Die meisten Wirbeltiere einschließlich des Menschen decken einen Großteil ihres Vitamin-D-Bedarfs durch Sonnenbestrahlung ihrer Haut.

In der Oberhaut ist 7-Dehydrocholesterol vorhanden, welches die Vorstufe von Cholesterin und D3 darstellt. UV-B Strahlen (290-315nm) [3] treffen in einem Winkel von min. 45° auf die Haut. Dadurch wird bei einer fotochemischen Reaktion das Prävitamin D3 gebildet. Das Prävitamin ist thermodynamisch instabil und zerfällt durch die Körperwärme in Vitamin D3 Cholecalciferol [4]. Mit Vitamin-D-bindenden Proteinen gelangt es übers Blut in die Leber und reagiert zur Speicherform Calcidiol (25(OH)Vitamin-D3). Von dort aus wird es wieder ins Blut abgegeben. Über das Blut gelangt es zur Niere und wird dort in die aktiv Form Calcitriol (1,25(OH)2D3) umgewandelt.

Bei einer kurzen Sonnenbestrahlung über einige Minuten wird ähnlich viel Vitamin D3 gebildet wie bei einer vergleichbaren Bestrahlung über längere Zeit. Hierdurch schützt sich der Körper kurzfristig vor einer Vitamin-D-Intoxikation durch zu viel Strahlung. Langfristig ergibt sich ein Schutz vor einer Vitamin-D-Intoxikation durch eine vermehrte Bildung von Melanin (Bräunung) in der Haut. Bei Menschen höheren Alters sinkt die Fähigkeit der Haut, Vitamin D3 zu bilden, ungefähr um den Faktor 3 ab im Vergleich zu einem 20-jährigen Menschen [5].

Aber können die Sonnenstrahlen immer Vitamin D3 bilden?

Leider nein. Die Bildung hängt wie eben angesprochen von den UV-B Strahlen ab. Diese müssen in einem Winkel von 42-45° zur Erde strahlen, um den Menschen zu erreichen. In den Wintermonaten von Oktober – März stehen die Strahlen in einem geringeren Winkel zu Deutschland, weshalb uns die Strahlen nicht erreichen [6]. Im Sommer steigt die Sonne wieder in einen optimalen Winkel. Die UV-B Strahlen haben im Sommer zwischen 10:00 – 16:00 einen größeren Winkel als 45°, weshalb wir dann gut Vitamin-D bilden können.

Du kannst es leicht an dir testen! Stell dich in die Sonne und beobachte die Länge deines Schattens. Ist der Schatten kürzer als deine Körperlänge, stehst du in einem guten Winkel zum Bilden von Vitamin D.

In den Zellen der Zielorgane wirkt Calcitriol wie ein Steroidhormon: Es wird an ein intrazelluläres Rezeptorprotein, den Vitamin-D-Rezeptor (VDR), gebunden und in den Zellkern transportiert. Dort assoziiert der Vitamin-Rezeptor-Komplex an die DNA und verändert die Transkription verschiedener hormonsensibler Gene, was schließlich zu Änderungen in der Proteinsynthese mit entsprechenden biologischen Wirkungen führt.

Vitamin D3 ist kein gewöhnlicher Nahrungsbestandteil. Erst in den letzten 10 Jahren wurde zunehmend erkannt, mit welchen Zivilisationskrankheiten der Lichtmangel der modernen Gesellschaften einhergeht. Der Bedarf an Vitamin D über die Nahrung wird umso größer, je kürzer die Zeit ist, die ein Mensch im direkten Tages- bzw. Sonnenlicht verbringt. Dabei ist die Synthese in der Haut nicht unbedingt proportional zu deren Sonnenexpositionszeit. Es hängt unter anderem auch vom Gehalt der Haut an der Vorstufe 7-Dehydrocholesterol und der Sonnenstrahlart ab [7]. Es findet sich vor allem in Fettfischen, Innereien, Eiern und in begrenztem Maße auch in Milchprodukten [13]:

Die Tagesbedarfsempfehlungen der DGE (Deutsche Gesellschaft für Ernährung) richten sich in Deutschland nach Alter und Geschlecht [9]. In Einzelfällen kann der Bedarf abweichen und sollte daher mit dem Arzt oder Therapeuten besprochen werden:

Es gibt eine Reihe an Studien, die zeigen, dass ein Vitamin D Mangel zu Gesundheitsproblemen führen kann. Die US-Gesundheitsorganisation Institute of Medicine (IOM) hat über 1.000 Studien geprüft und kommt zu dem Ergebnis, dass sich in diesen Studien jedoch kaum eindeutige Beweise finden lassen. Mit einer Ausnahme: Bei Knochenleiden, für welche seiner Meinung nach die Beweislage eindeutig sind [8]. Die bedeutendsten Symptome, die krankheitskennzeichnend sind, findet man am menschlichen Skelett. An erster Stelle stehen hier die Knochenschmerzen und Knochenverbiegungen, welche durch Diaphysenschäden entstehen. Ein Vitamin D Mangel kann zudem Einfluss auf unser Nervensystem haben. Hier werden vor allem eine Neigung zur Tetanie, eine muskuläre Hypotonie und auch eine allgemeine motorische Entwicklungsverzögerung beobachtet. Darüber hinaus können Patienten mit Vitamin-D-Mangel epileptische Anfälle bekommen. Weitere Symptome sind Herzrhythmusstörungen, die durch eine Hypokalzämie entstehen können, eine allgemein erhöhte Infektanfälligkeit und eine Zahnfleischwucherung, die sogenannte Gingivahyperplasie [9].

In Deutschland sind die gesundheitsbezogenen Aussagen, welche zu Werbezwecken gemacht werden dürfen, streng reguliert. Wenn das Produkt mindestens eine gemäß dem Anhang der Richtlinie 90/496/EWG signifikante Menge enthält (aktuell 5 μg), sind die folgenden Aussagen zulässig.

Vitamin D trägt zu/ zur/ hat

• einer normalen Aufnahme/ Ver­wertung von Calcium und Phosphor bei
• einem normalen Calciumspiegel im Blut bei
• Erhal­tung normaler Knochen bei
• Erhal­tung normaler Zähne bei
• einer normalen Funktion des Im­munsystems bei
•  eine Funktion bei der Zellteilung
• Erhal­tung einer normalen Muskel­funktion bei

In der letzten großen Studie zur Gesundheit der Erwachsenen in Deutschland (DEGS1 2008-2011) durch das Robert Koch Institut zeigte sich, das ca. 30 % der Deutschen mangelhaft mit Vitamin D versorgt sind und nur knapp 38 % ausreichend versorgt sind.

Gefährdet für einen Vitamin D-Mangel sind Personen:

• Die sich selten im Freien aufhalten
• Ältere Menschen sind aber auch generell gefährdet, da die Eigenproduktion von Vitamin D mit zunehmendem Alter nachlässt. Hinzu kommt, dass ältere Menschen meist weniger Nahrung zu sich nehmen, so dass auch über die Ernährung weniger Vitamin D zugeführt wird.
• Neben älteren Personen haben Säuglinge ein erhöhtes Risiko für einen Vitamin-D-Mangel, da sie keiner direkten Sonnenstrahlung ausgesetzt werden sollten.
• Auch Menschen, die aus religiösen oder kulturellen Gründen nur mit bedeckter Haut ins Freie gehen, sowie Menschen mit dunklerer Hautfarbe sind gefährdet – bei Letzteren ist dies auf die höhere Pigmentierung in der Haut zurückzuführen, die weniger UV-Strahlen durchlässt.
• Zu den Risikogruppen zählen auch Menschen, die an chronischen Magen-Darm, Leber- oder Nierenerkrankungen leiden oder Medikamente einnehmen, die den Vitamin-D-Stoffwechsel beeinträchtigen [14]

Der Vitamin-D-Spiegel gibt eine Auskunft über die 25(OH)D-Werte im Blutserum. Es handelt sich dabei um die Form des Vitamin D, die mit Unterstützung des Herz-Kreislauf-Systems über das Blut durch den menschlichen Körper transportiert wird. Sie stellt die Messgröße der Versorgung durch Vitamin D dar. Bei dem eigentlichen Bluttest handelt es sich um eine gewöhnliche Blutabnahme. Auch sollte man sorgsam auf die Einheit achten. Üblich ist sowohl die Angabe in ng/ml (µg/l) als auch die Angabe in nmol/l (Umrechnungsfaktor 2,496). Beide Einheiten werden von deutschen Laboren etwa gleich häufig angewendet. Mit Bezug auf die Referenzmethoden findet man ab Werten unter 30 ng/ml (75 nmol/l) Störungen im Mineralstoffwechsel, sodass ein (beginnender) Mangel bei Werten < 30 ng/ml festgestellt werden kann. Trotz anhaltender Debatten legen sich aktuelle Richtlinien auf die Grenze von 20 ng/ml fest ab der von einem definitiven Vitamin-D-Mangel gesprochen werden sollte. Diese Grenze bleibt mehr oder wenig willkürlich [15].

Eine akute oder chronische Vitamin-D-Überdosierung kann zu einer Vitamin-D-Hypervitaminose führen. Der wissenschaftliche Lebensmittelausschuss der Europäischen Kommission hat 2002 zu der Sicherheit des Vitamin D₃ Stellung genommen: Eine maximale tägliche Dosis von 50 µg (2000 IE) für Jugendliche und Erwachsene (inklusive Schwangere und stillende Mütter) und 25 µg (1000 IE) für Kinder in den ersten zehn Lebensjahren sind von Gesunden ohne Risiko von Nebenwirkungen auch ohne medizinische Aufsicht langfristig einsehbar [10]. Von den meisten Autoren wird für Erwachsene eine tägliche Zufuhr bis zu 100 µg (4000 IE) Vitamin D₃ über sechs Monate als sicher angesehen, das heißt ohne nachprüfbare Nebenwirkungen wie eine erhöhte Calciumausscheidung im Urin [11].