Vitamin D: Nicht nur gut für Knochen

Vitamin D erhielt seinen Namen durch Elmer McCollum, einem amerikanischen Biochemiker. Dieser demonstrierte in den frühen 1920er Jahren, wie die Aufnahme von Lebertran und die Sonneneinstrahlung es ermöglichten, den Auswirkungen von Rachitis [1] entgegenzuwirken. Der Zusammenhang zwischen Sonneneinstrahlung und Rachitis wurde bereits 1919 vom deutschen Kinderarzt Kurt Huldschinsky hervorgehoben. Er behandelte Kinder mit Rachitis, indem er sie den Lichtstrahlen einer Quecksilberdampflampe [2] aussetzte.

Obwohl die Ursache nicht bekannt ist, war diese Krankheit seit der Antike bekannt. Die erste detaillierte Beschreibung stammt von Francis Glisson [2,3], dem englischen Physiologen und Anatom des 17. Jahrhunderts.

Die chemische Struktur von Vitamin D wurde 1928 von Adolf Windaus identifiziert, der für seine Studien zu Sterolen und ihren Beziehungen zu Vitaminen den Nobelpreis für Chemie erhielt (das fragliche Vitamin war tatsächlich Vitamin D) [3].

Vitamin D trägt zur normalen Aufnahme und Verwendung von Calcium und Phosphor [1] bei. Es kann im Gegensatz zu anderen Vitaminen vom Körper auf Hautebene nach direkter Sonneneinstrahlung produziert werden [1] – einer der großen Vitamin D Vorteile.

Unter Einwirkung von Sonneneinstrahlung wird das Vitamin schließlich von einer Vorstufe, auch Prävitamin genannt, in Leber und Niere in seine aktive Form umwandelt: Man spricht dann von Calcitriol [5]. Einmal aktiv, stimuliert Vitamin D die Aufnahme von Calcium im Knochen, fördert dessen Absorption im Dünndarm und die Reabsorption in der Niere [5]. Um das Calcium-Phosphor-Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, nimmt daher die Anzahl der Phosphaten [2] zu, während die renale Elimination von Calcium abnimmt.

Gastrointestinale, renale und hepatische Erkrankungen begrenzen die Absorption, Synthese und Ablagerung dieses Vitamins [3].

Vitamin D gleicht die Calcium-Phosphor-Blutkonzentrationen und die Knochenmineralisierung [1] aus. So wird das Auftreten von Knochenerkrankungen [1] wie Rachitis und Osteomalazie, bei denen die Demineralisierung die Knochendeformität und -zerbrechlichkeit bestimmt [6], verhindert. Bei Rachitis werden auch die Konjugationsknorpel beschädigt, was zu einer Veränderung des Wachstums und des Vorhandenseins von Fehlbildungen des Skeletts und des Schädels führt [6].

Vitamin-D-Mangel ist in der älteren Bevölkerung weit verbreitet, kann aber auch alle anderen Altersgruppen, einschließlich Kinder, betreffen [1]. In der frühen Kindheit ist das Risiko, unter einem Vitamin-D-Mangel zu leiden, höher, da sich das Kind noch im Wachstum befindet [1].

Unmittelbar nach der Geburt greift das Kind auf die in der Gebärmutter erworbenen Vorräte zurück, da die Muttermilch keinen hohen Vitamin-D-Gehalt aufweist. Auch scheint eine erhöhte Vitamin-D-Aufnahme über die Ernährung der Mutter keinerlei Auswirkungen auf den Vitamin-Gehalt in der Muttermilch zu haben. Deshalb hilft es, das Kind in Maßen gezielt der Sonnenstrahlung auszusetzen sowie gegebenenfalls dessen Nahrung zu ergänzen, um einen Vitamin-D-Mangel zu verhindern [1].

Heranwachsende zeichnen sich unter anderem durch ein schnelles Wachstum des Bewegungsapparates aus. Dennoch reichen die Aktivität im Freien und die über die Nahrung aufgenommene Menge an Vitamin D in der Regel aus, um diesen erhöhten Bedarf zu decken [1]. Bei älteren Menschen hingegen besteht ein größeres Vitamin-D-Mangel-Risiko, da sie seltener dem Sonnenlicht ausgesetzt sind und so die Produktion auf Hautebene [1] abnimmt.

Die Entdeckung der positiven Auswirkungen von Sonnenstrahlen auf den Organismus geht auf Niels Finsen zurück, Nobelpreisträger für Medizin im Jahr 1903, der seine Forschung auf die Auswirkungen des Sonnenlichts auf menschliche Krankheiten konzentrierte. Innerhalb eines Jahrhunderts haben viele Studien bestätigt, dass Sonneneinstrahlung für die Gesundheit wichtig ist. Beispielsweise trägt das nach Sonneneinstrahlung produzierte Vitamin D zur normalen Funktion des Immunsystems [1] bei.

Neben den bekannten Auswirkungen von Vitamin D auf die Knochengesundheit drängt die Forschung zunehmend auf die Untersuchung des Potenzials dieser Substanz in anderen Organen und Geweben, einschließlich des Gehirns [10]. Studien zeigen, dass eine unzureichende Aufnahme mit kognitiven Defekten zusammenhängt, die zu größeren Lern- und Erinnerungsschwierigkeiten führen können [10]. Tatsächlich scheint dieses Vitamin den Eliminierungsprozess von freien Radikalen und toxischen Proteinen, die für neurodegenerative Prozesse verantwortlich sind, zum Vorteil einer normalen neuronalen Aktivität zu begünstigen [10].

Menschen, die meist daran gebunden sind, zuhause zu bleiben, wie Säuglinge, kranke oder ältere Menschen, sind einem höheren Vitamin-D-Mangel-Risiko ausgesetzt. Genauso verhält es sich mit Personen, die den kompletten Körper bedeckende Kleidung tragen. Gerade hier ist die Vitamin-D-Zufuhr über die Nahrung von hoher Bedeutung, um einem Mangel vorzubeugen [4]. Lebertran gilt als Vitamin D-reiches Lebensmittel, der oft zur Ergänzung verwendet wird [1]. Außerdem liefern Fisch, insbesondere fetthaltige Fische wie Hering, Lachs und frischer Thunfisch eine hohe Menge an Vitamin D. Auch Schweineleber und Eier [1] gelten als Vitamin-D-Quelle.

Eine weiterer Vitamin D Vorteil ist es, dass Lebensmittel mit Vitamin D angereichert werden können: Einige Länder reichern nämlich häufig verwendete Lebensmittel mit Vitamin D an, um eine ausreichende Versorgung zu fördern: In Italien sind beispielsweise seit einigen Jahren Milchprodukte auf dem Markt, zu den variable Konzentrationen von Vitamin D und Calcium [1] hinzugefügt wurden.

Quellen:

[1] LARN - Levels of Recruitment and Energy-related References, Italian Society of Human Nutrition (SINU). IV Review - October 2014. Vitamin D, p. 333-352.

[2] Kumaravel Rajakumar, Susan L. Greenspan, Stephen B. Thomas and Michael F. Holick. Solar Ultraviolet Radiation and Vitamin D. A Historical Perspective. The American Journal of Public Health 2007 October; 97 (10): 1746–1754. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1994178/

[3] George Wolf. The Discovery of Vitamin D: The Contribution of Adolf Windaus. The Journal of Nutrition - The American Society for Nutritional Sciences June 1 2004 vol. 134 no. 6 1299-1302. http://jn.nutrition.org/content/134/6/1299.full

[4] Foods that do well. Foods that hurt. Guide to using foods in the healthiest way. EditionSelected byReader’sDigest 2000. Page 323-324; 392-393.

[5] Paolo Castano - Rosario F. Donato et al. Anatomy of Man. Edi-Hermes Edition 2004. Page 262, 305.

[6] Fabio Celotti. General pathology and pathophysiology. EdiSES 2013 edition. Pag 190-192, 688-690.

[7] H A Bischoff-Ferrari, B. Dawson-Hughes, H. B. Staehelin, J. E. Orav, A. E. Stuck, R. Theiler, J. B. Wong, A. He, D. P. Kiel, J. Henschkowski. Fall prevention with supplemental and active forms of vitamin D: a meta-analysis of randomized controlled trials. British Medical Journal 2009; 339: b3692. http://www.bmj.com/content/339/bmj.b3692

[8] Michael F. Holick. Biological Effects of Sunlight, Ultraviolet Radiation, Visible Light, Infrared Radiation and Vitamin D for Health. Anticancer Research 2016, 36: 1345-1356. http://ar.iiarjournals.org/content/36/3/1345.full.pdf+html

[9] Stefan Pilz, Winfried März, Britta Wellnitz, Ursula Seelhorst, Astrid Fahrleitner-Pammer, Hans P. Dimai, Bernhard O. Boehm, Harald Dobnig. Association of Vitamin D Deficiency with Heart Failure and Sudden Cardiac Death in a Large Cross-Sectional Study of Patients Referred for Coronary Angiography. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 1 October 2008. Volume 93, Issue 10, Pages 3927–3935. https://academic.oup.com/jcem/article/93/10/3927/2627359?searchresult=1

[10] Jeriel T. R. Keeney, Sarah Förster, Rukhsana Sultana, Lawrence D. Brewer, Caitlin S. Latimer, Jian Cai, Jon B. Klein, Nada M. Porter, and D. Allan Butterfield. Dietary Vitamin D Deficiency in Rats from Middle-to-Old Leaders to Elevated Tyrosine Nitration and Proteomics Changes in Levels of Key Proteins in Brain: Implications for Low Vitamin D-dependent Age-Related Cognitive Decline. Free Radical Biology and Medicine 2013 Dec; 65: 10.1016. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3859828/