Vitamin-D-Mangel

Vitamin D bzw. Calciferol ist ein Überbegriff für verschiedene, chemisch verwandte Steroidderivate, die primär den Calciumhaushalt des Körpers regulieren. Das wichtigste, hormonell aktive Calciferol ist Calcitriol (1,25-Dihydroxycholecalciferol). Der Körper deckt seinen Tagesbedarf an Calcitriol überwiegend durch die endogene Synthese. Dabei wird 7-Dehydrocholesterin in der Haut unter UV-Einwirkung zu Cholecalciferol (Vitamin D₃) gespalten, um anschließend mit Hilfe der 25-Hydroxylase zu 25-Hydroxycholecalciferol (Calcidiol) umgewandelt zu werden. Calcidiol wird im letzten Schritt primär durch die renale 1α-Hydroxylase zu Calcitriol hydroxyliert.

siehe Hauptartikel: Calciferol

Mögliche Ursachen eines Vitamin-D-Mangels bzw. eines gestörten Vitamin-D-Stoffwechsels sind:

Entsprechend sind Personen mit folgenden Risikofaktoren besonders prädisponiert:

• Menschen, die sich kaum oder gar nicht im Freien aufhalten (z.B. chronisch kranke oder pflegebedürftige Menschen)
• Menschen im hohen Alter (weniger Sonnenexposition, unzureichende Ernährung)
• Säuglinge (verminderte direkte Sonnenexposition, Muttermilch enthält nur wenig Vitamin D)
• Menschen, die aus religiösen oder kulturellen Gründen gänzlich bedeckt nach draußen gehen
• Menschen mit dunkler Hautfarbe (hoher Melaningehalt)
• Frauen in der Schwangerschaft oder Stillzeit (höherer Bedarf)

Unabhängig von der Ursache sind die Zeichen des Vitamin-D-Mangels insbesondere Folge einer mangelnden intestinalen Calciumresorption. Während eine kurzzeitige oder leichte Hypovitaminose meist asymptomatisch verläuft, zeigt sich ein chronischer Mangel durch:

• Hypokalzämie: selten mit Hypästhesien, Parästhesien bis hin zur hypokalzämischen Tetanie mit Krampfanfällen
• sekundären Hyperparathyreoidismus
• Rachitis bei Kindern bzw. Osteomalazie bei Erwachsenen
• proximale Myopathie

Ein Vitamin-D-Mangel erhöht außerdem die Gesamtmortalität, u.a. aufgrund eines höheren Sturzrisikos. Des Weiteren gilt ein Vitamin-D-Mangel als Risikofaktor für eine Osteoporose.

Myopathie

Die Myopathie infolge eines Vitamin-D-Mangels äußert sich mit proximal betonter Muskelschwäche sowie mit Muskelschmerzen und Watschelgang. Vermutlich begünstigt Vitamin D den Calciumeinstrom in die Muskelfasern und fördert die Proteinsynthese in der Muskulatur. Außerdem spielt Vitamin D wahrscheinlich eine Rolle bei der neuromuskulären Kontrolle und Koordination.

Rachitis

Ein Vitamin-D-Mangel kann bei Kindern zum Krankheitsbild der Rachitis führen. Diese Krankheit trat erstmals nach der Industralisierung in England auf. Neben der mangelnden Zufuhr von Calciferolen war insbesondere die unzureichende Sonneneinstrahlung ursächlich. Die Inzidenz der Rachitis ist in den letzten Jahrenzehnten deutlich zurückgegangen; verantwortlich dafür ist eine ausreichende Versorgung mit Calciferol-haltigen Nahrungsmitteln und Vitaminpräparaten sowie eine ausreichende UV-Exposition.

Bei der Rachitis kommt es zu einer schweren Mineralisierungsstörung mit mangelhafter enchondraler Ossifikation und konsekutiven Knochendeformationen. Dabei ist die Hypertrophiezone in der Wachstumsfuge vergrößert, während die Proliferation und die Differenzierung der Chondrozyten nicht gestört ist. Die Ausdehnung der Wachstumsfuge wird auf eine gestörte Apoptose der reifen, hypertrophen Chondrozyten zurückgeführt. Ein Schlüsselfaktor in der Pathophysiologie der Rachitis ist die Hypophosphatämie als Folge des sekundären Hyperparathyreoidismus.

Mögliche Symptome sind:

• Kraniotabes vor dem 6. Lebensmonat, später Caput quadratum
• Auftreibungen im Bereich der metaphysären Wachstumszonen mit becherförmiger Erweiterung der distalen Enden der Röhrenknochen
• Anlagerung von nicht verkalktem Osteoid an Rippen (Rachitis-Rosenkranz) bzw. medialen Fußknöcheln (Marfan-Zeichen)
• Harrison-Furche: Einziehung der unteren Thoraxapertur durch Muskelzug am Zwerchfellansatz
• Pectus carinatum
• Kyphoskoliose
• in schweren Fällen Tetanien und Krampfanfälle

Osteomalazie

Nach Abschluss des Längenwachstums äußert sich der Vitamin-D-Mangel in Form einer Osteomalazie. Ursächlich für die Mineralisationsstörung der Knochenmatrixproteine sind die Hypokalzämie und Hypophosphatämie. Die Folge ist eine Verformung der Röhrenknochen der gewichtstragenden Extremitäten sowie Frakturen. Das erhöhte Frakturrisiko lässt sich auch auf eine gestörte neuromuskuläre Funktionskapazität mit erhöhtem Sturzrisiko zurückführen.

Calcidiol

Als Screening auf einen Vitamin-D-Mangel wird die Bestimmung von Calcidiol im Serum empfohlen. Dabei existiert jedoch weder eine einheitliche Testmethode noch ein Konsens zum optimalen Serumspiegel. Die DGE legt einen Vitamin-D-Mangel bei einer Calcidiol-Serumkonzentration von unter 12 ng/ml (30 nmol/l) fest. Jedoch sollte ein Spiegel von > 20 ng/ml (50 nmol/l) bzw. laut einigen Autoren sogar von > 30 ng/ml (75 nmol/l) angestrebt werden.

Die Bestimmung der Vitamin-D-Versorgung sollte nur bei begründetem Verdacht auf eine Mangelsituation oder bei Risikopersonen erfolgen. Bei der Mehrheit der Bevölkerung liegt kein Vitamin-D-Mangel vor. Jedoch erreichen fast 60 % der Personen in Deuschland nicht die wünschenswerte Calcidiol-Konzentration von 50 nmol/l. Nach Meinung einiger Autoren ist daher ein Teil der Bevölkerung nicht ausreichend versorgt und nutzt die potentiell präventiven Effekte von Vitamin D nicht aus.

Weitere Laborparameter

Bei einem Vitamin-D-Mangel kann es weiterhin zu einem Abfall des Gesamtcalciums und des freien Serumcalciums kommen. Die Hypokalzämie führt zu sekundärem Hyperparathyreoidismus. Durch den Parathormon-induzierten gesteigerten Knochenumsatz sind die Serumspiegel der alkalischen Phosphatase (AP) oft erhöht. Außerdem verringert Parathormon die Calciumausscheidung im Urin und steigert die renale Phosphatautscheidung. Die entstehende Hypophosphatämie aggraviert die gestörte Knochenmineralisation.

Da Parathormon (PTH) die 25-Hydroxylase stimuliert, kommt es zur vermehrten Bildung von Calcitriol. Paradoxerweise können daher die Calcitriolspiegel trotz Vitamin-D-Mangel normal sein, sodass eine Bestimmung von Calcitriol bei einem Vitamin-D-Mangel nicht empfohlen wird.

Bildgebung

Bei Rachitis finden sich u.a. folgende radiologische Zeichen:

• vergrößerte und verbreiterte Wachstumsfugen in langen Röhrenknochen und an den Rippenknorpelgrenzen
• erhöhte Strahlentransparenz der Röhrenknochen
• verzögerter Schluss der Schädelnähte

Bei Osteomalazie fallen radiologisch eine Abnahme der Dichte des Kortex und eine generell erhöhte Strahlentransparenz des Skeletts auf. Charakteristisch sind Pseudofrakturen (Looser-Zonen) sowie strahlentransparente Linien an Kontaktstellen großer Arterien mit dem Knochen (Scapula, Becken, Schenkelhals), die vermutlich durch die arterielle Pulsation entstehen.

Eine Osteomalazie kann auch Vitamin-D-unabhängig auftreten, z.B. bei renal-tubulären Funktionsstörungen (Phosphatdiabetes, renale tubuläre Azidose) oder bei Phosphatasemangel.

Da kein Konsens zum Normbereich des Vitamin-D-Haushalts besteht, variieren auch die Empfehlungen zur Prophylaxe und Behandlung eines Vitamin-D-Mangels. Grundsätzlich können verschiedene Vitamin-D-Präparate verabreicht werden, u.a.:

• Cholecalciferol (z.B. Dekristol^®, Vigantol^®)
• Calcidiol (Dedrogyl^®)
• Cacitriol (z.B. Rocaltrol^®)
• Alfacalcidol (z.B. Bondiol^®)

Dabei setzen Cholecalciferol und Calcidiol eine intakte endogene Umwandlung in Calcitriol voraus und sollten somit nicht bei niereninsuffizienten Patienten mit Vitamin-D-Mangel eingesetzt werden.

Rachitis

Bei einer Vitamin-D-Mangel-Rachitis empfiehlt die aktuelle S1-Leitlinie (Stand 2020) folgende Supplementation:^[1]

• bei Patienten bis 12. Lebensmonat: 2.000 IE Cholecalciferol + Calcium (40-80 mg/kgKG/d) für 12 Wochen. Anschließend Prophylaxe mit 500 IE Cholecalciferol bis zum Ende des 1. Lebensjahres.
• ab dem 2. Lebensjahr bis zum Alter von 12 Jahren: 3.000-6.000 IE Cholecalciferol + Calcium (mind. 500 mg/d) für 12 Wochen.
• bei Diagnose ab 12. Lebensjahr: 6.000 IE Cholecalciferol + Calcium (500-1.000 mg/d)

Osteomalazie

Bei einer Osteomalazie wird Cholecalciferol in einer initialen Dosierung von 20.000 IE/d für 10 Tage und anschließend in einer Erhaltungsdosis von 1.000-2.000 IE/d verabreicht. Alternativ kann Cholecalciferol in einer Dosis von 20.000 IE/d für eine Woche und anschließend mit 20.000 IE alle 2 Wochen appliziert werden. Bei Resorptionsstörungen sind 100.000 IE i.m. alle 3-6 Wochen, dann alle 3-6 Monate notwendig. Bei raschem Vitamin-D-Abbau (z.B. durch Barbiturate) oder Resistenzsyndromen sind z.T. höhere Dosen notwendig. Bei Vitamin-D-Stoffwechselstörungen (z.B. Niereninsuffizienz) muss die Grundkrankheit behandelt werden. Im Rahmen der renalen Osteopathie wird dabei auf Alfacalcidol (z.B. 0,5-1 µg/d) oder Calcitriol (z.B. 0,25 µg alle zwei Tage je nach PTH-Spiegel) zurückgegriffen.

Die Therapieüberwachung erfolgt durch Calciumbestimmung in Serum und Urin. Unter der Therapie normalisieren sich die Calciumwerte innerhalb einer Woche, PTH und AP können noch 3-6 Monate erhöht sein. Bei ausreichender Substitution sollte die Calciumausscheidung im 24-Stunden-Sammelurin 100-250 mg betragen. Niedrigere Werte weisen auf eine mangelnde Compliance oder eine Resorptionsstörung hin, höhere Werte auf zu hohe Dosierungen oder ein zusätzliches renales Problem. Auch die Messung von Calcidiol kann zum Therapiemonitoring hilfreich sein, wobei die lange Halbwertszeit von 3 Wochen und ein langsamer Anstieg über Monate zu beachten sind.

Hypokalzämische Tetanie

Bei hypokalzämischer Tetanie wird eine 10%ige Calciumglukonat-Lösung (1-2 ml/kgKG) langsam intravenös verabreicht.

Osteoporose

Bei manifester Osteoporose wird Vitamin D₃ (1.000-4.000 IE/d) als Basistherapie empfohlen.

Hinweis: Diese Dosierungsangaben können Fehler enthalten. Ausschlaggebend ist die Dosierungsempfehlung in der Herstellerinformation.

Um eine Vitamin-D-Mangel-Rachitis zu verhindern, führt man im ersten Lebensjahr eine Prophylaxe mit 500 IE/d durch.

Der anzustrebende Calcidiol-Spiegel von 20 ng/ml kann bei fehlender endogener Bildung nur durch eine Zufuhr von 20 µg/d über die Nahrung erzielt werden. Da die durchschnittliche Vitamin-D-Zufuhr über die Nahrung bei Erwachsenen nur 2-4 µg/d beträgt, ist bei fehlender endogener Synthese eine zusätzliche Supplementation notwendig.

Einige Autoren empfehlen auch eine generelle Prophylaxe durch tägliche Gabe von 500 IE Vitamin-D₃ bei Erwachsenen über 65 Jahre sowie bei anderen Risikogruppen (z.B. chronisch Kranke, Migranten mit dunklem Hautkolorit, Einnahme von Antiepileptika).

Zur Osteoporoseprophylaxe ist bei ausreichender Kalorienzufuhr (BMI > 20) die Zufuhr von 1.000 mg/d Calcium und bei unzureichender Sonnenlichtexposition (< 30 Minuten/Tag von Armen und Gesicht) die Gabe von Vitamin D₃ in einer Dosis von 800-1.000 IE/d empfehlenswert. Dadurch wird das Risiko einer Schenkelhalsfraktur um ca. ein Viertel gesenkt.

Neben der Osteoporoseprophylaxe sowie der Prophylaxe einer Rachitis bzw. einer Osteomalazie werden einer Vitamin-D-Supplementation bzw. einem gutem Vitamin-D-Status weitere präventive Effekte zugeschrieben (z.B. Risikoreduktion von Krebskrankheiten oder Diabetes mellitus). Für die meisten Krankheiten konnte jedoch bisher (2020) kein Zusammenhang festgestellt werden oder die Evidenzlage ist unzureichend. Für das kolorektale Karzinom und für kardiovaskuläre Krankheiten ist eine Risikosenkung durch Vitamin-D-Supplementation bzw. mit steigenden Calcidiol-Serumkonzentrationen denkbar.^[2]