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--- wirkstoffe:vitamine:vitamin_d [2025/11/18 20:59] – [25(OH)D-Serumkonzentration] kathrin
+++ wirkstoffe:vitamine:vitamin_d [2026/02/28 08:22] (aktuell) – [Weitere] kathrin
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 Als Kurzform für Calcitriol als die biologisch wirksamste Form wird oft nur "Vitamin D" oder "Vitamin D<sub>3</sub>" angegeben.\\
-Prinzipiell entstehen D-Vitamine aus den Provitaminen Ergosterol oder 7-Dehydrocholesterin. [[allgemeines:uv-strahlen|UV-B-Strahlung]] führt bei mit Pilzen besiedelten Pflanzen zum Ergocalciferol (Vitamin D<sub>2</sub>). Bei Tieren findet im ersten Schritt durch die UV-B-Strahlung in der Haut die Umwandlung zu 7-Dehydrocholesterin und im weiteren durch Körperwärme zu Cholecalciferol statt (Vitamin D<sub>3</sub>). Auch in verschiedenen [[vitamin_d#Vorkommen in Pflanzen|Pflanzen]] wurde Vitamin D<sub>3</sub> nachgewiesen. \\ Schließlich erfolgt der [[allgemeines:metabolismus|Metabolismus]] der Vorstufen in der Leber zur Bildung von Calcidiol (25(OH)D), welches schließlich in der Niere zu Calcitriol (1,25(OH)<sub>2</sub>D) umgewandelt wird.  1,25(OH)<sub>2</sub>D ist für die meisten, bekannten Wirkungen von Vitamin D verantwortlich.((Jäpelt, R. B., & Jakobsen, J. 2013. Vitamin D in plants: a review of occurrence, analysis, and biosynthesis. Frontiers in plant science, 4, 50324.)) (Abbildung 1)\\
+Prinzipiell entstehen D-Vitamine aus den Provitaminen Ergosterol oder 7-Dehydrocholesterin. [[allgemeines:uv-strahlen|UV-B-Strahlung]] führt bei mit Pilzen -- die Ergosterol produzieren -- besiedelten Pflanzen zum Ergocalciferol (Vitamin D<sub>2</sub>). Bei Tieren findet im ersten Schritt durch die UV-B-Strahlung in der Haut die Umwandlung zu 7-Dehydrocholesterin und im weiteren durch Körperwärme zu Cholecalciferol statt (Vitamin D<sub>3</sub>). Auch in verschiedenen [[vitamin_d#Vorkommen in Pflanzen|Pflanzen]] wurde Vitamin D<sub>3</sub> nachgewiesen. \\ Schließlich erfolgt der [[allgemeines:metabolismus|Metabolismus]] der Vorstufen in der Leber zur Bildung von Calcidiol (25(OH)D), welches schließlich in der Niere zu Calcitriol (1,25(OH)<sub>2</sub>D) umgewandelt wird.  1,25(OH)<sub>2</sub>D ist für die meisten, bekannten Wirkungen von Vitamin D verantwortlich.((Jäpelt, R. B., & Jakobsen, J. 2013. Vitamin D in plants: a review of occurrence, analysis, and biosynthesis. Frontiers in plant science, 4, 50324.)) (Abbildung 1)\\
 ===== Wirkungen von Vitamin D =====
 Die [[vitamin_d#25(OH)D-Serumkonzentration|Serumkonzentration von 25(OH)D]] (Calcidiol) ist am besten für die Bestimmung des Gesamtvitamin-D-Status im Organismus geeignet, da sie aus diätetischem und sonnenlichtinduziertem Vitamin D besteht. Die Messung der Serum 1,25(OH)-Konzentrationen wiederum ist nützlich bei der Beurteilung von Störungen im Kalzium- und Knochenstoffwechsel im Zusammenhang mit erworbenen und angeborenen Fehlern bei der Umwandlung von Calcidiol in Calcitriol. Die Halbwertszeit von zirkulierendem Calcidiol beträgt 3 Wochen. Wenn sich ein Vitamin-D-Mangel entwickelt, reagiert der Körper, indem er die Produktion und Sekretion von [[wirkstoffe:hormone:Parathormon|Parathormon]] (PTH) erhöht, einem Hormon der Nebenschilddrüse. Dieses wiederum verstärkt die Hydroxylierung von Calcidiol. Ein sekundärer Hyperparathyreoidismus (vermehrte Bildung von Parathormon) verstärkt die Umwandlung von Calcidiol in Calcitriol. Da die zirkulierende Konzentration von Calcidiol etwa drei Größenordnungen höher als Calcitriol ist, können selbst sehr niedrige Werte von Calcidiol genügend Substrat für die Bildung von Calcitriol liefern. Bei Vitamin-D-Mangel wird Vitamin D auch effizient in Calcidiol umgewandelt. Infolgedessen kann ein Organismus mit Vitamin-D-Mangel, der zuvor eine sehr geringe Menge an Vitamin D aus der Nahrung oder der Sonneneinstrahlung erhalten hat, eine niedrige oder nicht nachweisbare zirkulierende Konzentration von Calcidiol aufweisen, während er eine niedrige, normale oder sogar hohe zirkulierende Konzentration von Calcitriol aufweist. Daher sind die Konzentrationen von Serum-Calcitriol bei der Beurteilung des Vitamin-D-Mangels von geringem Wert. Bei einem absoluten Vitamin-D-Mangelzustand ist zirkulierendes Calcitriol nicht nachweisbar((Holick, M. F. 1990. The use and interpretation of assays for vitamin D and its metabolites. The Journal of nutrition, 120(suppl_11), 1464-1469.)).\\
+==== Calcium- und Knochenstoffwechsel ====
 Eine Überproduktion von Calcitriol würde zu Hypercalcämie führen, die unzureichende Synthese dagegen zu verringerter [[:mineralstoffe#Calcium (Ca)|Calciumabsorption]] im Darm, Hypocalcämie und Mineralisierungsstörungen im Skelett. Die verschiedenen Metaboliten verfügen auch über unterschiedliche Wirkungen, die zudem tierartspezifisch sind. So wurde von (Rambeck //et al//., 1990) für Kaninchen festgestellt, dass Calcitriol (1,25(OH)<sub>2</sub>D<sub>3</sub>) am leichtesten Verkalkungen auslöst, gefolgt von 1,25(OH)<sub>2</sub>D<sub>2</sub>, 1α(OH)D<sub>3</sub> und 1α(OH)D<sub>2</sub>. Im Vergleich war 1,25(OH)<sub>2</sub>D<sub>3</sub> ungefähr doppelt so kalzinogen wie 1α(OH)D<sub>3</sub> und etwa viermal so kalzinogen wie 1α(OH)D<sub>2</sub>. Die Versuche wurden mit isolierten natürlichen und künstlichen Vitamin-D-Metaboliten durchgeführt.\\
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 Brommage //et al//., 1988((Brommage, R., Miller, S. C., Langman, C. B., Bouillon, R., Smith, R., & Bourdeau, J. E. 1988. The effects of chronic vitamin D deficiency on the skeleton in the adult rabbit. Bone, 9(3), 131-139.)) bestätigten den prinzipiellen, hormonellen Mechanismus, der ähnlich dem anderer Spezies ist. Sie untersuchten auch den Einfluss von Vitamin D auf die Knochendichte von Kaninchen. Diese erhielten jeweils ein Futter ohne Vitamin D-Anreicherung und die Kontrolltiere mit Vitamin D über einen Zeitraum von 19,6 Monaten. Die Serumspiegel von 25-OH-D und 1,25-(OH)<sub>2</sub>D<sub>3</sub> waren in allen Vitamin D-defizitären Kaninchen nicht nachweisbar, während sie in typischer Weise bei den Kontrollkaninchen vorhanden waren. Obwohl einige Vitamin D-defizitäre Kaninchen in der Lage waren, normale Serum-P-Spiegel aufrechtzuerhalten, fielen bei anderen Kaninchen die Serum-P-Spiegel drastisch. Die resultierende Hypophosphatämie bei diesen Kaninchen führte zu einer unzureichenden Skelettmineralisierung und den klassischen Anzeichen einer Osteomalazie (Knochenweiche auf Grund eines Vitamin-D- oder Calciummangels). Es wurde festgestellt, dass die passive, intestinale Absorption von [[:mineralstoffe#Calcium (Ca)|Calcium]] sehr effizient ist und bei einem ausreichenden Calciumgehalt Vitamin D für die Skelettmineralisierung nicht erforderlich zu sein schien. Jedoch erhöhte Vitamin D die Darmabsorption von Calcium und wurde erforderlich, wenn der Calciumgehalt niedrig war. Weil es passiv absorbiert wird, gab es keinen Rückkopplungsmechanismus und das Calcium wurde bei höheren Mengen im Verhältnis zu der diätetischen Calciumkonzentration absorbiert. Zusammenfassend wurde festgestellt, dass die Ergebnisse die Bedeutung von Vitamin D bei der Aufrechterhaltung der normalen P-Absorption im Darm bei erwachsenen Kaninchen betonen. Die ermittelten Ergebnisse stimmten weitgehend mit denen von Bourdeau, et al., 1986 überein.
+Die aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass der direkte Einfluss von Vitamin D auf den Mineralisierungseffekt bei Kaninchen relativ gering, aber nicht „Null“ ist. Das Vitamin wird besonders wichtig, wenn die Gehalte von Calcium und Phosphor in der Nahrung niedrig sind oder deren Verhältnis zueinander von der Norm abweicht. Diese Einflüsse auf den Ca-/P-Stoffwechsel werden heute als die „klassische“ Funktion von Vitamin D bezeichnet.
+==== Weitere ====
 In den letzten Jahrzehnten wurden, zusätzlich zu einem möglichen Einfluss auf den Calcium- und Phosphorstoffwechsel, weitere Bedeutungen von Vitamin D erkannt. Das hing vor allem mit der Entdeckung der speziellen Wirkungen von **Vitamin-D-Rezeptoren** (VDR) zusammen. Dabei handelt es sich um Bindungsstellen in Zellen für die aktive Form des Vitamins 1,25(OH)<sub>2</sub>D<sub>3</sub>. Diese Bindungsstellen finden sich fast überall im Körper wie z. B. im Magen, Darm((Liesegang, A., Burger, B., de Vries de Heekelingen, T., Schroeter‐Vogt, C., Hatt, J. M., Kowalewski, M. P., & Clauss, M. 2024. Rabbits (Oryctolagus cuniculus) increase caecal calcium absorption at increasing dietary calcium levels. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 108(1), 185-193.)), Gehirn, in der Hirnanhangsdrüse, der Haut, in Monozyten und in aktivierten T- und B-Lymphozyten. An diese Rezeptoren dockt die aktive Vitaminform Calcitriol an und löst verschiedene Reaktionen der Proteinbiosynthese aus. VDR wirken z. B. als Rezeptor für die sekundäre Gallensäure Lithocholsäure (LCA), die giftig für Leber und Darm ist. Die Aktivierung von VDR durch LCA oder die Vitamin-D-induzierte [[:genetik#Genexpression|Expression]] von Enzymen führen zur Entgiftung der LCA in der Leber und dem Darm und können nach Untersuchungsergebnissen von Makishima //et al//., 2002((Makishima, M., Lu, T. T., Xie, W., Whitfield, G. K., Domoto, H., Evans, R. M., Haussler, M. R, Mangelsdorf, D. J. 2002. Vitamin D receptor as an intestinal bile acid sensor. Science, 296(5571), 1313-1316.)) somit Darmkrebs verhindern. Von Froicu //et al//., 2003((Froicu, M., Weaver, V., Wynn, T. A., McDowell, M. A., Welsh, J. E., & Cantorna, M. T. 2003. A crucial role for the vitamin D receptor in experimental inflammatory bowel diseases. Molecular endocrinology, 17(12), 2386-2392.)) wurde an Mäusen nachgewiesen, dass Calcitriol die Entwicklung von Autoimmunerkrankungen und entzündlichen Darmerkrankungen unterdrückt, wenn auch die genauen Mechanismen noch ungeklärt sind.\\
-Die aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass der direkte Einfluss von Vitamin D auf den Mineralisierungseffekt bei Kaninchen relativ gering, aber nicht „Null“ ist. Das Vitamin wird besonders wichtig, wenn die Gehalte von Calcium und Phosphor in der Nahrung niedrig sind oder deren Verhältnis zueinander von der Norm abweicht. Diese Einflüsse auf den Ca-/P-Stoffwechsel werden heute als die „klassische“ Funktion von Vitamin D bezeichnet.\\
+Li //et al//., 2025((Li, X., Wu, X., Li, F., & Liu, L. (2025). Dietary Vitamin D Supplementation Improves Hair Follicle Development and Affects Fatty Acid Metabolism in Rex Rabbits. Food Science & Nutrition, 13(7), e70675.)) untersuchen die Wirkung der Vitamin D-Supplementierung (700, 1.400, 2.100, 2.800 IU/kg Grundnahrung, pelletiert) auf die Entwicklung der Haarfollikel und den Fettstoffwechsel bei 3-Monate alten Rexkaninchen. Es wurden Unterschiede in der Länge und Feinheit der [[anatomie:fell|Fell]]haare sowie der Dichte der (sekundären) Haarfollikel festgestellt. Weiters zeigten die Ergebnisse der Genexpressionsanalyse (2.100 IU/kg vs. Kontrollgruppe), dass Vitamin D sowohl die Entwicklung der Haarfollikel und den [[physiologie:fellhaarfarbe#Haarzyklus und Melanintransfer|Haarzyklus]] -- über verschiedene Faktoren und Signalwege wie Wnt/β-catenin, SHH, IGF1, Noch, EGF oder miR-205 -- als auch den [[naehrstoffe:fett|Fett]]stoffwechsel in Fett- und Lebergewebe, sowie der Skelettmuskulatur beeinflussen kann.
 ===== Kaninchen und Sonne =====
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   * Gruppe "I" -- keine direkte Bestrahlung, jedoch indirekte Bestrahlung für 12 Stunden (vor dem Verfüttern, 21 – 73 μW/cm<sup>2</sup>).
-Das verwendete Heu stammte aus einem zweiten Schnitt und bestand zu etwa 30 % aus Hülsenfrüchtlern. Es wurde künstlich in Innenräumen getrocknet und ohne direkte Sonneneinstrahlung gelagert. Die Vitamin D<sub>2</sub>-Gehalte waren 2.22 µg/100 g TS in nicht-bestrahltem und 6.06 µg/100 g TS in bestrahltem Heu. Weder in nicht-bestrahltem noch in bestrahltem Heu war Vitamin D<sub>3</sub> nachweisbar.
+Das [[futtermittel:heu#Opsomer et al., 2025|verwendete Heu]]((Opsomer, H., Clauss, M., Liesegang, A., Hatt, J. M., & Mäkitaipale, J. 2025. The potential of an artificially ultraviolet B irradiated hay as a source of vitamin D. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 109(3), 747-752.)) stammte aus einem zweiten Schnitt und bestand zu etwa 30 % aus Hülsenfrüchtlern. Es wurde künstlich in Innenräumen getrocknet und ohne direkte Sonneneinstrahlung gelagert. Die Vitamin D<sub>2</sub>-Gehalte waren 2.22 µg/100 g TS in nicht-bestrahltem und 6.06 µg/100 g TS in bestrahltem Heu. Weder in nicht-bestrahltem noch in bestrahltem Heu war Vitamin D<sub>3</sub> nachweisbar.
 Die getesteten Parameter waren: ionisiertes Calcium (iCa); Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Phosphor (P); Serum 25(OH)D<sub>2</sub> und 25(OH)D<sub>3</sub> (mittels LC-MS/MS) -- jeweils zu Beginn und wöchentlich über die Versuchsdauer von vier Wochen.\\