Vitamin D3: Gesundheitliche Wirkungen, Stoffwechsel, Bedarf und Versorgung

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Gesundheitswirkungen von Vitamin D

Vitamin-D-Mangel ist weit verbreitet, betrifft alle Bevölkerungsschichten und hat mit der Ernährung wenig zu tun. Eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D ist von besonderer Bedeutung für das Immunsystem und schützt vor Infektionen. Das Vitamin wird zudem für die Muskelfunktion und den Knochenstoffwechsel benötigt und schützt vor Osteoporose. Vitamin D kann über eine Regulation der Zellteilung auch Krebserkrankungen vorbeugen und spielt eine Rolle in der Prävention von Autoimmunerkrankungen.

Knochen- und Muskelstoffwechsel

Bei einem schweren Mangel an Vitamin D (< 25 nmol/l bzw. 10 ng/ml) kommt es in den Knochen zu Mineralisationsstörungen. Dieses Krankheitsbild wird bei Kindern als Rachitis bezeichnet, bei Erwachsenen als Osteomalazie. Auch auf die Muskeln wirken sich diese niedrigen Vitamin-D-Werte negativ aus, was sich als Muskelschwäche und -schmerzen äußert. Durch eine Supplementierung von Vitamin D wird die Knochendichte erhöht und das Frakturrisiko gesenkt. Aber auch die Muskulatur wird gestärkt, da durch das Vitamin D der Einstrom von Calcium in die Muskelzellen sowie die Muskelproteinsynthese verbessert werden (Gröber et al., 2013).

Eine aktuelle Pilotstudie zeigt, dass sich bei älteren, selbständig in einer Gemeinschaft lebenden Menschen, der Vitamin-D-Status verbesserte, wenn sie monatlich ein Vitamin-D-Supplement (100.000 I.E.) durch „Essen-auf-Rädern“ erhielten. Auch das Sturzrisiko wurde auf diese Weise reduziert (Houston et al., 2015). Eine weitere Studie warnt hingegen vor der monatlichen Einnahme hoher Vitamin-D-Dosen: Durch die Supplementierung von 60.000 I.E. Vitamin D3 wurden zwar die Serumwerte verbessert, allerdings stieg auch das Sturzrisiko im Vergleich zu der Gruppe, die monatlich 24.000 I.E. Vitamin D3 supplementierte (Bischoff-Ferrari et al., 2016).

Eine Meta-Analyse mit insgesamt 2426 Probanden ab 65 Jahren ergab, dass das Risiko zu stürzen bei Vitamin-D-Serumwerten von über 60 nmol/l (24 ng/ml) um 23 % geringer war als bei Vitamin-D-Serumwerten unter diesem Wert (Bischoff-Ferrari et al., 2009a). Eine weitere Studie zeigt, dass die reduzierte Muskelkraft, die für die erhöhte Sturzrate bei älteren Menschen von entscheidender Bedeutung ist, durch eine gute Vitamin-D-Versorgung positiv beeinflusst wird (Bischoff et al., 1999). Da durch eine bessere Vitamin-D-Versorgung auch die Knochenmineralisierung erhöht wird, kann durch die Supplementierung von Vitamin D auch die Knochenfrakturrate bei älteren Personen reduziert werden, wie eine andere Meta-Analyse zeigt (Bischoff-Ferrari et al., 2009b).

Diabetes mellitus

Diverse Studien belegen einen positiven Effekt ausreichender Vitamin-D-Serumspiegel auf das Risiko für die Entwicklung von Diabetes mellitus Typ 1 wie auch Typ 2. Kinder, die im ersten Lebensjahr eine ausreichend hohe Vitamin-D-Supplementierung erhielten (2000 I.E./Tag), hatten im späteren Leben ein reduziertes Risiko für das Auftreten eines Diabetes mellitus Typ 1. Auch ein Einfluss der Vitamin-D-Versorgung der werdenden Mutter konnte beobachtet werden (Gröber et al., 2013).

Durch die Einnahme von Vitamin-D-Präparaten konnte zudem bei Frauen eine verbesserte Insulinsensitivität und eine reduzierte Insulinresistenz beobachtet werden. Dagegen wird durch einen Vitamin-D-Mangel auch das Fortschreiten eines Prädiabetes zu einem manifesten Diabetes mellitus Typ 2 forciert (Gröber et al., 2013).

Immunsystem

Vitamin D nimmt Einfluss auf das angeborene und das erworbene Immunsystem, indem es die unterschiedlichen beteiligten Immunzellen in ihren jeweiligen Aktivitäten beeinflusst. Bei Neurodermitis handelt es sich um eine Erkrankung, bei der u.a. die Immunzellen aus dem Gleichgewicht geraten sind. Durch Vitamin-D-Supplementierung konnte eine signifikante Verbesserung des Hautbildes beobachtet werden. Auch Atemwegserkrankungen konnten in Studien durch Vitamin-D-Gabe deutlich reduziert werden: Vitamin-D-Supplemente bewirkten bei Kindern im Vergleich zu Placebos eine Reduktion der Häufigkeit von Influenza-A-Erkrankungen um 64 % und von Asthmaanfällen um 83 % (Gröber et al., 2013).

Akute Atemwegsinfekte

Akute Atemwegsinfektionen waren im Jahr 2013 weltweit für knapp drei Millionen Todesfälle verantwortlich. Vor allem ältere Menschen haben ein erhöhtes Risiko an einer Lungenentzündung zu erkranken, insbesondere bei einem stationären Krankenhausaufenthalt oder wenn sie in einem Altenheim wohnen.

Vitamin D unterstützt den Körper bei der Bildung antimikrobieller Proteine, wenn dieser von Viren oder Bakterien angegriffen wird. Auf diese Weise kann ein ausreichender Vitamin-D-Spiegel vor den gefährlichen Atemwegsinfekten schützen. Einer aktuellen Übersichtsstudie zufolge senkt die Supplementierung von Vitamin D das Risiko für akute Atemwegsinfekte um durchschnittlich 12 %. Besonders vorteilhaft wirkte sich dabei – im Vergleich zur einmaligen, hohen Vitamin-D-Gabe (Bolus) – die tägliche oder wöchentliche Gabe von Vitamin D aus. Dadurch sank das Risiko für akute Atemwegsinfekte um 25 % bei Personen mit Vitamin-D-Serumwerten von ≥ 25 nmol/l (≥ 10 ng/ml). Personen mit sehr niedrigen Vitamin-D-Werten (< 25 nmol/l bzw. < 10 ng/ml) hatten sogar ein um 70 % reduziertes Infektrisiko (Martineau et al., 2017). Durch den in unseren Breitengraden sehr häufig vorkommenden Vitamin-D-Mangel sind diese Studienergebnisse besonders wichtig.

Herzversagen

Eine weitere Studie, die mit 137 älteren Herzpatienten durchgeführt wurde zeigt, dass ein Vitamin-D-Mangel das Risiko für ein Herzversagen auf das 12-Fache ansteigen lässt. Die Autoren der Studie vermuten, dass die entzündungshemmenden Eigenschaften des Vitamins für diesen Effekt verantwortlich sind. Entzündungen sind ein bekannter Auslöser für Herzversagen (Porto et al., 2017).

Eine positive Besonderheit der Studie lag in den Grenzwerten, die für die Einordnung der Studienteilnehmer in Personen mit oder ohne Vitamin-D-Mangel angewandt wurden. Hierfür wurde der Grenzwert mit einem Vitamin-D-Serumspiegel von 75 nmol/l (30 ng/ml) für Studien ungewöhnlich hoch angesetzt (Porto et al., 2017). In den meisten Studien liegt dieser Wert deutlich niedriger.

Metabolisches Syndrom und Mortalität

Eine optimale Vitamin-D-Versorgung geht bei Erwachsenen mit metabolischem Syndrom mit einem um 66 % niedrigeren Risiko einher, an Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu sterben (Thomas et al., 2012). Die Gesamtmortalität lag bei einer ausreichenden Vitamin-D-Versorgung im Vergleich zu Personen mit einem Vitamin-D-Mangel sogar um 75 % niedriger. Bei der hohen Prävalenz des metabolischen Syndroms hat eine gute Vitamin-D-Versorgung damit großes Potential, vorzeitige Todesfälle erheblich zu reduzieren. Ausreichend Bewegung an der Sonne kann den Vitamin-D-Status wesentlich verbessern und bringt für Übergewichtige mit metabolischem Syndrom weitere positive Effekte mit sich.

Ein schlechter Vitamin-D-Status kann offenbar auch das Risiko, übergewichtig bzw. adipös zu werden, steigern. Forscher einer norwegischen Universität zeigten in ihrer Beobachtungsstudie über elf Jahre, dass Personen mit niedrigem Serum-25-OH-Vitamin-D-Spiegel (< 50 nmol/l bzw. 20 ng/ml) ein vierfach höheres Risiko hatten adipös zu werden als Personen mit einem höheren Serum-25-OH-Vitamin-D-Spiegel (≥ 75 nmol/l bzw. 30 ng/ml) (Mai et al., 2012).

Eine weitere Studie zeigt, dass ein ausreichender Vitamin-D-Status auch in der allgemeinen Bevölkerung die Gesamtmortalität deutlich reduzieren könnte. Lediglich 7 % der Studienteilnehmer erreichten einen Serumwert von mehr als 75 nmol/l (30 ng/ml) 25-OH-Vitamin-D, der durchschnittliche Serumwert belief sich auf 41 nmol/l (16,4 ng/ml). Anhand von Berechnungen wurde ermittelt, dass jedes Jahr 18.300 Leben in Deutschland gerettet werden könnten, wenn die gesamte deutsche Bevölkerung einen 25-OH-Vitamin-D-Serumwert von mindestens 75 nmol/l (30 ng/ml) erreichen würde (Zittermann et al., 2009).

Krebs und Prostatakrebs

Der vorherrschende Vitamin-D-Status hat einen Einfluss auf die Entstehung und Weiterentwicklung von Krebserkrankungen. Vitamin-D-Mangel ist bei Krebspatienten häufig zu beobachten und korreliert mit dem Fortschreiten der Krankheit. Bei Brustkrebs wurde zudem festgestellt, dass das Risiko für die Bildung von Metastasen bei einem Vitamin-D-Mangel deutlich erhöht war. Eine weitere wichtige Beobachtung: Einige Chemotherapeutika können den Abbau von Vitamin D fördern (Gröber et al., 2013).

Normale Vitamin-D-Spiegel schützen beispielsweise vor Prostatakrebs, darauf weisen zahlreiche Untersuchungen hin. Milchprodukte sind in unserer Ernährung der Hauptlieferant für Calcium und eine zu hohe Calciumzufuhr erhöht das Prostatakrebsrisiko. Ein möglicher Mechanismus: Calcium senkt u. a. die Eigensynthese von Vitamin D (Allen et al., 2008).

In einer Studie von Vashi und Mitarbeitern (2013) wurde an 54 Patienten mit neu diagnostiziertem Prostatakrebs der Stufe IV untersucht, ob der Vitamin-D-Serumspiegel Einfluss auf die Überlebensrate der Patienten hat. Dazu wurde vor der Behandlung der Vitamin-D-Spiegel als Calcidiol (25-OH-Vitamin-D) im Serum bestimmt. Ein Mangel bestand bei ≤ 80 nmol/l (bzw. ≤ 32 ng/ml) Calcidiol. Der mittlere Calcidiol-Serumwert lag bei 75,3 nmol/l (30,1 ng/ml), wobei 38 Patienten (70,4 %) einen Mangel aufwiesen. Die Patienten mit Vitamin-D-Mangel hatten ein signifikant höheres Mortalitätsrisiko (mittlere Überlebensrate: 32,6 Monate) als Patienten mit ausreichenden Vitamin-D-Serumspiegeln (mittlere Überlebensrate: 62,4 Monate). Nach dieser Studie besteht ein deutlicher positiver Zusammenhang zwischen dem Serumspiegel an Vitamin D und der Überlebensrate von Patienten mit metastasierendem Prostatakrebs (Vashi et al., 2013).

Diese beinahe Verdopplung der Überlebenszeit der Patienten ist beachtlich. Allerdings sollte man berücksichtigen, dass Männer mit normalen Vitamin-D-Werten wohl meist auch eine insgesamt gesündere Lebensweise praktizieren und sich häufiger im Freien aufhalten.

Eine Fallkontrollstudie mit 749 Patienten aus den USA zeigt, dass die Rolle von Vitamin D beim fortgeschrittenen Prostatakarzinom noch nicht endgültig geklärt ist. Nicht nur zu niedrige, sondern auch zu hohe Blutspiegel führen möglicherweise zu einer Risikoerhöhung (Ahn et al., 2008). Die Aussagekraft der Studie ist jedoch sehr eingeschränkt: Pro Person wurde nur ein einziger Vitamin-D-Serumwert ermittelt, und das obwohl es sich hierbei um einen Wert handelt, der hohen jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt.

Auch Untersuchungen an 622 Prostatakrebspatienten im Vergleich mit gesunden Personen zeigen, dass nicht nur zu niedrige (≤ 19 nmol/l bzw. 7,6 ng/ml), sondern auch zu hohe (≥ 80 nmol/l bzw. 32 ng/ml) Vitamin-D-Spiegel das Prostatakrebsrisiko erhöhen können (Tuohimaa et al., 2004).

Eine mögliche Erklärung für solche scheinbar widersprüchlichen Studienergebnisse finden Sie am Ende dieses Vitamin-D-Kapitels („Zur Widersprüchlichkeit von Studien“).

Bei fortgeschrittenem Prostatakrebs ist eine ungünstige Wirkung von Vitamin D vorstellbar, wenn ein mutierter Androgenrezeptor nicht nur Androgene, sondern auch andere Steroide wie Vitamin D „verwerten“ kann. Wer daher unter Supplementierung mit Vitamin D und hohen Vitamin-D-Serumwerten eine starke PSA-Progression hat, sollte besser einen Wert von 50-80 nmol/l (20-32 ng/ml) ansteuern.

Funktionen von Vitamin D im Körper

Vitamin D übt seine Effekte in zahlreichen Zielgeweben aus. Voraussetzung dafür ist, dass in den jeweiligen Zielzellen Vitamin-D-Rezeptoren (VDR) und das Enzym 1-alpha-Hydroxylase vorhanden sind. Denn das Enzym ist dafür notwendig, aus der im Blut zirkulierenden Vorstufe 25-OH-Vitamin D3 das aktive 1,25-(OH)2-Vitamin D3 zu bilden, das auch als „Vitamin-D-Hormon“ bezeichnet wird. Diese aktive Form von Vitamin D3 bindet an den VDR und gelangt so in den Zellkern. Dort bindet der Komplex an die DNA und bewirkt, dass die Gene bestimmter Zielproteine abgeschrieben werden und das jeweilige Zielprotein gebildet werden kann. Die Art des jeweiligen Zielproteins bestimmt schließlich, welchen Effekt Vitamin D ausübt. Die wichtigsten und bekanntesten Zielorgane von Vitamin D sind Knochen, Nieren und Darm.

In den Knochen bewirkt Vitamin D die Bildung von Osteocalcin in den Osteoblasten (Zellen für den Knochenaufbau). Wird Osteocalcin anschließend durch Vitamin K aktiviert, kann Calcium in die Knochensubstanz eingelagert werden. Daneben fördert Vitamin D die Bildung des Proteins RANKL (Receptor Activator of NF-κB Ligand). Im Zusammenspiel mit dem Parathormon führt dieses Protein zu Knochenabbau. Durch Vitamin K1 wird der Knochenabbau hingegen wiederum gehemmt. Vitamin D ist somit sowohl am Knochenaufbau als auch am Knochenabbau beteiligt und für einen gesunden Knochenstoffwechsel unentbehrlich.

Im Darm erfolgt die Calciumaufnahme aus dem Nahrungsbrei. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist hierbei die Aufnahme von Calcium in die Darmzellen. Hierfür werden bestimmte Transporter benötigt, deren Bildung durch den Komplex aus VDR und 1,25-(OH)2-Vitamin D3 induziert wird. Bei einer Serumkonzentration von mehr als 32 ng/ml 25-OH-Vitamin D3 ist die Calciumabsorption aus dem Darm maximal aktiviert (Hollis, 2005).

Auch in der Niere reguliert Vitamin D die Expression eines Calciumtransporters: zur gezielten Rückresorption von Calcium. Vor allem aber kontrolliert Vitamin D in den Nieren sein eigenes Gleichgewicht. Dies geschieht einerseits durch gezielte Hemmung des Enzyms 1-alpha-Hydroxylase, so dass keine Aktivierung von 25-OH-Vitamin D3 mehr stattfindet. Andererseits wird die Expression des Enzyms 24-Hydroxylase stimuliert. Dieses Enzym ist für den Abbau des Vitamin-D-Hormons zuständig.

Neben diesen sehr gut beschriebenen Zielorganen wirkt Vitamin D auch auf diverse andere Gewebe. Insbesondere im Zusammenhang mit dem reduzierten Auftreten verschiedener Krebserkrankungen wird die Bedeutung von Vitamin D erwähnt. Aber auch die Zellen des Immunsystems sind wichtige Zielzellen für die Funktionen von Vitamin D (s. Kapitel „Studien zu Vitamin D und Vitamin-D-Mangel“).

Formen von Vitamin D

Darstellung der einzelnen Schritte der Vitamin-D-Bildung
Abb. 1: Darstellung der einzelnen Schritte der Vitamin-D-Bildung

Die Bildung von aktivem Vitamin D ist ein mehrstufiger Prozess (s. Abb. 1). Zunächst wird in der Haut aus 7-Dehydrocholesterol durch die UVB-Strahlen des Sonnenlichts das Provitamin D3 gebildet. Durch Körperwärme entsteht aus dieser Vorstufe das inaktive Vitamin D3, das in der Fachsprache auch als Cholecalciferol oder als Calciol bezeichnet wird. Vitamin D3 kann zusätzlich auch über bestimmte Lebensmittel aufgenommen werden – die Nahrung spielt bei der Vitamin-D-Versorgung grundsätzlich aber eine eher untergeordnete Rolle. Aus diesem Grund sollte Vitamin D3 bei unzureichender Sonnenbestrahlung der Haut supplementiert werden. Vitamin D3 wird in Form diverser Nahrungsergänzungs- oder Arzneimittel zum Kauf angeboten.

Vitamin D3 wird aus der Haut über das Blut (gebunden an das Vitamin-D-Bindungsprotein) in die Leber transportiert, wo es durch das Enzym 25-Hydroxylase in 25-OH-Vitamin D3 umgewandelt wird. Diese Form – auch bekannt als Calcidiol – wird zur Analyse der Serumwerte herangezogen und ist damit der wichtigste Parameter zur Feststellung eines möglichen Vitamin-D-Mangels. 25-OH-Vitamin D3 wird über das Blut zu vielen unterschiedlichen Zielgeweben transportiert, z. B. zu Niere, Prostata, Darm oder Endothelzellen. In diesen Geweben wird durch das Enzym 1-alpha-Hydroxylase 1,25-(OH)2-Vitamin D3 gebildet. Dabei handelt es sich um das stoffwechselaktive Vitamin-D-Hormon. Es übt seine Wirkung aus, indem es im Zellkern der Zielgewebe an den Vitamin-D-Rezeptor (VDR) bindet und auf diese Weise die Bildung von Proteinen steuert.

Der Abbau von Vitamin D erfolgt schließlich über das Enzym 24-Hydroxylase, das aus Calcitriol die biologisch inaktive calcitroische Säure bildet. Diese ist wasserlöslich und wird über die Nieren ausgeschieden.

Neben Cholecalciferol (Vitamin D3), das insbesondere in tierischen Lebensmitteln vorkommt, gibt es die Form Ergocalciferol (Vitamin D2). Diese entsteht aus der Vorstufe Ergosterol, das in pflanzlichen Lebensmitteln vorkommt, und unterscheidet sich von Cholecalciferol chemisch durch eine zusätzliche Doppelbindung und eine Methylgruppe. Auch Vitamin D2 eignet sich zur Supplementierung. Allerdings scheint Vitamin D2 durch seine chemische Struktur schlechter an das Enzym 25-Hydroxylase sowie das Vitamin-D-Bindungsprotein und den Vitamin-D-Rezeptor zu binden (Houghton und Vieth, 2006). Möglicherweise ist daher die Wirksamkeit von Vitamin D2 geringer als von Vitamin D3.

Vorkommen und Aufnahme von Vitamin D

Vitamin D in Lebensmitteln

Vitamin D kommt in Lebensmitteln in zwei verschiedenen Formen vor, als Vitamin D3 und Vitamin D2. Vitamin D3 (Cholecalciferol) ist in tierischen Lebensmitteln enthalten. Hier ist vor allem Fisch (0-25 µg/100 g) nennenswert, andere tierische Lebensmittel enthalten Vitamin D3 in deutlich geringeren Mengen, z. B. Eier (2 µg/100 g) oder Schweinefleisch (0-2 µg/100 g) (USDA, 2015).

Ergosterol, der Ausgangsstoff für die Synthese von Vitamin D2 (Ergocalciferol), ist vor allem in Pilzen (0-5 µg/100 g) (Villares et al., 2014; USDA, 2015) und Hefen (Weete et al., 2010) enthalten. Durch künstliche Bestrahlung mit UVB-Strahlen kann der Gehalt an Vitamin D2 in diesen Lebensmitteln erhöht werden.

Vor allem vegan lebende Menschen legen oft Wert auf dieses pflanzliche Pendant von Vitamin D3. Allerdings zeigt Vitamin D2 eine deutlich geringere physiologische Aktivität als Vitamin D3. In einer 12-wöchigen Studie an 335 Frauen erhöhte die tägliche Aufnahme von 15 µg Vitamin D3 den Vitamin-D-Serumspiegel um 75 % bzw. 74 %, je nach Form der Supplementierung (Vitamin D3 in Saft bzw. Keksen). Vitamin D2 schaffte lediglich eine Erhöhung um 33 % bzw. 34 % (Tripkovic et al., 2017). Vitamin D3 war damit also im Vergleich zu Vitamin D2 mehr als doppelt so effektiv und sollte daher vor allem bei einem vorliegenden Mangel bevorzugt werden.

Die Ernährung trägt insgesamt allerdings nur gering zur Vitamin-D-Versorgung bei. So müsste man beispielsweise täglich 200 g Lachs, 17 Eier oder 10 kg Champignons essen, um die empfohlene Aufnahme von 20 µg Vitamin D zu erreichen.

Bedeutung der Sonnenstrahlen

Den Großteil des Sonnenvitamins bildet unser Körper bei ausreichender Sonneneinstrahlung in der Haut selbst. Dies ist vor allem im Sommer der Fall, sofern wir mittags nach draußen gehen und unsere Haut nicht durch Kleidung oder Sonnenschutzcreme von der Vitamin-D-Synthese abgehalten wird. Bei unzureichendem Aufenthalt im Freien oder bei dunkler Hautfarbe reicht die Vitamin-D-Zufuhr über Lebensmittel häufig nicht aus. Hinzu kommt, dass im Alter die körpereigene Produktion des Sonnenvitamins nachlässt.

Vor allem ist aber eine unzureichende Sonnenbestrahlung (UVB-Strahlen), wie z. B. im Herbst und Winter, Ursache für einen Vitamin-D-Mangel und stellt in unseren Breitengraden ein Problem dar. Von Oktober bis März ist oberhalb des 35. Breitengrades keine ausreichende Versorgung mit UV-B-Strahlen (290-315 nm) bzw. bei einem UV-Index von < 3 keine Vitamin-D-Bildung möglich (Gröber et al., 2013). Zur Orientierung: Sizilien liegt auf dem 37. nördlichen Breitengrad, Deutschland zwischen dem 47. (südlichster Punkt) und dem 55. nördlichen Breitengrad (nördlichster Punkt).

Nahrungsergänzungsmittel

Aufgrund dieser Situation ist Vitamin D in unseren Breiten sehr häufig ein Mangelvitamin und sollte daher durch Nahrungsergänzungsmittel supplementiert werden. Vitamin D3, das in Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt wird, wird üblicherweise aus Schafswolle (Lanolin) gewonnen. Mittlerweile kann Vitamin D3 aber auch aus Flechten gewonnen werden, was insbesondere für Veganer von Interesse ist (Spiro und Buttriss, 2014).

Bei der Wahl des richtigen Vitamin-D-Produktes sollte die Vitamin-D-Stabilität im Produkt beachtet werden. Dass eine durchgehend hohe Stabilität von Vitamin D3 keine Selbstverständlichkeit ist, zeigt eine Studie aus dem Jahr 2015. In dieser Studie wurde über einen Zeitraum von zwei Monaten die Stabilität von Vitamin D3 in Sojaöl unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Zum Ende der Untersuchung betrug der Vitamin-D3-Verlust 61-68 % bei Lagerung unter natürlichem Licht sowie 24-44 % bei Lagerung im Halbdunkel. Der Studie zufolge sind wichtige Faktoren für ein stabiles Vitamin D3 eine dunkle Lagerung sowie Vitamin E als antioxidatives Vitamin (Hemery et al., 2015).

Wenn Sie sich also für ein Vitamin-D-Produkt in Ölform entscheiden – was aufgrund der verbesserten Bioverfügbarkeit des fettlöslichen Vitamins durchaus Sinn macht – dann sollten Sie darauf achten, dass Sie das Fläschchen dunkel lagern, z. B. in einer Faltschachtel, und Vitamin E (Tocopherole) als Antioxidans enthalten ist.

Bedarf an Vitamin D und Einordnung der Vitamin-D-Serumspiegel

Ein Vitamin-D-Mangel ist hierzulande weit verbreitet und betrifft alle Bevölkerungsschichten. Um einen Mangel feststellen zu können, wird der 25-OH-Vitamin-D-Spiegel im Serum bestimmt (Gröber et al., 2013).

Hinsichtlich der empfohlenen 25-OH-Vitamin-D-Serumwerte sind sich Ärzte und Wissenschaftler nicht ganz einig. Eine dänische Studie geht von einem optimalen Wert von 50-100 nmol/l (20-40 ng/ml) aus (Durup et al., 2015). Gröber und Kollegen definieren die Werte genauer. Demnach liegt ein ausgeprägter Vitamin-D-Mangel bei einem Serumspiegel von unter 50 nmol/l (20 ng/ml) 25-OH-Vitamin D vor. Werte zwischen 50 und 75 nmol/l (20-30 ng/ml) bezeichnen einen mäßigen Mangel (Vitamin-D-Insuffizienz). Zur Vermeidung negativer gesundheitlicher Folgen sollten die Werte auf lange Sicht zwischen 75 und 150 nmol/l (30-60 ng/ml) liegen. Ideale Werte liegen im Bereich von 100-150 nmol/l (40-60 ng/ml) (Gröber et al., 2013).

Diese Werte werden durch eine Studie bestätigt, die das Potential hat, uns Informationen zu unserem natürlichen und somit optimalen Vitamin-D-Status zu liefern. Sie wurde an traditionell lebenden Völkern in der Nähe des Äquators durchgeführt. Diese lassen das ganze Jahr über reichlich Sonnenlicht auf ihre Haut scheinen, was die Hauptquelle des Menschen für Vitamin D, die Eigenbildung in der Haut, antreibt. Die Menschen dieser Völker halten sich tagsüber hauptsächlich im Freien auf und tragen dabei nur wenig Kleidung, meiden jedoch die direkte Sonneneinstrahlung. Der Vitamin-D-Serumwert beider Völker betrug im Durchschnitt 115 nmol/l (46 ng/ml) – unabhängig von Geschlecht, Alter, BMI und Ernährung (Luxwolda et al., 2012).

Bei einem vorliegenden Vitamin-D-Mangel kann es in manchen Fällen sinnvoll sein, neben dem 25-OH-Vitamin-D-Spiegel auch den 1,25-(OH)2-Vitamin-D-Spiegel zu bestimmen. Bei chronischen Entzündungen ist letzterer häufig erhöht. Chronische bakterielle Entzündungsprozesse, wie z. B. bei Lyme-Borreliose oder Chlamydien, können den VDR blockieren und auf diese Weise neben erniedrigten 25-OH-Vitamin-D-Spiegeln zu erhöhten 1,25-(OH)2-Vitamin-D-Spiegeln führen. In diesem Fall sollte mit einer entsprechenden Therapie die Entzündungsursache bekämpft werden. Häufig normalisieren sich anschließend auch die Vitamin-D-Serumwerte (Mangin et al., 2014).

Vor allem bei Langzeitbehandlungen mit Arzneimitteln sollte der Vitamin-D-Spiegel beobachtet werden. Zahlreiche Medikamente – von denen noch nicht alle bekannt sind – können den Pregnan-X-Rezeptor aktivieren und darüber den Abbau von Vitamin D stimulieren (Aktivierung der 24-Hydroxylase). Daraus ergibt sich ein erhöhter Bedarf an Vitamin D (Gröber et al., 2013). Besonders auch unter Anti-Hormontherapie ist auf ausreichende Blutpegel zu achten.

Zur Widersprüchlichkeit von Studien

In vielen Studien zum Thema Vitamin D bestehen widersprüchliche Angaben dazu, ob sich ein zu hoher oder ein zu geringer Vitamin-D-Wert gesundheitlich positiv oder negativ auswirkt. Außerdem ist die Einteilung der Schwellenwerte sehr unterschiedlich, wie die zum Thema Prostatakrebs aufgeführten Studien (s. Kapitel „Studien zu Vitamin D und Vitamin-D-Mangel“) verdeutlichen.

Eine wertvolle Hypothese zur Erklärung der unterschiedlichen Studienergebnisse zu Vitamin D stellt Reinhold Vieth (2004 und 2009) auf. Diese besagt, dass es vielmehr auf die jährliche Schwankung des individuellen Calcidiol-Spiegels ankommt als auf dessen absolute Höhe. Dabei spielen die Enzyme, die für die Aktivierung und Deaktivierung von Calcidiol (25-OH-Vitamin D) zum biologisch wirksamen Calcitriol (1,25-(OH)2-Vitamin D) notwendig sind, eine wichtige Rolle: die 1-alpha-Hydroxylase (Aktivierung) und die 24-Hydroxylase (Deaktivierung). Viele Organe, darunter Nieren, Bauchspeicheldrüse und Prostata, besitzen diese Enzyme und können somit selbst Calcitriol produzieren. Sinkt der Serum-Calcidiol-Wert, so gelangt weniger Calcidiol in die Zellen als Ausgangsstoff zur Calcitriol-Synthese. Deshalb müssen die Enzyme entsprechend reguliert werden, so dass die Calcitriol-Synthese trotz weniger Ausgangsmaterial steigt und der normale Level wieder erreicht wird. 

Die Niere als endokrines Organ passt ihre Enzymtätigkeit durch verschiedene Regulationsmechanismen (Plasma-Calciumspiegel, Parathormon, direkte Produkt-Rückkopplung) relativ schnell an, so dass der Zeitraum, in dem zu wenig aktives Calcitriol produziert wird, relativ kurz ist. Die Regulationsmechanismen bei anderen Organen als der Niere sind jedoch noch weitestgehend unbekannt. Bekannt ist jedoch, dass es bei parakrinen Organen (z. B. Bauchspeicheldrüse, Prostata) keine Regulation durch Calcium und Parathormon gibt. Daher dauert es bei diesen Organen vermutlich deutlich länger, die Calcitriol-Produktion bei einem verringerten Calcidiol-Spiegel wieder auf ein normales Level zu erhöhen (Vieth, 2009).

Die Studienergebnisse zu Vitamin D müssten nach dieser Hypothese mit Blick auf die jeweiligen Breitengrade beurteilt werden. In Breitengraden, die sich nahe dem Äquator befinden, ist die UV-Strahlung, die für die Bildung von Vitamin D geeignet ist, relativ geringen Schwankungen unterworfen. In höheren Breitengraden, z. B. in Norwegen, Finnland und Schweden, aber auch in Deutschland, sind diese Schwankungen hingegen deutlich größer. Personen, die in höheren Breitengraden leben und nur in den Sommermonaten relativ hohe Vitamin-D-Spiegel aufweisen, haben daher über das Jahr vermutlich die größten Calcidiol-Schwankungen. Personen mit dauerhaft niedrigen Calcidiol-Spiegeln weisen dagegen geringere Schwankungen auf. Dies könnte erklären, warum in manchen Studien hohe Calcidiol-Serumwerte mit einem erhöhten Prostatakrebsrisiko assoziiert werden: Durch die hohen Schwankungen im Jahresverlauf kann in den dunklen Jahreszeiten im Prostatagewebe kein ausreichender Spiegel an aktivem Calcitriol erreicht werden (Vieth, 2009).

Es scheint also durchaus sinnvoll zu sein, seinen Vitamin-D-Spiegel über das Jahr hinweg zu beobachten und ihn bei einem vorliegenden Mangel und/oder bei hohen Schwankungen durch ausreichende Supplementierung zu ergänzen bzw. auszugleichen. Erreicht werden sollte ein dauerhafter Serumspiegel zwischen 75 nmol/l und maximal 150 nmol/l (Holick, 2007). Ein Mangel (≤ 19 nmol/l) sollte auf jeden Fall vermieden werden.

In Studien sollten in Zukunft die individuellen Schwankungen der Calcidiol-Serumwerte über das Jahr berücksichtigt werden und nicht die Werte über das Jahr gemittelt oder nur ein einziger Messwert pro Person berücksichtigt werden.

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