Vitamin D und warum es kaum jemand ausreichend bilden kann!

Die Sonne bildet über die Haut Vitamin D. Doch welche Voraussetzungen benötigt man eigentlich dafür?

Genau genommen ist diese Substanz gar kein Vitamin, sondern ein Hormon. Seine physiologische Hauptfunktion ist es, die extrazellulären Konzentrationen von Calcium und Phosphor in einem normalen Bereich zu halten. Doch heute soll es mehr um die Bildung als um die physiologischen Funktionen von Vitamin D₃ gehen.¹

Randbemerkung: Es gibt auch noch weitere Formen, die als Vitamin D₁ – D₅ gekennzeichnet sind. In diesem Artikel geht es jedoch ausschließlich um D₃, da dieses heutzutage hauptsächlich zur Diagnostik und Supplementierung eingesetzt wird.

Bildung von Vitamin D₃

Die Speicherform von Vitamin D₃ wird Provitamin D₃ (7-Dehydrocholesterol; 7-HDC) genannt. Es befindet sich in der Haut und wird im Körper aus einem Cholesterinderivat gebildet. Die Umwandlung von Provitamin D₃ in Prävitamin D₃ geschieht, wenn es mit UVB Strahlung einer Wellenlänge von 290 – 315 nm bestrahlt wird. Prävitamin D₃ kann anschließend durch die Körpertemperatur angetrieben seine Struktur ändern und zu Vitamin D₃ (Cholecalciferol) werden (Abbildung 1).¹ Aus Cholecalciferol, das auch in Vit.D-Nahrungsergänzungsmitteln eingesetzt wird, wird in einem nächsten Schritt in der Leber das Calcidiol (25-OH-Vitamin D3) gebildet. Das 25-OH Vitamin D3 ist letzendlich auch die Substanz, die standardmäßig bei einem Bluttest bestimmt wird.

Abbildung 1 Vitamin D3 Bildung über die Haut: Provitamin D₃ (7-Dehydrocholesterol) wird mit Hilfe von UV-B Strahlung (290 – 315 nm Wellenlänge) in Prävitamin D₃ umgewandelt. Anschließend reicht die Körpertemperatur aus, dass die folgende Umwandlung in Vitamin D₃ (Cholecalciferol) stattfinden kann.

Deutschland liegt zwischen dem 47. und dem 55. nördlichen Breitengrad. In Edmonton, Canada, hat man die Umwandlung von Provitamin D₃ durch die Sonne untersucht und fand heraus, dass dies nur von Mitte März bis Mitte Oktober möglich war.¹ Dieses Ergebnis ist für uns in Deutschland gut übertragbar, da Edmonton auf dem 52-ten nördlichen Breitengrad liegt.

Wenn aber doch ein halbes Jahr lang mit Hilfe der Sonne Vitamin D₃ gebildet werden kann, wie kommt es dann, dass viele Menschen niedrige Vitamin D₃ Serumspiegel haben?

Dafür gibt es mehrere Gründe:^1,2

• Der Winkel, mit dem die Sonne auf die Atmosphäre trifft, wovon die Weglänge der UV-Strahlung durch die Atmosphäre abhängt
• Hauttyp
• Luftverschmutzung
• Höhe über dem Meeresspiegel
• Alter
• Gewohnheiten (Arbeitszeit, Sonnenschutz, Kleidung)
• Ernährung
• Übergewicht
• Malabsorbtion
• Medikamteneinnahme

Die zwei Hauptgründe für einen Vitamin D₃ Mangel dürften zum einen der Winkel, mit welchem die Sonnenstrahlen auf die Atmosphäre treffen, und zum anderen unsere Gewohnheiten sein.

Vitamin D₃ und der Sonnenstand

Sonnenstand und Tageszeit

Die Ozonschicht ist in der Lage ca. 99 % der UVB Strahlung (Wellenlänge von 291 – 320 nm) auf dem Weg zur Erde herauszufiltern. Diese 99 % gelten nur zur Mittagszeit im Sommer, wenn die Sonne im Zenit, also senkrecht zur Erdoberfläche steht. Zu jeder anderen Tages- oder Jahreszeit wird noch mehr UVB Strahlung herausgefiltert. Das liegt daran, dass die Absorption von dem Weg abhängt, den die UVB Strahlen durch die Atmosphäre zurücklegen. Je länger der Weg, umso mehr der Strahlung wird abgefangen. Bei tieferem Sonnenstand wird der Einfallswinkel der Strahlung auf die Atmosphäre kleiner und dadurch der Weg länger, den die Strahlung durch die Atmosphäre zurücklegen muss (Abbildung 2).

Abbildung 2 Die Weglänge der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre hängt vom Einfallswinkel ab. Der Weg ist am kürzesten, wenn die Strahlung senkrecht auf die Erdoberfläche trifft. Je flacher der Winkel ist, umso länger ist er.

Sonnenstand und Jahreszeit

Fällt die Strahlung in einem immer flacheren Winkel auf die Erdatmosphäre, je näher die Herbst- und Wintermonate kommen, gelangt irgendwann gar keine UV-B Strahlung mehr auf die Erde, welche zur Umwandlung von Provitamin D₃ (7-Dehydrocholesterol) in Prävitamin D₃ benötigt wird. Sogar im Sommer kann diese Umwandlung deshalb vor 10 Uhr und nach 15 Uhr in nur sehr geringem Umfang stattfinden.¹

Gewohnheiten, die einen Vitamin D Mangel begünstigen

Wir arbeiten von 8 – 17 Uhr, nutzen Sonnencreme und haben auch im Sommer meist sehr viel unserer Haut bedeckt. Sonnencreme mit einem Lichtschutzfaktor 30 ist z.B. in der Lage 95 – 98 % der UVB Strahlung zu absorbieren und trägt so wesentlich zu einem Vitamin D Mangel bei. Und natürlich verhindert auch Kleidung, dass UVB Strahlung auf die Haut gelangt (Abbildung 3).^2,3 Zudem nimmt im Alter die Fähigkeit ab Vitamin D₃ zu bilden, da die Menge des Provitamin D₃ in der Haut abnimmt. Dazu schützen sich ältere Menschen aus Sorge vor Hautkrebs häufig stärker mit Kleidung oder Sonnencreme vor direkter Sonneneinstrahlung als jüngere Menschen.

Abbildung 3. Vergleich der Serum Vitamin D₃ Spiegel, je nachdem ob bzw. welche Kleidung getragen wird und ob Sonnencreme verwendet wird. Nachbildung anhand Quelle 1.¹

Schlussfolgerung von Holick bzgl. ausreichender Vitamin D₃ Versorgung

Holick ist ein US-amerikanischer Arzt und Biochemiker mit dem Forschungsschwerpunkt Vitamin D.⁴ Er schreibt in seinem Review von 2018, dass Babys während des ersten Lebensjahres täglich 400 I.E. Vitamin D erhalten sollten. Für Kinder ab dem 1. Geburtstag empfiehlt der Arzt 1000 I.E. und für Erwachsene 3000 I.E. täglich über das ganze Jahr. Dadurch könne man einen stabilen Serumspiegel an Vitamin D₃ von über 30 ng/mL erhalten, ohne Angst vor einer Überdosierung haben zu müssen.¹

Disclaimer

Dieser Beitrag dient lediglich zur Aufklärung und Information und stellt keine Therapieempfehlung dar.

Quellen

1. Holick MF. Photobiology of Vitamin D. In: Vitamin D. Elsevier; 2018:45-55. doi:10.1016/B978-0-12-809965-0.00004-5
2. Wacker M, Holick MF. Sunlight and Vitamin D. Dermatoendocrinol. 2013;5(1):51-108. doi:10.4161/derm.24494
3. Matsuoka LY, Ide L, Wortsman J, Maclaughlin JA, Holick MF. Sunscreens Suppress Cutaneous Vitamin D ₃ Synthesis*. J Clin Endocrinol Metab. 1987;64(6):1165-1168. doi:10.1210/jcem-64-6-1165
4. Michael F. Holick. In: Wikipedia. ; 2020. Accessed April 10, 2021. https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Michael_F._Holick&oldid=195979897