Archiv "Vitamin-D-Stoffwechsel, Rachitisprophylaxe und Fluoridsupplementierung" (06.07.1978)

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Zur Fortbildung Aktuelle Medizin

ÜBERSICHTSAUFSATZ

Vitamin-D-Stoffwechsel

Bildung, Speicherung, Wirkform Der Stand unserer Kenntnisse über den Vitamin-D-Stoffwechsel, das Er- gebnis von nicht ganz 10 Jahren Forschungsarbeit, läßt sich wie folgt skizzieren (Haussier und McCain 1977, Darstellung 1): Der menschli- che Organismus kann bei genügen- der Sonneneinstrahlung mit einem Anteil an Uv-Licht zwischen 290-310 nm Vitamin D3 (Cholecalci- ferol) in der Haut in ausreichender Menge synthetisieren. Die Synthese- rate beträgt an einem mittleren Sonnentag etwa 0,1-0,5 IE Vitamin D3/cm 2 Hautoberfläche. Innerhalb von vier Tagen wird es in den Körper abtransportiert. Soweit Muskel- oder Fettgewebe es nicht speichern, wird es ebenso wie das mit der Nah- rung aufgenommene Vitamin D3 in der Leber zu 25 (OH) D3 hydroxyliert.

Dieses Produkt stellt den größten Teil des im Plasma transportierten Vitamin D3 dar. Unter bestimmten Einschränkungen erlaubt seine Be- stimmung Aussagen über die Vit- amin-D-Versorgung des Organis- mus. Etwa ein Drittel dieser Sub- stanz unterliegt im Laufe von 24 Stunden einem entero-hepatischen Kreislauf. Dies erklärt den bekann- ten Vitamin-D-Bedarf bei intestina- len Resorptionsstörungen.

Die Wirkform des Vitamin D3 ist jedoch das ausschließlich in der Niere gebildete 1,25 (OH)2D3. Es gelangt von dort auf dem Blutwege an die Erfolgsorgane, insbesondere Darm,

Knochen, Muskulatur und Niere. Am Beispiel der Darmmukosazelle wird seine Wirkungsweise geschildert (Darstellung 2): 1,25 (OH)2D3 wird in der Zelle an ein Cytosol-Akzeptor- protein gebunden, das die Substanz auf ein Akzeptorprotein des Zell- kerns überträgt. Dadurch wird eine Genaktivierung ausgelöst. Über die Synthese einer entsprechenden m- RNS führt diese zur Bildung von Funktionsproteinen für den Kal- zium- und Phosphor-Stoffwechsel, unter anderem zum Aufbau des Ca- bindenden Proteins. Diese Wir- kungsweise entspricht genau der anderer Steroidhormone.

Regulation der 1,25 (OH)2 D3-Synthese

Entsprechend abgesichert ist die Regulation der 1,25 (OH) 2 D 3-Synthe- se (Darstellung 3). Einmal begrenzt die Menge des entstandenen Pro- duktes seine Bildung, welche durch verminderte Konzentration angeregt wird. Zum anderen wird die Produk- tion durch die Stoffwechselwirkun- gen von 1,25 (OH) 2 D 3 reguliert. Inte- stinale Absorption sowie ossäre Re- sorption von Kalzium und Phosphor hemmen über die Beeinflussung der Ca- und P-Konzentration im Serum die Synthese, welche von niedrigen Ca- und P-Konzentrationen angeregt wird. Dabei wirkt Phosphat un- mittelbar auf die Niere, Kalzium über die Sekretion von Parathormon durch die Nebenschilddrüsen. Die- ser Regelkreis arbeitet so zuverläs- sig, daß selbst bei Vitamin-D-Intoxi-

Vitamin D3 wird durch 25-Hy- droxylierung in der Leber und durch zusätzliche 1-Hydroxy- lierung in der Niere in seine Wirkform umgewandelt. 1,25 (OH) 2D3 bewirkt wie andere Steroidhormone über eine Genaktivierung die Bildung von Funktionsproteinen. Sei- ne Synthese wird durch einen sicher funktionierenden Re- gelkreis gesteuert. Die tägli- che medikamentöse Zufuhr von 400-1000 IE Vitamin D3 schützt Säuglinge mit hinreichender Sicherheit vor Man- gel und Überdosierung. Sie sollten auch Kleinkindern, auf alle Fälle in den Wintermona- ten, gegeben werden. Die sinnvolle Kombination von Vitamin D und Fluorid hat sich weitgehend durchgesetzt. Ei- ne Fluorid-Supplementierung ist mindestens bis zum Alter von 15 Jahren zu empfehlen.

kation normale 1,25 (OH) 2D3-Kon- zentrationen im Serum gefunden werden können. In diesen Fällen ist die toxische Wirkung auf 25 (OH) D3 zurückzuführen. Seine Produktion begrenzt zwar in einem bestimmten Umfang das Ausmaß seiner Bildung aus Vitamin D3. Diese Regelfunktion kann jedoch durch zu hohe Dosen von Vitamin D3 durchbrochen werden.

Rachitisprophylaxe

Die Vermehrung unserer Kenntnisse über den Stoffwechsel des D-Vit- amins bietet einigen Aspekten der Rachitisprophylaxe einen sicheren Boden:

Durch die Umwandlung zu 1,25 (OH) 2D3 wird Vitamin D3 zu einem Stoff, der wie ein Steroidhormon wirkt. Daher ist es nicht abwegig, die Rachitisprophylaxe mit einer not- wendigen Substitution eines ander- weitig entstehenden hormonalen Mangelzustandes zu vergleichen. i>

Vitamin-D-Stoffwechsel, Rachitisprophylaxe und Fluoridsupplementierung

Otto Hövels, Karl Bergmann und Renate Bergmann

Abteilung für Allgemeine Pädiatrie I, Zentrum der Kinderheilkunde des Universitätsklinikums Frankfurt/Main

DEUTSCHES ÄRZTEBLATT Heft 27 vom 6. Juli 1978 1605

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Vitamin D 3

D3 - 25 Hydroxylase 25 Hydroxyvitamin D 3

25 - Hydroxy D3 Hydroxylase 1,, , 25 - Hydroxyvitamin D 3

Darstellung 1: Umwandlung von Vitamin D 3 in seine Wirkform Leber

Niere

1, 25 - ( OH ) 2 D3

Kern

1 1, 25 - (OH) 2 D3 A P21

mRNA RNA Polymerase A P 1

- - -

1^, 25 - (OH) 2 D3 A P1

'$1 toto.iseestees

Transport - Proteine z. B. Ca - bP

P1

Polysomen Translation

A P 1 Cytosol - Acceptor - Protein AP 2 Nukleäres Acceptor - Protein

Darstellung 2: Wirkungsweise von 1,25 (OH) 2-Vitamin D 3 in der Mukosazelle

Ca P

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Vitamin-D-Stoffwechsel und Fluoridsupplementierung

Die sichere Regulation der 1,25 (OH) 2 D3-Synthese und die normaler- weise durch die Produktion relativ gesteuerte 25 (OH) D3-Bildung legen es nahe, auch unabhängig von den höheren Kosten für 25 (OH) D3 und 1,25 (OH)2D3 bei der Verwendung von Vitamin D3 für die allgemeine Prophylaxe zu bleiben. Auf diese Weise wird der empirisch bekannte

Sicherheitsbereich zwischen pro- tektiver und toxischer Dosis im not- wendigen Umfang erhalten.

0 Es nicht nicht zulässig, bei Über- legungen über die zu empfehlende prophylaktische Vitamin-D-Zufuhr, von therapeutisch wirksamen Mini- maldosen auszugehen (z. B. Gladel 1975).

Weil im Zustand des Vitamin-D- Mangels die 1,25 (OH)2D3-Synthese steigt, haben niedrigere Dosen von Vitamin D als die zu empfehlende prophylaktische Dosis bereits einen nachweisbaren Effekt, ohne mit hinreichender Sicherheit gesunde Säuglinge gegen Rachitis zu schüt- zen.

Empfohlene prophylaktische Vitamin-D-Zufuhr

Zur empfohlenen Vitamin-D-Zufuhr seien unter zwei Aspekten wenige Bemerkungen gemacht:

Ohne Schuld des Autors wurden Ausführungen von Gladel über die Höhe der empfohlenen täglichen Vitamin-D-Zufuhr zum Teil mißver- standen. Eine empfohlene Zufuhr ist nicht identisch mit dem Vitamin-D- Bedarf. Dieser wird im Falle des Vit- amin D auf 100-200 IE pro Tag ge- schätzt (Bergmann und Bergmann 1976). Verständlicherweise ist dies ein sehr grobes Kriterium. Deswe- gen, und weil anzunehmen ist, daß der Vitamin-D-Bedarf ebenso wie der anderer Nahrungsbestandteile individuell schwankt, ist eine Zufuhr zu empfehlen, die über einem durch die Verhinderung von Mangeler- scheinungen geschätzten Bedarf liegt.

Bei der Abschätzung dieses Sicher- heitszuschlages können unter- schiedliche Standpunkte eingenom- men werden. Autoren, die nur die individuellen Schwankungen des Bedarfs berücksichtigen, werden zumal dann zu niedrigeren Empfeh- lungen einer zusätzlichen medika- mentösen Zufuhr kommen, wenn sie davon ausgehen, daß in der Bundes- republik Deutschland mit einer Aus- nahme (Lactana B) alle Fertigmilch- nahrungen für gesunde Säuglinge Vitamin D in der Größenordnung um 4001E pro Liter enthalten. 80 Pro- zent aller Säuglinge erhalten auf diese Weise bis zum vierten Lebens- monat in der Größenordnung von 200-500 1E Vitamin D3 pro Tag (Küh- ler 1977). Unter diesen Vorausset- zungen läßt sich eine empfohlene medikamentöse Zufuhr von

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400-500 IE Vitamin D₃pro Tag ver- treten (Giadel 1975). Nachdem sich jedoch gezeigt hat, daß mit einer be- achtenswerten gelegentlichen Ver- geBlichkeit bei der Verabfolgung der täglichen Vitamin-D-Dosis zu rechnen ist, erscheint es nicht abwegig, diese ebenso wie unvorhersehbare körperliche Belastungen zu berück- sichtigen und eine tägliche Zufuhr von 800-1000 IE Vitamin D3 zu empfehlen.

Nach den umfangreichen Erfahrun- gen, die mittlerweile aus unter- schiedlichen Ländern vorliegen, ist kein vernünftiger Zweifel daran

möglich, daß eine empfohlene Zu-

fuhr zwischen 400 und 1000 IE pro Tag mit hinreichender Sicherheit vor Vitamin-D-Mangel ebenso schützt, wie vor toxischen Wirkungen von Vitamin D₃(Kübler 1977).

Die Regelung der 1,25 (OH)₂D3-Syn- these, sowohl durch die Menge des Endproduktes als auch durch seine Auswirkungen auf den Ca- und P- Stoffwechsel, macht die Existenz dieses Sicherheitsbereiches ebenso verständlich wie die Tatsache, daß 25 (OH)-D₃anscheinend erst bei einer höheren Zufuhr von Vitamin D₃ toxische Wirkungen entfaltet.

Deswegen befürworten wir nach- drücklich, gestillten Kindern in der gleichen Größenordnung Vitamin D zuzuführen wie Flaschenkindern, auch wenn nach neuesten Untersu- chungen damit zu rechnen ist, daß Frauenmilch in ihrer wäßrigen Pha- se 200-700 IE/1 einer Vitamin-D-Sul- fatverbindung enthält (Lakdawala und Widdowson 1977).

Dauer der empfohlenen

medikamentösen Vitamin-0-Zufuhr Die empfohlene Dauer der medika- mentösen Vitamin-D-Zufuhr bedarf einer Überprüfung:

Die Deutsche Gesellschaft für Er- nährung empfiehlt bis zum Ende des dritten Lebensjahres eine Vitamin- D-Zufuhr von 10 [.lg oder 400 IE pro Tag, danach bis zum sechsten Le- bensjahr 5 [.lg oder 200 IE Vitamin D3

Cholecal- ciferol

- Vitamin D3

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IE - 1 Internationale Einheit

Abkürzungen beziehungs- weise Synomyma

= 0,025 !-lg Cholecalciferol 25 (OH) D3 - 25-Hydroxycholecalciferol 1,25 (OH) D3 - 1a; 25-Dihydroxycholecal-

ciferol

m- RNS - Messenger-(Boten-)Ribo- nukleinsäure

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II

Parathormon

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Darm

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Knochen

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25- ( OH )

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Darstellung 3: Regulation der 1,25 (OHh-Vitamin 0₃-Synthese

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und später 2,5 !-lg oder 100 IE pro Tag (Kübler). Ältere Kinder nehmen diese Menge unter unseren Ernäh- rungsgewohnheiten, unter anderem auch zu einem Drittel durch mit Vit- amin D angereicherte Margarine auf.

Je ein weiteres Drittel entfallen auf den Verzehr von Eiern sowie auf den Konsum von Milch, Butter, Fisch und Innereien (Kübler).

Tabelle 1 zeigt, daß Kinder im zweiten und dritten Lebensjahr, die nur einen Teil dieser Nahrungsmittel es-

sen, erst mit 10 I Milch oder 1 kg Schweinefleisch oder 16 Eigelb pro Tag die empfohlene tägliche Menge an Vitamin D zu sich nehmen wür- den. Deswegen ist wiederholt emp- fohlen worden, Kleinkindern nach ausgiebiger Sonnenexposition im Frühjahr und Sommer, in den Wintermonaten prophylaktisch 400-500 IE Vitamin D zu geben (Har- tung). Nachdem in neuerer Zeit Be- richte aus Großbritannien vorliegen, daß dort bei Kleinkindern unabhän- gig von der Jahreszeit mit einer Ra-

DEUTSCHES ARZTEBLATT Heft 27 vom 6. Juli 1978 1607

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Butter Käse Sahne Eigelb

Leber (roh) Rind Kalb Lamm Schwein Huhn

Vitamin D I. E./100 g 35 12-15 50 25 pro Ei 9-42 0-15 17-20 44-45 50-67 0,3— 4 20-70 Kuhmilch

Frauenmilch Nahrungsmittel

(Avioli u. Haddad, 1973)

Tabelle 1: Vit- amin-D3-Ge- halt einzelner Nahrungsmit- tel

Tabelle 2:

Fluoriddosie- rung bei Tabletten- gabe.

Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Zahn-, Mund- und Kieferheil kunde

Lebensjahr mg Fluorid pro Tag

1. und 2. 0,25

3. und 4. 0,50

5. und 6. 0,75

ab 7. 1,00

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Vitamin-D-Stoffwechsel und Fluoridsupplementierung

chitis-Häufigkeit von 5 bis 10 Pro- zent zu rechnen ist, könnte es sein, daß eine vorgesehene Studie zur Vit- amin-D-Zufuhr und Rachitis-Häufig- keit im zweiten Lebensjahr zu der Empfehlung führt, Kleinkindern 400-5001E Vitamin 03 das ganze Jahr hindurch täglich zu geben. Im- merhin hatten 1969 100 von 321 plötzlich verstorbenen Säuglingen und Kleinkindern in der Bundesre- publik eine Rachitis.

Fluoridsupplementierung

In der Bundesrepublik hat sich die Kombination von Vitamin D und Fluorid durchgesetzt. Dabei handelt es sich nicht um eine Medikamen- tenkombination etwa in dem Sinne, daß die eine Substanz die Wirksam- keit der anderen beeinflußt. Viel- mehr wurden hier zwei Faktoren aus Praktikabilitätsgründen in einer Ta- blette zusammengefügt, die in dieser Kombination unabhängig von- einander und uneingeschränkt ver- fügbar sind.

Fluorid, ein essentielles Spurenele- ment, kommt in allen höheren Orga- nismen in geringer Konzentration vor. Es ist bereits beim Neugebore- nen regelmäßig nachweisbar und wird auch in Fluoridmangelgebieten stets in der Nahrung gefunden. Ske- lett- und Zahnhartsubstanz reichern es selektiv an. Zog man Versuchstie- re in spurenelementsterilen Isolato- ren weitgehend fluoridfrei auf, so entwickelten sie schwerste Wachs- tumsstörungen, die sich durch Na- triumfluoridsupplemente (2,5 mg F/

kg Futter) beheben ließen. Ungenü- gende Fluoridaufnahme erhöht beim Menschen das Risiko, an einer Zahnkaries zu erkranken, erheblich.

In Fluoridmangelgebieten findet man — ebenso wie bei übermäßiger Fluoridzufuhr — häufiger gefleckten Zahnschmelz als bei angemessener Fluoridversorgung. Enthielt das Trinkwasser sehr wenig (< 0,2 mg/1) Fluorid, so beobachtete man bei Frauen signifikant häufiger Osteo- porose der Wirbelsäule und dadurch bedingte Kompressionsfrakturen und bei Männern häufiger Kalzifika-

tionen der Aorta als bei höherer Fluoridkonzentration im Trinkwas- ser.

Die Fluoridaufnahme des Menschen wird wesentlich vom Fluoridgehalt des Trinkwassers bestimmt, der in der Bundesrepublik überwiegend sehr niedrig ist. Unsere Messungen an 345 großen Wasserwerken Süd- deutschlands ergaben einen Durch- schnittswert von 0,13 mg/1 (s = 0,10). Da eine Anpassung des Fluo- rids im Trinkwasser (um 1 mg/1) in der Bundesrepublik auf Widerstand stößt, ist eine ausreichende Versor- gung der Bevölkerung mit diesem Spurenelement in Frage gestellt.

Durch die Kombination von Vitamin D und Fluorid (D-Fluoretten oder Fluor-Vigantoletten) erhalten die meisten Säuglinge in einer wichti- gen präeruptiven Entwicklungspha- se des Gebisses Supplemente dieses Spurenelementes. Will man jedoch eine wirksame Kariesprophyla- xe betreiben, so ist es unerläßlich, die Fluorgaben bis zum Alter von mindestens 15 Jahren fortzusetzen.

Dafür eignen sich nach dem Säug- lings- und Kleinkindesalter Natrium- fluoridtabletten (Fluoretten oder Zy- mafluor), die abends nachdem Zäh- neputzen gelutscht werden sollen.

Die Dosierung orientiert sich an den Empfehlungen der Deutschen Ge- sellschaft für Zahn-, Mund- und Kie- ferheilkunde (Tabelle 2).

Literatur

Kübler, W.: Vitamin D, Ernährungsumschau 24 (1977) 195-197 — Lakdawala, D. R. and Wid- dowson, E. M.: Vitamin D- in human milk, Lan- cet (1977), 8004: 167/8 — Haussier, M. R. and McCain, T. A.: Basic and clinical concepts re- lated to Vitamin D metabolism and action, New Engl. J. Med. 297 (1977) 974-983,1041-1050 — Bergmann, K. E. und Bergmann, R. L.: Vorbeu- gung gegen Rachitis und Zahnkaries mit Vit- amin D und Fluorid, Ärzte-Merkblatt des Deut- schen Grünen Kreuzes, Marburg/Lahn (1976) — GIadel, W.: 10 Jahre kontinuierliche Rachitis- prophylaxe-Rückblick und Ausblick, Mschr.

Kinderheilkunde 123 (1975), 759-762

Anschrift für die Verfasser:

Prof. Dr. Otto Hövels

Zentrum der Kinderheilkunde des Universitäts-Klinikums Theodor-Stern-Kai 7 6000 Frankfurt/Main 70

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