Vitamin D – Mangel, Überdosierung und Vorkommen in Lebensmitteln

Unter dem Begriff Vitamin D versteht man eine Gruppe von fettlöslichen Vitaminen. Der wichtigste Vertreter namens Cholecalciferol (D3) kann von unserem Körper durch die direkte Einstrahlung von Sonnenlicht auf die Haut gebildet werden. Im nachfolgenden Beitrag findest du alle wichtigen Informationen, die dieses als Nahrungsergänzungsmittel eingesetzte Vitamin betreffen. Dabei gehen wir unter anderem auf Mangel, Überdosierung und das Vorkommen in Lebensmitteln ein!

Wie viele andere Lebewesen deckt der Mensch seinen Vitamin D Bedarf hauptsächlich durch die Einstrahlung von Sonnenlicht bzw. UV-Licht auf die Haut. Da Vitamin D ein essenzieller Nährstoff ist, sind wir im Grunde somit abhängig von der Sonne. Nur wenige Lebensmittel enthalten das Vitamin und wenn, dann meist nur in geringer Konzentration. In unseren Breitengraden reicht die Intensität der UV-B Strahlung auch nur vom späten Frühling bis frühen Herbst dazu aus, signifikante Mengen Vitamin D über die Haut zu produzieren und in den Wintermonaten zeigen sich ohnehin die wenigsten von uns leicht bekleidet im Freien. Glücklicherweise ist Vitamin D in der Leber speicherbar. Zu weiten Teilen unserer Evolution verbrachte der Mensch den Sommer über zu weiten Teilen im Freien und konnte damit einen Vitamin D Speicher aufbauen, der ihn das ganze Jahr über versorgte.

In unserer heutigen Zeit verbringen die meisten Menschen den Großteil ihrer Zeit in Büroräumen, Fabrikgebäuden, Fahrzeugen etc. Jedoch durchdringen die nötigen UV-B Strahlen keine Wände und auch kein Glas, weshalb wir weniger Vitamin D produzieren als unter direkter Sonneneinstrahlung. Die Zeit, die wir im Sommer draußen verbringen, reicht bei vielen Menschen heute nicht mehr aus, um einen adäquaten Speicher von Vitamin D aufzubauen. Mittlerweile supplementieren viele Sportler und andere gesundheitsbewusste Menschen diesen essenziellen Nährstoff, da in den letzten Jahren vermehrt darauf aufmerksam gemacht wurde, dass ein optimaler Vitamin D Spiegel weitreichende gesundheitliche Vorteile mit sich bringen kann.

Wie produziert der Körper Vitamin D?

Die Vitamin D Produktion startet mit Cholesterin, welches in der Haut zu 7-Dehydrocholesterol umgebaut wird. Treffen nun UV-B Strahlen darauf, wandelt es sich in Cholecalciferol (Vitamin D3) um. Damit ist die Rolle der Sonne hier auch schon beendet, doch ohne diesen wichtigen Schritt kann der Körper den Prozess, aktives Vitamin D herzustellen, nicht vollenden. Cholecalciferol wird daraufhin in die Leber transportiert, wo es in die Speicherform 25-Hydroxy-Cholecalciferol (Calcidiol) umgewandelt und bei Bedarf gespeichert wird. Benötigen die Zellen aktives Vitamin D, wird Calcidiol in den Nieren zu 1-25-Dihydroxy-Cholecalciferol (Calcitriol) umgebaut und kann vom Körper verwendet werden.

Es gibt einige Bedingungen, unter denen die Produktion von Vitamin D im Körper reduziert sein kann.

Dazu zählen:

• Breitengrade:
  Je weiter weg vom Äquator, desto geringer die UV-B Einstrahlung. [10]
• Wettererscheinungen:
  Bewölkungsgrad und Nebel verändern die UV-B Intensität. [11]
• Jahreszeit:
  In unseren Breiten kann zwischen Oktober und März kaum Vitamin D produziert werden. [12]
• Ozonschicht:
  Eine dünnere Ozonschicht führt zu höherer UV-B Einstrahlung. [13]
• Hautton:
  Personen mit dunklerer Hautfarbe produzieren langsamer Vitamin D. [14]

Vitamin D in Lebensmitteln

Vitamin D kann nicht nur durch die Einstrahlung von Sonnenlicht auf unsere Haut gebildet, sondern auch mit der Nahrung aufgenommen werden. Die für uns wichtigste Form, das Vitamin D3 (Cholecalciferol), kommt ausschließlich in tierischen Lebensmitteln vor.

In den größten Mengen ist es in folgenden Nahrungsmitteln enthalten:

• Lebertran: 254-278 µg/100 ml
• Aal geräuchert: 90 µg/100 g
• Hering: 30 µg/100 g
• Lachs: 16 µg/100 g
• Sardinen: 10 µg/100 g
• Thunfisch: 4,5 µg/100 g
• Makrele: 4 µg/100 g
• Hühnereier: 3 µg/100 g
• Rinderleber: 1,7 µg/100 g
• Butter: 1 µg/100 g

In pflanzlichen Lebensmitteln kommt außerdem Vitamin D2 vor, das eigentlich Ergocalciferol heißt. Diese Form ist aber deutlich ineffektiver für unseren Körper und da Vitamin D bei Veganern ohnehin schon ein Nährstoff ist, der sehr oft in zu geringer Menge aufgenommen wird, müssen diese Personen besonders darauf achten, keinen Mangel zu erleiden. Derzeit geht man davon aus, dass Ergocalciferol drei bis vier mal weniger potent ist als Cholecalciferol (D3).

Vitamin D2 ist in pflanzlichen Lebensmitteln in folgenden Mengen enthalten:

• Avocado: 5 µg/100 g
• Steinpilze: 3 µg/100 g
• Champignons: 2 µg/100 g
• Pfifferlinge: 2 µg/100 g

Wie weiß man, ob man Vitamin D einnehmen soll?

Grundsätzlich ist zu sagen, dass Vitamin D relativ ungiftig ist und Überdosierungen deshalb hauptsächlich in Folge von Unfällen bei Kleinkindern oder durch die zu hohe Zufuhr über hoch dosierte Supplemente vorkommen. Bevor man einfach blind mit der zusätzlichen Einnahme von Vitamin D beginnt, ist es allerdings trotzdem sinnvoll, einen aussagekräftigen Bluttest zu machen. Hierdurch kann man nicht nur sehen, wie hoch der eigene Spiegel derzeit ist, sondern auch die einzunehmende Dosierung besser bestimmen. Ein derartiger Test kostet im Normalfall zwischen 25 und 50 Euro und kann in den meisten gängigen Labors angefertigt werden. Alternativ kann man versuchen, einen Bluttest für den Hausgebrauch zu verwenden, doch die Genauigkeiten sind hier noch etwas ungewiss.

Vitamin D Referenzwerte für die Zufuhr und Höhe der Spiegel im Blut

Derzeit empfiehlt die deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) einem Erwachsenen, 20 µg (800 i.U.) Vitamin D pro Tag aufzunehmen, wenn keine endogene Synthese durch UV-Licht beziehungsweise Sonnenlicht erfolgt. Über die Nahrung nehmen das jedoch nur die wenigsten Personen in Deutschland auf, weshalb die bekannte Ernährungsgesellschaft empfiehlt, den restlichen Bedarf durch die endogene Synthese oder die Einnahme eines Präparats zu decken.

Bezüglich der Spiegel an 25-OH-Vitamin-D gibt beispielsweise das Labor Enders 30 bis 50 µg pro Liter (75 bis 126 nmol/L) als optimalen Spiegel an. [9] Unserer Kenntnis nach sind diese Werte aber noch immer Gegenstand von wissenschaftlichen Diskussionen.

Die Wissenschaftler um Groningen und Kollegen [15] haben auf Grundlage zahlreicher Studien eine Formel aufgestellt, mit der man die Dosierung von Vitamin D berechnen kann, die zu einem gewünschten Spiegel führt. Zu beachten ist dabei, dass es sich hier sicher um eine einmalige Dosis (Ladedosis) handelt. Diese sollte man in kleinere tägliche Dosierungen aufteilen.

Die Formel lautet wie folgt:

Dosis (i.U.) = 40 * (Zielwert in nmol/L – Serum Vitamin D in nmol/L) * Körpergewicht in kg

Am Beispiel eines 80 Kilo schweren Menschen mit einem Blutwert von 30 nmol/L und einem Zielwert von 100 nmol/L, sieht diese Rechnung also wie folgt aus:

Dosis (i.U.) = 40 * (100 – 30) * 80 = 224.000 iU

Möchte er diese enorme Menge nun in kleinere Dosierungen über den Zeitraum von drei Monaten (90 Tage) aufteilen, ergibt dies eine tägliche Menge 2489 i.U., also knapp 2500 i.U.

Doch nicht bei jedem Menschen reagiert der Blutspiegel in gleicher Weise auf die Vitamin D Einnahme. Manche Personen erreichen höhere Werte, bei anderen steigt der Spiegel langsamer. Daher sollte man den Spiegel in gewissen Abständen erneut messen lassen, um die Effektivität zu überprüfen. [15]

Vitamin D Mangel – Weitreichende Symptome und Anhaltspunkte

Die typische Vitamin D Mangelerkrankung nennt sich Rachitis oder auch „Englische Krankheit“. Da das Vitamin essenzielle Funktionen bei der Aufnahme und Verwendung von Kalzium hat, kommt es bei schwerwiegendem Mangel bei Kindern zu einer Erweichung der Knochensubstanz, wodurch sich Teile des Skelettes deformieren können. Besonders prädestiniert dafür sind die Beine, da hier der meiste Druck lastet. Den Namen „Englische Krankheit“ bekam die Rachitis, da in der Zeit der Industrialisierung Kinder in England oftmals in Bergwerken oder Hinterhöfen ohne Zugang zum Sonnenlicht arbeiten mussten. Aufgrund des Mangels und der daraus resultierenden Störung des Kaliumhaushaltes hatten diese Kinder oft ein deformiertes Skelett.

Für die Mineralisierung der Knochen ist weiterhin das Hormon Östrogen zuständig. Da die Produktion bei Frauen mit dem Alter abnimmt, ist es wichtig, in jungen Jahren starke Knochen aufzubauen und diese im Alter möglich zu erhalten. Andernfalls droht Osteoporose. Der Körper baut nur bis zu einem gewissen Zeitpunkt, im Alter von etwa 30 bis 40 Jahren, signifikante Mengen Kalzium in die Knochen ein. Daher kann Vitamin D dabei helfen, eine gesunde Knochenstruktur aufzubauen und langfristig vor Abbau der Knochensubstanz zu schützen.

Ein Vitamin D Mangel kann sich jedoch auch durch weitere Symptome klassifizieren. Dazu können unter anderem Müdigkeit, Antriebslosigkeit, Konzentrationsstörungen, Depressionen, Muskelkrämpfe und -schwäche, Hautprobleme, ein geschwächtes Immunsystem und Schlafstörungen gehören. Da diese Dinge aber auch bei anderen Krankheiten und Mangelzuständen auftreten können, empfiehlt es sich, keine Selbstdiagnosen zu stellen, sondern das Ganze auf jeden Fall mittels Bluttest bestimmen zu lassen. Falls der Test etwas Derartiges bestätigt, sollte gemeinsam mit einem Spezialisten eine Vorgehensweise mit konkreten Dosierungen und laufender Kontrolle des Therapieerfolgs festgesetzt werden.

Die Wirkung von Vitamin D auf die Gesundheit

Da in den letzten Jahren bis Jahrzehnten der Hype rund um Vitamin D deutlich anstieg, wurden enorm viele Studien durchgeführt und deshalb konnten mittlerweile schon einige Zusammenhänge aufgezeigt werden.

Sterblichkeit, Vitalität und Lebensdauer

Geringe Vitamin D Spiegel werden laut epidemiologischen Studien mit einer höheren Sterblichkeitsrate in Verbindung gebracht. Werte innerhalb des höheren Normalbereiches scheinen die Sterblichkeitsrate zu senken [16, 17]. Ein großes Review von einer Vielzahl von Studien (hauptsächlich an älteren Personen) zeigt, dass die Supplementation von Vitamin D zu einem geringeren Sterberisiko beitragen kann. Dabei erwies sich Vitamin D3 als die effektivste Form. [18]

Kognitive Leistung

Eine neuere, 18-wöchige Studie an gesunden Erwachsenen konnte eine Verbesserung des visuellen Gedächtnisses durch die Gabe von 4000 i.U. Vitamin D am Tag zeigen, Das verbale Gedächtnis, Arbeitsgedächtnis und Ausführungsfunktion blieben jedoch unbeeinflusst [19]. Eine andere Untersuchung, bei der jungen Erwachsenen mit Vitamin D Mangel täglich 5000 i.U. Vitamin D gegeben wurde, zeigte aber keine Verbesserung der kognitiven Leistungsfähigkeit [20].

Depressionen

Korrelationsstudien legen nahe, dass das Auftreten von Depressionen mit einem niedrigen Vitamin D Spiegel assoziiert ist. Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2014 kommt zu dem Schluss, dass der Ausgleich eines Vitamin D Mangels durch Supplementation zu einer Verbesserung depressiver Symptome führt, die mit dem Effekt von Antidepressiva vergleichbar ist. [21]

Schlafqualität

Humanstudien deuten darauf hin, dass Vitamin D die Schlafqualität verbessern kann. Dies wurde jedoch meist an Patienten mit chronischen Schmerzen untersucht, deren Vitamin D Spiegel aus einem Mangel in den Normalbereich angehoben wurde oder es wurden neben Vitamin D parallel noch weitere Stoffe untersucht [22, 23]. Es scheint aber plausibel, dass ein Vitamin D Mangel zu einer gehemmten Schlafqualität führt, allerdings gibt es bisher wenige Daten über diesen Zusammenhang. Weiterhin berichten Anekdoten davon, dass Blutwerte über 85 nmol/L die Schlafqualität wiederum verschlechtern.

Herz-Kreislauf-Erkrankungen

Personen mit unzureichenden Vitamin D Spiegeln besitzen ein höheres Risiko für Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems [24]. Gemessen an den Risikomarkern belegen Studien, dass die Gabe von 1000 i.U. pro Tag das Risiko senken kann [25]. Andere Studien zeigen jedoch keine Effekte [26, 27]. Trotzdem konnte demonstriert werden, dass ein Mangel dieses essenziellen Nährstoffes, zu einem höheren Blutdruck führen kann, was einer der Risikomarker für cardiovaskuläre Krankheiten ist [28].

Insulinsensitivität

Einige Untersuchungen haben gezeigt, dass der Vitamin D Spiegel invers mit der Insulinresistenz und dem Insulinspiegel generell korreliert [29, 30, 31]. Personen, die geringe Mengen des Vitamins im Blut aufweisen, zeigten eine Verbesserung der Insulinsensitivität nach einer Einnahme [32, 33].

Körperfett und Übergewicht

Man ging in der Vergangenheit davon aus, dass ein Vitamin D Mangel zu Übergewicht beiträgt, da das Sonnenlicht im Frühjahr als Signal dient, dass man weniger essen muss und die Vitamin D Produktion dabei als eine Art Sensor fungiert [34]. Auch wurde festgestellt, dass adipöse Menschen oftmals geringere Vitamin D Spiegel aufweisen [35]. In Interventionsstudien am Menschen stellte man fest, dass die Einnahme von 4000 i.U. Vitamin D3 in Kombination mit Krafttraining und einem Post-Workout Shake die Fettmasse leicht reduzieren konnte. Jedoch erreichte man hier keine Signifikanz [36]. Bei übergewichtigen Frauen, die 1000 i.U. pro Tag über zwölf Wochen verabreicht bekamen, konnte jedoch ein signifikanter Rückgang des Körperfetts beobachtet werden [37]. Dennoch ist die Datenlage zu diesem Zusammenhang bisher eher gering.

Muskeln und körperliche Leistung

Die Einnahme von Vitamin D zum Zweck der Mangelbehebung könnte die athletische Leistungsfähigkeit steigern. Dafür sollen Werte von 50 ng/ml (125 nmol/l) nötig sein [38]. Bei übergewichtigen Personen, die sonst wenig Bewegung haben, konnten 4000 i.U. Vitamin D täglich in Kombination mit Krafttraining gegenüber dem Training allein zu einer Steigerung der Power führen [39]. Gesunde Männer, die ebenfalls 4000 i.U. am Tag über sechs Wochen bekamen, verbesserten ihre Regeneration nach Muskelschäden, die durch exzentrisches Training herbeigeführt wurden. Des Weiteren verbesserten sie dadurch ihre körperliche Leistung [40].

Immunsystem

Es ist bekannt, dass Vitamin D ein wichtiger Cofaktor für die Produktion und Funktion von Immunzellen ist. Ein Mangel kann daher zu Beeinträchtigungen der Immunfunktion führen. [41]

Japanische Kinder, denen man 1200 i.U. Vitamin D pro Tag gab, bekamen im Winter 40 Prozent seltener eine Grippe [48]. Ähnliche Effekte konnten bei mongolischen Kindern mit 300 i.U. nachgewiesen werden [49]. Ältere Frauen, die 800 i.U. über drei Jahre bekamen, entwickelten drei Mal weniger oft eine Grippe. Frauen aus dieser Studie, die im dritten Jahr 2000 i.U. bekamen, waren sogar 26 Mal seltener betroffen, was bedeutet, dass Vitamin D dabei hilft, Grippe zu vermeiden [50].

Prävention: Wie können sich Sportler vor Erkältungen und Krankheiten schützen?

Während die Behauptung, Fitnesstraining sei förderlich für das Immunsystem und die allgemeine Gesundheit, völlig korrekt ist, verschiebt sich die Anfälligkeit für Erkrankungen bei ambitionierte Athleten, die von ihrem Körper das Äußerste abverlangen, wieder in die andere Richtung. Grund dafür sind die immense Trainingsfrequenz, -intensität und das -volumen sowie eine oft eintönige und zeitweise restriktive Ernährung, […]

Interaktion mit Hormonen

Mit steigendem Vitamin D Spiegel sinkt der Gehalt von Parathormon im Blut bis zu einem Gehalt von 75 bis 100 nmol/l . Dieses Peptidhormon wird in der Nebenschilddrüse produziert und baut unter anderem Kalzium aus den Knochen ab, um den Blutspiegel konstant zu halten. [42]

Vitamin D korreliert weiterhin positiv mit dem Blutspiegel von Testosteron [43]. Durch die Behebung eines Vitamin D Mangels konnte bei gleichzeitigem Testosteronmangel festgestellt werden, dass auch dieser Wert ansteigt [4, 44].

Weiterhin scheint Vitamin D mit der Spermaqualität zu korrelieren. Sowohl zu niedrige als auch zu hohe Werte scheinen sich negativ auf die Beweglichkeit von Spermien auszuwirken, was wiederum ein Faktor für die Qualität ist [51, 52].

Vitamin D kann weiterhin den Haushalt des Hormons Östrogen regulieren, indem es die Aktivität des Aromataseenzyms beeinflusst, welches maßgeblich für die Herstellung von Östrogen verantwortlich ist [45].

Krebserkrankungen

Es wurde gezeigt, dass eine inverse Korrelation zwischen dem Vitamin D Spiegel und Brustkrebs, Dickdarmkrebs, Prostatakrebs sowie Krebs in den Eierstücken besteht [46]. Allerdings kommt eine aktuelle Meta-Analyse aus dem Jahr 2018 zu dem Schluss, dass die Supplementation mit Vitamin D zu keinem präventiven Effekt in Bezug auf die Entstehung von Krebs oder der Sterblichkeit aufgrund einer solchen Erkrankung besteht [47].

Interaktionen mit anderen Nährstoffen

Vitamin K

Vitamin D und Vitamin K scheinen aufgrund vieler gemeinsamer Mechanismen in Bezug auf den Knochenstoffwechsel und Herz-Kreislauf-System synergistische Effekte zu besitzen. Weiterhin kann eine sehr hohe Vitamin D Zufuhr, beispielsweise über Supplemente, zu einer erhöhten Aufnahme und einem verbesserten Stoffwechsel von Kalzium führen. In extremen Fällen kommt es zur Kalzifizierung von Weichgeweben wie Blutgefäßen und Organen. Das bedeutet, dass Kalziumablagerungen diese weichen Gewebe versteifen und sie somit in ihrer Funktion einschränken. Vitamin K wiederum wirkt einer verstärkten Kalzifizierung entgegen, weshalb oft geraten wird, Vitamin K zu supplementieren, wenn hohe Mengen von Vitamin D eingenommen werden. [53]

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Kalzium

Wie bereits mehrfach angesprochen, ist Vitamin D maßgeblich bei Aufnahme und Stoffwechsel von Kalzium beteiligt. Personen mit einem Vitamin D Wert von durchschnittlich 86,5 nmol/L (mittlerer Normalbereich) hatten laut einer Studie eine um 65 Prozent bessere Kalziumabsorption als Personen mit 50 nmol/L (Grenze zwischen Mangel und Normalbereich) im Serum [7, 54].

Magnesium

Eine Studie aus dem Jahr 2018 deutet darauf hin, dass Vitamin D nicht seine volle gesundheitliche Wirkung entfalten konnte, solange ein Magnesiummangel vorliegt [55]. Daher sollte immer darauf geachtet werden, genügend Magnesium aufzunehmen, wenn man von Vitamin D profitieren möchte.

Was sind sichere Mengen und wie kann es zu einer Überdosierung kommen?

Wie bereits angesprochen, treten Überdosierungen nur relativ selten auf, trotz allem kann es natürlich dazu kommen. Um hier einen Anhaltspunkt zu nennen, sehen wir uns einen Wert namens Upper Level Intake, kurz UL, an. Dieser Wert beschreibt jene Dosierung, die man ein Leben lang täglich über die Nahrung oder Supplemente aufnehmen könnte, ohne dass es dabei zu einer Schädigung der eigenen Gesundheit kommen sollte.

In der Europäischen Union wird dieser Wert von der europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) herausgegeben und vorerst auf 100 µg (4000 i.U.) pro Tag festgelegt. Vor dem Jahr 2012 betrug der Upper Level Intake noch 50 µg [5, 6]. Da zur Etablierung dieser Werte immer eine Vielzahl an Experten und Studien herangezogen werden, sollte man die Grenze auch dementsprechend gewichten und sich in Sachen Dosierung nicht darüber hinaus bewegen. Somit kann man nicht nur eine Überdosierung ausschließen, sondern hat auch sonst nur in sehr unwahrscheinlichen Fällen mit gesundheitsschädigenden Nebenwirkungen zu rechnen. Dennoch sei erwähnt, dass einige Forschergruppen bereits eine Anhebung des UL auf 10000 iU fordern.

Fazit

Vitamin D ist ein fettlösliches Vitamin, das in unserem Körper eine Vielzahl an wichtigen Aufgaben besitzt. In der wissenschaftlichen Literatur wurde die Einnahme als Nahrungsergänzungsmittel schon mit einigen positiven Effekten in Zusammenhang gebracht, die vor allem dann auftreten, wenn ein Mangelzustand vorliegt. Vitamin D sollte immer mit einer geringen Menge Fett konsumiert werden. Außerdem ist es sehr ratsam, nicht einfach blind mit einer Supplementierung zu starten, sondern zuvor einen Bluttest durchzuführen und sich anzusehen, wie der eigene Spiegel derzeit aussieht. Somit kann die Dosierung dementsprechend gestaltet und nach einer gewissen Zeit das Ergebnis überprüft werden!

Quellen:

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