Vitamin D Stoffwechselstörung

Als Vitamin D-Stoffwechselstörung bezeichnet man alle Beeinträchtigungen bei der Synthese von Vitamin D, seiner Aufnahme im Darm oder bei seiner hormonellen Wirkung. Sie äußern sich vorwiegend an den Knochen , in die nicht genug Mineralstoffe eingelagert werden. Der Calcium- und Vitamin D-Mangel führt zu Knochenerweichung , Rachitis im Kindesalter oder Osteoporose im fortgeschrittenen Erwachsenenalter. Nachweisen lassen sich solche Störungen durch Bestimmung der Blutwerte sowie durch eine entsprechende Röntgendiagnostik .

Ursachen, Symptome und Folgeerkrankungen bei einer Vitamin D-Stoffwechselstörung

Vitamin D stammt zum Teil aus Eigensynthese in der Haut unter UV-Bestrahlung, zum Teil wird es mit der Nahrung aufgenommen. An erster Stelle steht die Umwandlung von 7-Dehydrocholesterol zu Cholecalciferol (Vitamin D3) in der Haut. In der Leber bildet Cytochrom P450 2R1 daraus Calcidiol , woraus in den Nieren durch 1-α-Hydroxylase das hochwirksame Hormon Calcitriol wird. Seine Wirkung beruht auf der veränderten Ablesung von Genen in der DNA der Zellen. Dazu muss das Hormon über Rezeptoren in den Zellkern gelangen und die Transkription beeinflussen.

An all diesen Stellen kann es zu Störungen kommen, sodass die hormonelle Wirkung ausbleibt.

Kennzeichnend für eine Vitamin D-Stoffwechselstörung gegenüber einem "normalen" Vitamin D-Mangel ist, dass es nicht am Essen liegt: Sie tritt auch dann auf, wenn die Nahrung eigentlich genug Vitamin D enthält. Daher lassen sich Vitamin D-Stoffwechselstörungen nicht so ohne weiteres wie ein üblicher Vitamin D-Mangel durch die zusätzliche Einnahme von Vitamin D und Calcium beheben.

Das wichtigste auf einen Blick!

1. Eine Störung des Vitamin D-Stoffwechsel bedeutet, dass die Eigensynthese, Resorption im Darm oder die Wirksamkeit des Vitamin D unzureichend funktionieren. Die Folge ähneln einem Vitamin D-Mangel.
2. Die Störungen äußern sich vor allem im Skelettsystem: In der Jugend kommt es zu Rachitis, im Alter zu Osteomalazie und Osteoporose.
3. Damit verbunden sind Knochenschmerzen und/oder eine erhöhte Frakturneigung. Zudem ist die Muskulatur durch Calciummangel geschwächt.
4. Die Diagnose erfolgt in der Regel durch die Bestimmung des Vitamin D-Spiegels im Blut und Bildgebung des Knochens.
5. Die Therapie richtet sich nach der Ursache des Vitamin D-Mangels. Es gilt diese zu beheben und, sofern möglich, fehlendes Vitamin D durch Sonnenexposition der Haut oder mit Vitaminpräparaten zu supplementieren.

Wie kommt es zu den Symptomen einer Vitamin D-Stoffwechselstörung?

Hydroxylapatit ist die wichtigste mineralische Substanz des Knochens. Es handelt sich dabei um ein spezielles Calciumphosphat , dessen Stoffwechsel durch Vitamin D sowie durch die Hormone Calcitonin und Parathormon reguliert wird. Diese Hormone steuern je nach aktuellem Bedarf die Aufnahme von Calciumionen und Phosphationen aus dem Darm und die Ausscheidung beider über die Nieren .

Steht nicht genügend Vitamin D zur Verfügung oder wirkt es nicht, fehlen Calcium und Phosphat im Stoffwechsel. Dann greift der Körper auf die Vorräte in den Knochen zurück. Bei länger anhaltendem Vitamin D-Mangel kommt es dadurch zu einer Entmineralisierung des Knochens , der dadurch weich und brüchig wird. Man bezeichnet diesen Effekt als Knochenerweichung (Osteomalazie) , dem im Kindesalter die Rachitis entspricht. Hier ist zusätzlich die Wachstumsfuge (Epiphysenfuge) des Knochens beeinträchtigt, sodass sich das Knochenwachstum verzögert und ein unproportionierter Zwergwuchs auftritt.

Die aufgeweichten langen Röhrenknochen von Armen und Beinen verbiegen sich mit der Zeit, und es treten Knochenschmerzen auf, die sich vor allem im Becken bemerkbar machen. Die Folge sind O- oder X-Beine und watschelnder Gang durch Beeinträchtigung der Hüfte und zunehmende Muskelschwäche . Zusätzlich verbreitern sich die Endstücke der Röhrenknochen ( Epiphysen ), die unnatürlich aufgetrieben und ausgefranst erscheinen ( rachitischer Rosenkranz ).

Im Alter sorgen bei Frauen die hormonellen Umstellungen der Wechseljahre für Knochenschwund (Osteoporose) , durch den sich Knochenbrüche häufen. Das erhöhte Frakturrisiko führt zu den häufigen Brüchen des Oberschenkelhalses sowie zu Sinterungsbrüchen der Wirbelkörper, durch die Keilwirbel und der typische Buckel (Kyphose) vieler älterer Frauen entstehen.

Osteomalazie, Rachitis und Osteoporose treten erst nach lange anhaltenden Vitamin D-Stoffwechselstörungen auf. Erste Symptome sind Kopfschmerzen, Müdigkeit und Abgeschlagenheit. Spätere Beschwerden betreffen die Nervenleitung und die Muskelaktivität, die beide durch den Mangel an Calcium beeinträchtigt erscheinen. In seltenen Fällen treten sogar Starrkrämpfe (Tetanien) der Muskeln auf.

Ebenso kommt es zu einer erhöhten Anfälligkeit für Infekte, verschlechterter Wundheilung und Beeinträchtigungen des Herz-Kreislauf-Systems.

Angeborene Vitamin D-Stoffwechselstörungen

Angeborene Enzymdefekte, die zu einer Störung des Vitamin D-Stoffwechsels führen, sind relativ selten und treten in einigen Familien gehäuft auf.

• Bei der autosomal-rezessiv vererbten Vitamin D-abhängigen Rachitis Typ I (VDAR I) ist das CYP27B1-Gen verändert, was die 1-α-Hydroxylase und damit die Synthese von Calcitriol in der Niere beeinträchtigt. Daher spricht die Erkrankung auf die übliche Vitamin D- und Calciumtherapie nicht an.
• Bei der ebenfalls autosomal-rezessiv vererbten Vitamin D-abhängigen Rachitis II (VDAR II) funktioniert der Rezeptor für Vitamin D nicht. Auch diese Erkrankung ist therapieresistent gegenüber Vitamin D- und Calciumbehandlung.
• Bei der hypophosphatämischen Rachitis (Phosphatdiabetes) sind die Nieren geschädigt, die bei der Synthese des Vitamin D neben Haut und Leber eine wichtige Rolle spielen. Zudem wird zu viel Phosphat mit dem Harn ausgeschieden.

Erworbene Vitamin D-Stoffwechselstörungen

Wesentlich häufiger als die angeborenen Formen sind erworbene Vitamin D-Stoffwechselstörungen, die ein Patient im Laufe seines Lebens erleidet. Auch hier sind häufig die Aufnahme von Vitamin D aus dem Darm sowie Leber und Nieren involviert. Dazu gehören:

• chronische Lebererkrankungen , die die Leberzellen schädigen und dadurch die Vitamin D-Herstellung beeinträchtigen; vor allem Leberzirrhose.
• chronische Nierenerkrankungen wie eine Niereninsuffizienz; sie beeinflussen die 1-α-Hydroxylierung des Vitamin D, das so nicht in seine wirksamte Form überführt wird.
• chronische Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes , durch die die Aufnahme von Vitamin D wie auch von Calcium und Phosphat gestört ist:
  • Morbubs Crohn
  • Colitis ulcerosa
  • Zöliakie.
• Magenoperationen mit Resektionen bis hin zur vollständigen Entfernung (Gastrektomie) wie bei der Behandlung von Magenkrebs haben den gleichen Effekt.
• Pankreasinsuffizienz , eine Beeinträchtigung der Bauchspeicheldrüse, sorgt für eine unzureichende Emulgierung von Nahrungsfetten im Darm. Diese ist aber notwendig, um das fettlösliche Vitamin D aufzunehmen.
• Einnahme von Antiepileptika . Phenobarbital, Phenytoin und andere Mittel gegen Epilepsie vermindern die Resorption von Calcium im Darm und erhöhten die Abbaurate von Vitamin D - zusammen ist beides für die Knochensubstanz fatal.

Quellen, Links und weiterführende Literatur

• Arbeitsgemeinschaft der Wissenschaftlich-Medizinischen Fachgesellschaften (AWMF): Leitlinie 174-009: Vitamin D-abhängige Rachitiden (Stand 03/2016). https://www.awmf.org/uploads/tx_szleitlinien/174-009l_S1_Vitamin-D-abhaengige__Rachitiden_2016-05.pdf
• Scharla S: Diagnosis of disorders of vitamin D-metabolism and osteomalacia. Clin Lab. 2008;54(11-12):451-9. Review.
• Lips P, van Schoor NM: The effect of vitamin D on bone and osteoporosis. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2011 Aug;25(4):585-91. doi: 10.1016/j.beem.2011.05.002. Review. Clin Lab. 2008;54(11-12):451-9.
• Bikle DD: Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chem Biol. 2014 Mar 20;21(3):319-29. doi: 10.1016/j.chembiol.2013.12.016. Epub 2014 Feb 13. Review.