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Das Sonnenvitamin – Vitamin D

 

Schlagworte: Cholecaliferol, Ergocalciferol, Vitamin D2, Vitamin D3, Vitamine


In der größten europäischen Altersstudie “ DO HEALTH“ wurden folgende Daten erfasst: Die Zahl der Europäer im Alter von 70 und älter, wird bis zum Jahr 2030 voraussichtlich um 40% steigen, ebenso die Zahl der chronisch Kranken. Daher gilt es, therapeutische Interventionen in der Prävention zu finden, die im Alter wirksam, erschwinglich und gut verträglich sind.

Zu den vielversprechendsten Interventionen, die diesen Bedarf decken, gehören Vitamin D, marine Omega-3-Fettsäuren und körperliche Bewegung. 

Bereits 2010 konnte ein breiter Vitamin D Mangel festgestellt werden:  50% der Erwachsenen hatten einen 25-Hydroxyvitamin-D(25[OH]D)-Schwellenwert unter 50 nmol/l und 70% unter 75 nmol/l. Bemerkenswert ist, dass in der europäischen SENECA-Studie 36% der älteren Männer und 47% der älteren Frauen 25 (OH) D-Serumkonzentrationen unter 30 nmol / l aufwiesen. Dies stimmt auch mit den Ergebnissen neuerer Studien überein.

Ein Vitamin-D-Mangel mit 25 (OH) D-Blutspiegeln unter 30 bis 50 nmol / l ist für die öffentliche Gesundheit ein großes Problem, da sich in großen Kohortenstudien zeigt, dass damit ein erhöhtes Risiko an ein altersbedingte Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Frakturen, Stürze, Demenz und Magen-Darm-Krebs einhergeht. 

Menschen ab dem 70. Lebensjahr gelten, aufgrund eines altersbedingten Rückgangs der hautbasierten Vitamin D Produktion, als besonders anfällig für einen Vitamin D Mangel.

Auch in der Ernährung treten weniger Nahrungsquellen mit Vitamin D auf.

Niedrige Serumspiegel von Vitamin D, Selen und Zink sind augenscheinlich auch bedeutende Risikofaktoren für eine COVID – 19 Infektion. Verschiedene Beobachtungsstudien konnten einen signifikanten Zusammenhang zwischen einem niedrigen 25 (OH) D Spiegel und der Anfälligkeit für eine COVID – 19 Infektion feststellen. 

Darüber hinaus waren auch die Serumspiegel von Mineralstoffen wie Zink und Selen wichtig. 

Eine Vitamin D Insuffizienz und eine – Defizienz sind ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit: Weltweit haben ca. 40% der Menschen eine Vitamin D Defizienz mit einem Serumspiegel von 25 (OH) D unter 20 ng/ml. Rund 60% haben eine Vitamin D Insuffizienz von 20 – 29 ng/ml, ein Vitamin D Serumspiegel von über 30 ng/ml gilt als suffizient, der bevorzugte Bereich liegt zwischen 40 – 60 ng/ml. Adipöse Menschen brauchen 2-3 mal mehr (Endocrine Society). 

Schätzungsweise leiden weltweit Milliarden von Menschen in allen Volks – und Altersgruppen an einem Vitamin D Mangel. Dies kann teilweise auf die Lebensstilweise aber auch auf verschiedene Umweltfaktoren zurückgeführt werden. 

Vorkommen in der Nahrung

Vitamin D ist ein fettlösliches Vitamin, das relativ stabil Hitze gegenüber ist. Es kann aber, durch Sauerstoff – und Lichteinwirkung geschädigt werden. Zubereitungsverluste durch das Kochen sind zu vernachlässigen, da  durch die Ernährung nur ein geringer Teil der täglichen Aufnahme gedeckt werden kann. 

In tierischen Lebensmitteln ist Vitamin D in Form von Cholecalciferol (Vitamin D3)  oder als Provitamin zu finden. 

Höhere Vitamin D Konzentrationen enthalten Lebertran und fettreiche Fische wie Lachs oder Hering. Geringere Mengen weisen Eigelb, Milch und Milchprodukte auf. Vegetarische Quellen sind Hefen, Pilze, Spinat und einige Kohlgemüse. Sie enthalten Spuren von Ergosterol (Vitamin D2). 

Physiologische Effekte

  • Knochenstoffwechsel: Vitamin D trägt zur Regulation des Calcium- und Phosphathaushaltes bei, sowie zur Härtung des Knochens
  • Herz- Kreislauf: es hat eine antithrombotische Wirkung durch die Aktivierung von Thrombomodulin und führt auch zu einer Senkung des Blutdruckes
  • Bauchspeicheldrüse: die Funktion der Beta Zellen (Insulinsekretion) wird aufrechterhalten, die Zellen der Bauchspeicheldrüse werden geschützt
  • Immunsystem: Die Fresszellen werden stimuliert, es kommt zu einer Hemmung von entzündungsfördernden Zytokinen und zu einer Förderung von entzündungshemmenden Zytokinen
  • Haut: Vitamin D beeinflusst die Reifung der Keratinozyten

Referenzwerte

Ein erhöhter Bedarf entsteht bei:

  • Säuglingen, Kleinkindern
  • Alter
  • Malabsorption (chronische entzündliche Darmerkrankungen, Kurzdarmsyndrom, Pankreasisuffizienz)
  • chronische Nierenerkrankungen
  • Asthma bronchiale
  • COPD
  • Diabetes mellitus
  • multiple Sklerose

Besondere Risikogruppen trotz eines Mangels sind:

  • Vegetarische/vegane Kost
  • Personen mit dunkler Hautfarbe
  • Bewohner von Alters- und Pflegeheimen
  • chronische Krankheiten

Vitamin D nimmt unter allen Vitaminen eine Sonderstellung ein, da es sowohl über die Ernährung, als auch durch die UVB Lichtexposition zugeführt wird. Die Zufuhr über die Ernährung alleine reicht nicht aus, um eine gewünschte Versorgung von mindestens 50 nmol/l zu erreichen. 

Sicherheit des Nährstoffes

UL, langfristige Aufnahmemenge, bei der keine negativen Einflüsse auf die Gesundheit zu erwarten sind: 100 ng/Tag = 4000 IE laut EFSA 2012

NOAEL, maximale Aufnahmedosis, die in Studien keine schädigende Wirkung verursachte: 250 ng/Tag

Vitamin D Synthese

Die fettlöslichen Vitamine D und A unterscheiden sich von anderen Vitaminen dadurch, dass sie hormonähnliche Eigenschaften aufweisen. Beide dieser Steroidhormone werden über verschiedene Zellen und Körpergeweben aus ihren Vorläuferzellen synthetisiert und entfalten ihre vielfaltige Wirkung auf die Zielzellen durch die Bindung an Kernrezeptoren wie den Vitamin D Rezeptor (VDR) oder die Retinsäure Rezeptoren (RXR, RAR). Beispielsweise wurden Vitamin D Rezeptoren in über 35 Geweben gefunden, dazu zählen die Endothelzellen, Immunzellen (Monozyten, T- Lymphozyten), Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, hämatopoetische Zellen, Herz – und Skelettmuskelzellen, Neuronen und Plazentazellen. 

Vitamin D wird nicht nur über die Nahrung aufgenommen , sondern auch über die Haut unter der Einwirkung von UVB Strahlung.  In weiteren Stoffwechselschritten entstehen in der Leber und in der Niere über Cholecalciferol (Vitamin D3) die biologisch aktiven Formen, vor allem Calcitrol.

Die Aufnahme über die Haut ist von verschiedene Faktoren abhängig:

  • Sonnenstand, bzw. Einfallswinkel der Sonne. In den Wintermonaten ist nördlich des 42. Breitengrades keine Vitamin D Bildung über die Haut möglich
  • auch im Sommer reicht die Strahlung nach 16 Uhr nicht mehr aus. Um Vitamin D zu bilden, sollte man in der Mittagspause in die Sonne gehen
  • auch Faktoren wie Kälte, ein fortgeschrittenes Alter, ein dunkler Hauttyp oder auch die Verwendung von Lichtschutzfaktoren, beeinträchtigen die Vitamin D Produktion. So ist die körpereigene Produktion bei der Verwendung von Sonnenschutzcremes mit einem Lichtschutzfaktor über 8 fast zur Gänze ausgeschaltet. 

Aufgrund dieser Erkenntnisse empfiehlt die Deutsche Gesellschaft für Ernährung eine Supplementierung von Vitamin D bei einer fehlenden Eigensynthese (Wintermonate, Bettlägerigkeit).

Erwartungsgemäß ist auch in Europa der Vitamin D Mangel vor allem in den Wintermonaten stark ausgeprägt sein, hauptsächlich bei älteren Menschen oder Migranten. Menschen mit einer dunkleren Hautfarbe absorbieren im Melanin ihrer Haut mehr UVB- Strahlung als Menschen mit heller Haut, und benötigen daher mehr Sonnenlichtexposition, um dieselbe Menge an Vitamin D herzustellen.  Bei älteren Menschen lässt sich auch eine deutlich altersbedingte Abnahme der Vitamin D Produktion in der Haut beobachten. 

Mehrere Studien bestätigen auch die Prävalenz einer Vitamin D Insuffizienz in der europäischen Bevölkerung und einem damit verbundenen Gesundheitsrisiko. 

Es ist unrealistisch zu glauben, dass der Vitamin D Spiegel im Sommer durch Aktivitäten im Freien angehoben werden kann, sodass er den ganzen Winter über erhalten bleibt. Die Halbwertszeit von 25 (OH) beträgt 2 – 3 Wochen, die Serumspiegel fallen innerhalb von 1-2 Monaten nach Oktober, weil das Sonnenlicht bei den Einwohnern nördlich des 34. Breitengrades Nord in der Haut kein Vitamin D produziert. Eine Supplementierung mit 2.000 bis 4.000 IE Vitamin D pro Tag, hebt die 25 (OH) D- Werte im Serum auf über 30 ng/ml an. 

Vitamin D und Atemwegsinfektionen

Gerade akute Atemwegsinfektionen sind eine Ursache für häufige Arztbesuche und auch für eine globale Morbidität und Mortalität.

Die Epithelzellen in den Atemwegen sind die erste Abwehrbarriere im Respirationstrakt und spielen eine wichtige Rolle bei der Koordinierung von Neutrophilen und Makrophagen zur Bekämpfung eingedrungener Erreger. 

Es wird vermutet, dass die saisonalen Schwankungen des Vitamin D Spiegels, eine höhere Prävalenz von Atemwegsinfektionen erklären können. Diese These unterstützen auch mehrere Interventionsstudien. 

Vitamin D und COVID – 19

Bei COVID – 19 Patienten liegt häufig eine Vitamin D Insuffizienz oder ein Vitamin D Mangel vor. Sie korreliert auch mit einem schweren Verlauf einer COVID – 19 Infektion.

Auch Entzündungen und oxidativer Stress spielt eine wichtige Rolle in der Virusreplikation und dem Fortschreiten der Erkrankung. Ein Vitamin D Mangel vermehrt den oxidativen Stress, beeinträchtigt die Funktion der Mitochondrien und verstärkt auch systemische Entzündungen. 

Als einer der wichtigsten Regler moduliert Vitamin D systemische Entzündungen, die mitochondriale Atmungskettenfunktion und den oxidativen Stress. 

Vitamin A und D spielen eine besondere Bedeutung für die Barrierefunktion von Schleimhäuten in den Atemwegen, im Darm oder im Urogenitaltrakt. 

Auch diverse Vertreter der Darmmikrobiota helfen beim Schutz vor Atemwegsinfektionen. Vitamin D moduliert die Darmmikrobiota, wodurch die Darmpermeabilität und auch der Entzündungszustand verringert werden können. 

Die Supplementierung von Vitamin D vermehrt die Biodiversität des Darmmikrobioms, was die Widerstandfähigkeit gegenüber Stressoren und Darmentzündungen verbessert. 

Empfehlungen für die Praxis

Prävention:

Um das Risiko viraler Atemwegsinfekte zu reduzieren, sollte bei älteren Menschen, Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen der Vitamin D Spiegel laut der Endocrine Society substituiert werden.

Eine Substitution von 2.000 – 4.000 IE pro Tag, hebt die 25 (OH) D- Werte im Serum auf über 30 ng/ml an.

Ausgehend von den vorliegenden Daten, können Blutwerte des 25 (OH) D- Spiegels von bis zu 60 ng/ml, das Infektionsrisiko um ganze 54% reduzieren kann. 

Literatur

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Gröber, U. (2020): Vitamin D: Vom Sonnenvitamin zum Sonnenhormon, Zs. f. Orthomol. Med. 18: 28-32

Gröber, U. Kisters, K. (2018). Vitamin D niemals ohne Vitamin K2 – Imperativ oder Konjunktiv, EHK 67: 226-230

Gröber, U. (2021): COVID – 19 und Long COVID Bessere Resilienz durch immunrelevante Mikronährstoffe, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1. Auflage, S: 22- 35

Neidler, S. (2021): Handbuch der wichtigsten Mikronährstoffe, S. 30 – 32

Schmiedl, V. (2019): Nährstofftherapie, Orthomolekulare Medizin in Prävention, Diagnostik und Therapie, S: 153 – 157, 4. Auflage, Thiemeverlag

CORDIS Forschungsprojekte der EU (2016): Lebensmittelbasierte Lösungen für  eine optimale Vitamin D Ernährung und Gesundheit über den gesamten Lebenszyklus, eingesehen am 17.12.2021 unter

Final Report Summary – ODIN (Food-based solutions for Optimal vitamin D Nutrition and health through the life cycle) | FP7 | CORDIS | European Commission (europa.eu)

Kiely, M. Cashman KD: Zusammenfassung der Ergebnisse des ODIN – Projekts zur Anreicherung von Lebensmitteln zur Prävention von Vitamin D Mangel. Int J Environ Res Public Health. 2018; 15 (11): 2342. Veröffentlicht 24. Oktober 2018

Shakoor h, Feehan J, AI Dhaheri AS, et al. Immunstärkende Rolle der Vitamine D, C, E, Zink, Selen und Omega 3 Fettsäuren: Könnten sie gegen COVID helfen? Maturitas.2021;143:1-9. 

Final Report Summary – DO- HEALTH Vitamin D3- Omega 3- Heimgymnastik – HeALTHy Alterungs- und Langlebigkeitsstudie, eingesehen am 17.12.2021 unter

VitaminD3-Omega3-Home Exercise- HeALTHy Ageing and Longevity Trial | DO-HEALTH Project | Fact Sheet | FP7 | CORDIS | European Commission (europa.eu)