Vitamin D und das Immunsystem

Das Sonnenhormon zählt zu den wichtigen Einflussfaktoren auf das Immunsystem. Vitamin D ist nicht nur auf das engste mit der Regulation des Immunsystems in unserem Körper verbunden, sondern wirkt sich auch gezielt auf Infektionskrankheiten und Autoimmunerkrankungen aus. Ein ausreichender Vitamin D-Spiegel ist also für jeden gesundheitsbewussten Menschen essentiell. Eine aktuelle Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2017 bezeichnet Vitamin D gar als „Überlebensmolekül“ (1), das auf zwei ganz unterschiedlichen Wegen das Immungeschehen steuert (Abb. 1).

Die Studienautoren messen dem Vitamin D eine stressreduzierende Aktivität bei, Zitat: „Die Fähigkeit von Vitamin D, den metabolischen Stress und den Energieverbrauch in der Zellmikroumgebung zu reduzieren ist faszinierend. Diese Fähigkeit lässt auf eine umfassendere Aufgabe schließen, die über ihre immun-tolerante oder immun- / entzündungshemmende Rolle hinausgeht.“

Abb 1: Vitamin D als „Überlebens Molekül“ durch Modulation des Immunsystems: Hemmung der Entzündungsreaktion infolge von zellulärem Stress (roter Pfeil) und Förderung der Bildung spezieller Immunzellen zur Unterstützung von Reparaturprozessen (grüner Pfeil), (1, Bildquelle: Hevert).

Nun wissen wir, dass in unserem Darm mehr Bakterien und Viren enthalten sind als wir körpereigene Zellen haben. Die Gesamtheit dieser Mikroorganismen wird „Mikrobiota“ genannt und ist nicht nur für die Verdauung unserer Nahrung unentbehrlich, sondern steht in inniger Verbindung mit dem Immunsystem. Vitamin D ist an diesem Geschehen intensiv beteiligt. Dabei sind wir weit davon entfernt, alle Facetten dieses "neuen Organs" zu kennen, geschweige denn, damit umzugehen.

Nachdem nahezu alle Körperzellen über Rezeptoren für Vitamin D verfügen, trifft diese Aussage auch für die Zellen des Immunsystems zu.

Eine elementare Voraussetzung ist allerdings, dass die Dosis des Sonnenhormons möglichst täglich verabreicht wird und groß genug ist, um den Vitamin D Spiegel in einen Bereich von 40-60 ng/ml zu bringen. Die überwiegende Zahl der fehlgeschlagenen Studien, die gerne gegen die Wirkung von Vitamin D angeführt werden, ist auf entsprechende Unzulänglichkeiten im Studiendesign zurückzuführen (zu geringe Dosis, Vitamin D-Startwert über 30 ng/nl, keine tägliche Verabreichung).

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Mit Vitamin D gegen Infektionskrankheiten

Betrachtet man die zahlreich vorhandenen ordnungsgemäß durchgeführten Vitamin D-Studien, so kann das Sonnenhormon durchaus als Überlebensmolekül bezeichnet werden. Nachfolgend wollen wir einige Untersuchungen zur Bedeutung von Vitamin D bei Infektionskrankheiten vorstellen (erworbenes Immunsystem).

Tuberkulose

Zum Thema Infektionserkrankungen bietet sich, auch unter historischen Aspekten, die Tuberkulose an. Sie wurde vor der Zeit der Antibiotika in Sanatorien gezielt mit Sonnenlicht behandelt. Die Erkrankung wird auch als Schwindsucht bezeichnet, da sie unbehandelt die Menschen völlig auszehrt.

Eine Untersuchung aus dem Jahr 2014, an der knapp 1000 Kinder aus London beteiligt waren ergab, dass Kinder mit einem Vitamin D-Mangel ein signifikant höheres Risiko hatten, an Tuberkulose zu erkranken (2). Zu ähnlichen Ergebnissen kommt eine Untersuchung von etwa 650 Kindern aus Spanien (3): die Gruppe der Kinder mit Tuberkulose wiesen deutlich niedrigere Vitamin D Spiegel als die gesunden Kinder der Kontrollgruppe auf (mittlerer Vitamin D-Wert 13.7 ng/ml  vs. 25.7 ng/ml).

Hepatitis C

Zusätzlich zu den Untersuchungen der Tuberkulose finden sich inzwischen auch zunehmend Berichte über die Bedeutung von Vitamin D bei der Hepatitis C, einer weiteren, schweren Infektionserkrankung. So findet sich auch bei Hepatitis C Patienten noch häufiger als in der Normalbevölkerung ein Vitamin D Mangel, der einen negativen Einfluss auf den Verlauf der Erkrankung hat (4). Zu einem ähnlichen Resultat kommt eine Metaanalyse (zusammenfassende Untersuchung) von 18 Studien mit mehr als 3500 Patienten mit bereits fortgeschrittener Fibrose der Leber (5).

Malaria

Und noch eine weitere, weltweit gefürchtete Erkrankung zeigt eine Abhängigkeit vom Vitamin-D: die Malaria Erkrankungen. So fanden sich bei Kindern aus Uganda mit einer schweren Malaria signifikant niedrigere Vitamin D Spiegel als bei gesunden Kindern. Die statistische Auswertung (Regressionsanalyse) ergab für einen (rechnerischen) Anstieg von Vitamin D im Serum von 1 ng/ml ein um jeweils 9 % verringertes Risiko für eine schwere Malariaerkrankung (6)

Erkältungskrankheiten, Atemwegserkraknungen und Asthma

Weitaus interessanter für die allgemeine Bevölkerung bei uns in Deutschland ist die Diskussion über einen Mangel an Vitamin D als Ursache für das gehäufte Auftreten von Erkältungskrankheiten in den Wintermonaten. Bereits 2006 erschien eine erste Veröffentlichung, die die von der Jahreszeit abhängigen Grippeepidemien mit der reduzierten Produktion des Sonnenhormons in den Wintermonaten in Verbindung brachte (7).

Bei einer randomisierten, placebo-kontrollierten Doppelblindstudie wurden von Dezember 2008 bis März 2009 340 Schulkinder beobachtet, von denen die Hälfte mit 1200 IE/Tag Vitamin D versorgt wurden. Als Resultat wurde eine Risikoreduktion um 64% bei Influenza A und 83% bei Asthmaanfälle bei den Kindern festgestellt, die bis zu dieser Untersuchung noch keine anderen Vitamin D-Präparate eingenommen hatten (8).

Eine 2017 veröffentlichte, ebenfalls randomisierte Untersuchung mit über 11.000 Teilnehmern im Alter von 0 – 95 Jahren, zeigte bei jenen Probanden mit ausgeprägtem Vitamin D-Mangel (<10 ng/ml), eine um 70 % geringere Wahrscheinlichkeit eine akute Atemwegsinfektion zu entwickeln, wenn sie regelmäßig mit ausreichend Vitamin D versorgt wurden (9). Den Teilnehmern mit höheren Vitamin D-Spiegeln (>10 ng / ml) konnte eine Risikoreduzierung um 25% attestiert werden.

Eine 2015 veröffentlichte Auswertung (10, Abb. 2) an 3921 Patienten ergab ein um 33 % höheres Risiko an einer Infektion der oberen Atemwege zu erkranken, wenn der Vitamin D-Spiegel im Serum unter 20 ng/ml betrug.

Abb. 2: Sinkende Häufigkeit der Atemwegserkrankungen in Abhängigkeit vom Vitamin D-Spiegel. Die Grafik verdeutlicht, dass bei niedrigen Vitamin D-Spiegeln vermehrt Erkrankungen zu verzeichnen sind (siehe steilen Anstieg der Kurve), während ab ca. 40 ng/ml keine weitere Steigerung der Krankheitsfälle mehr auftritt (nach 10).

Auch bei an Asthma erkrankten Patienten glänzt Vitamin D als Schutzfaktor, wie folgendes Diagramm (Abb. 3), das eine Zusammenfassung von 7 evidenzbasierten Studien mit insgesamt 435 Kindern und 658 Erwachsenen, aufzeigt. Nach 4-12 Monate Beobachtungsdauer unter Vitamin D-Gabe, konnte eine 37 %-ige Risiko-Reduktion für eine kortisonbedürftige Exazerbation (Verschlechterung) nachgewiesen werden (11). Die asthmabedingten Anfälle und die damit einhergehende Anzahl der Krankenhausaufenthalte konnte durch die Verabreichung von Vitamin D halbiert werden.

Abb. 3: Anzahl der der Asthmaanfälle und Krankenhausaufenthalte konnten durch Vitamin D halbiert werden (nach 12).

Eine deutsche Arbeit erfasste 927 Teilnehmer von denen 600 entweder Asthmatiker oder COPD-Patienten waren. Da die Vitamin D-Spiegel im Durchschnitt bei 16,1 ng/ml lag, wurde eine individuelle Aufsättigung nach dem Set-up-Schema von Dr. von Helden vorgenommen. Über das Ergebnis einer deutlichen Verbesserung der Infektproblematik, freuten sich respektable 80% der Probanden (12)!

Darmerkrankungen

Der Darm ist bekanntlich untrennbar mit dem Immunsystem verbunden und profitiert insofern ebenfalls vom Sonnen-Hormon. Die Vitamin D-Steuerung im Darm bewirkt eine Stärkung der Barrierefunktion und der angeborenen Immunreaktion. Diese Eigenschaften unterstützen eine gesunde Darmflora und verhindern Infektionen. Ferner bewirkt Vitamin D eine Abschwächung der T-Zell-vermittelten Immun-Reaktionen, die zum Beispiel an der Entstehung von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) beteiligt sind.

Randomisierte Studien mit IBD-Patienten bestätigen die Schutzfunktion von Vitamin D gegen Erkrankungen wie M. Crohn und weisen darauf hin, dass die Vitamin D-Supplementation einen therapeutischen Ansatz für Patienten mit einer aktiven (Immun-) Erkrankung darstellt (13).

Eine Publikation aus dem Jahr 2016, dokumentiert einen durch Vitamin D-Mangel hervorgerufenen Vitamin B5-Mangel (Pantothensäure) der inflammatorische Zustände herbeiführt und sich somit schädlich auf das Immunsystem auswirkt. Nach 3 Monaten Supplementierung von Vitamin D plus B-Vitaminen, konnte bei 1000 neurologischen Patienten Verbesserung der Darmsymptomatik, reduziertes Schmerzempfinden und ein verbessertes Schlafverhalten verzeichnet werden (14).

Quellen:

  1. Chirumbolo, Salvatore; Bjorklund, Geir; Sboarina, Andrea; Vella, Antonio (2017): The Role of Vitamin D in the Immune System as a Pro-survival Molecule. In: Clinical therapeutics 39 (5), S. 894–916. DOI: 10.1016/j.clinthera.2017.03.021
  2. Venturini, Elisabetta; Facchini, Ludovica; Martinez-Alier, Nuria; Novelli, Vas; Galli, Luisa; Martino, Maurizio de; Chiappini, Elena (2014): Vitamin D and tuberculosis. A multicenter study in children. In: BMC infectious diseases 14, S. 652. DOI: 10.1186/s12879-014-0652-7
  3. Arnedo-Pena, A.; Juan-Cerdan, J. V.; Romeu-Garcia, A.; Garcia-Ferrer, D.; Holguin-Gomez, R.; Iborra-Millet, J. et al. (2015): Vitamin D status and incidence of tuberculosis among contacts of pulmonary tuberculosis patients. In: The international journal of tuberculosis and lung disease : the official journal of the International Union against Tuberculosis and Lung Disease 19 (1), S. 65–69. DOI: 10.5588/ijtld.14.0348.
  4. Villar, Livia Melo; Del Campo, Jose Antonio; Ranchal, Isidora; Lampe, Elisabeth; Romero-Gomez, Manuel (2013): Association between vitamin D and hepatitis C virus infection. A meta-analysis. In: World journal of gastroenterology 19 (35), S. 5917–5924. DOI: 10.3748/wjg.v19.i35.5917.
  5. Garcia-Alvarez, Monica; Pineda-Tenor, Daniel; Jimenez-Sousa, Maria A.; Fernandez-Rodriguez, Amanda; Guzman-Fulgencio, Maria; Resino, Salvador (2014): Relationship of vitamin D status with advanced liver fibrosis and response to hepatitis C virus therapy. A meta-analysis. In: Hepatology (Baltimore, Md.) 60 (5), S. 1541–1550. DOI: 10.1002/hep.27281
  6. Cusick, Sarah E.; Opoka, Robert O.; Lund, Troy C.; John, Chandy C.; Polgreen, Lynda E. (2014): Vitamin D insufficiency is common in Ugandan children and is associated with severe malaria. In: PloS one 9 (12), e113185. DOI: 10.1371/journal.pone.0113185.
  7. Cannell JJ, Vieth R, Umhau JC, Holick MF, Grant WB, Madronich S, Garland CF, Giovannucci E. Epidemic influenza and vitamin D. Epidemiology and infection 2006;134(6):1129–40.
  8. Urashima, M., Segawa, T., Okazaki, M., Kurihara, M., Wada, Y., & Ida, H. (2010). Randomized trial of vitamin D supplementation to prevent seasonal influenza A ivn schoolchildren. The American Journal of Clinical Nutrition, 91(5), 1255-1260. doi:10.3945/ajcn.2009.29094
  9. Martineau, A. R., Jolliffe, D. A., Hooper, R. L., Greenberg, L., Aloia, J. F., Bergman, P., . . . Camargo, C. A. (2017, February 15). Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: Systematic review and meta-analysis of individual participant data. Retrieved from https://www.bmj.com/content/356/bmj.i6583
  10. Khalid, A. N., Ladha, K. S., Luong, A. U., & Quraishi, S. A. (2015). Association of Vitamin D Status and Acute Rhinosinusitis. Medicine, 94(40). doi:10.1097/md.0000000000001447
  11. Martineau, A., Takeda, A., Nurmatov, U., Sheikh, A., & Griffiths, C. J. (2015). Vitamin D for the management of asthma. Cochrane Database of Systematic Reviews. doi:10.1002/14651858.cd01151
  12. Teutemacher H, Trötschler H, Deimling A, FÄ Pneumologie, Substitution von Vitamin D bei Patienten mit Asthma und COPD  – Vitamin D-Update 2011, Berlin – https://repository.publisso.de/resource/frl:4169394-1/data
  13. Dimitrov, V., & White, J. H. (2017). Vitamin D signaling in intestinal innate immunity and homeostasis. Molecular and Cellular Endocrinology, 453, 68-78. doi:10.1016/j.mce.2017.04.010
  14. Gominak, S. (2016). Vitamin D deficiency changes the intestinal microbiome reducing B vitamin production in the gut. The resulting lack of pantothenic acid adversely affects the immune system, producing a “pro-inflammatory” state associated with atherosclerosis and autoimmunity. Medical Hypotheses, 94, 103-107. doi:10.1016/j.mehy.2016.07.007