Calciferol (Vitamin D) für Nerds

Calciferol / Vitamin D

Gliederung

Einleitung
Struktur und Metaboliten
Photobiologie
Absorption und Zirkulation von Vitamin D aus der Nahrung
Allgemeiner Vitamin D Metabolismus
Lagerung von Vitamin D
Funktionen im Körper
Bioäquvalenz von Vitamin D2 und D3
Vitamin D Richtwerte
Messung des Vitamin D Spiegels
Mangel und mögliche Folgen
Personengruppen mit erhöhtem Mangelrisiko
Toxizität und Nebenwirkungen
Neurologie
Cardiovaskulärsystem
Glukosestoffwechsel
Hormone
Lungen
Krebs
Skelettmuskeln und physische Leistung
Skelett und Knochen
Schwangerschaft
Interaktion mit Medikamenten
Interaktion mit anderen Nährstoffen

Einleitung

Genau genommen ist Vitamin D ein Gruppenname für alle Steroide, die im Bezug auf die biologische Wirkung die des Cholecalciferols aufweisen. Zu Vitamin D an sich gehören Cholecalciferol (Vitamin D3) und Ergocalciferol (Vitamin D2). Zum größten Teil wird Vitamin D durch Einstrahlung von UV-Licht in der Haut produziert. Jedoch können geringe Mengen auch durch die Nahrung aufgenommen werden. Im Körper wird Vitamin D dann in seine hormonell aktive Form Calcitriol umgewandelt.

Struktur & Metaboliten

Aufgrund der Ableitung aus einem Sterol (entweder Ergosterol in Pflanzen oder Cholesterol in Tieren) und dem Bruch zwischen dem 9. und 10. C-Atom in einem der vier Ringstrukturen gehört Vitamin D zu den Seco-Steroiden. Durch Bestrahlung kann das Ergosterol in Pflanzen aktiviert und zu Ergocalciferol (Vitamin D2) umgewandelt werden. In der Epidermis der Haut von Tieren liegt 7-dehydrocholesterol vor, welches durch UVB-Bestrahlung zu Prävitamin D3 umgewandelt wird. Prävitamin D3 wird anschließend in Form von Cholecalciferol oder Calciol zu Vitamin D3. Cholecalciferol diffundiert nun aus den Hautzellen hinaus ins Blut und wird mit Hilfe von Transcalciferin zur Leber transportiert.

Photobiolgie

Der Großteil der natürlichen Vitamin D Versorgung kommt durch Sonneneinstrahlung, genauer gesagt durch UVB-Strahlen (Wellenlänge von 282 bis 310nm). Treffen diese auf nackte Haut, wird 7-Dehydrocholesterin zu Prävitamin D3 konvertiert. Dies geschieht durch Spaltung der Bindung zwischen dem 9. und 19. C-Atom, welches durch Bestrahlung eingeleitet wird. Prävitamin D3 hat eine instabile Molekülform und geht somit durch Hautwärme in Vitamin D3 über. Zu den Faktoren, die die UVB-Bestrahlung und Vitamin-D-Synthese beeinflussen können, gehören zum einen die Jahreszeit, die geographische Lage, Smog in der Umwelt, aber auch die Tageszeit und das Wetter sowie der Melaningehalt der Haut und die Nutzung von Sonnencreme. Die UVB-Strahlung überhalb 42° nördliche Breite ist im Zeitraum von November bis Februar zu gering um über die Haut Vitamin D zu produzieren. Unterhalb 34° nördliche Breite ist die UVB-Strahlung das ganze Jahr über hoch genug um Vitamin D über die Haut zu synthetisieren. Dichte Bewölkung reduziert die UVB-Einstrahlung zu etwa 50%, Schatten und Smog zu etwa 60%. UVB-Strahlen können Glas nicht durchdringen, weshalb eine Vitamin-D-Produktion durch ein Fenster hindurch nicht möglich ist. Ebenso verhindern Sonnencremes mit Lichtschutzfaktor 8 oder höher die Vitamin D Produktion, da UV-Strahlen geblockt werden. Die Faktoren der geographischen Lage, der Jahres- und Tageszeit bedingen in Deutschland mehrere Stunden mit nackter Haut der Sonne ausgesetzt zwischen 10 und 16 Uhr, um ausreichend Vitamin D zu produzieren. Das ist aufgrund unserer geografischen Lage allerdings nur in den Sommermonaten möglich. Da UV-Strahlung jedoch auch ein starkes Karzinogen ist, steigt hierbei das Hautkrebsrisiko enorm an. Aus dem Grund sollte man bei längerer Sonnenaussetzung lieber mit Sonnencreme die Sonne genießen und seinen Vitamin-D-Bedarf (vor allem im Winter) durch ein Nahrungsergänzungsmittel abdecken.

Absorption und Zirkulation von Vitamin D aus der Nahrung

Vitamin D, welches wir durch die Nahrung aufnehmen, diffundiert in die Enterozyten im Dünndarm. Hierfür notwendig ist die Synthese von Mizellen, die Anwesenheit von Nahrungsfett, sowie Emulgierung durch Gallensalze. Etwa 80% des Vitamin D aus der Nahrung kann absorbiert werden. Sobald Vitamin D in den Enterozyten ist, wird es in Chylomikronen eingebaut. Diese werden dann in das Lymphsystem und schließlich ins Blut transportiert.

Allgemeiner Vitamin D Metabolismus

Sowohl Cholecalciferol aus der Nahrung, als auch synthetisiertes Vitamin D wird zunächst von der Leber aufgenommen und anschließend durch Cytochrom P450 Hydroxylasen verstoffwechselt, um die aktive Form des Vitamin herzustellen: Calcitriol (1,25-dihydroxycholecalciferol). Der Vorgang: In der Leber wird von der mitochondrialen 25-Hydroxylase eine Hydroxylgruppe an das 25. C-Atom des Cholecalciferol angehängt. Es entsteht Calcidiol. Gebunden an DBP wird Calcidiol nun ins Blut abgegeben und von den Nieren aufgenommen. Hier fügt nun das Enzym 1-α-Hydroxylase eine weitere Hydroxylgruppe an das 1. C-Atom. Es entsteht Calcitriol. Beide zuvor genannten Enzyme arbeiten effizienter, wenn wenig Vitamin D in den Zellen vorhanden ist. Das Calcitriol wird nun wieder an DBP gebunden ins Blut abgegeben. Im Vergleich zu Calcidiol ist die Bindung von Calcitriol an DBP nur sehr schwach. Deshalb wird mehr Calcitriol, als Calcidiol an Vitamin D Rezeptoren (VDR) abgegeben. Wenn genügend Calcitriol vorhanden ist, wird zum einen Calcitriol nach Konjugation mit Glucuronsäure über die Galle ausgeschieden. Weiterhin wird die Aktivität der oben erwähnten Hydroxylasen verringert. Zudem wird die Aktivität von 24-Hydroxylase erhöht, was eine weitere Hydroxylierung oder die Oxidation der Seitenkette bewirkt, wodurch Calcitriol inaktiviert wird. Nur ein sehr geringer Teil (etwa 1-4%) wird über den Urin ausgeschieden.

Funktionen im Körper

Regulierung der Transkription
Vitamin D fungiert als Steroidhormon. Es bindet an Vitamin D Rezeptoren (VDR) und beeinflusst die Genexpression. Ebenso binden Vitamin D-VDR-Komplexe häufig an Retinsäurerezeptoren oder Retinoid X -Rezeptoren. Diese Bindungen widerum reagieren dann mit weiteren Rezeptoren und beeinflussen die Genexpression.

Regulierung der Kalzium-Absorption im Darm
Calcitriol steigert im Dünndarm die Absorption von Calcium und Phosphor. Es bildet Komplexe mit VDR. Diese Komplexe erhöhen die Expression von Genen, die für Proteine codieren, die für die Calciumaufnahme wichtig sind. Beispielsweise enthält das Gen für Calbindin (Calciumbindendes Protein) ein calcitriolempfindliches Element. Calbindin ist Teil eines Transportsystems für den transzellularen Transport von Calcium in der Darmepithelzelle.

Calcium Homöostase und Rückresorption in den Nieren
Wird vom Körper eine Hypokalzämie erkannt, antwortet der Körper mit der Ausschüttung von Parathormon (PTH). PTH widerum stimuliert die 1-α-Hydroxylase in den Nieren, wodurch vermehrt Calcitriol hergestellt wird. Zusammen wirken Calcitriol und PTH dann auf die Rückresorption von Calcium und Phosphat. Ist kein PTH vorhanden, bleibt dieser Effekt aus.

Mobilisierung von Calcium aus den Knochen
Calcitriol stimuliert zusammen mit PTH die Produktion, Reifung und Funktion von Osteoklasten, welche dann widerum Minerale (auch Calcium) aus den Knochen mobilisieren.

Aufbau von Knochenmasse
In den Osteoblasten (für Knochenaufbau verantwortliche Zellen) befinden sich Calcitriol-Rezeptoren. Hier induziert Calcitriol eine Anzahl von Proteinen, die am Aufbau von Knochenmatrix und Calcifikation beteiligt sind. Dazu gehören unter anderem Calbindin, Osteocalcin, Matrix-Gla-Protein, Osteopontin, Typ I Kollagen.

Regulierung des Zellzyklus
Vitamin D scheint eine große Rolle im Zellwachstum diverser Gewebetypen zu spielen. In den meisten Fällen unterdrückt Vitamin D das hyperplastische Wachstum (dies ist bisher nur in vitro untersucht worden). Calcitriol beispielsweise verhindert durch ein Vermindern der Expression der Gene für TGF-α und dessen Rezeptor EGFR das Wachstum von Zellen der Nebenschilddrüse. [6] Zudem kann Calcitriol den Zellzyklus verlangsamen. Dies geschieht durch Verhindern der Entwicklung von der G1 zur S-Phase, indem Calcitriol einige Zellregulatoren reguliert. Hierzu gehören unter anderem p21waf1, p27kip1 und cyclin D1. [7]

Bioäquivalenz von Vitamin D2 und D3

Durch UV-Bestrahlung des Ergosterols in Hefe wird Vitamin D2 hergestellt. Vitamin D3 wird durch Bestrahlung von 7-Dehydrocholesterol aus Lanolin und dem chemischen Umbau von Cholesterin hergestellt. Vitamin D3 scheint im Vergleich zu D2 bei einmaliger großer Dosis potenter darin zu sein, den Calcitriol-Spiegel im Serum anzuheben und oben zu halten. [11] Nimmt man jedoch moderate Dosen auf täglicher Basis, scheint es keinen signifikanten Unterschied zu geben. [12]

Vitamin D Richtwerte

Starker Mangel (<30 nmol/L bzw. 12 ng/mL)
Mangel (zwischen 30-50 nmol/L bzw. 12-20 ng/mL)
Ausreichend (zwischen 50-125 nmol/L bzw. 20-50 ng/mL)
Hoch (>125 nmol/L bzw. >50 ng/mL)

1 ng/mL entspricht 2,5 nmol/L

Mangel und mögliche Folgen

Vitamin D Mangel ist sehr häufig vertreten. Die Ursache ist meist die Kombination mehrerer Faktoren. Dazu gehören: zu geringe Aussetzung gegenüber Sonnenlicht, schlechte Ernährung, erhöhter Bedarf, erhöhte Ausscheidung, verminderte Absorption und Nutzung. Besonders im Säuglingsalter und der frühen Kindheit besteht ein hohes Mangelrisiko, da in der Muttermilch oft nicht genügend Vitamin D enthalten ist. Aus dem Grund ist es ratsam Kindern schon gleich nach der Geburt und ab da weiterhin über Nahrungsergänzungsmittel 400 IU Vitamin D täglich zu verabreichen. Dies ist ebenso empfehlenswert im höheren Alter, sofern Vitamin D nicht anderweitig abgedeckt werden kann. Auch im hohen Erwachsenenalter (50+) besteht ein erhöhtes Mangelrisiko. [2] Mit dem Alter ist die Haut weniger effizient in der Synthetisierung von Vitamin D und die Nieren werden ineffizienter in der Umwandlung von Vitamin D in seine aktive Hormonform. [13]

Rachitis und Osteomalazie
Es sind die klassischen Vitamin D Mangel-Krankheiten. Typisch für diese Krankheiten ist die fehlerhafte Mineralisierung der Knochen, was zu weichen Knochen und Missbildungen im Skelett führt. Etwa die Hälfte aller Erwachsenen mit Hüftfrakturen in den USA weisen zu geringe Vitamin D Spiegel auf (<12ng/mL) (Achtung: Korrelation, nicht Kausalität) [1]

Osteoporose
Eine Krankheit, die typischerweise durch zu geringe Calciumaufnahme zustande kommt. Da Vitamin D jedoch eine wichtige Rolle bei der Calciumabsorption spielt, führt auch ein Vitamin D Mangel häufig zu Osteoporose. Es ist also meist eine Kombination aus verminderter Calciumaufnahme und Vitamin D Mangeln, die auf Dauer zu Osteoporose führt. Durch ausreichend gefüllte Vitamin D Speicher kann die Knochenkraft gut erhalten werden und schützen somit besonders Menschen mit hohem Osteoporoserisiko. Eine Supplementierung von 700-800 IU Vitamin D gepaart mit 500-1200mg Calcium am Tag kann das Risiko für Stürze, Frakturen und Verlust an Knochenmasse bei älteren Personen verringern. [1]

Krebs
Vitamin D zeigt protektive Wirkung gegen verschiedene Krebsarten, unter anderem Dickdarmkrebs. [16] Eine Untersuchung an finnischen Rauchern ergab, dass diejenigen mit dem niedrigsten Vitamin D Spiegeln ein dreifach höheres Risiko für Bauchspeicheldrüsenkrebs hatten, als die mit dem höchsten Vitamin D Spiegel. [17] Eine weitere Studie in der sich 3121 Erwachsene (50+ Jahre) einer Kolonoskopie unterzogen, zeigte bei 10% der Personen kanzerogene Läsionen. Diejenigen mit der höchsten Vitamin D Aufnahme hatten das geringste Risiko für diese Läsionen. [18]

Infektiöse Krankheiten
Schlechte Vitamin D Spiegel können zu einer Reihe von infektiösen Krankheiten führen. Eine adäquate Vitamin D Aufnahme hat möglicherweise positive Effekte auf Tuberkulose, Grippe und Atemwegsinfektionen. [19]

Personen mit erhöhtem Mangelrisiko

Gestillte Kinder
Besonders im Säuglingsalter und der frühen Kindheit besteht ein hohes Mangelrisiko, da in der Muttermilch oft nicht genügend Vitamin D enthalten ist. [20, 21] Die durchschnittlichen Werte belaufen sich auf <25 IU/L bis 75 IU/L. [22] Da der Vitamin D Gehalt der Muttermilch mit der Vitamin D Aufnahme der Mutter zusammenhängt, sind aber auch weitaus höhere Werte möglich, wenn die Mutter bspw. Vitamin D supplementiert. [22] Es ist ratsam Kindern schon gleich nach der Geburt und ab da weiterhin über Nahrungsergänzungsmittel 400 IU Vitamin D täglich zu verabreichen. [22]

Ältere Erwachsene
Auch im hohen Erwachsenenalter (50+) besteht ein erhöhtes Mangelrisiko. [2] Mit dem Alter ist die Haut weniger effizient in der Synthese von Vitamin D und die Nieren werden ineffizienter in der Umwandlung von Vitamin D in seine aktive Hormonform. [13] Außerdem verbringt man oftmals weniger Zeit draußen und die Aufnahme über die Nahrung ist häufig geringer. [20]

Personen mit begrenzter Aussetzung gegenüber Sonnenlicht
Menschen, die aufgrund des Alters oder Krankheiten fast nur im Haus sind; Frauen, die aus religiösen Gründen lange Kleider und Kopftücher tragen; Personen mit Arbeitszeiten, die dazu führen, dass man kaum Sonnenlicht bekommt. Diese Personengruppen haben in den meisten Fällen unzureichende Vitamin D Spiegel. [23, 24] Hier ist eine Supplementierung fast unausweichlich.

Menschen mit dunkler Haut
Eine höherer Melaningehalt in der Epidermis führt zu dunklerer Haut und verminderter Fähigkeit Vitamin D zu synthetisieren. [20] Es ist allerdings noch nicht ganz klar, ob geringere Serum 25(OH)D Level in Personen mit dunkler Hautfarbe signifikante gesundheitliche Probleme hervorrufen kann.

Personen mit krankheitsbedingter Fettmalabsorption
Da Vitamin D ein fettlösliches Vitamin ist, ist die Absorption davon abhängig, inwiefern der Magendarmtrakt Fett absorbieren kann. Fettmalabsorption tritt häufig im Zusammenhang mit diversen Erkrankungen wie zum Beispiel Mukoviszidose, Zöliakie, Lebererkrankung, Morbus Crohn und Colitis ulcerosa. [3, 20, 25] Für Personen mit einer Fettmalabsorption ist es ratsam Vitamin D zu supplementieren. [25]

Übergewichtige und Personen mit Magenbypass
Im Durchschnitt haben Personen mit einem BMI von 30+ niedrigere Serum 25(OH)D Level im Vergleich zu nicht-übergewichtigen Personen. Folglich benötigen sie größere Mengen Vitamin D als üblich, um gleiche Werte zu erhalten. [20] Das hat nichts mit verringerter Fähigkeit der Haut zur Vitamin D Synthese zu tun, sondern ist darin begründet, dass Vitamin D im Fettgewebe gespeichert wird. Es werden also größere Mengen im Fettgewebe eingespeichert und weniger bleibt direkt im Blut. Hat man sich einer Magenbypassoperation unterzogen, so wird ein Teil des Dünndarms umgangen, wo normalerweise Vitamin D Absorption stattfindet. Das kann auf Dauer zu einem defizitären Vitamin D Status führen. Die Speicher im Fettgewebe können dies meist nicht kompensieren. [26, 27]

Neurologie

Mechanismen
Neuronen im Gehirn steuern die Expression eines Enzyms, das für die Bioaktivierung von Vitamin D zuständig ist. [30] Der Großteil dieses Enzyms befindet sich im Hypothalamus und den dopeminergen Neuronen der Substantia nigra. [31] Dem Calciummetabolismus unterliegt dem neuronalen Zelltod per Excitotoxizität. [32, 33] [34, 35] Vitamin D in seiner hormonell aktiven Form zeigt in vitro schützende Effekte bis zu einer Konzentration von 100 nM. [36]

Kognition
Eine Intervention über 18 Wochen an gesunden Erwachsenen zeigte Verbesserungen des visuellen Gedächtnis bei eine täglichen Gabe von 4000 IU Vitamin D. [37] Zusätzlich wurden dabei der durchschnittliche Vitamin D Spiegel von 25 ng/mL (64 nmol/L) auf 52 ng/mL (130 nmol/L) angehoben. [37]

Depression
In einigen Beobachtungen korrelieren niedrigere Vitamin D Level mit einem höheren Auftreten an Symptomen einer Depression. [38, 39, 40, 41] Eine Studie an 54 Jugendlichen zeigte eine Korrelation zwischen niedrigen Vitamin D Spiegeln (35-50 nmol/L) und depressiven Symptomen, sowie eine Minderung dieser Symptome bei einer täglichen Supplementierung von 4000 IU für einen Monat, gefolgt von 2000 IU für weitere 2 Monate. Dabei wurde der Vitamin D Spiegel auf 90-91 nmol/L angehoben. [42] Ebenso zeigte ein RCT, dass Symptome bei Menschen mit starken Depressionen (dauerhaft depressive Stimmung; Interessenverlust an normalerweise angenehmen Aktivitäten) durch Supplementierung hoher Dosen Vitamin D gemindert werden konnten. [43, 44] In einem weiteren Experiment wurden 40 Personen in 2 Gruppen á 20 Personen aufgeteilt. Gruppe 1 bekam eine 50000 IU Vitamin D Kapsel in der Woche. Gruppe 2 bekam ein Placebo. Nach 8 Wochen wurde als Testverfahren das Beck-Depressionsinventar angewandt, bei dem eine niedrigere Punktzahl weniger depressive Symptome bedeutet. Es zeigte sich, dass Vitamin D die Symptome signifikant reduzieren konnte (-8 Punkte) im Vergleich zur Kontrollgruppe (-3,3 Punkte). [43] Auf der anderen Seite gibt es allerdings auch genügend Fälle, in denen Vitamin D keine Verbesserung einer Depression hervorbrachte. [41, 45, 46] Ist bereits genügend Vitamin D vorhanden, bringt eine Gabe von weiterem Vitamin D scheinbar keine weiteren Vorteile. [45] Alles in allem gibt es zwar einige Korrelationen zwischen Vitamin D und depressiven Symptomen, dennoch scheint es so, dass Vitamin D hauptsächlich dann einen Unterschied macht, wenn der Vitamin D Spiegel der Person sehr niedrig ist.

Multiple Sklerose (MS)
MS ist eine entzündungsfördernde neurologische Krankheit, bei der die Myelinscheide der Neuronen angegriffen wird. In Erste-Welt-Ländern ist es die häufigste neuronale Entzündungskrankheit. [47, 48] MS wird mit dem Breitengrad des Wohnorts assoziiert, der wiederum stark mit dem Vitamin D Spiegel korreliert.. [49, 50] Aussetzung gegenüber der Sonne ist antiproportional zum Risiko für MS im Erwachsenenalter. [51, 52] Auf den Vitamin D Level der Mutter während der Schwangerschaft trifft dies jedoch nicht zu. [53] Es gibt also Evidenz dafür, dass Sonneneinstrahlung schützende Effekte haben kann und der Serumgehalt an Vitamin D direkten Einfluss auf MS hat. [50, 51, 52, 53] Im Versuch an Tieren mit autoimmuner Enzephalomyelitis (einer Form von MS) konnte Vitamin D sowohl das Auftreten reduzieren, als auch den Verlauf der Krankheit verlangsamen. [54, 55]

Alzheimer-Demenz
Eine neurologische Krankheit, die sich durch defizitäres cholinerge Zellkommunikation und synaptische Funktionen auszeichnet. Der Vitamin D Gehalt im Serum verhält sich antiproportional zum Alzheimerrisiko. [56] Zusätzlich zeigte sich eine Polymorphie der Vitamin D Rezeptoren bei Alzheimer-Demenz. [57]

Parkinson
Auch hier scheint Vitamin D antiproportional mit dem Erkrankungsrisiko zu korrelieren. [58, 59] Ein Polymorph des Vitamin D Rezeptors wird mit Parkinson assoziiert. [60, 61] Geringere Vitamin D Spiegel werden zudem mit erhöhter Schwere der Krankheit in Verbindung gebracht.

Kardiovaskulärsystem

Erkrankungsrisiko
Ein unzureichender Vitamin D Spiegel resultiert in einem erhöhten Risiko für Herzkrankheiten. [62] In einer Review konnte man auf Grundlage systemischer Biomarker eine Risiko-Reduktion für Herzkrankheiten durch täglicher Gabe von 1000 IU Vitamin D beobachten. [63] Wiederum in anderen Trials gab es keine Verbesserung. [64, 65] Es gibt also gewisse Korrelationen zwischen Vitamin D und dem Risiko für cardiovaskuläre Erkrankungen, aber die Ergebnisse sind unterschiedlich.

Blutdruck
Vitamin D steht im Zusammenhang mit UV-Licht. Das wiederum zeigte bei Menschen eine Reduktion des Blutdrucks. [66, 67] In Studien mit Mäusen, denen Vitamin D Rezeptoren (VDR) fehlten und somit keine Vitamin D Aktivität vorhanden war, zeigte sich, dass der Blutdruck erhöht war. [68] Zudem waren auch Konzentrationen an Angiotensin, Androsteron und Renin im Gewebe erhöht. [69] Die Aktivierung von Vitamin D durch VDR unterdrückt Renin. Dies ist möglich, da sich im Renin-Gen ein Response Element für Vitamin D befindet. Somit kann Vitamin D die Expression des Gens verhindern. [69] Die Aktivität des Renin-Angiotensin-Systems (RAS) wird also reduziert. Folglich führt ein Mangel an Vitamin D zur gesteigerten Aktivität des RAS und deshalb zu erhöhtem Blutdruck. Im Zusammenhang mit Vitamin D und Blutdruck zeigte eine Meta-Analyse aus 11 Trials bei von Bluthochdruck betroffenen Personen keine signifikante Verbesserung beim systolischen und nur eine geringe, aber signifikante Verbesserung beim diastolischen Blutdruck. Auf Personen, die nicht an Bluthochdruck litten, hatte Vitamin D keinen Einfluss. [70] In einer Studie konnte die Gabe von 1mcg hormonell aktives Vitamin D über 4 Monate die diastolischen Blutdruck bei Personen mit Hypertonie verringern, jedoch nur bei solchen mit niedrigem Reninlevel. [71] Im Verbund konnten 800 IU Vitamin D und 1200mg Calcium über 8 Wochen den systolischen Blutdruck von älteren Frauen um 9,3% senken. Die Senkung war stärker, als mit Calcium allein. [72] Jedoch zeigte Vitamin D alleine keine Auswirkungen. [65] Es liegt also nahe, dass Vitamin D und Calcium in diesem Kontext synergistisch arbeiten.

Glukosestoffwechsel

Insulinsensitivität
Vitamin D Level scheinen bei Nicht-Diabetikern antiproportional mit der Insulinresistenz und der Insulinsensitivität zu korrelieren. [73] Und bei Kindern findet man diese antiproportionale Korrelation, unabhängig davon, ob die Kinder adipös sind oder nicht. [74] Darüber hinaus assoziiert man ebenfalls hohe Vitamin D Level mit niedrigeren Insulinlevel im Serum und umgekehrt. [75] Das Ergebnis bei einem Glukose-Toleranztest zeigte, dass die Personen mit mangelhaftem Vitamin D Spiegeln eher zur Insulinresistenz neigen und Funktionsstörung der Betazellen aufweisen, als Personen mit höherem Vitamin D Gehalt im Serum. [76] Eine Supplementierung mit Vitamin D bei defizitären Personen konnte die Insulinsensitivität deutlich verbessern und auch die Ergebnisse beim Glukose-Toleranztest fielen besser aus. [77] In einem RCT stellte sich heraus, dass hohe Dosierungen an Vitamin D die Marker für die Glukose Homöostase bei depressiven Personen verbesserten. Hierbei bekam Gruppe 1 (20 Personen) für 8 Wochen jede Woche eine Kapsel mit 50000 I.U. Vitamin D, während Gruppe 2 (20 Personen) ein Placebo bekam. Nach dieser Zeit waren die Serum-Insulinlevel deutlich niedriger in Gruppe 1 (-3,6 µIU/ml), als in Gruppe 2 (+2,9 µIU/ml). Zudem wurde die Insulinresistenz verringert und die Betazellenfunktion verbessert. [43]

Diabetes
Durch niedrige Vitamin D Level ist das Risiko an Diabetes zu erkranken erhöht. [78] Hohe Vitamin D Level wirken präventiv gegen Typ 2 Diabetes, niedrige Vitamin D Level können Komplkationen im Zusammenhang mit Typ 1 Diabetes hervorrufen. [79, 80] Eine Supplementierung von Vitamin D zeigte positive Auswirkungen auf Typ 2 Diabetes. [81]

Hormone

Testosteron
Vitamin D korreliert mit verschiedenen Androgenen wie Testosteron und SHBG (Sexualhormon-bindendes-Globulin). Je höher der Vitamin D Level, desto höher der Testosteronwert und desto niedriger der SHBG-Wert. [86] Weiterhin konnte beobachtet werden, dass die Androgenwerte über das Jahr hinweg verändert sind. In den sonnenreichen Monaten stiegen die Vitamin D Level und somit auch die Mengen an Testosteron (um 16-18%). [86] Es zeigte sich, dass eine Supplementierung mit Vitamin D (täglich 3332 I.U. für ein Jahr) neben der Normalisierung des Vitamin D Spiegel auch den Testosteronspiegel verbessert (25,2%). Freies Testosteron stieg um 20,2% und bioaktives Testosteron um 19%, während in der Placebogruppe keine Veränderung zu bemerken war. [87] Ob allerdings übermäßig hohe Vitamin D Spiegel weiterhin Testosteron erhöhen ist unklar und eher unwahrscheinlich.

Estrogen/Östrogen
Über das Enzym Aromatase reguliert Vitamin D, vermutlich über den Calcium-Metabolismus, Östrogen. Hierbei werden Androgene in Estrogene umgewandelt. In Mäusen, denen Vitamin D Rezeptoren fehlten, konnten reduzierte Östrogenlevel im Serum nachgewiesen werden. [88]

Follikelstimulierendes Hormon (FSH)
In Mäusen, denen Vitamin D Rezeptoren fehlen, ist FSH erhöht. Dies scheint unabhängig vom Calciummetabolismus zu sein. [88]

Luteinisierendes Hormon (LH)
LH ist genauso wie FSH erhöht in Mäusen, denen Vitamin D Rezeptoren fehlen und auch hier scheint es unabhängig vom Calciumstoffwechsel zu sein. [88]

Lungen

Allgemein
Es besteht eine Assoziation von höheren Serum-Vitamin D Spiegeln und besserer Lungenfunktion. [89]

Atemwegserkrankungen
Adäquate Mengen an Vitamin D scheinen das Risiko für eine Grippe im Winter deutlich zu verringern (40%). [92, 93] Eine weitere Untersuchung an postmenopausalen Frauen zeigte, dass eine Supplementierung mit 800 I.U. Vitamin D täglich für 2 Jahre gefolgt von einem weiteren Jahr mit 2000 I.U. zu einem 3x geringerem Gripperisiko im Vergleich zur Placebogruppe führte. [94] Auf der anderen Seite konnte bei einer Intervention mit monatlichen Injektionen an Vitamin D (322 Personen; 200000 I.U. für 2 Monate, gefolgt von 100000 I.U. für 16 Monate) keine Verbesserung im Bezug auf Infektionen der Atemwege festgestellt werden. [95] Betrachtet man das Risiko für Tuberkulose, besteht hier eine Assoziation zwischen geringerem Vitamin D Level und höherem Tuberkuloserisiko. [96]

Krebs

Brustkrebs
Betrachtet man den Vitamin D Spiegel im Zusammenhang mit Brustkrebs, so zeigt sich, dass höhere Vitamin D Level mit niedrigerem Brustkrebsrisiko assoziiert sind. [114, 115] Zusätzlich ist ein Vitamin D Mangel häufiger in Brustkrebspatienten vorzufinden und auch der Schweregrad korreliert mit dem Vitamin D Level. [116, 117, 118]

Darmkrebs
Auch im Zusammenhang mit Darmkrebs scheint es so, dass ein höherer Vitamin D Serumlevel mit einem geringeren Krebsrisiko korreliert. [115] In einer Studie hatten Personen mit einem Serumlevel von 82,5 nmol/L ein 50% geringeres Krebsrisiko, als Personen mit einem Serumlevel von 30 nmol/L und niedriger. [119]

Prostatakrebs
Laut einer Review scheint der Vitamin-D-Spiegel negativ mit dem Prostatakrebsrisiko zu korrelieren. [115]

Eierstockkrebs
Mehreren epidemiologischen Studien zufolge besteht eine Korrelation zwischen höheren Vitamin-D-Spiegeln und niedrigerem Risiko für Eierstockkrebs. [115] Ebenso ist UVB-Bestrahlung mit einem geringeren Krebsrisiko assoziiert. [120]

Skelett und Knochen

Knochenbrüche
Vitamin D scheint antiproportional mit dem Risiko für Knochenbrüche zu korrelieren. In einem gewissen Ausmaß (hier eine Spanne von 20-50 ng/mL) gilt, je höher der Vitamin D Gehalt im Serum, desto geringer ist das Risiko für Knochenbrüche. [98] [99] Eine Supplementierung von 800 I.U. Vitamin D gepaart mit 2 g Calcium für 8 Wochen führte zu einem 21% geringeren Risiko für Stressfrakturen bei weiblichen Militärrekrutinnen im Vergleich zur Placebogruppe. [100] Bei älteren Personen (mit Parkinson) resultierte die Injektion von bioaktivem Vitamin D in einer Reduktion der Knochenbrüche von acht zu lediglichen einem in 18 Monaten. [101]

Osteoblasten
Eine Aufgabe der Osteoblasten ist es, Vitamin D (25-hyroxycalciferol) in die aktive Form (1-25-hydroxycalciferol) umzuwandeln. [102] In den Osteoblasten werden Vitamin D Rezeptoren exprimiert, die wiederum die Ausbreitung der Osteoblasten kontrollieren. [103, 104] Sind Osteoblasten Vitamin D ausgesetzt, führt dies in der Regel zur Unterdrückung der Osteoblastenausbreitung und zum Anstieg der Exprimierung von RANKL, Osteocalcin und Bone-Sialoprotein (BSP). [105] Vitamin D unterstützt in dem Zusammenhang durch Einwirkung auf den Vitamin D Rezeptor die Knochen-Mineralisierung. [106]

Schwangerschaft

Schwangere haben häufiger einen Vitamin D Mangel, als nicht schwangere Frauen im gleichen Alter. [121, 122] Dies scheint logisch, weil ein Großteil der Schwangeren sich keine Gedanken, um einen Mehrbedarf an Nährstoffen macht. Auch hier zeigt sich, dass die Hautfarbe einen Einfluss auf den Vitamin D Level hat. So lag ein Vitamin D Mangel bei 97% der Afroamerikanischen Frauen, bei 81% der Hispanoamerikanischen Frauen und bei 67% der hellhäutigen Frauen vor. [123] Ein Vitamin D Mangel während der Schwangerschaft kann, besonders während der ersten 3 Monate, später zu einem niedrigen Geburtsgewicht führen. [124] Außerdem steigt durch eine Vitamin D Insuffizienz die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung von Diabetes Typ 1 im Kind. [125] Dazu kommt ein erhöhtes Risiko für Asthma und Rhinitis. [126] Schwangere Frauen, die einen sehr niedrigen Vitamin D Spiegel haben (<20 nmol/L), sehen sich mit einem erhöhten Risiko für bakterielle Vaginose konfrontiert. Dies gilt besonders für das erste Trimester der Schwangerschaft. [127] Des Weiteren steigt durch zu geringe Vitamin D Level der Schwangeren (<37,5 nmol/L) die Notwendigkeit eines Kaiserschnitts. [128] Um genügend Vitamin D während der Schwangerschaft aufzunehmen, ist eine Supplementierung von 4000 I.U. ratsam. [129, 130]

Interaktion mit Medikamenten

Steroide
Medikamente, die Corticosteroide enthalten, können die Absorption von Calcium mindern und somit auch den Vitamin D Metabolismus einschränken, was dann wiederum bei längerer Einnahme zum Verlust von Knochenmasse und zu Osteoporose führen kann. [107, 108, 109]

Orlistat
Medikamente, die Orlistat enthalten, können die Absorption von fettlöslichen Vitaminen wie z.B. Vitamin D mindern. [110, 111]

Cholestyramin
Medikamente, die Cholestyramin enthalten, können die Absorption von fettlöslichen Vitaminen wie z.B. Vitamin D mindern. [110, 111]

Interaktion mit anderen Nährstoffen

Vitamin K
Vitamin D und Vitamin K wirken synergistisch an vielen Stellen im Körper wie beispielsweise dem Cardiovaskulärsystem oder dem Knochenmetabolismus. [112]

Calcium
Höhere Vitamin D Spiegel sind mit besserer Calcium-Absorption assoziiert. [113]

Quellen

[1]