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in habitueller Mangel an VitaminD oder Kalzium ruft bei jüngeren

Menschen über lange Zeit allein keineKrankheitserscheinungen hervor, kannaber bei einem Zusammentreffen mit be-stimmten Lebensumständen, Ernäh-rungsgewohnheiten oder Umweltfaktoren– wie zahlreiche epidemiologische, klini-sche und experimentelle Studien zeigen– das Risiko für chronische Erkrankun-gen bedeutend erhöhen (Tab.). Diese fürmanche überraschende Tatsache kannwie folgt erklärt werden: Bei relativem Vi-tamin D-Mangel, d. h. bei niedrigem 25-Hydroxyvitamin D-Spiegel in der Zirkula-

tion, steht zuwenig Substrat für die Bil-dung von 1,25-Dihydroxyvitamin D3

(1,25-(OH)2D3) zur Verfügung, wodurchdie autokrine/parakrine Regulation wich-tiger Zellfunktionen durch den aktivenVitamin D-Metaboliten in vielen epithe-lialen, mesenchymalen und immunkom-petenten Zellen beeinträchtigt ist. Da die-se Zellen an ihrer Membran auch einenso genannten „Calcium-sensing Recep-tor“ (CaR) exprimieren, der geringe Än-derungen in der Kalziumkonzentration inintrazelluläre Signale umsetzt und so ne-ben Proliferation, Differenzierung undApoptose eine Vielzahl von zellulären Re-

aktionen reguliert, ist bei Absinken derCa++-Konzentration im Extrazellulärraumals Folge einer verringerten Zufuhr vonNahrungskalzium generell mit negativenFolgen für verschiedene Zell- und Organ-funktionen und daher mit einem erhöh-ten Krankheitsrisiko (Tab.) zu rechnen(Übersicht bei Peterlik und Cross, 2005).

Osteoporoseprävention als Paradigmader gesundheitsförderlichen Kalzium-Vitamin D-Interaktion: Die Bedeutungeiner Interaktion von Vitamin D und Kal-zium zur Verhinderung von Krankheits-erscheinungen soll am Beispiel derOsteoporose veranschaulicht werden.Wie in der Abb. dargestellt, ist für dieKnochenneubildung eine zeitliche Koor-dination der zellspezifischen Wirkungenvon 1,25-(OH)2D3 und Ca++ erforderlich:Nach initialer Stimulierung der Pro- �

Pathophysiologische Grundlagen

Zur Bedeutung von Vitamin D und Kalziumfür eine optimale GesundheitsvorsorgeBei einer groß angelegten Studie über den Vitamin D- und Kalziumstatus der gesunden erwachsenenBevölkerung in Österreich (Kudlacek et al., 2003) wurde bei fast 25 % aller Studienteilnehmer nichtnur eine Vitamin D-Insuffizienz, d. h. ein relativer, asymptomatischer Vitamin D-Mangel, sonderngleichzeitig auch eine unzureichende Zufuhr von Kalzium mit der Nahrung festgestellt. Dieser Befundsollte angesichts der vielen neuen Erkenntnisse über die Bedeutung von Vitamin D und Kalzium für Prävention und Therapie der Osteoporose, aber auch von zahlreichen anderen chronischen Erkrankungen zu denken geben.

em. o. Univ.-Prof. DDr. Meinrad PeterlikInstitut für Pathophysiologie,Medizinische Universität Wienmeinrad.peterlik@meduniwien.ac.at

E

Tab.: Assoziation von Vitamin D-Insuffizienz und unzureichender Kalziumzufuhr mit chronischen Erkrankungen

Vitamin D-Insuffizienz Kalzium-Mangelernährung

- Rachitis, Osteomalazie - Rachitis- Osteoporose - Osteoporose

- kolorektales und Mammakarzinom - kolorektales und Mammakarzinom- Prostata-, Ovarial-, Endometrium-,

Blasen-, Magen-, Zervixkarzinom etc.

- Hypertonie - Hypertonie

- metabolisches Syndrom - metabolisches Syndrom - Diabetes mellitus Typ 2 - Diabetes mellitus Typ 2

- kardiovaskuläre Erkrankungen - kardiovaskuläre Erkrankungen

- Diabetes mellitus Typ 1

- Tuberkulose

- Gingivitis, Parodontitis - Gingivitis, Parodontitis

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liferation von kollagenproduzierendenunreifen Osteoblasten durch Aktivierungdes CaR ist zum Übergang in die Mine-ralisierungsphase die Differenzierung zureifen Osteoblasten unter dem Einflussvon 1,25-(OH)2D3 notwendig. In weite-rer Folge sind Signale, die vom CaR aus-gehen, für das reguläre Wachstum derHydroxylapatitkristalle und zur Verhinde-rung einer überschießenden Mineralisie-rung notwendig.Die wechselseitige Abhängigkeit von Vi-tamin D- und Kalziumwirkungen bei derKnochenneubildung bedingt, dass eineeinseitige Korrektur des Vitamin D- oderauch Kalziummangels zur Präventionund Therapie der Osteoporose ungeeig-net ist. Nur eine gleichzeitige Supple-mentation mit täglich 800 IE Vitamin D3

und 1.200 mg Kalzium führt zu einerausreichenden Stimulierung der Kno-chenneubildung (Boonen et al., 2004)als Basis für jegliche weitere Pharmako-therapie der Erkrankung.

Krebspräventive Kontrolle des Zell-wachstums: Ähnliche Überlegungenhinsichtlich einer synergistischen Wir-kung von 1,25-(OH)2D3 und Ca++ aufmolekularer und zellulärer Ebene könnenauch für andere Organe und Zellsystemeals den Knochen angestellt werden.1,25-(OH)2D3 und auch extrazelluläresCa++ hemmen die Teilung vieler norma-

ler und maligner Zelltypen, wenn sie inausreichender Konzentration in den ent-sprechenden Geweben vorhanden sind.Bei einer Vitamin D-Insuffizienz steht zu-wenig 25-(OH)D für die Bildung von1,25-(OH)2D3 im prämalignem Gewebezur Verfügung, während bei einer Man-gelversorgung des Organismus mit Kal-zium der CaR die intrazellulären Signal-ketten, welche die Zellteilung kontrollie-ren, nicht ausreichend aktivieren kann.Es gibt gute Gründe anzunehmen, dasseine Supplementation mit mindestens800 IE Vitamin D3 und 1.200 mg Kal-zium, wie in der Osteoporosetherapie ge-bräuchlich, zu einer signifikanten Verrin-gerung des allgemeinen Krebsrisikosführt (Lappe et al., 2007).

Vitamin D-Status und allgemeines Mor-talitätsrisiko: Vitamin D-Insuffizienz undKalzium-Mangelernährung müssen alsRisikofaktoren nicht nur für Osteoporoseund Krebserkrankungen (vgl. den Beitragvon H. S. Cross), sondern auch für an-dere, unterschiedliche chronische Er-krankungen (Tab.) in Betracht gezogenwerden. In diesem Zusammenhang solldarauf verwiesen werden, dass nach denUntersuchungen von H. Dobnig und sei-ner Mitarbeiter ein signifikanter Zusam-menhang zwischen niedrigem VitaminD-Status und einem allgemeinen Morta-litätsrisiko besteht (Dobnig et al., 2008).

Ein Zusammenhang zwischen VitaminD-Insuffizienz, Kalziummangel undHerz-Kreislauf-Erkrankungen ist heutegut dokumentiert. Einerseits gibt es ent-sprechende Assoziationen mit Risikofak-toren wie Hypertonie, metabolischemSyndrom und Diabetes mellitus Typ 2,andererseits aber auch mit den Sympto-men einer beginnenden kardiovaskulä-ren Erkrankung, wie Angina pectoris, Ko-ronarinsuffizienz, Myokardinfarkt, tran-siente Ischämie und Schlaganfall (Wanget al., 2008), was letztlich zu einer si-gnifikanten Erhöhung der kardiovaskulä-ren Mortalität führt (Bostick et al., 1999;Dobnig et al., 2008). Man nimmt an,dass bei Vitamin D-Insuffizienz in Gefäß-endothel- und glatten Muskelzellen we-niger 1,25-(OH)2D3 produziert wird, alsfür eine positive Wirkung des Hormonsauf Gefäß- und Herzmuskelfunktionennötig ist. Für eine entsprechende positi-ve Wirkung einer Kalzium-Supplementa-tion gibt es noch keine zufrieden stellen-de Erklärung.Während Kalziummangel generell zu ei-ner Erhöhung besonders des systoli-schen Blutdrucks führt, wie in zahlrei-chen Beobachtungs- und Interventions-studien nachgewiesen wurde (McCarronand Reusser, 1999), spielen niedrige25-Hydroxyvitamin D-Spiegel im Serumpathogenetisch besonders bei der alters-bedingten Hypertonie eine Rolle (Juddet al., 2008).

Antimikrobielle Eigenschaften von Vita-min D: Besonders ältere Menschen lei-den häufig an Infektionen, wobei Strep-tococcus pneumoniae, Mycobacteriumtuberculosis, Zytomegalie-, Influenza-und Varicella zoster-Virus die wichtigstenErreger sind. Ursache dafür ist eine mitfortschreitendem Alter zunehmende Im-munschwäche, die teilweise auch auf

Abb.: Interaktion von 1,25-(OH)2D3 und Ca++ bei der Knochenneubildung

Osteoprogenitor

Ca++/CaR Ca++/CaR

Proliferation

Prä-Osteoblast

Matrix-Maturation

1,25-(OH)2D3/VDR

Osteoblast

Mineralisation

Osteozyt

VITAMIN DFOCUS

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die hohe Prävalenz einer Vitamin D-Insuf-fizienz bei älteren Menschen zurückgeführtwerden kann. 1,25-(OH)2D3 spielt beson-ders in der natürlichen Abwehr eine großeRolle (Adams and Hewison, 2008): DasHormon kann, wenn es in Monozyten bzw.Makrophagen in ausreichender Mengeproduziert wird, auf autokrinem/parakrinenWeg die Phagozytoseaktivität sowie die Bil-dung von Sauerstoffradikalen stimulieren.Zusätzlich bewirkt 1,25-(OH)2D3 die Frei-setzung von antibakteriell und antiviralwirksamen Proteinen aus der Familie derCathelicidine (Liu et al., 2006). Mit denantimikrobiellen Eigenschaften von Vi-tamin D scheint auch seine bei gleichzei-tiger Gabe von Kalzium nachgewieseneWirksamkeit gegen Gingivitis und Parodon-titis und in weiterer Folge gegen den Zahn-ausfall bei älteren Menschen zusammen-zuhängen.

Vitamin-D-Insuffizienz und Autoimmun-erkrankungen: Zahlreiche zellbiologischeund tierexperimentelle Untersuchungensprechen auch für eine spezifische Rollevon 1,25-(OH)2D3 bei der Unterdrückungder durch Lymphozyten vom Typ Th-1 ver-mittelten Immunantwort. Dementspre-chend wurde eine Vitamin D-Insuffizienzin ursächlichen Zusammenhang mit derEntstehung von Autoimmunerkrankungengebracht. Ein eindeutiger Nachweis dafür,dass dies auch beim Menschen der Fall ist,wurde bisher nur für den insulinabhängi-gen Diabetes mellitus erbracht. So ergabdie viel beachtete Studie von Hypponen etal. (2001), dass eine ordnungsgemäßdurchgeführte Rachitisprophylaxe im frü-hen Kindesalter das Risiko für das Auftre-ten eines Diabetes mellitus Typ 1 im spä-teren Leben um mehr als 80 % reduzier-te. Allerdings steigt, wie die Autoren ineiner anderen Studie feststellten, durch diegleichzeitige Aktivierung der Th-2-vermit-

telten Immunantwort das Risiko für späte-re allergische Erkrankungen.

Mangel-Status mit erhöhtem Risiko fürneurologische und psychiatrische Sym-ptome: Abschließend soll noch darauf hin-gewiesen werden, dass Vitamin D- undKalziummangel oft auch mit zentralnervö-sen, psychischen und neuromuskulärenFunktionsstörungen in Zusammenhang ge-bracht werden, die sich in Affektstörungen,Angstvorstellungen und Niedergeschlagen-heit sowie Gangunsicherheit und Fallnei-gung manifestieren können.

FAZIT: Angesichts der hohen Prävalenz derVitamin-D- und Kalziuminsuffizienz in deranderweitig gesunden erwachsenen Bevöl-kerung in Österreich und des damit ver-bundenen eindeutig erhöhten Risikos fürOsteoporose, Krebs, Bluthochdruck undkardiovaskulären Erkrankungen sind ge-zielte Maßnahmen zur Verbesserung desVitamin D- und Kalziumstatus in der Be-völkerung von großer Bedeutung. ■

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Fachkurzinformation siehe Seite 53

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