Vitamine

Vitamin D - Formen, Vorkommen und Bedarf

Vitamin D3 ist die Form des Vitamin D, das in allen nicht-pflanzlichen Eukaryonten, wie dem Menschen, physiologisch präsent ist. Im Körper hat es die Funktion eines Prohormons, das über eine Zwischenstufe in das Hormon Calcitriol umgewandelt wird.

Hauptaufgaben des Vitamin D sind die Regulierung des Calcium-Spiegels im Blut und beim Knochenaufbau.

Seit Neuestem weiß man aber auch, dass das Vitamin in anderen Geweben aktiv autokrine Funktionen hat, die Zelldifferenzierung, Zellproliferationshemmung, Apoptose, Immunomodulation und Kontrolle hormonaler Systeme einschließt.

Daher ist eine Mangelversorgung mit Vitamin D nicht nur eine Ursache für die bekannten Krankheitsformen wie Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen, sondern sie stellt einen Risikofaktor dar für Autoimmunerkrankungen (Multiple Sklerose, Morbus Crohn, Diabetes mellitus Typ 1, Systemischer Lupus erythematodes etc.), Infektionen der Atemwege, Hypertonie, Colonkarzinoma, Brustkrebs, Osteopenie und Osteoporose, kardiovaskuläre Erkrankungen, metabolisches Syndrom, allgemein erhöhte Sterblichkeit, Muskelschwäche und Fibromyalgie.

Formen und Synthese des Vitamin D

Vitamin D1 – Verbindung von Ergocalciferol (D2) und Lumisterol
Vitamin D2 – Calciferol, bzw. Ergocalciferol
Vitamin D3 – Cholecalciferol
Vitamin D4 – 22,23-Dihydroergocalciferol, die gesättigte Form von D2
Vitamin D5 – Sitocalciferol

Der größte Teil des Vitamin D Bedarfs wird durch Sonnenbestrahlung gedeckt. Damit ist Vitamin D per Definition eigentlich kein Vitamin. Diese definieren sich als Substanzen, die vom Körper nicht selbst hergestellt werden können, die aber essentiell für sein Funktionieren sind. Die Vorstufen des Vitamin D werden indes vom Körper selbst produziert (Provitamin 7-Dehydrocholesterol). Die Bezeichnung „Vitamin“ hat eher historische Gründe. Da die Substanz endogen synthetisiert wird und da seine Wirkung sich nicht nur auf den Syntheseort beschränkt, sondern andere Gewebe ebenfalls umfasst, hat sie mehr den Charakter eines Prohormons.

In der Haut des Menschen sind 7-Dehydrocholesterol in ausreichend hoher Konzentration im Stratum spinosum und basale vorhanden. Durch einfallendes UV Licht entsteht eine photochemische Reaktion, in deren Verlauf Prävitamin D3 entsteht. Über Zwischenschritte entsteht Vitamin D3, was im Blut an das Vitamin-D-bindende Protein gekoppelt wird und zur Leber geführt wird. Dort wird es zu 25(OH)Vitamin D3 hydroxyliert.

Da hohe Konzentrationen an Cholecalciferol toxisch sind, muss der Körper sich vor einer extensiven Produktion schützen, indem er vermehrt Melanin bildet, das in der Lage ist, UV-Strahlung zu resorbieren. Es kommt zu dem Bräunungseffekt durch Sonneneinstrahlung.

Der 7-Dehydrocholesterolgehalt nimmt mit zunehmenden Alter ab, ebenso die Fähigkeit, Vitamin D3 zu bilden. Diese Fähigkeit sink auf ca. ein Drittel eines 20-Jährigen.

Es bedarf in der Regel nur einer kurzen, intensiven Sonnenbestrahlung der Haut mit hohem UVB-Anteil, um eine mehr als ausreichende Menge an Vitamin D3 zu erzeugen. Etwa 12 Minuten sind ausreichend für einen jungen, hellhäutigen Menschen um 250 bis 500 Mikrogramm (10.000 – 20.000 IE) zu produzieren. Die tägliche Erhaltungsdosis liegt bei 200 bis 500 IE. Dunkelhäutige Menschen benötigen für den gleichen Effekt eine Bestrahlung von 2 Stunden.

Funktion

Nach seiner Hydroxylierung in der Leber zu Calcidiol (25(OH)Vitamin D3) wird das Vitamin wieder an das Vitamin-D-bindende Protein gebunden und zurück in den Blutkreislauf geschickt. Es hat die Funktion eines Vitamin D Speichers, der notwendig ist, um Produktionsspitzen und –pausen abzupuffern. Gelangt es ins Zielgewebe, wird es zu Calcitriol aktiviert, welches den eigentlich aktivierenden Liganden für den Vitamin-D-Rezeptor darstellt. Calcitriol wirkt in den Zellen der Zielorgane wie ein Steroidhormon. Dort wird es an ein intrazelluläres Rezeptorprotein gebunden und von dort in den Zellkern transportiert. Im Zellkern kommt es zu einer Assoziation von Vitamin-Rezeptor-Komplex mit der DNA, was die Transkription von hormonsensitiven Genen beeinflusst.

Nahrungsaufnahme und Bedarf

Für Säuglinge im ersten Lebensjahr und Senioren ab 65 sollten täglich 10 Mikrogramm aufgenommen werden. Kinder und Erwachsene benötigen 5 Mikrogramm Vitamin D3. Um einen ausreichend hohen 25(OH)Vitamin-D3-Serumspiegel in Abwesenheit von UVB-Licht zu erreichen, werden kurzfristig 500 – 1000 IE benötigt. Der Rest des Bedarfs wird aus körpereigenen Speichern gedeckt.

Vitamin D3 ist primär enthalten in Fettfischen, Innereien, Pilzen, Eiern und Milchprodukten.

Hyper- und Hypovitaminose

Eine bis zu 50 Mikrogramm für Jugendliche und Erwachsene und 25 Mikrogram für Kinder tägliche Vitamin D3 Zufuhr gilt als sicher. Darüber hinaus sind erhöhte Calciumausscheidungen im Urin beobachtet worden. Erhöhte Calciumwerte wirken langfristig nierentoxisch.

Eine Mangelversorgung bedingt Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen. Bei mangelnden Serumkonzentrationen versucht der Organismus dies zu kompensieren durch Erhöhung des Parathormonspiegels. Andere mögliche systemische Auswirkungen eines Vitamin D3 Mangels sind Eingangs erörtert worden.