Inhaltsverzeichnis

• Vitamin D – Bildung im Körper und Vitamin D-Status in Deutschland
• Vitamin D für starke Knochen
• Vitamin D – Funktionen außerhalb der Knochen
• Der Körper braucht wichtige Cofaktoren für die Bildung und Wirkung von aktivem Calcitriol

Vitamin D – Bildung im Körper und Vitamin D-Status in Deutschland

Vitamin D wird unter Einwirkung von Sonnenstrahlung (oder genauer UVB-Strahlung) in der Haut aus einer Cholesterin-Vorstufe (7-Dehydrocholesterin) gebildet. Dabei entsteht erst eine Vorstufe und anschließend Vitamin D3 (Cholecalciferol). Die häufigste Form im Körper ist die Speicherform Calcidiol, die aus Vitamin D3 in der Leber entsteht und auch in der Diagnostik als „Vitamin D-Wert“ bestimmt wird.

Die aktive Vitamin D-Form (Calcitriol) entsteht aus der Speicherform in den Nieren und ist ein Hormon und kein Vitamin im eigentlichen Sinne. Calcitriol spielt bei vielen Prozessen im Körper eine essenziell wichtige Rolle.

Der Vitamin D-Status in Deutschland ist mangelhaft

Die körpereigene Vitamin-D Synthese ist ein effizienter Prozess. Bereits 15 Minuten eines Sonnenbades (ganzer Körper) reichen aus um mühelos 10.000-20.000 I.E. Vitamin D herzustellen¹.

Die durchschnittliche Versorgung in Deutschland liegt jedoch ganzjährlich unter 20 ng/ml². Unter 20 ng/ml spricht man in Deutschland von einer suboptimalen Versorgung, von Mangel ab 12 ng/ml³. Die meisten Empfehlungen liegen jedoch aufwärts der 30 ng/ml⁴.
Die Gründe dafür, liegen vorwiegend im heutigen Lebensstil. Es wird zu viel Zeit in geschlossenen Räumen verbracht, der Großteil des Körpers wird mit Kleidung bedeckt und zudem meist Sonnencreme benutzt. Im Alter nimmt die natürliche Vitamin D-Produktion noch zusätzlich ab.

Weitere Faktoren, die zu einem Vitamin D-Mangel beitragen können, sind ein Wohnort in nördlichen Ländern, eine starke Hautpigmentierung (das Hautpigment Melanin ist ein natürlicher Sonnenschutz), Magnesiummangel oder eine eingeschränkte Nierenfunktion.

Vitamin D für starke Knochen

Der Zusammenhang zwischen Vitamin D und der Knochengesundheit, ist den meisten bekannt. Vitamin D reguliert die Aufnahme von Calcium und Phosphor aus dem Darm sowie die Ausscheidung über die Nieren. Darüber hinaus aktiviert es Zellen, die für den Aufbau der Knochenmatrix wichtig sind (Osteoblasten) und hemmt die Bildung des Parathormons (PTH).

Hohe PTH-Spiegel sind ein Risikofaktor für die Knochengesundheit, da sie die Abgabe von Calcium aus den Knochen ins Blut forcieren^5,6. Durch die Hemmung der PTA-Bildung trägt Vitamin D damit zu einer gesunden Knochenstruktur bei.

Vitamin D – Funktionen außerhalb der Knochen

In der aktiven Vitamin D Form (Calcitriol) kann Vitamin D an den Vitamin D Rezeptor (VDR) binden und eine intrazelluläre Reaktion vermitteln. Den VDR findet man auf fast allen Körperzellen, was schon vermuten lässt, dass Vitamin D auch außerhalb der Knochen wichtig ist.

Eine besonders hohe Konzentration des Vitamin D-Rezeptors findet sich auf den Zellen der Knochen, auf Immunzellen und den Zellen der Bauchspeicheldrüse. Aber auch auf Nervenzellen im Gehirn und auf Muskelzellen ist er präsent⁷.

Vitamin D im Rahmen der Muskelfunktion

All unsere Muskelzellen tragen Rezeptoren für Vitamin D (VDR) auf ihrer Oberfläche. Besonders für die Funktion und Aktivität von sogenannten Satellitenzellen (Muskel-Stammzellen) scheint Vitamin D wichtig zu sein. Gerade nach Verletzungen oder sportlicher Betätigung steigt die Bildung des VDR an, weshalb vermutet wird, dass Vitamin D eine Rolle bei Regenerationsprozessen zukommt^8,9.

Aber auch die allgemeine Muskelfunktion und Gesundheit ist abhängig von Vitamin D. Gerade bei älteren Menschen wird ein Vitamin D-Mangel mit Muskelschwäche und Muskeldegeneration assoziiert (Sarkopenie/Muskel-Atrophie)^10,11. Allerdings ist Vitamin D auch bei gesunden jungen Sportlern ein beliebtes Nahrungsergänzungsmittel , dem positive Effekte auf Muskelfunktion und Regeneration zugeschrieben werden.

Vitamin D im Zusammenhang mit Psyche und Stimmung

Neben den weniger bekannten Effekten von Vitamin D auf die Muskelfunktion, kennt wahrscheinlich jeder den sogenannten „Winter-Blues“. Der „Winter Blues“ bezeichnet das Stimmungstief, in das viele Menschen nach den ersten dunklen Wintermonaten hineinfallen. Der Fachbegriff dafür ist „saisonal affektive Störung“ (SAD). Es wird schon lange diskutiert, ob der im Winter abfallende Vitamin D-Wert in Zusammenhang mit der Entstehung dieser „Winterdepression“ steht oder nur korreliert. Die Ergebnisse dazu sind jedoch bisher nicht eindeutig. In der Erfahrungsheilkunde wird Vitamin D jedoch schon lange und erfolgreich für die Behandlung depressiver Verstimmungen eingesetzt¹².

Darüber hinaus werden noch weitere Effekte von Vitamin D auf kognitive Funktionen und die Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer intensiv untersucht und diskutiert¹³.

Vitamin D stimuliert die Entwicklung und den Erhalt von Nervenzellen

Schon lange sind schützende Funktionen von Vitamin D auf Nervenzellen bekannt. Unter anderem stimuliert Vitamin D im Gehirn die Bildung von neuronalen Wachstumsfaktoren wie bspw. dem sog. GDNF (Glial cell-derived neurotrophic factor). Neuronale Wachstumsfaktoren sind maßgeblich an der Entwicklung und dem Erhalt von Nervenzellen beteiligt¹⁴.

Vitamin D reguliert Entzündungsreaktionen

Ein weiterer Mechanismus über den Vitamin D seine schützende Funktion auf Nervenzellen vermittelt, ist der regulierende Effekt auf Entzündungsreaktionen.

Darüber hinaus korreliert ein Vitamin D-Mangel in zahlreichen Studien negativ mit der Amyloid-Last und der Abnahme kognitiver Funktionen bei Alzheimer¹⁵, Vitamin-D Mangel gilt daher als ein Risikofaktor bei der Entstehung dieser Krankheit.

Vitamin D steuert das Immunsystem

In der kalten Jahreszeit ist Vitamin D nicht nur für die Stimmungslage interessant. Auch die Immunfunktion ist in vielerlei Hinsicht von Vitamin D abhängig.

Der Vitamin D-Rezeptor (VDR) findet sich auf der Oberfläche eines Großteils der Zellen des Immunsystems. Dadurch hat das Vitamin hat einen steuernden und regulierenden Einfluss auf mehrere Zellarten, die in die Abwehr von Infekten, Krebs und bei der Entstehung von Autoimmunerkrankungen involviert sind, Vitamin D gilt daher als „immunmodulatorisch“¹⁶. Es wurde außerdem gezeigt, dass (außer den spezialisierten Zellen in der Niere) auch viele Immunzellen in der Lage sind, die aktive Vitamin-D Form (Calcitriol) selbst zu bilden¹⁷.

T-Zellen werden Vitamin D-abhängig aktiviert

So ist bspw. gezeigt, dass sogenannte „naive“ (nicht aktivierte) T-Zellen durch Vitamin D aus ihrem „Schlafmodus“ in den aktiven Zustand versetzt werden. T-Zellen haben sowohl regulatorische Funktionen im Immunsystem aber sind auch als Cytotoxische T-Zellen („Killerzellen“) an der Bekämpfung von Virus-infizierten Zellen und entarteten Zellen (Tumorzellen) beteiligt^17,18.

Vitamin-D hat einen dämpfenden Einfluss auf das Immunsystem

Auf Basis der wichtigen regulatorischen Funktionen von Vitamin D, wird Vitamin-D Mangel als möglicher Risikofaktor bei der Entstehung von Autoimmunerkrankungen diskutiert (bei Autoimmunerkrankungen greift das eigene Immunsystem körpereigene Strukturen an).
Vitamin-D scheint eine dämpfenden (suppressiven) Effekt auf bestimmte Bereiche des Immunsystems zu haben und darüber einen Einfluss auf die Entwicklung solcher „Überreaktionen“. Besonders ausgiebig wird hier der Zusammenhang von Vitamin D und Zellen der Bauchspeicheldrüse bei der Entwicklung von Diabetes Typ-1 untersucht^19,20.

Vitamin D stimuliert die Bildung von Cathelicidinen

Die wohl bekannteste Funktion von Vitamin D im Rahmen des Immunsystem ist seine Rolle bei der Bildung der sogenannten Cathelicidine (körpereigene antibakterielle Peptide). Cathelicidine sind Teil des angeborenen Immunsystems und sind zum einen selbst antibakteriell, können aber nach ihrer Aktivierung auch die zelluläre Immunantwort stimulieren²¹.

Vitamin D und Diabetes mellitus

Wie bereits erwähnt finden sich auf den Zellen der Bauchspeicheldrüse eine hohe Dichte von Vitamin D-Rezeptoren (VDRs). Vor allem die sogenannten die β-Zellen der Bauchspeicheldrüse sind reich damit bestückt und scheinen in ihrer Funktion von Vitamin D beeinflusst zu werden. Die β-Zellen sind der Produktionsort von Insulin – dem wahrscheinlich wichtigsten Hormon zur Regulation des Blutzuckers¹⁵.

Diabetes Typ 2 stellt den Zustand dar, wenn die Körperzellen nicht mehr sensitiv genug auf Insulin reagieren. Die Folge sind hohe Blutzuckerwerte , aber auch Blutfettwerte – eine ungesunde Kombination mit gravierenden Folgen für die kardiovaskuläre Gesundheit.
Eine ausreichende Vitamin D Versorgung wird in Verbindung mit einer normalen Funktion der β-Zellen gebracht und korreliert ebenfalls mit einer verbesserten Insulin-Sensitivität (Das Gegenteil von Resistenz)^7,22.

Eine ausreichende Vitamin D Versorgung ist daher einer von vielen Faktoren, die dazu beitragen, Diabetes Typ-2 zu verhindern (neben Körperzusammensetzung, Eisenstatus, täglicher Bewegungsumfang, Ernährungsprofil, Schlafzeit, etc.).

Vitamin D für eine normale Testosteronproduktion und Fruchtbarkeit?

Wie auch in anderen Geweben, in denen Vitamin D seine Effekte vermittelt, finden sich auf den Zellen von Hodengewebe Vitamin D-Rezeptoren (VDRs). Eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D scheint wichtig für eine normale Testosteronproduktion bei Männern zu sein, da Vitamin D-Mangel mit sinkenden Testosteronwerten assoziiert wird. So gibt es beispielsweise eine saisonale Schwankung in der Testosteronproduktion, die mit dem Vitamin D-Wert korreliert^23,24.

Auch auf andere sexuelle Parameter hat Vitamin D einen positiven Einfluss. So sind positive Effekte auf die Beweglichkeit und Überlebensrate von Spermien und damit auf die Fruchtbarkeit bekannt²⁶.

Neben einem Einfluss auf Fruchtbarkeitsparameter beim Mann wird auch ein Einfluss auf die Fruchtbarkeit bei Frauen vermutet²⁷.

Vitamin D für die Schlafqualität?

Klingt erst mal Paradox, aber das Sonnenvitamin soll sich positiv auf die Schlafqualität auswirken? Aber ja – eine Studie (doppelblind, Placebo-kontrolliert) mit 89 Menschen stellte eine signifikante Verbesserung der Schlafqualität fest. Dies betraf v.a. die Teilnehmer, deren Vitamin D-Werte zu Studienbeginn die niedrigsten waren²⁸. Diese Studie ist nicht die Einzige, die sich mit dieser Thematik befasst, der Zusammenhang wird aktuell ausgiebig untersucht²⁹.

Die Mechanismen sind noch nicht bekannt, die Korrelation zwischen niedrigen Vitamin D-Werten und schlechter Schlafqualität ist jedoch auffallend.

Hinweis: Vitamin D wird meist morgens eingenommen. Einige Erfahrungsberichte sprechen über einen negativen Einfluss auf die Schlafqualität bei einer zu späten Einnahme.

Der Körper braucht wichtige Cofaktoren für die Bildung und Wirkung von aktivem Calcitriol

Die beschriebenen Funktionen von Vitamin-D sind molekular deutlich komplexer und von weiteren Faktoren abhängig.

Die körpereigene Synthese von Vitamin D wird von sogenannten Enzymen bewerkstelligt. Diese funktionalen Proteine vermitteln die Umwandlung von „7-Dehydrocholesterin“ bis zum Calcitriol. Enzyme benötigen jedoch häufig bestimmte Mikronährstoffe (wie Vitamine oder Spurenelemente) um ihre Funktion auszuüben – man spricht von Cofaktoren. Im Falle der Bildung von Vitamin D und der Umwandlung bis zu Hormonform ist vor allem Magnesium von hoher Bedeutung. Ein niedriger Vitamin D-Wert trotz ausreichender Sonnenexposition kann bspw. auf niedrige Magnesiumwerte zurückzuführen sein⁵.

Neben der Bildung ist auch die Funktion von Calcitriol abhängig von bestimmten Mikronährstoffen. Wichtig sind hier vor allem Vitamin A (Retinol, ebenfalls ein Hormon) und Zink. Im Calciumstoffwechsel hängen viele Vitamin D-abhängige Prozesse auch von einer ausreichenden Versorgung mit Vitamin-K ab . So regt Vitamin D beispielsweise die Bildung von Osteocalcin an, welches nur durch Vitamin K aktiviert werden kann, um seiner Funktion in den Knochen nachzukommen.

Quellen

1. B. W. Hollis, “Circulating 25-Hydroxyvitamin D Levels Indicative of Vitamin D Sufficiency: Implications for Establishing a New Effective Dietary Intake Recommendation for Vitamin D,” The Journal of Nutrition, vol. 135, no. 2, pp. 317–322, Feb. 2005, doi: 10.1093/JN/135.2.317.
2. M. Rabenberg, C. Scheidt-Nave, M. A. Busch, N. Rieckmann, B. Hintzpeter, and G. B. M. Mensink, “Vitamin D status among adults in Germany – results from the German Health Interview and Examination Survey for Adults (DEGS1),” BMC Public Health, vol. 15, no. 1, Jul. 2015, doi: 10.1186/S12889-015-2016-7.
3. “RKI - Gesundheit A-Z - Antworten des Robert Koch-Instituts auf häufig gestellte Fragen zu Vitamin D.” (accessed Dec. 10, 2021).
4. C. Schmidbauer and G. Hofstätter, Mikronähstoffcoach, vol. 4. Wien: Verlagshaus der Ärzte, 2020.
5. “Vitamin D | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” (accessed Nov. 23, 2021).
6. U. Gröber, Orthomolekulare Medizin ein Leitfaden für Apotheker und Ärzte, vol. 3. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, 2008.
7. “Vitamin D | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” (accessed Dec. 06, 2021).
8. C. M. Latham et al., “Vitamin D Promotes Skeletal Muscle Regeneration and Mitochondrial Health,” Frontiers in Physiology, vol. 12, p. 463, Apr. 2021, doi: 10.3389/FPHYS.2021.660498/BIBTEX.
9. R. Srikuea, M. Hirunsai, and N. Charoenphandhu, “Regulation of vitamin D system in skeletal muscle and resident myogenic stem cell during development, maturation, and ageing,” Scientific Reports 2020 10:1, vol. 10, no. 1, pp. 1–17, May 2020, doi: 10.1038/s41598-020-65067-0.
10. L. Ceglia et al., “A Randomized Study on the Effect of Vitamin D3 Supplementation on Skeletal Muscle Morphology and Vitamin D Receptor Concentration in Older Women,” The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, vol. 98, no. 12, p. E1927, Dec. 2013, doi: 10.1210/JC.2013-2820.
11. H. A. Bischoff-Ferrari, M. Borchers, F. Gudat, U. Dürmüller, H. B. Stähelin, and W. Dick, “Vitamin D receptor expression in human muscle tissue decreases with age,” Journal of bone and mineral research : the official journal of the American Society for Bone and Mineral Research, vol. 19, no. 2, pp. 265–269, Feb. 2004, doi: 10.1359/JBMR.2004.19.2.265.
12. U. Gröber, Mikronährstoffberatung , vol. 1. Stuttgart: Wissenschafltiche Verlagsgesellschat mbH, 2018.
13. I. Anjum, S. S. Jaffery, M. Fayyaz, Z. Samoo, and S. Anjum, “The Role of Vitamin D in Brain Health: A Mini Literature Review,” Cureus, vol. 10, no. 7, Jul. 2018, doi: 10.7759/CUREUS.2960.
14. R. P. Orme, M. S. Bhangal, and R. A. Fricker, “Calcitriol imparts neuroprotection in vitro to midbrain dopaminergic neurons by upregulating GDNF expression,” PloS one, vol. 8, no. 4, Apr. 2013, doi: 10.1371/JOURNAL.PONE.0062040.
15. V. Landel, C. Annweiler, P. Millet, M. Morello, F. Féron, and D. Wion, “Vitamin D, Cognition and Alzheimer’s Disease: The Therapeutic Benefit is in the D-Tails,” Journal of Alzheimer’s disease : JAD, vol. 53, no. 2, pp. 419–444, 2016, doi: 10.3233/JAD-150943.
16. “Vitamin D | Linus Pauling Institute | Oregon State University.” (accessed Nov. 24, 2021).
17. D. L. Kamen and V. Tangpricha, “Vitamin D and molecular actions on the immune system: modulation of innate and autoimmunity,” Journal of molecular medicine (Berlin, Germany), vol. 88, no. 5, p. 441, May 2010, doi: 10.1007/S00109-010-0590-9.
18. M. R. von Essen, M. Kongsbak, P. Schjerling, K. Olgaard, N. Ødum, and C. Geisler, “Vitamin D controls T cell antigen receptor signaling and activation of human T cells,” Nature immunology, vol. 11, no. 4, pp. 344–349, 2010, doi: 10.1038/NI.1851.
19. Y. Arnson, H. Amital, and Y. Shoenfeld, “Vitamin D and autoimmunity: new aetiological and therapeutic considerations,” Annals of the Rheumatic Diseases, vol. 66, no. 9, p. 1137, Sep. 2007, doi: 10.1136/ARD.2007.069831.
20. B. Prietl, G. Treiber, T. R. Pieber, and K. Amrein, “Vitamin D and Immune Function,” Nutrients, vol. 5, no. 7, p. 2502, Jul. 2013, doi: 10.3390/NU5072502.
21. E. M. Kościuczuk et al., “Cathelicidins: family of antimicrobial peptides. A review,” Molecular Biology Reports, vol. 39, no. 12, p. 10957, 2012, doi: 10.1007/S11033-012-1997-X.
22. A. Deleskog, A. Hilding, K. Brismar, A. Hamsten, S. Efendic, and C. G. Östenson, “Low serum 25-hydroxyvitamin D level predicts progression to type 2 diabetes in individuals with prediabetes but not with normal glucose tolerance,” Diabetologia, vol. 55, no. 6, pp. 1668–1678, Jun. 2012, doi: 10.1007/S00125-012-2529-X.
23. E. Wehr, S. Pilz, B. O. Boehm, W. März, and B. Obermayer-Pietsch, “Association of vitamin D status with serum androgen levels in men,” Clinical endocrinology, vol. 73, no. 2, pp. 243–248, Aug. 2010, doi: 10.1111/J.1365-2265.2009.03777.X.
24. S. Pilz et al., “Effect of vitamin D supplementation on testosterone levels in men,” Hormone and metabolic research = Hormon- und Stoffwechselforschung = Hormones et metabolisme, vol. 43, no. 3, pp. 223–225, 2011, doi: 10.1055/S-0030-1269854.
25. E. Lerchbaum et al., “Effects of vitamin D supplementation on androgens in men with low testosterone levels: a randomized controlled trial,” European journal of nutrition, vol. 58, no. 8, pp. 3135–3146, Dec. 2019, doi: 10.1007/S00394-018-1858-Z.
26. M. Blomberg Jensen et al., “Vitamin D is positively associated with sperm motility and increases intracellular calcium in human spermatozoa,” Human reproduction (Oxford, England), vol. 26, no. 6, pp. 1307–1317, 2011, doi: 10.1093/HUMREP/DER059.
27. S. Pilz et al., “The Role of Vitamin D in Fertility and during Pregnancy and Lactation: A Review of Clinical Data,” International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 15, no. 10, p. 2241, Oct. 2018, doi: 10.3390/IJERPH15102241.
28. M. S. Majid, H. S. Ahmad, H. Bizhan, H. Z. M. Hosein, and A. Mohammad, “The effect of vitamin D supplement on the score and quality of sleep in 20-50 year-old people with sleep disorders compared with control group,” Nutritional neuroscience, vol. 21, no. 7, pp. 511–519, Aug. 2018, doi: 10.1080/1028415X.2017.1317395.
29. L. M. Huiberts and K. C. H. J. Smolders, “Effects of vitamin D on mood and sleep in the healthy population: Interpretations from the serotonergic pathway,” Sleep Medicine Reviews, vol. 55, p. 101379, Feb. 2021, doi: 10.1016/J.SMRV.2020.101379.