Vitamin D – Das gesunde Sonnenvitamin

Vitamin D3 mit der übergeordneten chemischen Bezeichnung Calciferole ist ein Sonnenvitamin mit wichtigen gesundheitlichen Funktionen. Es kann vom Körper durch Sonneneinstrahlung auf die Hautoberfläche selbst hergestellt werden, kommt aber auch in Nahrungsmitteln wie Fisch, Eier oder Pilzen vor. In der westlichen Welt haben die Menschen durch den modernen Lebensstil einen Mangel an Vitamin D.
Insgesamt betrifft der Mangel etwa 50% der weltweiten Bevölkerung. Schätzungsweise eine Milliarde Menschen aus allen Altersgruppen leiden an einem Vitamin D- Mangel. Diese Pandemie der Hypovitaminose D kann hauptsächlich auf den Lebensstil zurückgeführt werden. Durch reduzierte Aktivitäten im Freien, durch Kleidung verdeckte Hautoberflächen und Umweltfaktoren wie Luftverschmutzung wird die Körpereigene Vitamin D Produktion deutlich herabgesenkt.

Entdeckung und Entstehung

Die Entdeckung von Vitamin D ist eng mit der Suche nach einen Heilmittel gegen Rachitis verbunden. Im 16. Jahrhundert ist zum ersten Mal die englische Krankheit Namens Rachitis beschrieben worden. Meilensteine gegen diese Krankheit waren im 18. Jahrhundert erste Forschungen mit Licht und die Anwendung von Lebertran. Im Jahre 1919 konnte belegt werden, dass Rachitis durch Bestrahlung mit künstlich erzeugtem UV-Licht geheilt werden kann. Kurze Zeit später konnte die Heilung ebenfalls durch die Bestrahlung mit normalem Sonnenlicht nachgewiesen. Nachdem zum ersten Mal Vitamin D aus Fischöl isolierte werden konnte, hatte es Adolf Windaus Anfang des 20. Jahrhunderts geschafft, die chemische Struktur von Vitamin D nachzuweisen. Er erhielt dafür 1928 den Nobelpreis für Chemie.

Herstellung

Vitamin D wird entweder aus Pflanzen wie Pilze oder Flechten gewonnen oder aus tierischen Produkten wie der Schafschurwolle, welches Lanolin enthält. Das Lanolin bilden die Schafe in den Talgdrüsen. Es wird an das Fell abgegeben, damit sorgt das Fett für ein dichtes, volles und warmes Fell und schützt die Schafe vor schlechter Witterung.
Die Gewinnung des D-Vitamins aus Schafschurwolle erfolgt über das gereinigte Lanolin, welches viel Cholesterin enthält. Das Cholesterin wird mit UVB-Strahlung behandelt, woraus folglich Cholecalciferol synthetisiert⁶ wird. Im menschlichen Körper erfolgt der Herstellungsprozess ähnlich. Auf der Haut wird über das Cholesterin das Cholecalciferol gebildet, welches später über die Leber und den Nieren weiter in den finalen Stoff Calcitriol synthetisiert wird.

Veganer dürfen sich über das Syntheseverfahren aus Pilzen und Flechten freuen, welcher allerdings teurer ist als aus Schafschurwolle.
Es wird wieder UVB Strahlung eingesetzt. Da diese Pflanzen kein Cholesterin enthalten, ist die Ausbeute aus den pflanzlichen Quellen viel geringer und es ist eine längere Bestrahlung notwendig.
Es entsteht im ersten Schritt aufgrund des fehlenden Cholesterins nur Ergocalciferol, das Vitamin D2. Das Ergocalciferol wird anschließend mit Hilfe von Enzymen in Vitamin D3 umgewandelt.

Erklärung der chemischen Begriffe von Vitamin D

• Vitamin D: Calciferol ist der Überbegriff für Vitamin D
• Vitamin D3: Cholecalciferol ist die chemische Bezeichnung für synthetisches Vitamin D3 aus tierischen Produkten
• 25-Hydroxy-Cholecalciferol, auch 25(OH)D oder Calcidiol bezeichnet, ist eine Zwischenstufe, nachdem die Leber mit der Umwandlung von Cholecalciferol begonnen hat.
• 1,25 Dihydroxy-Cholecalciferol (1,25OH₂D) wird auch Calcitriol genannt. Es ist der finale Wirkstoff. Es wird von den Nieren aus der Zwischenstufe 25-Hydroxy-Cholecalciferol hergestellt und zählt eigentlich zu den Hormonen.
• Vitamin D2: Ergocalciferol ist ein synthetisches hergestelltes Vitamin D2, welches eine sehr geringe Bioverfügbarkeit aufweist. Ergosterol ist synthetisches Vitamin D2 welches aus Pflanzen wie zum Beispiel Pilzen gewonnen wird.

Unterschied der Vitaminen D- Arten und Vitamin D3

• Der Körper stellt durch Sonnen- und Lichteinstrahlung (UV-Licht) auf die Haut selber Vitamin D her. Dies ist das normale und natürliche Vitamin D.
• Im Ausland ist künstlich hergestelltes Vitamin D1, D2, D4 und D5 erhältlich. Vor allem Vitamin D2 wird in den USA häufig als Zusatz in Lebensmitteln verwendet.
• In Deutschland ist als Nahrungsergänzungsmittel nur das Vitamin D3 mit der chemischen Bezeichnung Calciferole erhältlich. Fragt man in der Apotheke nach Vitamin D, erhält man automatisch Vitamin D3.

 
Bioverfügbarkeit

Gemäß Studienlage lässt sich folgende Aussage zur Bioverfügbarkeit zu Vitamin D sagen.
Die Bioverfügbarkeit bei Nahrungsergänzungen verbessert sich durch die Kombination mit fetthaltigen Mahlzeiten.
Ein niedriger Cholesterinspiegel verringert die Aufnahmefähigkeit des Körpers. In einer Studie konnte nachgewiesen werden, dass der Speicher nach einer Verabreichung von Vitamin D2 und Vitamin D3 über einen Zeitraum von 12 Wochen, bei der D2 behandelte Gruppe um 50 μg/kg (2.000 I.E.) und bei der D3 behandelten Gruppe um 104 μg/kg (4.160 I.E.) anstieg.
Das belegt, dass die Bioverfügbarkeit von Vitamin D3 fast doppelt so hoch ist wie von Vitamin D2. Die Studie sagt allerdings auch, dass selbst das Vitamin D3 nur bis zu 17% vom Körper aufgenommen werden konnte.
Andere Studien zeigen, dass reines Vitamin D, dass über ein Sonnenbad auf der Haut über die Leber als Zwischenstufe 25-Hydroxy-Cholecalciferol gebildet wird, eine deutliche höhere Bioverfügbarkeit aufweist, als Vitamin D2 oder D3 aus synthetischen Herstellungsprozessen.
Die Bioverfügbarkeit aus der Nahrung beträgt etwa 50%. Durch die natürliche Nahrungsaufnahme schaffen wir in unseren Breitengraden bei den heutigen Ernährungsgewohnheiten ca. 10-20% des täglich benötigen Vitamin D zu uns zu nehmen. Die restlichen 80-90% decken wir in den Sommermonaten durch Sonnenlicht erzeugtes Vitamin D ab.

Es sind folgende synthetisch hergestellte Vitamin D Arten bekannt

• Vitamin D2 – Synthetisches Ergocalciferol aus Pflanzen
• Vitamin D3 – Synthetisches Cholecalciferol aus tierischen Produkte

Körpereigene Herstellung von Vitamin D

Vitamin D ist das einzige Vitamin welches der Körper selbst herstellen kann, indem er durch die Einwirkung von UV-Licht in den Kreatinozyten der Haut
7-Dehydrocholesterol, dem Provitamin D3 bilden kann. Das eigen gebildete Vitamin D3 wird primär in der Leber gespeichert und im Bedarfsfall in den Nieren zu der eigentlichen Wirkform Calcitriol umgewandelt. Die Funktion der Leber und Nieren sind für diesen Vorgang daher von Bedeutung.


Abb1. Vitamin D körpereigene Produktion und Aufnahme über Ernährung

Folgende Einflüsse haben Auswirkung auf die photochemische Synthese in der Haut:

• Alter durch abnehmende Kapazität
• Sonnencremes mit vollständiger Hemmung ab Lichtschutzfaktor 8!
• Saison – durch Sonnenintensivität ist die Synthese in den Sommermonaten höher als in Wintermonaten
• Breitengrad – ab dem 40. Breitengrad ist Synthese geringer
• Tageszeit. Optimale Synthese zwischen 10 und 14 Uhr
• Witterung
• Kleidung
• Hautpigmentierung
• getönte Scheiben

Expertenlage zu Nebenwirkung, Dosierung und Tagesbedarf

Bis zu einer Dosierung von 1.000 I.E.¹ pro Tag sind keine Nebenwirkungen zu erwarten. Die regelmäßige Einnahme von über 1.000 Mikrogramm (>40.000 I.E.) Vitamin D pro Tag kann bei Erwachsenen toxische Reaktionen hervorrufen und zu Verkalkung der Nieren führen, weil die Calciumaufnahme extrem gefördert wird und die Ausscheidung über die Nieren stark belastet.

In England gab es um 1940- 1950 herum, viele Fälle einer Hypercalcämie², weil die Säuglingsmilch übermäßig mit Vitamin D2 angereichert wurde.
Bei Säuglingen und Kleinkindern kann schon eine Menge von 100 Mikrogramm (4.000 I.E.) pro Tag zur toxischen Überdosierung und zur Hypercalcämie führen. Durch natürliche Sonneneinstrahlung oder durch die Nahrungsaufnahme kann keine Überdosierung stattfinden. Eine Überdosierung ist lediglich durch die Verabreichung von Vitamin D aus Nahrungsergänzungsmitteln möglich. Als klinische Symptome treten bei einer Überdosierung in der Regel Kopfschmerzen, Übelkeit, Durchfall und Gelenkschmerzen auf.
Durch Sonnenlicht werden etwa 80-90% des Tagesbedarfes gedeckt, die restlichen Mengen nehmen wir in der Regel durch die Nahrung auf.

Die offiziellen Empfehlungen des DGE für den täglichen Vitamin D3 Bedarf sind wie folgt:

• Säuglinge: 10µg (400 I.E.)
• Kinder ab dem 1. Lebensjahr, Jugendliche, Erwachsene: 20µg (800 I.E.)
• Erwachsene ab dem 65. Lebensjahr: 20 µg (800 I.E.)
• Schwangere und Stillende: 20µg (800 I.E.)

Vitamin-D-Status: 25-OH-Vitamin-D₃ (Calcidiol) im Serum:

• defizitär: < 70 nmol/l; / gute Versorgung: 80–160 nmol/l;
• Osteoporose-Therapie: 100–200 nmol/l.

Obwohl unser Körper nach etwa 30-60 Minuten direkter Sonneneinstrahlung beim Sonnenbaden je nach Hauttyp ganze 10.000- 20.000 Internationale Einheiten (250-500µg) produziert, werden offiziell nur 400-800 I.E. (10-20µg) empfohlen.

Der Körper beginnt bei Sonneneinwirkung mit der Vitamin D Produktion bereits nach 5-10 Minuten, je nach Hauttyp und Sonnenintensität, die von der Jahreszeit abhängig ist. Bei fehlender körpereigener Synthese, wenn etwa das Sonnenbaden zu kurz kommt, wird offiziell von der DGE eine Vitamin D Supplementation über Nahrung oder Nahrungsergänzungsmittel von 20µg / 800 I.E. für Jugendliche und Erwachsene empfohlen. Der Körper senkt erst beim Erreichen von Werten der Marke 10.000- 20.000 I.E. durch einen automatischen Regulierungsmechanismus die Produktion. Daher kann bei der körpereigenen Produktion keine Überdosierung erfolgen.

Es ist nicht ganz nachvollziehbar, warum die offiziellen Empfehlungen so niedrig ausfallen. Vermutlich liegen die negativen Erfahrungen mit Überdosierungen daran, das Menschen zu hohe Vitamin D Dosierungen gleichzeitig mit zu hohen Calcium Dosierungen kombinieren. Dies kann bei eingeschränkter Leber- oder Nierenfunktion zu einer Hypercalcämie führen.
Die Studienlage zeigt ganz klar, das der Körper sehr wohl hohe Mengen von bis zu 20.000 I.E. selber produziert um den Tagesbedarf zu decken.

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Speicherung von Vitamin D

Gesundheitliche Wirkung und Anwendungsgebiete von Vitamin D Therapien

Immunsystem

Vitamin D stärkt das Immunsystem durch Aktivierung der weißen Blutkörperchen. Die Killerzellen sind bei niedrigen Vitamin D Gehalt im Körper deutlich inaktiver. Es schützt vor Entzündungen und verringert das Risiko von Autoimmunkrankheiten, Morbus Crohn, oder Rheuma.

Gehirn

Vitamin D wirkt positiv auf das Gehirn und sorgt für gute Laune. Es beugt Schizophrenie vor und verringert das Risiko für Multiple Sklerose, Demenz und Alzheimer

Osteoporose

Osteoporose kann erfolgreich durch Vitamin D Therapien behandelt werden. Durch eine permanente Zufuhr an Vitamin D und Calcium kann bei Senioren die Wahrscheinlichkeit einer Oberschenkelfraktur signifikant gesenkt werden. Zur Prophylaxe sind täglich 400-1.000 I.E. (10-25µg) Vitamin D in Kombination mit 1.000-1.500mg Calcium zu empfehlen. Im therapeutischen Einsatz werden 1.000-3.000 I.E. (25-75µg) unter ärztlicher Beobachtung des Calciumspiegels eingesetzt.
Allerdings ist Vorsicht geboten. Eine dauerhafte Überdosierung kann zu Hypercalcämie und Nierenprobleme führen. Um dies vorzubeugen sollten hohe Dosen an Vitamin D nur in Kombination mit Vitamin K eingenommen werden. Vitamin K hat eine wichtige Funktion bei der Knochenmineralisierung und beim Calciumeinbau in die Knochen. Idealerweise sollte für therapeutische Zwecke Vitamin D, Vitamin K und Calcium kombiniert supplementiert werden.

Schuppenflechten

Reduzierung von Schuppenflechten (Psoriasis) durch Regulierung  des Wachstums von Hautzellen. Vitamin D wirkt regulierend in die gestörte Zelldifferenzierung ein und verlangsamt die Intensität der Krankheit.

Krebsrisiko

Vitamin D Therapien können das Darmkebs- und Brustkrebsrisiko reduzieren. Epidemiologische Studien weisen darauf hin, dass eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D und Calcium einen Schutz gegen Kolonkarzinomen, dem Dickdarmkrebs und Mammakarzinomen dem Brustkrebs bietet. Es unterdrückt Krebszellenwachstum und fördert das Selbstzerstörungsproramm in Krebszellen.

Rachitis

Knochenprobleme wieRachitis bei Kindern kann mit Vitamin D erfolgreich therapiert werden. Hierfür sind UV-Lichttherapien oder externe Zufuhr geeignet. Die Deutsche Gesellschaft für Kinderheilkunde empfiehlt eine vorbeugende Vitamin D Zufuhr von 400-500 I.E. (10-12,5 µg) pro Tag  zur Rachitisprophylaxe ab der ersten Lebenswoche bis mindestens zum ersten Lebensjahr des Babies. Babies und Kinder mit dunkler Hautfarbe haben ein erhöhtes Rachitisrisiko und benötigen daher eine höhere Dosierung. Eine ausreichende Calciumversorgung ist zur Vorbeugung ebenfalls sehr wichtig.

Diabetes mellitus

Ein Vitamin D Mangel kann zu einer eingeschränkten Glucosetoleranz führen. In einer Untersuchung mit 142 Niederländern wurde mittels eines Oralen Glucosetoleranztestes festgestellt, dass bei Vitamin D Mangel die Glucosetoleranz beeinträchtigt wird. Auch die Insulinreaktion und die Insulinintensivität werden beeinträchtigt. Daher kann ein Vitamin D Mangel die Entwicklung von Altersdiabetes negativ beeinflussen. Schlussfolgenrd kann man festhalten, dass durch eine ausreichende Vitamin D Versorgung, das Risiko an Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2 zu erkranken, verringert werden kann. Die Menschen der untersuchten Gruppen waren alle über 70 Jahre alt.

 
Ursachen für einen Vitamin D Mangel

• Wenig Sonnenlicht
• Calciummangel erhöht de Vitamin D Stoffwechsel (Verbrauch)
• Geringe körperliche Aktivität
• Reine vegetarische Ernährung bei gleichzeitig geringer Sonnenlichtexposition
• Eingeschränkte Nierenfunktion und Nährstoffversorgung mit zunehmenden Alter sowie Niereninsuffizienz
• Arzneimittel wie synthetische Glucocorticoide (Cortisol), Antiepileptika wie Phenobarbital und Primidon,
• Leber und Gallenblasenerkrankung, Magenresektion, Kurzdarmsyndrom
• Erhöhter Vitamin D Bedarf: Säuglinge, Kleinkinder, allgemeine Wachstumsphasen, schwangere und stillende Frauen, Menopause

Mangelsymptome bei Kindern und Jugendlichen

Mangelsymptome bei Erwachsenen

Wechselwirkung

Die gleichzeitige Einnahme von Vitamin D mit Thiaziden⁵ kann zu einer Hypercalcämie² führen, weil Thiazide die Calciumausscheidung des Körpers reduzieren.


Lagerung

Die Lagerung von Vitamin D3 Tropfen ist unkritisch. Idealerweise kühl und dunkel lagern. Tabletten zusätzlich trocken lagern.

Gute Vitamin D Quellen in Nahrungsmitteln	Mikrogramm (µg) je 100g
Hering	26,7 (1.068 I.E.)
Lachs	16,0 (640 I.E.)
Sardinen	11,0 (440 I.E.)
Austern	8,0 (320 I.E.)
Eigelb	5,6 (224 I.E.)
Thunfisch	5,0 (200 I.E.)
Steinpilze, Pfifferlinge, Champignon	1,9 – 3,1 (76-124 I.E.)
Hühnereier	2,9 (116 I.E.)
Butter	bis 2,5 (100 I.E.)
Hartkäse	1,1 (44 I.E.)
Hühnerleber, Lammleber, Rinderleber	1,0 – 2,0 (40-80 I.E.)

Fazit

1. Idealerweise täglich mindestens 15 Minuten Sonnenlicht auf möglichst viel Hautoberfläche tanken
2. Im Winter regelmäßig Nahrungsmittel mit Vitamin D Gehalt verzehren, um einen Mangel an Sonnenlicht auszugleichen. Der Ausgleich kann auch mit Nahrungsergänzungsmitteln bis 1.000 I.E. pro Tag erfolgen
3. Vitamin D möglichst über die Sonne tanken oder über die Nahrung zu sich nehmen. Die Bioverfügbarkeit ist deutlich höher als über Nahrungsergänzungsmittel
4. Beim Verzehr von Nahrungsergänzungsmitteln erhöht eine gleichzeitige fetthaltige Mahlzeit die Bioverfügbarkeit deutlich
5. Vitamin D spielt eine wichtige Rolle beim Knochenaufbau und zur Vorbeugung gegen Osteoporose
6. Kann therapeutisch gegen Krankheiten wie Rachitis, Schuppenflechte, Brustkrebs, Dickdarmkrebs und Diabetes mellitus eingesetzt werden
7. Wechselwirkung mit Thiaziden beachten!

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^{10 µg (Mikrogramm) Vitamin D entsprechen 400 I.E.}

Begriffserklärung

¹ I.E. = Internationale Einheiten
² Hypercalcämie: Zu hoher Calciumspiegel im Blut
³ Sarkoidose: Eine entzündliche Erkrankung, kleine Knötchen im Bindegewebe
4 Immobilisation: vorübergehende Ruhigstellung von Körperteilen oder des gesamten Körpers zu Behandlungszwecken
5 Thiazide: Thiaziddiuretika sind harntreibende Medikamente
6 Synthese bedeutet herstellen. Es bezeichnet den Umsatz oder die Vereinigung von zwei oder mehr Elementen zu einer neuen Einheit. Der Begriff wurde von Hermann Kolbe 1845 in die Naturwissenschaft eingeführt.