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Stoffwechsel

In der Haut werden durch UV-Strahlen und Wärme aus dem aus Pflanzen stammenden Provitamin D₂ (Ergosterin auch Ergosterol) oder tierischem Provitamin D₃ (7-Dehydrocholesterol) Vitamin D₂ (Ergocalciferol) und Vitamin D₃ (Cholecalciferol) gebildet. Diese werden, wie alle freigesetzten Vitamin-D-Metaboliten, an einem spezifischen Vitamin-D-bindenden Protein (DBP) im Blut zur Leber transportiert.
Mit der Nahrung aufgenommenes Vitamin D₂ und Vitamin D₃ wird in Chylomikronen eingebaut und ebenfalls zur Leber transportiert. In der Leber und der Niere findet der Umbau des mit der Nahrung aufgenommen Vitamin D und des in der Haut gebildeten Vitamin D zu dem aktiven Calcitriol (1,25(OH)₂D₃) und 1,25 Dihydroxyvitamin D₂ statt. Gespeichert wird Vitamin D in der Leber, aber auch im Fettgewebe [11, 12, 13].

Bedarf ( D-A-CH-Referenzwerte)

Vitamin D bei fehlender endogener Synthese

1 µg = 40 Internationale Einheiten (IE) oder engl. International Unit (IU);
1 IE = 0,025 µg

Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) hat im Jahr 2012 die empfohlene Aufnahmemenge von Vitamin D für Kinder und Erwachsenen vervierfacht, von bislang täglich 5 μg auf 20 μg (800 IE). Der Schritt wurde laut Süddeutscher Zeitung mit einer Studie begründet, die belegt, dass sich das Risiko für Knochenbrüche bei Senioren um 20 bis 30 Prozent reduzierte, wenn sie Vitamin-Präparate einnahmen.
Bei den in Deutschland üblichen Ernährungsgewohnheiten wird Vitamin D nur in geringen Mengen mit der Nahrung aufgenommen. Schätzungsweise erreichen Kinder tägliche Aufnahmemengen von 1-2 μg, bei Jugendlichen und Erwachsenen sind es ca. 2-4 μg/Tag. Die Differenz zwischen der geschätzten Zufuhr an Vitamin D über die Nahrung und dem täglichen Bedarf muss durch die endogene Synthese gedeckt werden. Voraussetzung sind regelmäßige Aufenthalte im Freien, denn der überwiegende Teil des benötigten Vitamin D wird in der Haut durch UV-Strahlen gebildet.

Zusätzliche Vitamin-D-Gaben werden bei gestillten wie bei nicht gestillten Säuglingen ab der 1. Lebenswoche bis zum ersten Lebensjahr empfohlen [2]. Die Ernährungskommission der Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin (DGKJ) hat in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgemeinschaft Pädiatrische Endokrinologie dargelegt, dass es für die Mineralisierung des Skelettes und zur Vorbeugung von Rachitis sinnvoll ist, die Prophylaxe bis zum zweiten vom Kind erlebten Frühsommer fortzuführen.

National Health Service (NHS)

Der britische National Health Service (NHS) empfiehlt Menschen, die älter als 1 Jahr sind, zur Vorbeugung von Knochen- und Gelenkerkrankungen durchschnittlich die Menge von 10 µg (400 IE) Vitamin D pro Tag. Insbesondere in Herbst und Winter sollte auf eine ausreichende Vitamin-D-Versorgung geachtet werden. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass dies für einige Menschen bedeutet ihren Vitamin-D-Bedarf mit Nahrungsergänzungsmittel zu decken oder zu ergänzen. Menschen mit einem höheren Risiko für Vitamin-D-Mangel wird empfohlen, das ganze Jahr hindurch Nahrungsergänzungsmittel einzunehmen. Ebenso wird bei Kindern im Alter von 1 bis 4 Jahren nahegelegt das ganze Jahr hindurch täglich 10 µg Vitamin D als Nahrungsergänzung zu geben. Bei Säuglingen und Kleinkindern unter einem Jahr reduziert sich die Menge auf 8,5-10 µg Vitamin D. Babys, die täglich mehr als 500 ml Säuglingsnahrung bekommen, brauchen keine zusätzliche Vitamin-D-Gabe, da die Säuglingsnahrung bereits angereichert ist. [3, 4].

Institute of Medicine, Food and Nutrition Board

Das US-amerikanische Institute of Medicine gibt folgende Verzehrempfehlungen (Recommended Dietary Allowances, RDAs) für Vitamin D [7]:

Säuglinge / Kinder
0 – 12 Monate: 10 μg/Tag | 400 IE (ausreichende Zufuhr [Adequate Intake])
1 – 13 Jahre: 15 μg/Tag | 600 IE

Jugendliche / Erwachsene
14 – 18 Jahre: 15 μg/Tag | 600 IE
19 – 70 Jahre: 15 μg/Tag | 600 IE
über 70 Jahre: 20 μg/Tag | 800 IE
Schwangere Frau: 15 μg/Tag | 600 IE
Stillende Frau: 15 μg/Tag | 600 IE

Vorkommen in Nahrungsmitteln

Natürlich kommt Vitamin D in Lebertran, Fettfisch (z. B. Lachs, Makrele, Thunfisch und Hering), Pilzen, Leber und Milchprodukten vor. In Norwegen und Japan wird ein großer Teil des Vitamin-D-Bedarfs durch den Fischkonsum gedeckt. Aufgrund des fehlenden Fisch- oder Fleischkonsums ist die Vitamin-D-Zufuhr bei Vegetariern und Veganern besonders gering.
Muttermilch enthält 10 Tage nach der Geburt durchschnittlich 0,73 μg/kg Vitamin D [14]. Im Säuglingsalter, wo das Skelettsystem stark wächst, wird auch bei gestillten Kindern eine zusätzliche Vitamin-D Gabe empfohlen.

Vitamin-D-Gehalt von einigen Lebensmitteln

Quellen: Souci, Fachmann, Kraut: Die Zusammensetzung der Lebensmittel, Nährwert-Tabellen [14]
(1) U.S. Department of Agriculture - FoodData Central [15]

Anreicherung von Lebensmitteln

Um einem Vitaminmangel vorzubeugen, werden in vielen Ländern Lebensmittel mit Vitamin D angereichert. In den USA und Kanada wird in Milch und Pflanzenmilchalternativen wie Soja-, Hafer- oder Mandeldrink Vitamin D zugesetzt. Ebenso enthalten häufig Orangensaft, Joghurt und Margarine zugesetztes Vitamin D. In Europa sind die Verhältnisse unterschiedlich: So ist in Belgien die Anreicherung von Margarine und Streichfett mit Vitamin D verpflichtend und in anderen Produkten wie Milch, Milchgetränken, Müsli, Keksen, Fruchtsäften, Kakaopulver oder Produkten zur Gewichtsreduktion freiwillig. In Finnland wird Milch, Margarine und im begrenzten Umfang Joghurt, Orangensaft, Pflanzenmilch, Brot sowie Cerealien mit Vitamin D angereichert. Wohingegen in Dänemark die Anreicherung erlaubt, aber selten in die Praxis umgesetzt wird [7, 19].
In Deutschland erlaubt die Verordnung (EG) Nr. 1925/2006 (Anreicherungsverordnung) allgemein Lebensmitteln Vitamin D in Form von Ergocalciferol oder Cholecalciferol zuzusetzen [9]. Die Verordnung (EU) Nr. 609/2013 regelt die Zugabe von Vitamin D in Säuglingsanfangsnahrung, Folgenahrung, Getreidebeikost und anderer Beikost, Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke sowie der Tagesration für gewichtskontrollierende Ernährung [16]. Allerdings muss die Anreicherung vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) genehmigt werden. Neben Margarine und Streichfetten werden auch Frühstückscerealien, Frischkäse-Zubereitung, Pflanzencremes und Speiseöl mit Vitamin D versetzt. Bei neuartigen Lebensmitteln ist es gestattet den Vitamin-D-Gehalt von Lebensmitteln wie beispielsweise Hefe, Milch, Brot und Pilze durch UV-Bestrahlung anzuheben. Da die Aufnahme zu hoher Mengen Vitamin D gesundheitsschädlich sind, hat das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) Vorschläge für Höchstmengen in Nahrungsergänzungsmitteln und angereicherten Lebensmitteln wie Milch und Milchprodukte, Brot, Streichfett und UV-bestrahlte Milch erarbeitet [8, 10, 17].

Vitamin-D-Versorgung

Die Vitamin-D-Versorgung der deutschen Bevölkerung wurde in zwei Studien untersucht: „Studie zur Gesundheit von Kindern und Jugendlichen in Deutschland (KIGGS) in den Jahren 2003-2006 und der „Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland (DEGS) in den Jahren 2008-2011. Demnach wären in Deutschland 30,2 % der Erwachsenen mangelhaft mit Vitamin-D versorgt [1]. Im Jahr 2020 veröffentlichte das BfR aktuelle Zahlen. Da mittlerweile andere Untersuchungsmethoden zur Verfügung stehen, wurden von 14 europäischen Studien (u. a. auch DEGS und KiGGS) Rückstellproben erneut untersucht. Nach den korrigierten Zahlen sind nur 17,1 % der Erwachsenen nicht ausreichend mit Vitamin D versorgt, denn 4,2 % der Erwachsenen hatten einen Serumspiegel unter 25 mmol/l 25-OH-D₃ und 12,9 % unter 30 mmol/l. Eine angemessene Versorgung mit Vitamin D liegt bei Serumkonzentrationen oberhalb von 50 mmol/l 25-OH-D₃ vor. [8].

Empfohlene Sonnenlichtbestrahlung der Haut

Bei Kindern und Jugendlichen rät die Deutsche Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin für eine ausreichende Vitamin-D-Versorgung Kopf und Unterarme ohne Sonnenschutz von April bis September zwischen 10 und 15 Uhr je nach Hauttyp (Hautpigmentierung) täglich durchschnittlich ca. 10–15 min von der Sonne bescheinen lassen.

Das Max Rubner-Institut, zusammen mit dem BfR und der DGE empfehlen täglich etwa ein Viertel der Körperoberfläche (Gesicht, Hände und ein größerer Teil der Arme und Beine) zwischen 5 und 25 Minuten von der Sonne bescheinen zu lassen. Die Dauer ist von vielen Faktoren abhängig wie beispielsweise Hauttyp, Jahreszeit, Witterung und Breitengrad ( Ausgewählte Fragen und Antworten zu Vitamin D, 2014).
Da die Vitamin-D-Produktion in der Haut von der Sonneneinstrahlung abhängt, ist nach einem Winter mit weniger Sonnenschein die Versorgung mit Vitamin D schlechter, als im Sommer. Die Pigmentierung der Haut und die Verwendung von Sonnenschutzmitteln haben ebenfalls eine Einfluss auf die Vitamin-D-Versorgung. Ein Vitamin-D-Mangel kann bei Personen auftreten, die nur selten das Haus verlassen, oder sich nur mit bedeckter Haut nach draußen gehen [1]. Auch in Regionen mit geringer Sonnenscheindauer müssen unter Umständen zusätzlich Vitamin D mit der Nahrung oder als Nahrungsergänzung zu sich nehmen.

Risiken

UV-Strahlen können das Risiko von Hautkrebs erhöhen, es gibt deshalb Überlegungen, ob der Vitamin-D-Bedarf vermehrt über die Nahrung gedeckt werden kann.

Vorbeugung von Knochenerkrankungen

Zur Vorbeugung einer Osteoporose bei älteren Männern und Frauen nach den Wechseljahren (postmenopausale Frauen) rät der DVO Dachverband Osteologie in der Leitlinie Osteoporose 2017, neben → Kalzium auch auf eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D zu achten. Wird die Haut der betreffenden Personen nur noch selten vom Sonnenlicht beschienen und/oder besteht ein hohes Sturz- und/oder Frakturrisiko, kann der Bedarf mit Vitamin-D-Präparaten gedeckt werden. Vor der Einnahme solcher Präparate wird geraten, eine Ärztin oder einen Arzt aufzusuchen, in dessen Praxis der Vitamin-D-Status festgestellt werden kann. In der Regel wird hierfür die Serumkonzentration von 25-OH-D₃ untersucht [8].

Ergebnisse einer im Oktober 2018 erschienenen Metastudie von Mark Bolland, Andrew Gray (Universität von Auckland, Neuseeland) und Alison Avenell (Universität von Aberdeen, Schottland) fanden keinen Zusammenhang zwischen der Gabe von Vitamin D und Knochenbrüchen. Weder bei einer hohen noch bei niedrigen Vitamin-D-Dosen konnte eine Verbesserung der Knochenmineraldichte nachgewiesen werden, oder, dass die Vitamin-D-Gabe vor Knochenbrüchen geschützt hätte [5, 6].

Mangelerscheinungen

Vitamin-D-Mangel kann bei Kindern und Jugendlichen zu Rachitis führen. Die entsprechende Krankheit bei Erwachsenen ist die Osteomalazie. Der Skelettaufbau wird gestört und es kommt zu starken Deformierungen der Knochen. Durch einen Vitamin-D-Mangel im Kindesalter wird die Knochenmineralisierung verringert, es kommt zu einem reduzierten Wachstum und es wächst die Gefahr von Knochenbrüchen.

Hypervitaminose D

Eine erhöhte Zufuhr von Vitamin D ist gesundheitsschädlich. Eine zu hohe Vitamin-D-Aufnahme kann zu einer erhöhten Kalziumkonzentration im Blutserum (Hyperkalzämie) führen. Symptome einer Hyperkalzämie sind beispielsweise Müdigkeit, Appetitlosigkeit, Übelkeit und Erbrechen sowie Verkalkung von Gefäßen und anderer weicher Gewebe. Bleibt die Hyperkalzämie über eine längere Zeit bestehen, kann es zu Nierensteinen, Nierenverkalkungen und schließlich zu einer Abnahme der Nierenfunktion kommen [8].

Europäische Obergrenzen für Vitamin D

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat für Vitamin D eine Höchstmenge, den sogenannten „Tolerable Upper Intake Level“ (UL) für Erwachsene und Kindern ab 11 Jahren von 100 μg/Tag festgelegt [8, 18].

Interressante Links

Netzwerk-Osteoporose e. V. - Organisation für Patientenkompetenz. Zugriff am 29.02.2024
OSD Osteoporose Selbsthilfegruppen Dachverband e. V. Zugriff am 29.02.2024

Quellen

[1] Robert Koch-Institut (Hrsg.) (2016): Vitamin-D-Status in Deutschland. Journal of Health Monitoring 2016 1(2). Zugriff 29.02.2024
Mona S. Calvo, Susan J. Whiting, Curtis N. Barton: Vitamin D Intake: A Global Perspective of Current Status, The American Society for Nutritional Sciences, February 2005
[2] Die Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr: D-A-CH-Referenzwerte der DGE, ÖGE, SGE/SVE, Vitamin D (Calciferole). Zugriff 29.02.2024
[3] NHS (Hrsg.): Vitamin D. Zuletzt geprüft am 03. August 2020. Zugriff am 29.02.2024
[4] Public Health England press office (Hrsg.): PHE publishes new advice on vitamin D. Veröffentlicht 21. Juli 2016. Zugriff am 29.02.2024
[5] Mark J. Bolland, Andrew Grey, Alison Avenell (2018): Effects of vitamin D supplementation on musculoskeletal health: a systematic review, meta-analysis, and trial sequential analysis. Zugriff am 23.10.2018
[6] Guardian News and Media Limited (2018): Vitamin D supplements don't help bone health, major study concludes. Zugriff am 23.10.2018
[7] National Institutes of Health. Office of Dietary Supplements: Vitamin D. Geprüft 18.09.2023. Zugriff am 01.03.2024
[8] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) (2020): Vitamin D: Einnahme hochdosierter Nahrungsergänzungsmittel unnötig. Stellungnahme Nr. 035/2020. Zugriff am 29.02.2024
[9] Verordnung (EG) Nr. 1925/2006 des europäischen Parlaments und des Rates vom 20. Dezember 2006 über den Zusatz von Vitaminen und Mineralstoffen sowie bestimmten anderen Stoffen zu Lebensmitteln. Zugriff am 29.02.2024
[10] Verordnung (EU) 2015/2283 des europäischen Parlaments und des Rates vom 25. November 2015 über neuartige Lebensmitte. Zugriff am 29.02.2024
[11] Biesalski, Hans Konrad; Grimm, Peter; Nowitzki-Grimm, Susanne: Taschenatlas Ernährung. 2017
[12] Schlieper, Cornelia A.: Grundfragen der Ernährung. 2017
[13] Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) (Hrsg.): 13. DGE Ernährungsbericht. 2016
[14] Souci, S.W. / Fachmann, W. / Kraut, H.: Food Composition and Nutrition Tables - Die Zusammensetzung der Lebensmittel, Nährwert-Tabellen - La composition des aliments Tableaux des valeurs nutritives. 2016
[15] U.S. Department of Agriculture - FoodData Central: Fish oil, cod liver. Zugriff am 05.08.2020
[16] Verordnung (EU) Nr. 609/2013 des europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Juni 2013 über Lebensmittel für Säuglinge und Kleinkinder, Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke und Tagesrationen für gewichtskontrollierende Ernährung. Zugriff am 29.02.2024
[17] Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) (2021): Aktualisierte Höchstmengenvorschläge für Vitamine und Mineralstoffe in Nahrungsergänzungsmitteln und angereicherten Lebensmitteln. Zugriff am 29.02.2024
[18] European Food Safety Authority (EFSA) (2018): Summary of Tolerable Upper Intake Levels. Zugriff am 29.02.2024
[19] Tobias Niedermaier, Thomas Gredner, Sabine Kuznia, Ben Schöttker, Ute Mons, Jeroen Lakerveld, Wolfgang Ahrens, Hermann Brenner (2022): Vitamin D food fortification in European countries: the underused potential to prevent cancer deaths. European Journal of Epidemiology (2022) 37:309–320. Zugriff am 01.03.2024
T. Reinehr, D. Schnabel, M. Wabitsch, S. Bechtold-Dalla Pozzalla, C. Bührer, B. Heidtmann, F. Jochum,·T. Kauth,·A. Körner, W. Mihatsch,·C. Prell, S. Rudloff,·B. Tittel,·J. Wölfle, K.-P. Zimmer,·B. Koletzko, Ernährungskommission der Deutschen Gesellschaft für Kinder- und Jugendmedizin (2018): Vitamin-D-Supplementierung jenseits des zweiten Lebensjahres. Gemeinsame Stellungnahme der Ernährungskommission der Deutschen Gesellschaft für Kinder und Jugendmedizin (DGKJ e. V.) und der Deutschen Gesellschaft für Kinderendokrinologie und Diabetologie (DGKED e. V.). Zugriff 21.10.2018
DVO Dachverband Osteologie e. V. (2018): Osteoporose Leitlinie 2017. Zugriff 29.02.2024
Ausgewählte Fragen und Antworten zu Vitamin D. Gemeinsame FAQ des BfR, der DGE und des MRI vom 3. Dezember 2014
Karl-Hein Bässler, Ines Golly, Dieter Loew, Klaus Pietrzik: Vitamin-Lexikon 2002
H. K. Biesalski, J. Schrezenmeir, P. Weber, H. Weiß: Vitamine, Physiologie, Pathophysiologie, Therapie, 1997
Ursel Fuchs, Richard Fuchs: Vitaminbomben Nahrungsergänzung Functional Food, Versprechungen - Risiken - Nebenwirkungen, 2006
Gaby Hauber-Schwenk, Michael Schwenk: dtv-Atlas Ernährung, 2000
Kathrin Burger: Ein Dogma fällt, Süddeutsche Zeitung vom 21.01.2012

Ausführliche Quellenangaben