Vitamin D

 

Vitamin D ist der Oberbegriff für die biologisch aktiven Calciferole Ergocalciferol (=Vitamin D2) in pflanzlichen Lebensmitteln und Cholecalciferol (=Vitamin D3) in tierischen Lebensmitteln.

Provitamine D sind das aus der Umwandlung von Cholesterin gebildete 7-Dehydrocholesterol und das in Pflanzen entstehende Ergosterol. Biologisch sind Calciferole keine Vitamine, sondern Hormon-Vorstufen (Prohormone). Sie werden erst in der Leber und dann in der Niere in die eigentlichen Wirkformen umgewandelt.

Bildung mit Hilfe des Sonnenlichtes

Sonnenlicht von April bis September

Vitamin D kann mit Hilfe des Sonnenlichtes zwischen Frühjahr und Spätsommer vom Körper selbst aus Cholesterin bzw. 7-Dehydrocholesterol hergestellt werden! Hierzu ist UV-Licht der Wellenlänge 290 - 315 nm (UV B-Licht) erforderlich. Bei adä-quater UV B-Bestrahlung ist eine Zufuhr von Vitamin D über Lebensmittel nicht notwendig. Gegen eine übermäßige Vitamin D-Bildung als Folge lang dauernden Sonnenbadens ist der Mensch durch die Bildung inaktiver Vitamin D-ähnlicher Stoffe geschützt. In der Haut werden mit Hilfe der Sonneneinstrahlung 80 bis 90 Prozent des Bedarfs an Vitamin D gebildet. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (dge) empfiehlt, „Gesicht, Hände und Arme in den Sommermonaten täglich unbedeckt und ohne Sonnenschutz der Sonne auszusetzen – je nach Hauttyp und Tageszeit für 5 bis 25 Minuten“. Nach dieser Zeit sollten die Hautpartien durch Beschattung, Kleidung oder Sonnenschutzmittel bedeckt werden. Werden diese Empfehlungen nicht eingehalten, erhöht sich die Hautkrebsgefahr beträchtlich.

Sonnenlicht von Oktober bis März

Zwischen Oktober und März reicht die Sonneneinstrahlung in Deutschland nicht aus, um genügend Vitamin D zu bilden. Wurde in den hellen Monaten genügend Vitamin D gebildet, reichen die Speicher eventuell aus, um die dunkle Jahreszeit zu überbrücken.

Bestrahlung in Solarien

Die Verbraucherorganisationen empfehlen eine Bestrahlung in Solarien zur Vitamin D-Bildung ausdrücklich nicht, da dort eine hohe UV A Strahlung zur Entstehung von Hautkrebs führen kann. Die UV A Strahlung trägt nicht zur Bildung von Vitamin D in der Haut bei.

Systematik von Vitamin D

Gruppe Vitamin D-Form Bezeichnung Herkunft
Provitamin Ergosterol Vorkommen in Pflanzen, Umwandlung zu Vitamin D2
  7-Dehydrocholesterol Vorstufe von Vitamin D3 in der Haut
Provitamin/
Prohormon
Vitamin D2 Ergocalciferol Vorstufe von Ergosterol in Pflanzen
Vitamin D3 Calciol =
Cholecalciferol
Eigensynthese in der Haut, Transport an das Vitamin D bindende Protein (DBP) zur Leber
Biologisch aktive Metabolite 25-OH-D Calcidiol =
25-Hydroxycholecalciferol
Entstehung durch Hydroxylierung von Vitamin D3 in der Leber, Transport an DBP
1,25-OH2-D Calcitriol =
1,25-Dihydroxycholecalciferol
Entstehung durch Hydoxylierung von 25-OH-D in der Niere, Transport an DBP (wichtigster aktiver Metabolit, "Hormon")

Umrechnung der verschiedenen Vitamin D-Formen

1 µg Vitamin D-Äquivalente = 1 µg Vitamin D2 = 1 µg Vitamin D3 = 40 I.E. Vitamin D2 und Vitamin D3 wurden früher als gleich wirksam angesehen. Aktuelle Studien deuten darauf hin, dass Vitamin D3 deutlich wirksamer sein könnte. Dafür spricht auch die Tatsache, dass Vitamin D3 die Form ist, die durch Eigensynthese im Körper gebildet wird.

Empfohlene Mengen pro Tag

Die Menge an Vitamin D, die zur Bedarfsdeckung über Lebensmittel zugeführt werden muss, ist von mehreren äußeren Faktoren abhhängig. Geographische, klimatische und kulturelle Gegebenheiten beeinflussen die Vitamin D-Bildung der Haut. Hierzu zählen der Breitengrad des Wohnortes, die Jahreszeit, die Tageszeit, die Witterung und die Kleidungsgewohnheiten. Je mehr Vitamin D über die Haut gebildet wird, umso weniger muss über Lebensmittel zugeführt werden. Weitere Einflussfaktoren sind die Hautpigmentierung und das Alter. Daher werden von der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (dge) nur Schätzwerte als Referenzwerte angegeben. Die folgende Tabelle zeigt diese Referenzwerte:

AltersgruppenVitamin D bei fehlender Eigensynthese
Säuglinge (0 - 12 Monate)10
Kinder (1 - 15 Jahre)20
Jugendliche und Erwachsene
(15 - 65 Jahre)
20
Erwachsene >65 Jahre20
Schwangere20
Stillende20


Kommentar der dge zu den Referenzwerten:
Säuglinge

Der Schätzwert wird durch Gabe einer Vitamin-D-Tablette zur Rachitisprophylaxe ab der 1. Lebenswoche bis zum Ende des 1. Lebensjahres bei gestillten und nicht gestillten Säuglingen erreicht. Die Gabe erfolgt unabhängig von der körpereigenen Vitamin-D-Synthese und der Vitamin-D-Zufuhr durch Frauenmilch bzw. Säuglingsmilchnahrungen. Die Prophylaxe sollte im 2. Lebensjahr in den Wintermonaten weiter durchgeführt werden (Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin).

Andere Gruppen
Die Vitamin-D-Zufuhr über die Ernährung mit den üblichen Lebensmitteln (1 bis 2 µg pro Tag bei Kindern, 2 bis 4 µg pro Tag bei Jugendlichen und Erwachsenen) reicht nicht aus, um die gewünschte Versorgung (25(OH)D-Serumkonzentration von mindestens 50 nmol/l) bei fehlender endogener Synthese sicherzustellen. Hierfür werden 20 µg/Tag benötigt. D. h., die Versorgung muss zusätzlich zur Zufuhr über die Ernährung über die Eigensynthese und/oder über die Einnahme eines Vitamin-D-Präparats sichergestellt werden. Bei häufiger Sonnenbestrahlung kann die gewünschte Vitamin-D-Versorgung ohne die Einnahme eines Vitamin-D-Präparats erreicht werden.

 

Wirkungen im Körper

Vitamin D-Hormone sind für die Regulation des Calcium- und des Phosphatstoffwechsels erforderlich. Sie fördern die Calcium- und Phosphat-Aufnahme im gesamten Dünndarm. Auch in der Niere wird die Calciumausscheidung gehemmt, wodurch mehr Calcium im Körper verbleibt.

Eine weitere Aufgabe der D-Hormone ist der Einbau von Calcium und Phosphat als Hydroxylapatit in die Knochen (Mineralisierung). Darüber hinaus sind Vitamin D-Hormone für zahlreiche biologische Prozesse notwendig, u.a. bei der Entwicklung von Haut- und Immunzellen.

Neuere Ergebnisse zeigen, dass die biologisch aktive Form des Vitamin D, das 1,25-Dihydroxyvitamin D, nicht nur in der Niere gebildet wird, sondern auch in einer ganzen Reihe unterschiedlicher anderer Gewebe wie Haut, Immunsystem oder Knochen. Hier reguliert 1,25-Dihydroxyvitamin D das Zellwachstum, wodurch vermutlich  einer Krebsentstehung vorgebeugt wird. Studien bestätigen den Zusammenhang zwischen Vitamin D-Mangel und Dickdarm-, Prostata- und Brustkrebs. Diese Krebsarten treten signifikant häufiger in höheren Breitengraden auf; also dort, wo aufgrund einer geringeren Sonneneinstrahlung weniger Vitamin D in der Haut gebildet wird. Zusätzlich zeigen Studien, dass bei einer ausreichenden Vitamin D-Versorgung das Risiko für unterschiedliche Krebsarten (u.a. Dickdarmkrebs) deutlich reduziert ist. Allerdings wurden in einer Studie mit mehr als 25.000 Probanden von der Harvard Medical School in Boston keine Hinweise auf eine vor Krebs schützende Wirkung gefunden. Auch eine Metaanalyse aus dem Jahre 2014, die mehr als 50.000 Menschen einschloss, bestätigte den protektiven Effekt gegen Krebs nicht.

Die Tatsache, dass die meisten Körpergewebe 1,25-Dihydroxyvitamin D nicht nur über eigene Rezeptoren erkennen, sondern auch über die enzymatische Kapazität verfügen es aus 25-Hydroxyvitamin-D zu bilden lässt den Schluss zu, dass Vitamin D ein zentrales Hormon mit schützender Wirkung auch bei anderen Krankheiten ist. So zeigen Studien eine Bedeutung des Vitamin D-Mangels in Zusammenhang mit Typ I Diabetes, Multipler Sklerose und Rheumatischer Arthritis. Diskutiert wird hier eine zentrale Bedeutung von 1,25-Dihydroxyvitamin D für das Immunsystem.
Die schützende Rolle von Vitamin D spielt darüber hinaus in zahlreichen Geweben eine wesentliche Rolle zur Vorbeugung gegen Alterungsvorgänge, auch in der Haut gegen UV-bedingte Schädigungen. Somit stellen Vitamin-D-Analoga (synthetische Abkömmlinge von Vitamin D) aussichtsreiche Substanzen für einen Einsatz in der "Anti-Aging-Therapie" dar. Es gibt Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Status und dem Auftreten von akuten Atemwegsinfekten, also auch gegenüber einer Infektion mit SARS-CoV-2. Besonders stark ausgeprägt ist dieser Effekt bei Personen mit einem echten Vitamin-D-Mangel (Serumkonzentration < 25 nmol/L). Die Empfehlung der dge (Deutsche Gesellschaft für Ernährung) lautet in diesem Fall Vitamin-D-Präparate in Dosierungen zwischen 7,5 und 100 µg/Tag oder 35-500 µg/Woche einzunehmen. Für hohe Einmalgaben an Vitamin D (> 750 µg/Tag) und in der Therapie akuter Atemwegsinfekte wurde keine Wirkung nachgewiesen. Wie auch bei den Referenzwerten, wird auch bei dieser Indikation keine generelle Empfehlung für die Einnahme von Vitamin-D-Präparaten zur Vorbeugung akuter Atemwegsinfekten gegeben. Sie bezieht sich nur auf den Fall, dass die Vitamin-D-Versorgung durch die Eigensynthese der Haut und/oder über die Ernährung nicht ausreicht.

Mangelerscheinungen

Ein Mangel an Vitamin D verursacht Störungen des Calcium- und Phosphatstoffwechsels. Im Säuglings- und Kleinkindalter kann Vitamin D-Mangel (D-Hypovitaminose) zur Rachitis mit Deformierungen des Skeletts und Auftreibungen im Bereich der Wachstumsfugen (rachitischer Rosenkranz, O-Beine, weiche Schädelknochen, Quadratschädel) führen. Weitere Krankheitssymptome sind herabgesetzte Muskelkraft, verminderter Muskeltonus und erhöhte Infektanfälligkeit.

Im Erwachsenenalter führt ein ausgeprägter Vitamin D-Mangel zur Osteomalazie. Diese ist durch eine Demineralisierung und Umbauvorgänge des voll entwickelten Knochens gekennzeichnet. Typisch sind bandförmige Umbauzonen (Looser), in deren Bereich Spontanfrakturen auftreten können. Die tragenden Knochen verbiegen sich langsam, was zu Schmerzen im gesamten Haltungsapparat führt.

Eine schlechte Vitamin D-Versorgung trägt zur Entstehung der Osteoporose im Alter bei. Anders als bei der Osteomalazie kommt es hierbei zu einer Verminderung des anorganischen und organischen Knochengewebes mit gleichzeitiger Vergröberung seiner Struktur.

Zu wenig Vitamin D kann im Alter die Herzleistung beeinträchtigen. In einer Studie der Universität Bonn und des Herzzentrums Bad Oeynhausen mit knapp 90 Teilnehmenden waren bei Proband/innen mit Herzschwäche (Herzinsuffizienz) die Vitamin D-Werte im Blut um bis zu 50 % niedriger als in der gesunden Kontrollgruppe. Je schwerer der Mangel war, desto ausgeprägter zeigten sich die Krankheitssymptome.

Vitamin D-Status: Blutwerte

Vitamin-D-Mangel kann durch die Messung von 25-Hydroxyvitamin D im Blut erfasst werden. Es ist darauf zu achten welche Einheit bei der Messung angegeben wird. Möglich sind die Einheiten nmol/l oder ng/ml. Für die Umrechnung von nmol/l in ng/ml teilt man den Wert durch 2,5. Die folgende Tabelle zeigt eine Übersicht mit Skalierung und Interpretation der Messwerte.

25 (OH D in nmol/l25(OH)D in ng/mlInterpretation
< 30< 12Starker Mangel, Risiko für Osteomalazie, Osteoporose und Rachitis
30 bis < 5012 bis <20nicht optimale Versorgung; mögliche Risiken für die Knochengesundheit
50 bis < 7520 bis <30Ausreichende Versorgung für die Knochengesundheit
75 bis < 12530 bis < 50Zusatznutzen für die Gesundheit
> 125>50mögliche Überversorgung für den Körper mit Gefahr von Herzrhythmusstörungen/Weichteilablagerungen (Nierensteine)

Die Normbereiche werden in der Literatur mit ca. 12-60 ng/mL angegeben. Werte unter 12 ng/ml müssen als schwerer Vitamin D-Mangel eingestuft werden. Neuere Studien zeigen allerdings, dass bereits bei Werten zwischen 12 und 20 ng/ml von einem Vitamin D-Mangel gesprochen werden muss, da in diesen Fällen sich häufig eine Überaktivität der Nebenschilddrüse bemerkbar macht. Für 25-Hydroxyvitamin D sollte im Hinblick auf die Knochengesundheit 20 ng/ml als Mindestwert angesehen werden.
Zur Vorbeugung von Krebs wird von verschiedenen Experten ein Mindestwert von 25-30 ng/ml empfohlen. Auch ein Zusatz von Vitamin D zu Lebensmitteln, wie z.B. Milch, erscheint sinnvoll. Dazu fehlen in Deutschland zur Zeit allerdings die rechtlichen Voraussetzungen. Erfolgt eine medikamentöse Vitamin-D-Substitution, sollte generell ein Zielbereich von 25-45 ng/mL angestrebt werden. Hierzu wird eine zweimalige Kontrollmessung pro Jahr empfohlen.

Erhöhter Bedarf / Störungen der Vitamin D-Aufnahme

Die Vitamin D-Versorgung wird durch Störungen der Fettverdauung und -aufnahme beeinträchtigt, wie sie z.B. bei Mangel an Gallensäuren, Zöliakie oder einer Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse vorkommen können.
Die Aktivierung der unwirksamen Vitamin-D-Formen in die wirksamen Vitamin-D-Hormone kann bei schweren Krankheiten der Leber und bei Niereninsuffizienz gestört sein.

Antiepileptika und Schlafmittel (z.B. Barbiturate) erhöhen den Bedarf an Vitamin D durch Beschleunigung des Stoffwechsels. Der Bedarf kann dann auf einen Wert von bis zu 25 µg pro Tag ansteigen. Im Alter ist die Fähigkeit zur Vitamin-D-Bildung in der Haut deutlich herabgesetzt. Bei einem 80-Jährigen sinkt die Eigensynthese, verglichen mit der eines 20-Jährigen, bei gleicher UV-B-Einstrahlung auf ein Viertel.

Fettleibige Menschen leiden häufig ebenfalls unter Vitamin-D-Mangel und in Konsequenz an sekundärem Hyperparathyreoidismus (Überaktivität der Nebenschilddrüse) und Osteomalazie (Mineralisationsdefekt im Knochen). Der Grund hierfür liegt im hohen Gehalt an Körperfett, das Vitamin D, ein fettlösliches Hormon, sehr effizient bindet und dadurch aus dem Blut entfernt.

Nahrungsergänzung und Therapie mit Vitamin D

Von großer Bedeutung ist eine regelmäßige Vitamin-D-Zufuhr im Säuglingsalter. Der Vitamin-D-Gehalt von Frauenmilch reicht für eine Deckung des Bedarfs nicht aus, sodass eine Vitamin-D-Prophylaxe erfolgen sollte (Empfehlungen siehe oben).
Auch im Alter sind Vitamin D-Präparate zusammen mit Calcium sinnvoll zur Vorbeugung der Osteoporose.

Folgende auf die Gesundheit bezogene Aussagen (Health Claims) sind für Vitamin D in Nahrungsergänzungen erlaubt:

Der Gesetzgeber erlaubt im Bereich der freiverkäuflichen Arzneimittel (Reformhaus, Drogerie u.a.) die Abgabe von maximal 400 I.E./Tag (=10 µg). Für den Verbraucher evtl. irreführend gilt diese Obergrenze nicht für Nahrungsergänzungsmittel  mit Vitamin D. Darin sind zum Teil deutlich höhere Mengen Vitamin D enthalten.
Lebensmittel mit Vitamin D anzureichern, ist in Deutschland verboten, um eine Überdosierung zu verhindern. Ausnahmen gelten für Speiseöle, Margarine und Streichfette sowie Frühstückscerealien. Die Anreicherung mit Vitamin D muss gekennzeichnet sein. Von großer Bedeutung ist eine regelmäßige Vitamin D-Zufuhr im Säuglingsalter. Der Vitamin D-Gehalt von Frauenmilch reicht für eine Deckung des Bedarfs nicht aus, sodass eine Vitamin D-Prophylaxe erfolgen sollte (Empfehlungen siehe oben).

Auch im Alter sind Vitamin-D-Präparate zusammen mit Calcium sinnvoll zur Vorbeugung der Osteoporose.

Vitamin D in Kombination mit Vitamin K

Die häufige Empfehlung, Vitamin D zusammen mit Vitamin K einzunehmen, um der Gefahr von Weichgewebe- und Gefäßkalzifizierungen vorzubeugen, sind theoretisch plausibel. Diese Empfehlung ist wissenschaftlich allerdings nicht ausreichend belegt.

Überdosierung

Vitamin-D-Vergiftungen sind beim Gesunden lediglich durch eine überhöhte orale Zufuhr möglich, nicht jedoch durch eine übermäßige Sonneneinstrahlung.

Die Folgen einer Vergiftung sind eine vermehrte Calciumaufnahme im Darm und aus den Knochen. Dadurch wird eine starke Erhöhung des Calciumspiegels im Blut ausgelöst, die als Hypercalcämie-Syndrom zu schweren Organstörungen führen kann: häufiges Wasserlassen und Durst, Übelkeit und Erbrechen, Nierensteine und Nierenschädigungen.

Im Säuglingsalter dürfen Tagesmengen von mehr als 25 µg nicht ohne gezielte Indikation und regelmäßige Kontrolle der Calciumkonzentrationen im Blut und der Calciumausscheidung im Urin gegeben werden. Der früher übliche Vitamin D-Stoß ist als Rachitisprophylaxe mittlerweile überholt. Eine tägliche Vitamin D-Zufuhr bis zu 50 µg kann für Erwachsene als unbedenklich angesehen werden. Bei einer dauernden Aufnahme von 95 µg/Tag sind Fälle von Hypercalcämie beobachtet worden.

Vitamin D-reiche Lebensmittel

Angaben in µg Vitamin D-Äquivalenten/ 100 g Lebensmittel; 1 µg = 40 I.E. Nur wenige Lebensmittel, insbesondere Lebertran, Leber, Fettfische, Margarine (mit Vit. D angereichert) und Eigelb enthalten Vitamin D in nennenswerter Menge.

Tierische Lebensmittel
Fischprodukte Leber
Hering 27,0 Hammelleber 2,0
Aal 20,0 Rinderleber 1,7
Lachs 16,0 Hühnerleber 1,3
Sardine 11,0
Heilbutt 5,0 Tierische Fette und Öle
Makrele 1,0 Butter 1,0
Rotbarsch 2,3 Lebertran 213,0
Milch / Milchprodukte Eier
Schlagsahne (30% Fett) 1,1 Eigelb 5,6
Gouda (45% F.i.Tr.) 1,3 Ei (100g) 2,9
Emmentaler (45% F.i.Tr.) 1,1
Pflanzliche Lebensmittel
Pilze
Morcheln 3,1
Steinpilze 3,1
Champignons 2,1
Pfifferlinge 1,9


Literatur

⇒ Calcium, Immunsystem, Krebs, Osteoporose, Phosphor, Rachitis, Rheuma, Vitamine, Vitamin K