Vitamin-D-Substitution – ja oder nein?

Vitamin D (Calciferol) gehört zu den fettlöslichen Vitaminen und nimmt mit seinen wichtigsten Formen, dem VitaminD2 (Ergocalciferol) und VitaminD3 (Cholecalciferol), eine Schlüsselrolle im Knochenstoffwechsel ein. Zunehmend wird seit einigen Jahren auch seine Rolle bei weiteren Stoffwechselvorgängen, der Regulation von Genen und der Proteinsynthese untersucht.¹ 2022 fanden sich allein in der PubMed-Datenbank mehr als 97.000 Vitamin-D-bezogene Publikationen, ab dem Jahr 2000 lag der Fokus der Untersuchungen zunehmend auf den bisher noch weniger eindeutigen nicht skelettalen Wirkungen von VitaminD.^2,3

Vitamin-D-Versorgung in Deutschland: Wo stehen wir?

Die Vitamin-D-Versorgung erfolgt unter Idealbedingungen zu 80 bis 90% über die endogene Synthese mithilfe von UVB-Strahlung aus dem Sonnenlicht. Dagegen spielt die Aufnahme über die Nahrung mit 10 bis 20% eine vergleichsweise kleine Rolle, da es nur wenige Lebensmittel gibt, die nennenswerte Mengen an Vitamin D enthalten, allen voran fettiger Fisch wie Lachs, Makrele oder Hering.^4,5

Doch ideal sind die Bedingungen meist leider nicht. Für die körpereigene Vitamin-D-Synthese ist Sonnenlicht mit einer Wellenlänge von 290 bis 320nm erforderlich. Doch in Deutschland, das sich von Breitengrad 47 bis 55N° erstreckt, steht dies über die Wintermonate – also für mindestens fünf Monate im Jahr – nicht zur Verfügung.⁶ In dieser Zeit ist der Körper auf das vorwiegend in Fett- und Muskelgewebe, teilweise auch in der Leber gespeicherte VitaminD angewiesen.⁴ Das setzt gut gefüllte Speicher am Ende der Sommerzeit voraus. Durch Verwendung von Sonnenschutzmitteln und bedeckender Kleidung sowie die zunehmend kürzer werdenden Aufenthalte im Freien ist das allerdings ein nicht immer erreichbares Ziel. Und auch der individuelle Hauttyp beeinflusst die endogene Synthese: Für Personen mit sehr dunkler Haut, also einem hohen Melanin-Gehalt, reicht die UVB-Strahlung in unseren Breitengraden oftmals nicht aus, um genügend VitaminD zu synthetisieren.

Wo sollte die Serumkonzentration liegen?

Welche Vitamin-D-Konzentration im Blutplasma als erstrebenswert gilt und wo der Mangel beginnt, ist nicht einfach zu beantworten, da es unterschiedliche Definitionen gibt.⁷ Das Bundesinstitut für Risikobewertung spricht in Bezug auf die Knochengesundheit von einer guten Vitamin-D-Versorgung bei einer Konzentration des 25-Hydroxyvitamin-D3 (25-OH-D3) von mindestens 50nmol/l bzw. 20ng/ml Serum und von einem Mangel bei Werten unterhalb 30nmol/l (12ng/ml).⁴ Das Klassifikationssystem des ehemaligen US-amerikanischen Institute of Medicine (IOM) sah dagegen bereits bei Werten zwischen 30 und 50nmol/l ein erhöhtes Risiko für eine nicht adäquate Knochengesundheit und bei Werten unter 30 nmol/l ein erhöhtes Risiko für Rachitis bei Kindern bzw. Osteomalazie bei Erwachsenen.⁵

Da über die Ernährung mit den üblichen Lebensmitteln in Deutschland nur 2 bis 4μg VitaminD pro Tag aufgenommen werden können, muss bei unzureichender oder fehlender körpereigener Synthese VitaminD substituiert werden.⁴ Das Bundesinstitut für Risikobewertung empfiehlt die Aufnahme von 20μg VitaminD pro Tag, um auf eine 25-OH-D3-Plasmakonzentration von 50nmol/l zu kommen.⁴ Diese Plasmakonzentration empfiehlt auch die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) als Zufuhrreferenzwert.³

Wie häufig ist ein Vitamin-D-Mangel?

Die unterschiedlichen Definitionen, ab wann ein Vitamin-D-Mangel vorliegt, haben auch einen Einfluss auf die Prävalenzschätzungen. Zudem sind die Daten zu 25-OH-D3 im Serum innerhalb der Europäischen Union von sehr unterschiedlicher Qualität. Durch Protokolle des Vitamin-D-Standardisierungsprogramms (VDSP) der NIH ist es jedoch möglich, diese Werte zu standardisieren.⁸ So ergab sich in einer 2016 durchgeführten gepoolten Analyse mit Daten aus 14 Bevölkerungsstudien für knapp 56.000 Europäer eine Prävalenz von 13% für eine 25-OH-D3-Konzentration <30nmol/l. Dabei zeigte die weitere Stratifizierung nach dem Messzeitraum eine Prävalenz von 17,7% in den Wintermonaten und 8,3% im Sommer. Unter dem Zielwert von 50nmol/l lagen sogar 40,4% der Beprobten; bei dunkelhäutigen ethnischen Untergruppen lag die Prävalenz für Werte <30nmol/l im Vergleich zu weißen Bevölkerungsgruppen um das Drei- bis 71-Fache höher.⁸

Die Vitamin-D-Versorgung der deutschen Bevölkerung wurde zuletzt vom Robert-Koch-Institut anhand von Daten aus den Studien KiGGS (Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland; 2003–2006) und DEGS (Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland; 2008–2011) untersucht.^9,10 Die Ergebnisse zeigten laut Bundesinstitut für Risikobewertung die „Verteilung einer adäquat versorgten Bevölkerung“ (Tab. 1)¹¹: Etwa 33 bis 52% der Erwachsenen und 40 bis 80% der Kinder in Deutschland erreichten eine 25-OH-D3-Serumkonzentration von mindestens 50nmol/l.⁵ Allerdings zeigten sich auch hier bei 12% der Kinder und 13% der Erwachsenen Werte <30nmol/l.

Wer ist besonders gefährdet?

Zu den Risikogruppen für einen Vitamin-D-Mangel gehören zum einen Menschen, die eine zu geringe Sonnenlichtexposition aufweisen, wie Säuglinge oder Personen, die sich kaum, überhaupt nicht oder nur mit gänzlich bedecktem Körper im Freien aufhalten. Und zum anderen Menschen, die eine geringere Vitamin-D-Synthese-Fähigkeit aufweisen, zum Beispiel Personen mit dunkler Hautfarbe. Eine besondere Risikogruppe sind ältere Menschen, deren Vitamin-D-Synthese im Alter auf weniger als 50% abnimmt und die sich durch eingeschränkte Mobilität oder Pflegebedürftigkeit oft immer weniger im Freien aufhalten.⁴ Auch chronische Leber-, Nieren- oder Magen-Darm-Erkrankungen können die Syntheserate beeinträchtigen, ebenso die Einnahme mancher Medikamente (Abb.).^2,12

Substitution: Wo liegt die Grenze zwischen Nutzen und Schaden?

Es existieren zahlreiche Meinungen und Empfehlungen hinsichtlich der geeigneten Dosierung von VitaminD. Hinzu kommt, dass nicht alle Menschen gleich gut von einer Substitution profitieren. Das zeigten die Ergebnisse neuerer Studien, in denen große interindividuelle Unterschiede in der Genexpression in peripheren mononukleären Zellen des menschlichen Blutes als Reaktion auf eine Vitamin-D-Supplementierung beobachtet wurden.¹² In einem britischen Biodatensatz konnten mehr als 140 genetische Varianten, in der Regel Einzel-Nukleotid-Polymorphismen (SNPs), die mit VitaminD assoziiert sind, identifiziert werden.³ In einer weiteren Studie konnten 2,8% der Variation von 25-OH-D durch genetische Varianten in 35 SNPs erklärt werden.³ Auch das Gewicht spielt eine Rolle bei der Dosierung – je schwerer die Person, desto mehr muss substituiert werden, um den gleichen Serumspiegel wie bei normgewichtigen Menschen zu erreichen.¹³

Die 2020 vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) zusammengefassten Empfehlungen zur Dosierung von Vitamin-D-Supplementen reichen von 10μg/Tag (400IE) über 15μg/Tag (600IE) bis hin zu 20μg/Tag (800IE), worunter 90 bis 95% der untersuchten Personen Werte über >50nmol/l erzielten.^11,14 Heany etal. zeigten 2003, dass durch eine zusätzliche tägliche Zufuhr von etwa 12µg (480IE) VitaminD das Absinken der 25-OH-D3- Serumkonzentration im Winter verhindert werden kann.¹⁵ Die Daten einer Studie von 2016 ergaben, dass sich bei Supplementierung von 20μg/Tag in den Wintermonaten der 25-OH-D3-Spiegel im Durchschnitt um 41nmol/l verbesserte – und der Spiegel somit bei fast allen über 50nmol/l lag.¹⁶

Vor der langfristigen täglichen Einnahme hochdosierter Vitamin-D-Präparate (50–100µg) warnt das BfR dagegen.^4,11 Dies kann zu einer Hyperkalzämie mit Müdigkeit, Muskelschwäche, Erbrechen und Verstopfung bis hin zu Herzrhythmusstörungen und Gefäßverkalkungen führen. Mögliche Folgen sind Nierensteine und Nierenverkalkungen bis hin zur Abnahme der Nierenfunktion. Auch gastrointestinale Nebenwirkungen werden vermutet.¹¹ Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat daher 2012 einen oberen Grenzwert für die dauerhafte Zufuhr von VitaminD (Tolerable Upper Intake Level; UL) sowie 2016 Werte für eine adäquate Zufuhrmenge (Adequate Intake; AI) in Abhängigkeit vom Alter angegeben (Tab. 2).^5,14

Untersuchungen von Personen mit hohen 25-OH-D3-Serumkonzentrationen (>80nmol/l) und von Menschen, die täglich bis zu 250µg (10.000IE) einnahmen, ergaben allerdings keinen Anstieg der Rate an Hyperkalzämien als Zeichen einer akuten Vitamin-D-Toxizität.¹¹ Auch in randomisierten, kontrollierten Studien (RCT) zu Langzeiteffekten hoher Dosen an VitaminD (50–100µg/Tag; 2.000–4.000IE/Tag) mit Einnahmedauern von mehreren Jahren traten Nebenwirkungen nicht häufiger auf als in den Placebogruppen.⁶ In einer gemeindebasierten Untersuchung mit knapp 4.000 Teilnehmern traten selbst bei 25-OH-D3-Serumkonzentrationen von bis zu 300nmol/l keine Störungen der Kalziumhomöostase oder Zeichen von Toxizität auf. In dieser Studie konnte auch gezeigt werden, dass die langfristige Aufnahme von 6.000IE/Tag bei Normalgewichtigen zu Serumspiegeln von >100nmol/l führte. Bei Übergewichtigen waren dafür 7.000IE/Tag und bei Adipösen 8.000IE/Tag notwendig.¹³

Knochengesundheit: nachgewiesene Effekte von VitaminD

Besonders im höheren Alter kann ein Vitamin-D-Mangel zur Entstehung der Osteoporose beitragen. Als adäquat für die Knochengesundheit gelten Vitamin-D-Werte von ≥50nmol/l, während Werte zwischen 30 und 50nmol/l bereits ein erhöhtes Risiko für eine nicht adäquate Knochengesundheit bedeuten und Werte <30nmol/l mit einem erhöhten Osteomalazierisiko bei Erwachsenen einhergehen.⁵ Erwachsenen ab 65 Jahre mit hohem Risiko für einen Vitamin-D-Mangel und Osteoporose sollte daher eine Vitamin-D-Supplementierung in Form von 800 bis 1.000IE VitaminD/Tag empfohlen werden.¹⁷ Das Risiko für Stürze, Knochenbrüche, Kraftverlust, Mobilitäts- und Gleichgewichtseinbußen kann so effektiv reduziert werden.⁴

Dies zeigten auch die Ergebnisse einer Studie, in der eine hoch dosierte Vitamin-D-Supplementierung (700–1.000IE/Tag vs. 200–600IE/Tag) das Sturzrisiko um 19% verringerte (n=1.921 aus 7 Studien), während das Erreichen einer 25-OH-D3-Serumkonzentration von mindestens 60nmol/l (vs. <60nmol/l) zu einer 23%igen Sturzreduzierung führte. Niedrig dosiertes VitaminD und das Erreichen von Werten <60nmol/l boten dagegen keinen Schutz vor Stürzen.¹⁸ Große Vitamin-D-Bolusgaben sollten bei der Hochrisikopopulation älterer Erwachsener mit erhöhtem Sturzrisiko jedoch vermieden werden – in Untersuchungen zeigten sie eine gegenteilige Wirkung mit Zunahme der Frakturrate.¹⁹

Ausblick: Was noch wichtig ist

In den vergangenen Jahren standen zunehmend Untersuchungen zum Einfluss von Vitamin-D-Spiegel und -Supplementierung auf nicht skelettale Endpunkte im Fokus – jedoch mit widersprüchlichen Ergebnissen. Während Beobachtungsstudien einen inversen Zusammenhang zwischen 25-OH-D3-Serumkonzentration und Gesundheitsparametern zeigten, ergaben RCTs zur Vitamin-D-Supplementierung meist keine Effekte.³ Warum RCTs hier vielleicht die weniger verlässlichen Daten liefern und welche Effekte VitaminD auf Gesamtmortalität, Funktionen des Immunsystems, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebsentstehung und neurologische Krankheiten wie Depression und Demenz hat, lesen Sie in den nächsten Ausgaben von Der Allgemeinarzt.

Bericht: Dr. med. Christine Adderson-Kisser, MPH

Literatur