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Dr. Monika Mustak
 
Innere Medizin 7. Juli 2010

Wichtiger als Calcium?

Stellenwert von Vitamin D3 in der Geriatrie

Vitamin D ist einer der Faktoren, die einen wesentlichen Einfluss auf den Knochenstoffwechsel und andere metabolische Vorgänge haben, die vor allem bei Menschen in höherem Lebensalter zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die vorliegende Arbeit soll eine Zusammenfassung über Entstehung, Bedeutung von Vitamin D für das Knochengewebe und außerhalb des Knochengewebes darstellen – unter besonderer Berücksichtigung des geriatrischen Patienten.

Die D-Vitamine leiten sich von den Sterinen, auch Sterole, einer Gruppe von biochemischen Substanzen aus der Gruppe der Steroide ab. Sie sind fettlöslich jedoch wasserunlöslich und bilden in reiner Form farb- und geruchlose Kristalle. Die D-Vitamine werden auch Calciferole genannt. Die beiden wichtigsten Vertreter sind Vitamin D2 und Vitamin D3. Vitamin D kann exogen zugeführt als auch endogen produziert werden.

Als Provitamine können Cholesterin und Ergosterin angesehen werden. Das aus tierischen Lebensmitteln und im menschlichen Organismus per se vorkommende Cholesterin kann zu Vitamin D3- Cholecalciferol umgebaut werden. Das aus pflanzlichen Lebensmitteln stammende Ergosterin kann zu Vitamin D2- Ergocalciferol umgebaut werden.

Cholecalciferol hat für den Menschen die größte Bedeutung, da es in Leber und Haut synthetisiert wird. Cholesterin wird in der Leber zu 7-Dehydrocholesterol umgebaut, daraus entsteht in der Haut unter Einwirkung von UV-Strahlen Cholecalciferol. Vitamin D2 und D3 werden im Plasma an Vitamin D-bindendes Protein gebunden, zur Leber transportiert und dort in Position 25 hydroxyliert. So entsteht 25-Hydroxyvitamin D (25(OH)D, 25-Hydroxycalciferol).

25(OH)D ist biologisch inaktiv und wird in den Nieren zum biologisch aktiven 1,25(OH)2 D hydroxyliert. Diese renale Hydroxylierung erfolgt reguliert. Sie wird akviert durch Parathormon, Hypokalziämie und Hypophosphatämie und gebremst durch einen Anstieg von 1,25(OH)2D selbst. Das nicht umgewandelte Vitamin D3 wird in Muskulatur, Leber und Fettgewebe gespeichert.

1,25(OH)D3 erfüllt mehr die Aufgaben eines klassischen Hormons als eines Vitamins. Die Signalübermittlung erfolgt mittels spezifischer Calcitriolrezeptoren in den Erfolgsorganen Dünndarm, Niere, Knochen, Herz und zahlreichen anderen Organen. Im Darm aktiviert es in der Mukosazelle die Synthese des Kalzium-bindenden Proteins und fördert damit die Kalziumresorption aus dem Darm.

Vitamin D und Knochengewebe

Für den Knochenstoffwechsel entscheidend ist die Zusammenarbeit von Vitamin D, Calcium und Parathormon um die Calciumhomöostase zu gewährleisten. Bei Hypokalziämie steigt der Blutspiegel von Parathormon, welches dann wiederum die Umwandlung von 25-Hydroxycalciferol in 1,25-Dihydroxycalciferol begünstigt und damit zu einer Einlagerung von Calciumsalzen in die organische Knochenmatrix führt. 1,25-Dihydroxycholecalciferol fördert auch die Phosphatresorption und hemmt die Phosphatausscheidung. Diesen Wechselwirkungen wird in der Therapie von Knochenstoffwechselstörungen wie Osteoporose oder Osteomalazie Rechnung getragen.

Besonderheit in der Geriatrie

Bei älteren Patienten liegt oft eine chronische Niereninsuffizienz vor, welche auch zu einer eingeschränkten Produktion des aktiven Metaboliten von Vitamin D und konsekutiv zu einem sekundären Hyperparathyreoidismus führt. Daher ist bei Patienten mit Niereninsuffizienz nicht nur 25(OH)Vitamin D sondern auch 1,25(OH)2 Vitamin D zu bestimmen. Sollte eine Substitution notwendig werden, muss man den aktiven Metaboliten (zum Beispiel Rocaltrol in entsprechender Dosierung) zuführen.

Vitamin D außerhalb des Knochengewebes

  1. Auswirkung auf biochemische Indikatoren der Herzinsuffizienz

Herzmuskelzellen besitzen Rezeptoren für Calcitriol, was auf eine physiologische Funktion von Calcitriol im Herzmuskel hinweist. Herzmuskelzellen besitzen selbst keine 1α-Hydroxylaseaktivität um aus 25(OH)D das 1,25(OH)2 D3 zu synthetisieren, sodass die Rezeptoren auf zirkulierendes Calcitriol zurückgreifen müssen. Im Gegensatz dazu werden pro- und antiinflammatorische Zytokine von Monozyten und Makrophagen produziert, die eine 1α-Hydroxylase besitzen und damit bei entsprechendem Substratangebot in der Lage sind, Calcitriol zu bilden. Bei Patienten mit NYHA Stadium>II finden sich signifikant niedrigere IL-10 Spiegel, während die Spiegel des proinflammatorischen Zytokins TNFα höher sind. Der genaue Mechanismus der Zytokinproduktion im Rahmen der Herzinsuffizienz ist noch unklar. Es konnte gezeigt werden, dass hohe TNFα-Werte zu niedrigen Calcitriol-Spiegeln führen. Da auch die Herzinsuffizienz mit erhöhten Konzentrationen proinflammatorischer Zytokine einhergeht, kann möglicherweise auch bei der Herzinsuffizienz die Vitamin-D Supplementation vermehrt eingesetzt werden.

Bedeutung in der Geriatrie

Da derzeit noch keine prospektiven, randomisierten Studien über den therapeutischen Einsatz von Vitamin D bei Herzinsuffizienz vorliegen, sollte man sich an die allgemeinen Kriterien für eine Vitamin D Supplementation halten, aber auf jeden Fall darauf achten, dass bei herzinsuffizienten Patienten die Vitamin D-Spiegel bestimmt und entsprechend großzügig korrigiert werden.

 

  1. Entzündlich rheumatische Erkrankungen

Der vielseitige Einfluss der Zytokine im Rahmen entzündlich rheumatischer Erkrankungen mit seinen Auswirkungen auf den Knochenstoffwechsel ist bekannt. Als wichtigster Vertreter ist die chronische Polyarthritis zu nennen. Die chronische Polyarthritis geht einerseits mit einer gelenksnahen Osteoporose und den damit verbundenen Veränderungen des Knochenstoffwechsels, als auch mit erhöhtem proinflammatorischem Zytokinprofil einher. Es besteht daher ein deutlich höherer Bedarf an Vitamin D.

Bedeutung in der Geriatrie

Beim älteren Patienten treten gehäuft Krankheitsbilder wie Polymyalgia rheumatica, LORA oder auch das RS3PE Syndrom auf. Diese Krankheitsbilder gehen zumeist mit hohen Werten der systemischen Entzündungsparameter CRP und BSG einher. Die Therapie der Wahl besteht oft in der Gabe von Cortison, welches dann immer von einer entsprechend knochenprotektiven Begleittherapie inklusive Vitamin D ergänzt wird.

 

  1. Vitamin D und Stürze

Ein Sturz ist ein unfreiwilliger und unkoordinierter Bodenkontakt. Stürze und ihre Folgen sind die sechsthäufigste Todesursache im Alter. Vitamin D hat hier Bedeutung in der Therapie der Osteoporose selbst, aber es gibt auch Untersuchungen über eine Reduktion von Schenkelhalsfrakturen in postmenopausalen Frauen, wenn entsprechende Calcium- und Vitamin D-Supplementation erfolgt. Vitamin D führt auch zu einer Verbesserung der Muskelkraft und zur Verbesserung von Schmerzen in den unteren Extremitäten. Daher sollte auch in der Rehabilitationsmedizin ein Vitamin D Mangel bedacht werden (2).

Zusammenfassung der Besonderheiten beim geriatrischen Patienten

Mit zunehmendem Alter gehen Menschen weniger außer Haus, tragen geschlossenere Kleidung, sind meist weniger mobil und haben oft auch andere Ernährungsgewohnheiten. Die Nahrung wird weniger fettreich, durch Atrophie der Haut nimmt die Umwandlung von Provitamin in Vitamin ab. Die Häufigkeit und das Ausmaß der Vitamin D-Defizienz hängen sowohl von der geographischen Region als auch von der Jahreszeit ab. Besonders betroffen sind Personen in den nördlichen Breitegraden – in unseren Breitengraden sind es vor allem hochbetagte und institutionalisierte Personen. Im Hinblick auf die Jahreszeit finden sich die höchsten Werte vier bis sechs Wochen nach der stärksten Sonnenbestrahlung gemessen, die niedrigsten am Winterausgang.

Vitamin D-Versorgung in Österreich

Die Vitamin D-Versorgung ist bei Österreichs Erwachsenen nicht zufriedenstellend und liegt im Durchschnitt im insuffizienten Bereich. Wie die Untersuchung der österreichischen Gesellschaft zur Erforschung des Knochens und Mineralstoffwechsels an einem repräsentativen Kollektiv zeigt, findet sich eine schwerste Vitamin D-Defizienz (<5g/ml) bei 1,8 Prozent der Probanden, eine deutliche Unterversorgung (<12ng/ml) bei 25 Prozent. Somit besteht bei etwa einem Viertel der gesunden österreichischen Bevölkerung eine deutliche Hypovitaminose. Sämtliche Werte wurden in den Wintermonaten erhoben, was für eine Supplementation von Vitamin D auch bei Gesunden spricht. Aufgrund der vielfachen Angriffspunkte von Vitamin D sollte eine ausreichende Versorgung der gesamten Bevölkerung, unter Berücksichtigung der Besonderheiten des älteren Menschen, angestrebt werden.

Aus ernährungsphysiologischer Sicht werden derzeit für 51–65-Jährige 10mcg/Tag (400 IU) und für Senioren über 65 Jahre 15mcg/Tag (600 IU) empfohlen. Der Vitamin D-Gehalt von ausgewählten Lebensmitteln ist in Tabelle 1 aufgeführt. In diesem Zusammenhang erwähnenswert ist, dass Menschen mit erhöhten Cholesterinwerten aufgrund der endogenen Produktion von Cholecalciferol nicht unkontrolliert Vitamin D zu sich nehmen sollten.

1 Fachärztin für Innere Medizin, SMZ-Süd/Kaiser-Franz-Josef-Spital, 2. Med. Abteilung

1. Pozzilli P, Manfrini S, Crino A, Picardi A, Leomanni C, Cherubini V, Valente L, Khazrai M, Visalli N; IMDIAB group Low levels of 25-hydroxyvitamin D3 and 1,25-dihydroxyvitamin D3 in patients with newly diagnosed type 1 diabetes Horm Metab Res. 2005 Nov; 37(11):680-3

2. K.M. Heath, E.P. Elovic Vitamin D-mangel und seine Folgen für die Rehabilitation. Phys Med Rehab Kuror 2008;18: 35-41

3. Wactawski-Wende J, Kotchen JM, Anderson GL, et al. Calcium plus vitamin D supplementation and the risk of colorectal cancer. N Engl J Med 2006; 354: 684-96.

4. Bises G, Bajna E, Manhardt T, Gerdenitsch W, Kallay E, Cross HS Gender-specific modulation of markers for premalignancy by nutritional soy and Calcium in the mouse colon. J Nutr. 2007 Jan; 137 (1 Suppl): 211S-215S

5. Österreichischer Osteoporosebericht Erscheinungsdatum: August 2007

Korrespondenz Dr. Monika Mustak Fachärztin für Innere Medizin SMZ-Süd/Kaiser-Franz-Josef-Spital, 2. Med. Abteilung – Leitung Prim. Dr. Ludwig Erlacher E-Mail:

Tabelle 1 Vitamin-D-Gehalt von ausgewählten Lebensmitteln in μg/100 g verzehrbarem Anteil und μg/MJ, adaptiert nach dem österreichischen Osteoporosebericht 2007.
 LebensmittelVD (μg/100 g)VD (μg/MJ)
Fisch und Meeresfrüchte Meerestiere:
Austern
Heilbutt (weißer Helbutt)
Hering (Atlantikhering)
Kabeljau (Dorsch)
Makrele
Ostseehering
Rotbarsch (Goldbarsch)
Sardine
Thunfisch

Süßwasserfische:
Aaal, Flussaal
Lachs

Fischdauerwaren:
Bückling
Hering mariniert (Bismarckhering)
Kaviar echt (russischer Kaviar)
Lachs in Dosen

8,0
5,0
26,7
1,30
4,0
7,8
2,3
10,8
4,5


20,0
16,3


30,0
13,0
5,9
11,5

29,0
12,5
27,4
4,1
5,3
12,0
5,2
21,9
4,8


17,0
19,3


32,0
14,8
5,8
16,7
Milch, Milchprodukte, Käse Kuhmilch, 3,5 % Fett
Kuhmilch 1,5 % Fett
Emmentaler, 45 % fett i. Tr.
Gouda, 40 % Fett i. Tr.
Schmelzkäse, 45 % Fett i. Tr.
0,17
0,03
1,10
1,25
3,13
0,6
0,2
0,7
1,0
2,8
Streichfette Butter
Margarine, Pflanzenmargarine
Diätmargarine
Halbfettmargarine
1,24
2,50
2,50
2,50
0,4
0,8
0,8
1,6
Hühnerei   2,93 4,5
Pilze Champignon (aus Zucht)
(Speise-)Morchel
Eierschwammerl (Pfifferling)
Steinpilz
1,94
3,10
2,10
3,10
21,6
49,2
140,0
114,8

M. Mustak1, rheuma plus 2/2010

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