ERNÄHRUNG UND DERMATOLOGIE
Vitamin D, Haut und Sonnenlicht

BERND NÜRNBERG1, JÖRG REICHRATH2

Bernd Nürnberg
Jörg Reichrath

Die Bewertung und Abwägung der positiven und negativen Effekte von UV-Strahlung werden derzeit viel diskutiert. Einerseits stellt die solare UV-Strahlung den wichtigsten umweltbedingten Risikofaktor für die Entstehung epithelialer Hautkrebsarten dar und spielt auch bei der Pathogenese des malignen Melanoms eine wesentliche Rolle. Ein effizienter Sonnenschutz ist daher insbesondere für Risikogruppen eine wichtige Massnahme zur Prävention von Hautkrebs. Andererseits ist heute bekannt, dass eine unzureichende UV-Exposition der Haut auch mit schwerwiegenden gesundheitlichen Risiken assoziiert ist, denn der überwiegende Anteil des vom menschlichen Organismus benötigten Vitamin D wird in der Haut unter der Einwirkung von Sonnenlicht gebildet. Wird diese natürliche Quelle der Vitamin-D-Versorgung nicht ausreichend genutzt, resultiert meist ein VitaminD-Mangel. Der vorliegende Beitrag erörtert das Spannungsfeld zwischen positiven und negativen Effekten der UV-Strahlung unter Berücksichtigung neuer Forschungsergebnisse und präsentiert einen Überblick der bereits etablierten Behandlungskonzepte mit Vitamin D sowie möglicher zukünftiger Einsatzgebiete.

Ein untypisches Vitamin
Vitamin D unterscheidet sich von allen anderen Vitaminen dadurch, dass es vom Organismus eigenständig gebildet werden kann. Es muss nur ausreichend Sonnenlicht zur Verfügung stehen. Biochemisch gehören die Vitamin-D-Metabolite (Calciferole) in die Gruppe der Secosteroide, die wiederum in ihrer chemischen Struktur den Steroiden ähneln. Der biologisch aktive Metabolit der Calciferole ist das 1,25(OH)2D3 (Calcitriol, auch 1α,25-Dihydroxycholecalciferol oder 1,25-Dihydroxyvitamin D3). Aufgrund seiner Steroidstruktur und weiterer typi-
1Dr. med. Bernd Nürnberg ist Assistenzarzt in der dermatologischen Praxis von Frau Dr. med. B. Steimer, St. Ingbert/Saar; 2Prof. Dr. med. Jörg Reichrath ist Leitender Oberarzt der Klinik für Dermatologie, Venerologie und Allergologie am Universitätsklinikum des Saarlandes, Homburg/Saar.

scher Eigenschaften ist es als Hormon zu bezeichnen, das seine genomischen Wirkungen über einen intrazellulären Hormonrezeptor (VDR) vermittelt. Die Nomenklatur des Vitamin-D-Systems ist verwirrend: So wird der Begriff «Vitamin D» häufig synonym mit Vitamin D3 und 1,25(OH)2D3 verwendet. Auch der Terminus «Vitamin-D-Rezeptor» (VDR) ist ungenau, da es sich um den klassischen Rezeptor von 1,25(OH)2D3 handelt.
Vitamin-D-Stoffwechsel
Ausgangspunkt der Vitamin-D-Biosynthese ist 7-Dehydrocholesterol (7-DHC). Dieses wird in der Haut gespeichert und dort in einem fotochemischen Prozess unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht (Wellenlänge: 290–315 nm) über Zwischenstufen zu Vitamin D3 metabolisiert. Eine Kumulation von Vitamin D3 in der Haut bei übermässiger Sonneneinstrahlung

wird durch die Bildung unwirksamer Nebenprodukte verhindert. Vitamin D3 ist biologisch inaktiv und wird erst durch zwei Hydroxylierungsschritte in der Leber und Niere zum aktiven Vitamin-D-Hormon verstoffwechselt. Hierzu gelangt Vitamin D3 über den Blutweg an Vitamin-DBindungsproteine (DBP) in der Leber, wo es zu 25(OH)D3 hydroxyliert wird. Dieser Stoffwechselschritt ist nur selten limitiert und wenig reguliert. 25(OH)D3 ist die Hauptzirkulationsform des Vitamin-DSystems und somit wichtigster Laborparameter für die Bestimmung des Vitamin-D-Status. Die entscheidende zweite Hydroxylierung zum aktiven Vitamin-D-Hormon 1,25(OH)2D3 findet in der Niere statt. Die renale Produktion von 1,25(OH)2D3 wird über zentrale Steuerungsmechanismen durch den Plasma-Parathormon-Spiegel sowie den Kalzium- und Phosphorserum-

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spiegel streng reguliert. Liegt 1,25(OH)2D3 Durch das Sonnenlicht werden allerdings

im Überschuss vor, kommt es in der Leber auch positive Effekte vermittelt. Neben

über eine 24-Hydroxylase vermehrt zur den stimmungsaufhellenden Wirkungen

Bildung eines biologisch inaktiven Meta- durch die Freisetzung von Botenstoffen

boliten (24,25(OH)2D3). Bei einer fortge- im Gehirn (z.B. Endorphine und Seroto-

schrittenen Niereninsuffizienz ist die Vit- nin) ist hier vor allem die kutane Vitamin-

amin-D-Synthese deutlich eingeschränkt. D-Synthese zu nennen. Denn etwa 90

Negative und positive Seiten des Sonnenlichts

Prozent des vom menschlichen Organismus benötigten Vitamin D wird unter der Einwirkung von UV-B-Strahlung in der

Sonnenlicht wirkt sich vielfältig auf den Haut gebildet. Zwar kann Vitamin D auch

menschlichen Organismus aus. Als nega- über die Nahrung aufgenommen und

tiver Faktor ist vor allem das erhöhte verstoffwechselt werden (Vitamin D2/Vit-

Hautkrebsrisiko bei übermässiger Son- amin D3), aber nur wenige Nahrungsmit-

nenexposition zu nennen. Hautkrebs ist tel enthalten relevante Mengen des Vit-

inzwischen die häufigste Krebsart in der amins (v.a. ölige Fische wie Lachs, Makrele

weissen Bevölkerung. Sowohl der helle und Hering sowie Fischöle und Leber-

Hautkrebs mit Basalzellkarzinomen und tran). Entgegen früherer Ansichten ist

Plattenepithelkarzinomen als auch der Vitamin D nicht ausschliesslich für den

schwarze Hautkrebs (maligne Melanome) Kalzium- und Knochenstoffwechsel von

weisen weltweit eine steigende Inzidenz grosser Bedeutung, sondern es vermittelt

auf; allerdings blieben die Sterblichkeits- neben zahlreichen weiteren positiven

raten in den letzten Jahren konstant be- Effekten (u.a. auf Muskulatur und Herz-

ziehungsweise sind sogar gesunken (1, 2). Kreislauf-System, protektive Wirkung

Für die steigenden Inzidenzraten des hel- gegen Autoimmunerkrankungen, Steige-

len Hautkrebses wird massgeblich eine rung der Infektabwehr) auch krebspro-

erhöhte UV-Exposition ver-

antwortlich gemacht. Hierzu tragen unter anderem

«Laut Schätzungen sind weltweit

»vermehrte Aktivitäten im mindestens 1 Milliarde Menschen Vit-
Freien bei. Aber auch die amin-D-insuffizient. älter werdende und länger

der Sonne exponierte Bevölkerung sowie tektive Einflüsse (7–9). Epidemiologische

der zunehmende Besuch von Sonnenstu- Untersuchungen zeigten, dass mit zuneh-

dios führen dazu, dass immer mehr Men- mender Entfernung des Wohnorts vom

schen – auch in jungen Jahren schon – ei- Äquator das Risiko ansteigt, an verschie-

ne hohe kumulative UV-Belastung denen malignen Tumoren (wie Mamma-,

aufweisen. Anders verhält es sich mit dem Ovarial-, Kolon- und Prostatakarzinom) zu

Melanomrisiko: Während häufige intensi- sterben. Ein Zusammenhang dieser Be-

ve Sonnenexpositionen mit nachfolgen- obachtungen mit erniedrigten Vitamin-

den Sonnenbränden, insbesondere in der D-Serumspiegeln wurde nachgewiesen.

Kindheit, das Risiko erhöhen (3, 4), Entscheidend hierfür ist die Erkenntnis,

scheint eine längere, wenig intensive dass das Vitamin-D-Hormon nicht aus-

Sonnenexposition dagegen eher eine schliesslich in der Niere gebildet wird,

protektive Wirkung zu haben (5, 6). Son- sondern dass auch in vielen anderen Ge-

nenbrände sind deshalb unbedingt zu weben der Vitamin-D-Rezeptor exprimiert

vermeiden, da durch die ultraviolette wird und die enzymatische Ausstattung

Strahlenbelastung der Haut DNS-Schä- zur lokalen Synthese von Vitamin-D-

den ausgelöst werden können. Zudem Hormon vorhanden ist (10). Diesem extra-

werden immunsuppressive Effekte ver- renal synthetisierten Vitamin-D-Hormon

mittelt, die zu einer Beeinträchtigung der wird eine inhibierende Wirkung als auto-

natürlichen Schutzmechanismen – wie krines und parakrines Hormon zuge-

beispielsweise der DNS-Repair-Mechanis- schrieben. Auf direkte oder indirekte Wei-

men – führen.

se kontrolliert das Vitamin-D-Hormon

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über 200 Gene, unter anderem auch sol- malazie hin. Durch eine permanente Sti- heiten zunutze zu machen, unter ande-

che, die die Regulation der zellulären Pro- mulierung der Nebenschilddrüsen kann rem in Kombination mit verschiedenen

liferation, Differenzierung, Apoptose und zudem ein sekundärer Hyperparathyreoi- Formen der Lichttherapie bei Vitiligo

Angioneogenese steuern (11–13). So be- dismus resultieren, der das Auftreten ei- (Weissfleckenkrankheit) (20) oder bei

einflusst 1,25(OH)2D3 in zahlreichen Ge- ner Osteoporose begünstigt.

Acanthosis nigricans (21).

weben als ortsständig produzierter Faktor das lokale Wachstum.
Aufgaben von Vitamin D und mögliche Mangelerscheinungen

Darüber hinaus treten auch viele chronische Erkrankungen, wie Hypertonie, multiple Sklerose, Morbus Crohn, rheumatoide Arthritis, Typ-I-Diabetes mellitus, mit zunehmender Nähe zum Äquator selte-

Einsatz von Vitamin-D-Analoga in der Tumortherapie
Die therapeutische Effizienz von VitaminD-Analoga bei der Behandlung von mali-

Die wohl wichtigste Funktion des Vitamin- ner auf. Daraus wird der Schluss gezogen, gnen Tumoren wurde in zahlreichen In-

D-Systems ist die Aufrechterhaltung eines dass ein Vitamin-D-Mangel auch diesbe- vitro- und In-vivo-Studien der letzten

stabilen Plasma-Kalzium-Spiegels und züglich einen Risikofaktor darstellt (7). Jahre nachgewiesen. Der Einsatz ist je-

die Regulation des Knochenstoffwechsels durch Bereitstellung von Kalzium für die Knochenmineralisation. Dies geschieht durch Steigerung der intestinalen Kalzi-

Einsatz von Vitamin-D-Analoga zur Behandlung chronischer Hautkrankheiten

doch durch das Auftreten systemischer Nebenwirkungen, insbesondere eine Hyperkalzämie, stark limitiert. Ursache hierfür ist, dass eine Hemmung des Tu-

um- und Phosphataufnahme, Beeinflus- Vitamin-D3-Analoga sind zu einer wichti- morwachstums nur durch sehr hohe the-

sung von Knochenmineralisation und gen Säule der lokalen Behandlung von rapeutische Dosen an 1,25(OH)2D3 erzielt

Knochenresorption, Suppression der Patienten mit Psoriasis (Schuppenflechte) wird. Derzeit werden neue Vitamin-D3-

Nebenschilddrüsenfunktion und Beein- geworden. Neben Calcitriol stehen topi- Analoga mit dem Ziel entwickelt, die anti-

flussung der renalen Kalzium- und Phosphatexkretion (14). So wiesen in einer aktuellen Studie Patienten mit hohen 25(OH)D-Serumspiegeln eine entsprechend höhere Knochenmineraldichte auf (15). Auch konnte gezeigt werden, dass

«Für bettlägerige Patienten in Pflegeheimen wäre
eine Langzeitbehandlung mit einmal monatlicher Gabe von
»50 000 IU Vitamin D sinnvoll und gesundheitsökonomisch von
grossem Nutzen.

die tägliche Einnahme von Vitamin D das

Risiko für eine Hüftfraktur um etwa 25 sche Therapeutika mit den Wirkstoffen tumoralen Effekte von der hyperkalzämi-

Prozent reduzierte (15). Man geht davon Calcipotriol und Tacalcitol zur Verfügung. schen Wirkung zu trennen (22).

aus, dass schon in utero und während der Als Fertigarzneimittel sind diese in Form Kindheit ein Vitamin-D-Mangel zur ver- von Salben, Cremes, Emulsionen und Lö- Ursachen für Vitamin-D-Mangel

minderten Kalzifizierung des Skeletts sungen erhältlich. Sie hemmen das ver- Vitamin-D-Mangel geht in den meisten

führt (16). Folglich kommt es bei Kindern, mehrte Zellwachstum der Keratinozyten Fällen auf eine verminderte kutane Vit-

die an Rachitis leiden, zu Wachstumsstö- und fördern deren vollständige Reifung amin-D-Synthese zurück. Die Ursachen

rungen und Verformungen der Knochen. (17). Zudem besitzen sie immunsuppres- hierfür sind vielfältig: unter anderem eine

Bei Erwachsenen deuten eine erhöhte sive und immunmodulatorische Eigen- geringe Intensität der UV-B-Strahlung

Weichheit und Verbiegungstendenz der schaften (18), indem sie T-Zellen aktivie- während der Wintermonate (sog. «Vit-

Knochen auf das Vorliegen einer Osteo- ren und die Umwandlung von Monozyten amin-D-Winter»), eine ausgeprägte Haut-

zu antigenpräsentieren- pigmentierung (Dunkelhäutige benöti-

Kasten:

den Zellen hemmen. Die gen im Vergleich zu Hellhäutigen die Produktion von proinflam- zehn- bis fünfzigfache Dosis an UV-B-

Als MED = minimale Erythemdosis bezeichnet man jene Menge matorischen Zytokinen Strahlung, um gleiche Mengen an

des UV-B-Lichts, die beim Menschen ein gerade sichtbares Erythem hervorruft. Die entsprechende Zeitspanne wird als Eigenschutzzeit bezeichnet und ist bei jedem Menschen individuell verschieden (abhängig unter anderem vom Hauttyp, der Vorbräunung und dem UV-Index). Das bedeutet beispielsweise, dass eine Person mit dem in der Schweiz weitverbreiteten Hauttyp II bei klarem Sonnenwetter (UV-Index 5–7) bereits nach 20 Minuten mit einem Sonnenbrand

(insbesondere IL-12 von dendritischen Zellen und Makrophagen) wird inhibiert (19). Gleichzeitig wird eine antientzündliche Immunantwort mit Produktion von Th2-Zytokinen (IL-

1,25(OH)2D3 zu produzieren), zunehmendes Alter (die Vitamin-D-Produktion ist bei 70-Jährigen drei- bis fünffach geringer) und die Anwendung von Sonnenschutzcremes (v.a. Lichtschutzfaktoren > 8). Ein Vitamin-D-Mangel kann aber auch durch eine verminderte intestinale

rechnen muss (Eigenschutzzeit = 20 min). Die Empfehlung lautet 4, IL-5, IL-10) begünstigt. Adsorption, erworbene und angeborene

in diesem Fall: 3-mal pro Woche die gewöhnlich unbedeckten Körperpartien (Hände, Arme, Gesicht) für nur ca. 10 Minuten der Sonne zu exponieren.

Diese Effekte versucht man Störungen des Vitamin-D-Metabolismus sich auch bei weiteren sowie eine Vitamin-D-Resistenz ausgelöst chronischen Hautkrank- werden.

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In der Diskussion: Wieviel Vitamin D brauchen wir?
Obwohl es noch keinen Konsens über den optimalen 25-Hydroxyvitamin-D-Serumspiegel gibt, werden Werte unter 20 ng/ml von den meisten Experten als Vitamin-D-Defizienz bezeichnet (15, 23– 25). Bei Ergebnissen ab 30 ng/ml spricht man hingegen von Vitamin-D-Suffizienz (26). Die Exposition des Körpers mit einer minimalen Erythemdosis (MED) Sonnenlicht entspricht in etwa der oralen Einnahme von 10 000 IE Vitamin D. Einige Autoren sehen deshalb die Exposition von weniger als 18 Prozent der Körperoberfläche (z.B. Hände, Arme, Gesicht) zwei- bis dreimal pro Woche mit einer Dosis von bis zu 1/3 oder 1/2 MED im Frühjahr, Sommer und Herbst als ausreichend an (siehe dazu Kasten). Die Empfehlungen der täglichen VitaminD-Aufnahme mit der Nahrung sind altersabhängig: Neugeborene und Kleinkinder sollten bis zur Vollendung des ersten Lebensjahres ungeachtet ihrer Ernährung (Muttermilch, Muttermilchersatzpräparate) zwischen 300 und 500 IE Vitamin D3 als Rachitisprophylaxe erhalten (27). Für Erwachsene gilt die Empfehlung, mit der Nahrung täglich 5 µg (entspr. 200 IE Vitamin D3) aufzunehmen; Personen über 65 Jahre benötigen mindestens 10 µg beziehungsweise 400 IE Vitamin D3. Vieles deutet darauf hin, dass diese Empfehlungen deutlich erhöht werden müssen, um wirklich suffiziente 25-Hydroxyvitamin-DSerumspiegel zu erzielen. Laut Schätzungen sind weltweit etwa 1 Milliarde Menschen Vitamin-D-defizient beziehungsweise -insuffizient (7). Dieses Problem betrifft alle Altersgruppen und alle Regionen dieser Welt. Eine aktuelle Studie von Hintzpeter und Kollegen zeigte, dass in Deutschland 57 Prozent der Männer und 58 Prozent der Frauen 25-Hydroxyvitamin-D-Spiegel unter 20 ng/mL aufwiesen. Auch die empfohlene tägliche Vitamin-D-Aufnahme von 5 µg wurde deutlich unterschritten (Frauen: 2,8 µg/ Tag; Männer: 2,3 µg/Tag) (28).
Schlussfolgerungen
Nach dem heutigen wissenschaftlichen Kenntnisstand geht man davon aus, dass
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bei einer massvollen, nicht intensiven Sonnenlichtbestrahlung die protektiven gegenüber den mutagenen Effekten überwiegen. Es wurde postuliert, dass in letzter Konsequenz auch die Zahl der Krebstodesfälle durch vorsichtige Sonnenlichtexposition oder sicherer durch orale Gabe von Vitamin D reduziert werden könnte (9, 29). In den meisten Regionen genügt eine kurzzeitige und begrenzte Sonnenlichtexposition, um genügend hohe Vitamin-D-Spiegel zu erzielen (29, 30). Bei längerer Sonnenlichtexposition sollte unbedingt ein ausreichender Sonnenschutz durchgeführt werden, um einem Sonnenbrand und anderen schädlichen Folgen exzessiver Sonnenlichtexposition vorzubeugen (7, 29, 30). Der Vitamin-D-Spiegel sollte insbesondere in solchen Bevölkerungsgruppen regelmässig kontrolliert werden, die ein hohes Risiko für die Entwicklung eines Vitamin-D-Mangels haben (z.B. bettlägerige Menschen in Pflegeheimen, Menschen mit Hauttyp I oder Patienten, die unter immunsuppressiver Behandlung einen konsequenten Sonnenschutz betreiben müssen). Ein Vitamin-D-Mangel sollte unbedingt behandelt werden, beispielsweise durch orale Vitamin-D-Substitution. Die einmal wöchentliche orale Gabe von 50 000 IE über insgesamt acht Wochen stellt eine effiziente und sichere Methode zur Behandlung des Vitamin-D-Mangels dar. Für die oben genannten Risikogruppen, vor allem bettlägerige Patienten in Pflegeheimen, empfiehlt sich eine Langzeitbehandlung mit der einmal monatlichen Gabe von 50 000 IE Vitamin D. Leider wird diese einfache, sichere und überdies noch kostengünstige Prophylaxe nur selten durchgeführt. Eine aktuelle Studie zeigte, dass Patienten aus Alters- und Pflegeheimen (Alter über 65 Jahre), die aufgrund einer Hüftfraktur in der Stadt Zürich hospitalisiert waren, zu 72 beziehungsweise 76 Prozent einen schweren Vitamin-D-Mangel aufwiesen (31). Man kann also davon ausgehen, dass eine konsequent und flächendeckend durchgeführte Vitamin-D-Prophylaxe gesundheitsökonomisch von grossem Nutzen wäre.

Korrespondenzadresse:
Prof. Dr. med. Jörg Reichrath
Klinik für Dermatologie, Venerologie und
Allergologie
Universitätsklinikum des Saarlandes
D-66421 Homburg/Saar
Tel. 0049-(0)6841-1623824
Fax 0049-(0)6841-1623754
E-Mail: hajrei@uniklinik-saarland.de
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