Aktuelle Studien zeigen einen möglichen Zusammenhang zwischen Vitamin D-Mangel und schweren Verläufen sowie einer höheren Mortalität bei COVID-19 [1, 2]. Eine Assoziation von niedrigen Vitamin D-Spiegeln und Co-Morbiditäten, die einen schweren Verlauf von COVID-19, wie Diabetes mellitus Typ 2, Adipositas, essentielle Hypertonie und kardiovaskuläre Erkrankungen, wurde ebenfalls nachgewiesen [3, 4].
Vitamin D-Versorgung
Ein niedriger Vitamin D-Status wird im Plasma in seiner Transportform 25(OH)D gemessen und findet sich vor allem in den nördlichen Breitengraden. In Mitteleuropa findet man in den Wintermonaten eine erhöhte Prävalenz von Vitamin D-Mangel, in der Hauptsache bei älteren Menschen und Migranten [5, 6]. Das hängt damit zusammen, dass ca. 80 % unseres Vitamin D-Bedarfs durch die UV-abhängige Produktion in der Epidermis gedeckt wird. Mit zunehmendem Alter verlieren wir kontinuierlich diese Fähigkeit, sind aber auch seltener der Sonne exponiert (z.B. durch Unterbringung in Pflegeheimen). Migranten haben häufig eine stärkere Hautpigmentierung, die weniger UV-Strahlen in die Epidermis durchlassen, bei zusätzlich geringerer UV-Strahlung in nördlichen Breitengraden. Lediglich 20 % werden über die Nahrung aufgenommen, da die Nahrungsquellen rar sind. Diese sind überwiegend Lebertran, fetter Fisch, z. B. Wildlachs, Sardine, Hering und Pilze (in der Natur und im Licht gewachsen), als einzige bekannte pflanzliche Quelle. Sonnengetrocknete, aber nicht frische Pilze enthalten höhere Vitamin D-Konzentrationen [7]. Beim Fisch ist noch bemerkenswert, dass dieser zusätzlich durch den Fettgehalt die Aufnahme von Vitamin D begünstigt. Ebenfalls günstig wirken sich auf das Immunsystem und gleichzeitig antiinflammatorisch die Omega 3-Fettsäuren aus. Der Vitamin D-Gehalt der oben genannten Fische in 100 g beträgt 25 µg beim Hering, 16 µg beim Lachs und 11µg bei der Sardine (1µg entspricht 40 I.E.)
Vitamin D und das Immunsystem
Vitamin D ist von essenzieller Bedeutung für das Immunsystem [8]. Das Prohormon interagiert mit der Mehrheit der Immunzellen (Macrophagen, B- und T-Lymphozyten, neutrophile Garnulozyten und dendritische Zellen). Die immunmodulatorische Wirkung des Vitamin D ist antinflammatorisch und verhindert somit eine überschießende Immunreaktion mit einer schweren Entzündugskaskade (siehe Abbildung). Genau diese Funktion des Vitamin D könnte einen schweren Verlauf bei COVID-19 verhindern bzw. der Vitamin D-Mangel fördern. Denn wie aktuelle Studien zeigen, spielt das Immunsystem bei COVID-19 eine gefährliche Doppelrolle [9]. Demnach senden mit SARS-CoV-2 infizierte Zellen eine Art „Hilferuf“ an das Immunsystem und locken Immunzellen an. Dabei kommt dem Zytokin Interferon, als wichtiger Abwehrstoff gegen Virusinfektionen, eine zentrale Rolle zu. Im Fall von COVID-19 trägt Interferon dazu bei, dass die Epithelzellen der Atemwege mehr ACE2 exprimieren (2 – 3 mal so viel wie bei nicht infizierten Kontrollen) [9]. Genau diesen Rezeptor nutzt SARS-CoV-2, um die Zellen zu infizieren. Über diesen Weg fördert das Immunsystem die Ausbreitung der Erkrankung und einen schweren Verlauf. Eine verhängnisvolle Zusammenarbeit zwischen dem Coronavirus und dem überreagierenden Immunsystem der betroffenen Patienten, treibt die Zerstörung des Lungengewebes voran, aber auch anderer Organe, wie z. B. Myokardgewebe, ZNS und Gefäße. ACE2 beeinflusst das RAS (Retikulo-Endotheliale-System) durch Blockierung des Rezeptors mit SARS-CoV-2 proinflammatorisch. Dabei aktiviert Angiotensin II das AT1R. Das AT1R wirkt seinerseits proinflammatorisch auf die Immunzellen. Vitamin D wirkt hingegen antiinflammatorisch über das VDR (vergleiche Abbildung).
Risikogruppen und Vitamin D
Die wesentlichen Co-Morbiditäten, die sich als besonders Riskant für einen schweren COVID-19-Verlauf herausgestellt haben, wie Diabetes mellitus Typ 2, Adipositas, KHK, essentielle Hypertonie, COPD, chronische Niereninsuffizienz sowie höheres Alter, gehen sehr häufig mit deutlich erniedrigten Vitamin D-Spiegeln einher [4, 6]. Auslöser ist hier sicherlich häufig eine weniger gesunde und nicht ausgewogene Ernährung sowie mangelnde Bewegung, besonders im Freien, aber eben auch das durchschnittlich höhere Alter in diesen Patientengruppen, was automatisch mit einer niedrigeren Vitamin D-Produktion über die Epidermis einhergeht.
Vitamin D-Mangel abseits von COVID-19
Vitamin D-Mangel ist aber auch verantwortlich für Erkrankungen und weitere Gesundheits- und Leistungsbeeinträchtigungen jenseits von COVID-19. Dazu gehören Rachitis (im Kindesalter), Osteomalazie und Osteoporose (v.a. postklimakterisch). Aber auch Sportler sind besonders von einem Vitamin D-Mangel betroffen, wie „Indoor-Sportler“ sowie solche mit einem erhöhten „turnover“ seitens des Knochen-, Muskel- und Immunstoffwechsels. Gerade in Phasen der Regeneration (antiinflammatorischer Prozess), beispielsweise nach intensiven Trainingseinheiten, Trainingslager oder in der Saisonvorbereitung. Nachweislich kommt es hier vermehrt zu Infekten und zu Muskel- und Sehnenverletzungen bei Leistungssportlern. Diskutiert wird ebenfalls eine Vitamin D-Wirkung auf die Muskelneubildung.
Fazit und Empfehlung für die Praxis
Das Prohormon Vitamin D ist ein essentielles Vitamin für zahlreiche Körper- und Organfunktionen wie die Haut, Knochenstoffwechsel, ZNS und Immunsystem. Die Aufnahme über die Ernährung reicht in den meisten Kulturkreisen nicht aus und die Produktion über die Haut mittels UV-Strahlung ist durch zahlreiche Faktoren (Hautpigmentierung, Alter, Lebensstil, Sonnenschutzverwendung) stark beeinträchtigt. Deshalb erscheint eine Supplementierung für bestimmte Risikogruppen aus meiner Sicht unabdingbar und alternativlos. Wie vor jeder Vitaminsupplementierung, sollte man die Plasmaspiegel von Vitamin D messen, um eine gezielte und individuelle Ergänzung zu gewährleisten. Beim Screening sollte besonders an Risikogruppen gedacht werden, wozu auch Sportler mit veganer Ernährung gehören [10]. Ein breiteres Screening ist in unseren Breitengraden in den Herbst- und Wintermonaten sicher sinnvoll. Es sollte ein Mindestspiegel von 30ng/ml erzielt werden, aus präventivmedizinischer Sicht. Bei Leistungssportlern geht man bei einigen Studien zur optimalen Entwicklung der Schnellkraft, der maximalen Muskelkraft und Verletzungsprophylaxe eher von Spiegeln zwischen 40 – 60 ng/ml aus (siehe dazu auch: „Vitamin-D-Mangel. Klinische Erfahrungen aus der Fußballbundesliga (1. FSV Mainz 05)“, Dr. med. Alexander Tamm, Dr. med. Kathrin Stelzer, PD Dr. med. Stefan Mattyasovsky, Dr. med. Philipp Appelmann – Medizinische Abteilung 1. FSV Mainz 05, erschienen in der sportärztezeitung 04/17, S.92) [11,12]. Die Supplementierung sollte oral mit Cholecalciferol oder kurz Calciol (Vitamin D3) erfolgen. Dies kann als Tropfen oder Kapsel, täglich mit 2.000 – 4.000 I.E. oder einmal wöchentlich mit 20.000 I.E., zu einer Mahlzeit (möglichst mit Fettgehalt) eingenommen werden. Bei einem Check-Up sollte auch der Vitamin-K-Wert überprüft werden. Findet man einen Mangel bzw. wird ein erhöhter Vitamin-K2-Bedarf festgestellt, kann eine Supplementierung stattfinden, um den Wert zu steigern. So empfiehlt z. B. auch das Deutsche Institut für Sporternährung e.V. eine kombinierte Einnahme der Vitamine D3 und K2 (siehe www.dise.online).
Literatur
[1] Petre Cristian Ilie et al; The role of vitamin D in the prevention of coronavirus disease 2019 infection and mortality; Aging Clan Exp Res (2020).
[2] Ali Daneschkhah et al; The Possible Role of Vitamin D in Suppressing Cytokine Storm an Associated Mortality in COVID-19 Patients; BMJ (2020).
[3] Z. Ozfirat, T.A. Chowdhury, Vitamin D deficiency an typ 2 diabetes, Postgrad. Med. J. 86 (1011) (201) 18 – 25.
[4] E.Liu, J.B. Meigs, A.G. Pittas, C.D. Economos, N.M. McKeown, S.I. Booth, P.F. Jacques, Predicted 25-hydoxyvitamin D score and incident type 2 diabetes in the Framingham Offspring Study, Am J Clin Nutr. 91 (6) (2010) 1627 – 1633.
[5] O. Engelsen, The relationship between ultraviolet radiation exposure and vitamin D status, Nutrients 2 (2010) 482 – 495.
[6] J. MacLaughlin, M.F. Holick, Aging decreases the capacity of human skin to produce vitamin D3, J. Cli. Invest. 76 (1985) 1536 – 1538.
[7] Huang, G.; Cai, W.; Xu, B. Vitamin D2, ergosterol an vitamin B2 content in
commercially dried mushrooms marketed in China and increased vitamin D2
content following UV-C irradiation. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 2016, 1, 1-10.
[8] B. Priel, G. Treiber, T.R. Piber, K. Amrein, Vitamin D and immune function,
Nutrients 5 (2013) 2502-2521.
[9] Robert Lorenz Chua, Soeben Lulkassen, saskia Trump, Bianca P. Hennig,
et al.: „COVID-19 severity correlates with airway epithelium-immune cell
interactions identified by single-cell analysis“ ; Nature Biotechnology; 2020
[10] Rogerson D. Vegan diets: practical advice for athletes and exercisers. J Int
Soc Sports Nutr. 2017;14:36. Published 2017 Sep 13. doi:10.1186/
s12970-017-0192-9
[11] Książek A, Zagrodna A, Słowińska-Lisowska M. Vitamin D, Skeletal Muscle
Function and Athletic Performance in Athletes-A Narrative Review. Nutrients.
2019;11(8):1800. Published 2019 Aug 4. doi:10.3390/nu11081800
Autoren
ist Facharzt für Innere Medizin, Infektiologie und Ernährungsmediziner. Er führt gemeinsam mit seinem Kollegen Dr. Cseke die Hausärztliche Internistische Gemeinschaftspraxis Cseke & Friese in Gießen. Dr. Friese erlangte 2000 die Zusatzqualifikation „Ernährungsmediziner DAEM/DGEM“ und ist auch Mitglied der Deutschen Gesellschaft für Ernährungsmedizin (DGEM).
