro kg (9,1 µg pro lb) für alle Katzenklassen.
Quellen
Futtermittel tierischen Ursprungs sind recht gute Quellen für Vitamin B12 – Fleisch, Leber, Nieren, Milch, Eier und Fisch. Niere und Leber sind ausgezeichnete Quellen, und diese Organe sind bei Wiederkäuern reicher an Vitamin B12 als bei den meisten Nichtwiederkäuern. Das Vorhandensein von Vitamin B12 in tierischem Gewebe ist auf die Aufnahme von Vitamin B12 in Futtermitteln oder auf die Synthese im Darm oder im Pansen zurückzuführen. Zu den reichhaltigsten Quellen gehören Fermentationsrückstände, aktivierter Klärschlamm und Gülle. Die mikrobielle Synthese dieses Vitamins im Verdauungstrakt ist für die Tiere von großer Bedeutung. Handelsübliches Hunde- und Katzenfutter, das Fleisch, Milch, Fisch oder andere tierische Produkte enthält, sollte reichlich Vitamin B12 enthalten. Außerdem werden die meisten kommerziellen Tierfuttermittel mit stabilem B12 ergänzt (Hand et al., 2010).
Es gibt Hinweise darauf, dass die Menge und Art des Raufutters die Pansensynthese von Vitamin B12 beeinflusst, selbst wenn ausreichend Kobalt zugeführt wird. Eine Raufutterrestriktion hat Berichten zufolge bei Kühen im Vergleich zu Kühen, die ad libitum mit Raufutter gefüttert wurden, den Pansensaftgehalt erhöht, den Serumgehalt erhöht, den Vitamin B12-Gehalt in der Milch und in der Leber verringert und die Urinausscheidung dieses Vitamins erhöht (Walker und Elliot, 1972). Der Vitamin B12-Pansenspiegel von Milchkühen, die mit Maissilage gefüttert wurden, war 1,4 bis 2,7 Mal höher als bei Färsen, die mit gehäckseltem oder pelletiertem Heu gefüttert wurden (Dryden und Hartman, 1970).
Pflanzliche Produkte enthalten praktisch kein B12. Das Vitamin B12, das in höheren Pflanzen in geringen Mengen vorkommt, kann auf die Synthese durch Bodenmikroorganismen, die Ausscheidung des Vitamins in den Boden und die anschließende Aufnahme durch die Pflanze zurückzuführen sein. Die Wurzelknöllchen bestimmter Leguminosen enthalten geringe Mengen an Vitamin B12. Bestimmte Algenarten enthalten nennenswerte Mengen an Vitamin B12 (bis zu 1 µg pro Gramm oder 0,45 µg pro Pfund Feststoffe). Meeresalgen synthetisieren kein Vitamin B12. Es wird von den mit den Algen assoziierten Bakterien synthetisiert und dann von den Algen konzentriert (Scott et al., 1982). Dagnelie et al. (1991) berichteten, dass Vitamin B12 aus Algen weitgehend nicht verfügbar ist. Die Verabreichung von Algen an Kinder mit B12-Mangel führte im Vergleich zu B12 aus Fischquellen nicht zu einer Erhöhung der Blutparameter. Es wurde festgestellt, dass Vitamin B12 in pasteurisierter Milch (1,91 pmol pro ml) besser verfügbar ist als in Rohmilch (1,54 pmol pro ml), sterilisierter Milch (1,25 pmol pro ml) und Trockenmilch (1,27 pmol pro ml), was darauf hindeutet, dass die Wärmebehandlung wahrscheinlich die Bioverfügbarkeit beeinflusst (Fie et al., 1994). Kommerzielle Vitamin-B12-Quellen werden aus Fermentationsprodukten hergestellt und sind als Cyanocobalamin erhältlich. Über die Bioverfügbarkeit von oral aufgenommenem B12 in Lebens- und Futtermitteln ist wenig bekannt.
Um Wiederkäuer mit Vitamin B12 zu versorgen, ist es wichtig, die Kobaltquellen in der Nahrung zu berücksichtigen. Obwohl die meisten Futtermittel einen ausreichenden Kobaltgehalt aufweisen, ist das Element in Futtermitteln für grasende Wiederkäuer in vielen Teilen der Welt mangelhaft (McDowell, 1997, 2000). Die Kobaltkonzentration in Pflanzen und Futtermitteln ist abhängig von Bodenfaktoren, Pflanzenart, Reifegrad, Ertrag, Weidehaltung, Klima und Boden-pH-Wert. Böden mit einem Kobaltgehalt von weniger als 2 mg pro kg (0,9 mg pro lb) gelten im Allgemeinen als unzureichend für Wiederkäuer (Corrêa, 1957). Eine Anhebung des pH-Wertes durch Kalkung verringert die Kobaltaufnahme durch die Pflanze und kann die Schwere des Mangels verstärken. Pflanzen, die auf einem neutralen oder leicht sauren Boden mit 15 ppm Kobalt angebaut werden, können mehr Kobalt enthalten als solche, die auf einem alkalischen Boden mit 40 ppm Kobalt angebaut werden (Latteur, 1962). Starke Niederschläge neigen dazu, Kobalt aus dem Oberboden auszuwaschen. Dieses Problem wird häufig durch schnelles Wachstum des Futters während der Regenzeit verschärft, wodurch der Kobaltgehalt verdünnt wird. Pflanzen haben eine unterschiedlich hohe Affinität zu Kobalt, wobei einige das Element viel stärker konzentrieren können als andere. Hülsenfrüchte zum Beispiel können Kobalt im Allgemeinen besser konzentrieren als Gräser (Underwood, 1977). Kobalt wird von den stickstofffixierenden Bakterien in den Wurzelknöllchen von Hülsenfrüchten benötigt.
Mangel
Die allgemeinen Anzeichen eines Vitamin-B12-Mangels bei den meisten Tierarten sind Appetitlosigkeit, schwankende Futteraufnahme und eine dramatische Wachstumshemmung. Hinzu kommen manchmal raue Haut und raues Haarkleid, Erbrechen und Durchfall, Sprachstörungen und eine leichte Anämie (Catron et al., 1952). Klinische Fälle bei Hunden und Katzen, die nachweislich ausschließlich auf einen Vitamin-B12-Mangel zurückzuführen sind, gibt es nur wenige. Die megaloblastische Anämie und die neurologischen Symptome, die bei Vitamin-B12-Mangel im Rahmen der perniziösen Anämie beim Menschen beobachtet werden, wurden bei den meisten anderen Tieren, einschließlich Hunden und Katzen, nicht beobachtet. Niedrige Serumspiegel stehen im Zusammenhang mit einem niedrigen Körpergehalt an Vitamin B12. Zusätzlich zum Serum-Vitamin B12 sind erhöhte Methylmalonsäure- und Gesamthomocysteinwerte sehr empfindlich und spezifisch für die Diagnose eines Vitamin-B12-Mangels und können zur Unterscheidung zwischen Vitamin-B12-Mangel und Folsäuremangel herangezogen werden (Stabler et al., 1996). Die Serumkonzentration von Vitamin B12 wurde bei Hunden (Caprelli et al., 1994; Davenport et al., 1994) und Katzen (Dunn et al., 1984) bestimmt, um den Status des Vitamins zu ermitteln. Ein Vitamin-B12-Mangel wurde durch erhöhte Methylmalonsäurewerte im Urin bei Hunden (Williams et al., 1969; Chanarin et al., 1973) und Katzen (Vaden et al., 1992) bestätigt. Ein klinischer Test für Vitamin B12-Mangel bei Hunden besteht darin, das Tier mit einer Vorstufe von Methylmalonsäure (z.B. Valin) zu belasten und die Ausscheidung von Methylmalonsäure im Urin zu messen (Williams et al., 1969; Chanarin et al., 1973).
A. Mangel bei Hunden
Normalerweise zeigen Hunde keine Anzeichen eines Vitamin B12-Mangels, dennoch haben sie definitiv einen Bedarf an diesem Vitamin, da klinische Anzeichen bei Hunden mit bestimmten Krankheitszuständen auftreten und wenn die Tiere mit niedrigen Konzentrationen dieses Vitamins gefüttert werden (Ralston Purina, 1987). Es gibt eine Reihe von klinischen Berichten über Vitamin-B12-Mangel bei Hunden. Diese Berichte beziehen sich entweder auf einen Mangel, der durch eine bakterielle Überwucherung des Darms verursacht wird, die zu einer verminderten Verfügbarkeit von Cobalamin für den Hund führt, oder auf genetische Anomalien des Vitamin-B12-Stoffwechsels (Hand et al., 2010).Lavrova (1969) stellte fest, dass Hunde mit internen Gallenfisteln eine Vitamin-B12-Malabsorption und makrozytäre Anämie sowie Knochenmarksanomalien aufwiesen. Die Anämie war im Allgemeinen makrozytär-hypochrom, makrozytär-normochrom, normozytär-hypochrom oder normozytär-normochrom ausgeprägt. Die erythropoetischen Zentren im Knochenmark erschienen hypoplastisch. Arnrich et al. (1952) beobachteten, dass Cockerspaniel-Welpen, die 20 Wochen lang mit einer 20 %igen gereinigten Kasein-Diät gefüttert wurden, besser wuchsen, wenn der Diät 50 µg Vitamin B12 pro kg (22,7 µg pro lb) zugesetzt wurden, obwohl es keine Anzeichen für eine Anämie gab. Campbell und Phillips (1953) berichteten über eine Beeinträchtigung der Fortpflanzung und stellten fest, dass Welpen besser wuchsen, wenn ihr Futter 22 µg Vitamin B12 pro kg (10 µg pro lb) enthielt. Bei Hunden wurde eine vererbte intestinale Vitamin-B12-Malabsorptionsstörung festgestellt, die auf eine fehlerhafte Expression des Intrinsic-Factor-Vitamin-B12-Rezeptors an der Bürstengrenze zurückzuführen ist (Fyfe et al., 1989; 1991b). Vitamin B12-defiziente Hunde entwickelten im Alter von 12 Wochen chronische Inappetenz, Lethargie, eine chronische nicht-regenerative Anämie und Gedeihstörungen. Ein Vitamin-B12-Mangel wurde bei 50 % der Deutschen Schäferhunde mit degenerativer Myelopathie festgestellt; die klinischen Symptome sprachen jedoch nicht auf eine Vitamin-B12-Behandlung an (Toennessen und Morin, 1995).
B. Mangel bei Katzen
Vitamin B12-defiziente Kätzchen zeigten schlechtes Wachstum, Lethargie, Abmagerung und eine hohe Methylmalonsäureausscheidung (Keesling und Morris, 1975; Vaden et al., 1992). Morris (1977) berichtete, dass Kätzchen, die mit einer Vitamin-B12-armen Ernährung gefüttert wurden, drei bis vier Monate lang normal wuchsen, danach stellte sich das Wachstum ein. Danach nahm das Körpergewicht immer schneller ab, bis eine Supplementierung mit parenteralem Vitamin B12 eingeleitet wurde, wodurch die Gewichtszunahme wiederhergestellt werden konnte.
Erwägungen zur Ernährung
Vitamin B12 wird durch Fermentation hergestellt und ist im Handel als Cyanocobalamin als Zusatz zum Futter erhältlich. Vitamin B12 ist nur wenig empfindlich gegenüber Hitze, Sauerstoff, Feuchtigkeit und Licht (Gadient, 1986). Verbeeck (1975) berichtete, dass Vitamin B12 in Vormischungen mit oder ohne Mineralien, unabhängig von der Quelle der Mineralien, eine gute Stabilität aufweist. Yamada et al. (2008) berichteten jedoch über den Abbau von zusätzlichem Vitamin B12. Das Vitamin wurde durch Lagerungszeit, Lichteinwirkung, Temperatur und Vitamin C beeinträchtigt. Es wurde festgestellt, dass ein Teil des Vitamin B12 in Vitamin-B12-Analoga umgewandelt worden sein könnte. Scott (1966) wies darauf hin, dass das Pelletieren offenbar nur geringe Auswirkungen auf den Vitamin-B12-Gehalt von Futtermitteln hat.
Die Ergebnisse einer großen Anzahl von Tierversuchen sind ungefähr gleich verteilt zwischen denen, die eine positive Reaktion auf eine Cyanocobalamin-Supplementierung mit der Nahrung berichten, und denen, die eine geringe oder keine Reaktion zeigen. Unterschiedliche Reaktionen können auf verschiedene Faktoren zurückzuführen sein: anfängliche Körperspeicher, Umweltquellen des Vitamins (wie Schimmelpilze, Erde und tierische Ausscheidungen), mikrobielle Synthese im Darmtrakt und Angemessenheit oder Mangel an anderen Nährstoffen, die den B12-Bedarf beeinflussen.
Die Verwendung von handelsüblichem Futter für Hunde und Katzen würde normalerweise ausreichende Mengen an diätetischem Vitamin B12 liefern, um ihren Bedarf zu decken. Katzen sollten ausreichend Vitamin B12 durch Fischprodukte erhalten, die reich an diesem Vitamin sind. Hunde, die Koprophagie praktizieren, würden eine reichhaltige Vitaminquelle erhalten. Bei Hunden und Katzen, bei denen genetische Defekte im Stoffwechsel des Vitamins vermutet werden oder bekannt sind, ist eine spezielle Supplementierung von Vitamin B12 erforderlich. Eine Insuffizienz der Bauchspeicheldrüse würde eine B12-Supplementierung rechtfertigen, da dies eine wichtige Ursache für die Vitamin-B12-Malabsorption bei Hunden ist. Die Bauchspeicheldrüse ist die Hauptquelle des Intrinsic-Faktors bei dieser Tierart. Hunde, die viel trainieren, benötigen große Mengen an Vitamin B12, um die Entwicklung der Erythrozyten zu fördern und damit die Sauerstofftransportkapazität des Blutes zu erhöhen. Einigen Schlittenhunden wurde Berichten zufolge einige Tage vor dem Rennen Vitamin B12 injiziert, um den Plasmaspiegel der Erythrozyten zu erhöhen (Corbin und Kronfeld, 1972).
Vitaminsicherheit
Die Zugabe von Vitamin B12 zum Futter in Mengen, die weit über den Bedarf oder die Absorptionsfähigkeit hinausgehen, scheint unbedenklich zu sein. Nahrungsmengen, die mindestens das Hundertfache des Bedarfs betragen, werden als sicher für die Maus empfohlen (NRC, 1987). Obwohl eine offene Vitamin B12-Toxizität beim Hund nicht beschrieben wurde, stellten Pshonik und Gribanov (1961) in einem Bericht Störungen der Reflexaktivität in Form einer Verringerung der Größe der vaskulären konditionierten Reflexe und einer Übertreibung der unkonditionierten Reflexe fest, wenn Vitamin B12 in Dosen von 2 bis 33 µg pro kg Körpergewicht subkutan injiziert wurde.