vitamind:vitamin_d
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+ | ====== UVB-Strahlung, | ||
- | ====== Vitamin D ====== | + | Bereits seit dem 16. Jahrhundert wusste man, dass die leider sehr häufige Krankheit Rachitis bei Kindern durch Lebertran geheilt oder vorgebeugt werden kann. 1918 bewies der deutsche Kinderarzt Kurt Huldschinsky, dass sich Rachitis |
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- | Reptilien benötigen, genauso wie alle anderen Wirbeltiere, | + | |
- | ===== Zufuhr | + | ===== Bildung |
- | Vitamin D kann über die Nahrung zugeführt werden. Vitamin-D-Supplemente für Menschen und Reptilen sind sowohl mit Vitamin D2 als auch Vitamin | + | In der Haut von Wirbeltieren befindet sich das Sterin 7-Dehydrocholesterol (abgekürzt 7DHC, auch Provitamin |
- | Die natürlichere Variante für viele Reptilien ist die Bildung von Vitamin D3 in der Haut mit Hilfe von UVB-Strahlung. Dem Tier die richtige Menge und Qualität an UVB-Strahlung angeboten | + | Solange das Prävitamin D3 noch nicht in Vitamin D3 umgewandelt ist, kann es aber ein weiteres UV-Photon absorbieren und sich entweder zurück |
- | {{ :vitamind:action_5.png|Spektrale Empfindlichkeit der Umwandlung Provitamin D3 in Prävitamin D3}} | + | [{{ :vitamind:vitamin-d-bildung.svg.png?600 | Quelle: https:// |
- | Das Spektrum dieser Reaktion wurde 1982 durch Bestrahlung von menschlichen Hautproben mit UV-Strahlung verschiedener Wellenlängen ermittelt {{wkx> | + | Dieses chemische Gleichgewicht zwischen 7DHC, Prävitamin D3, Lumisterol |
- | Dieses Spektrum darf jedoch nicht als unumstößlich angesehen werden und die verwendeten Methoden werden kritisiert | + | {{ : |
- | Beim Versuch am Menschen mit Sonnenstudio UVB-Bestrahlung wurde ermittelt, dass eine Dosis von 1 MED äquivalent zur Einnahme von 10'000 IU bis 20'000 IU Vitamin D ist {{wkx> | + | Dieser Prozess findet hauptsächlich in den Zellen der Epidermis (Oberhaut) statt. Zwar befindet |
- | {{clear}} | + | Solange das Vitamin D3 aber noch in der Epidermis ist, kann es durch weitere UV-Strahlung in verschiedene Supersterole, |
- | ===== Bildung von Vitamin D3 und der aktiven Form Calcitriol ===== | + | {{ : |
- | Um Vitamin | + | Beim Versuch am Menschen mit Sonnenstudio UVB-Bestrahlung wurde ermittelt, dass eine Dosis von 1 MED äquivalent zur Einnahme von 10'000 IU bis 20'000 IU Vitamin |
- | {{ : | + | All das hier beschriebene und noch viel mehr Details können in dem frei zugänglichen sehr lesenswerten Artikel |
- | ====1. 7DHC -> PräD3==== | + | ===== Vitamin D3 und der Knochenstoffwechsel ===== |
- | In der Haut von Wirbeltieren ist die Substanz 7-Dehydrocholesterol (7DHC, manchmal auch Provitamin D3 genannt) vorhanden. Sie befindet sich sowohl in der Dermis (Lederhaut) als auch der Epidermis (Oberhaut). UVB-Strahlung wird hauptsächlich in der Epidermis absorbiert. In den Zellen der Epidermis wird daher das meiste 7DHC in Prävitamin D3 umgewandelt. | + | Vorweg möchte ich so ehrlich sein, anzumerken, dass das Thema dieses Abschnitts sehr weit in die Fachbereiche organische Chemie, Biochemie und Medizin eintaucht, und dort mein Fachwissen sehr gering ist. Ich fühle mich beim Schreiben ein bisschen wie bei Powerpoint-Karaoke. Ich freue mich daher einerseits besonders über Feedback und Korrektur. Andererseits warne ich darauf, meinen Aussagen zu sehr zu vertrauen. |
- | ====2. PräD3 | + | Sobald Vitamin D3 nach der Aufnahme über die Nahrung über den Verdauungstrakt oder der Bildung in der Haut durch UVB-Strahlung an Transportproteine gebunden ins Blut gelangt ist, wird es in den Mikrosomen der Leber innerhalb weniger Stunden mit Hilfe eines Enzyms in Calcidiol oder 25(OH)2D3 umgewandelt. Es wird wieder an ein Vitamin-D-bindendes Protein gebunden und gelangt zurück ins Blut. Calcidiol ist sehr stabil und wird nicht mehr durch UV-Strahlung zerstört {{wkx>1058}}. Calcidiol ist die „Speicherform“ von Vitamin |
- | Prävitamin | + | Wenn man darauf hofft (s.u.), dass Vitamin |
+ | Anschließend gelangt das Calcidiol an die Niere oder andere Organe, wo es in die aktive Form, Calcitriol umgewandelt wird. Diese Umwandlung | ||
- | ====3. D3 -> 25OHD==== | + | Calcitriol bindet an verschiedenen Zielzellen an den Vitamin-D-Rezeptor (VDR), gelangt in den Zellkern und verändert dort die Transkription verschiedener Gene und damit die Proteinsynthese. Dadurch kommt die biologische Wirkung auf den Knochenstoffwechsel an vier Stellen zustande: |
- | Das gebildete Vitamin D3 verlässt nun die Plasmamembran der Zellen in der Epidermis | + | - Im Darm verbessert es die Aufnahme von Kalzium |
+ | - Im Knochen findet fortwährend | ||
+ | - In der Nebenschilddrüse | ||
+ | - In der Niere erhöht Calcitriol die Calciumreabsorption. | ||
- | ====4. 25OHD -> 1,25OHD==== | + | [{{: |
- | Bei Bedarf, z.B. einem sinkenden Kalziumspiegel im Blut, wird über die Schilddrüse die Umwandlung von Calcidiol in die aktive Form Calcitriol in der Niere angestoßen. Calcitriol (1,25-Dihydroxycholecalciferol, | + | Es ist also bei weitem kein einfacher Zusammenhang, weswegen weiche Knochen nicht immer direkt etwas mit einem Vitamin-D3-Mangel zu tun haben, sondern auch mit Phosphor, Erkrankungen |
+ | ==== Sekundärer Hyperparathyreoidismus | ||
- | ====3./4. Alternative Umwandlung in den Körperzellen==== | + | Beim Intestinalen Sekundären Hyperparathyreoidismus ist zu wenig Kalzium (oder Vitamin D3) in der Nahrung vorhanden. Beim Renalen Sekundärer Hyperparathyreoidismus ist die Niere aufgrund einer Erkrankung nicht in der Lage, Calcidiol in Calcitriol umzuwandeln, |
+ | ==== fibröse Osteodystrophie==== | ||
+ | chronischer Kalzium und/oder Vitamin-D3 Mangel und/oder Kalzium: | ||
- | Viele Zellen | + | ==== Rachitis==== |
+ | | ||
- | ===== Einfluss des UV-Spektrums ===== | + | ==== Osteomalazie==== |
+ | Der Knochenabbau findet bei Erwachsenen schneller statt als der Knochenaufbau, | ||
- | Die obige Beschreibung der Bildung von Vitamin D3 bzw. der stabilen Speicherform 25OHD ist in sofern vereinfacht, | + | ==== Verkalkung des Gewebes ==== |
- | In der Terraristik werden jedoch künstliche UV-Lampen eingesetzt, deren Spektrum sich oft stark vom natürlichen Sonnenlicht unterscheidet. Daher ist es wichtig, dass diejenigen Forscher und Halter, die sich tiefer mit der Vitamin-D3-Bildung durch UV-Strahlung oder der Wahl und Entwicklung entsprechender UV-Lampen beschäftigen, | + | Eigentlich wirkt die Speicherform Calcidiol (25OHD) nicht auf den Kalziumstoffwechseln. Bei extrem hohem Blutspiegeln |
- | Werden zu viele Nebenprodukte gebildet, kann es trotz vorhandener UVB-Lampe zu einem Mangel an Vitamin D3 bzw. 25OHD kommen. Werden zu wenige der Nebenprodukte gebildet kann Vitamin D3 bzw. 25OHD durch künstliche UV-Quellen überdosiert | + | Bei einem grünen Leguan mit Verkalkung des Gewebes wurde jedoch gleichzeitig ein extrem geringer |
+ | Eine mögliche Erklärung, warum ein Vitamin-D3-Mangel zu einer Verkalkung des Gewebes führt, beschreibt die Reptilientierärztin und UV-Lampen-Expertin Frances Baines {{wkx> | ||
+ | ===== Messung der Blutwerte bei Reptilien ===== | ||
- | {{ : | ||
- | ====1. 7DHC -> PräD3==== | + | Üblicherweise wird der “Speicherwert” des Vitamin D3, 25OHD, im Blut von Menschen und Reptilien bestimmt. Dazu gibt es verschiedene Methoden, die in den Laboren angewendet werden können. Leider liefern die verschiedenen Methoden zum Teil sehr deutlich unterschiedliche Blutwerte bereits beim Menschen. Bei Reptilien, die andere Vitamin-D3-bindende Proteine nutzen ist dieser Unterschied noch größer zu erwarten. Goldstandard ist die Massenspektrometrisch Methode (LC-MS/MS - liquid chromatography tandem mass spectrometry), |
- | [{{ :vitamind: | + | {{wkx> |
- | 7DHC absorbiert UV Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner als ca. 310 nm. {{wkx>56}} | + | {{wkx> |
- | Im natürlichen Sonnenlicht ist nur wenig Strahlung zwischen 290 nm und 310 nm vorhanden. Es werden daher nur sehr wenige UV-Photonen von 7DHC absorbiert und nur sehr wenig 7DHC kann in Prävitamin | + | ===== Folgen einer Vitamin-D3-Überdosierung ===== |
- | {{clear}} | + | Beim Menschen wirkt eine Vitamin D Überdosierung in erster Linie toxisch, weil eine erhöhter Vitamin D Blutspiegel zu einem erhöhten Kalziumspiegel (aus der Nahrung oder den Knochen) im Blut führt. Eine Vitamin-D3-Überdosierung kann (insb. bei unzureichender Kalziumaufnahme aus der Nahrung) daher ebenfalls zu " |
- | ====2. PräD3 -> Vitamin D3==== | + | |
- | [{{ : | + | Der erhöhte Blutkalziumspiegel wiederum schädigt die Nieren und führt langfristig dazu, dass sich Kalzium im Gewebe (Herz, Nieren, Lunge, Blutgefäße) ablagert. Zudem führt der erhöhte Kalziumspiegel im Blut zu Appetitlosigkeit, |
- | Prävitamin D3 kann anschließend entweder in einer warmen Umgebung spontan in Vitamin D umgewandelt werden oder selbst ein UV-Photon absorbieren und dadurch entweder in Tachysterol, | ||
- | Im natürlichen Sonnenlicht | + | Bei Reptilien sind nur wenig Daten bekannt, ab wann mit einer Vitamin-D-Überdosierung zu rechnen |
+ | ===== Vitamin-D3-Aufnahme über die Nahrung ===== | ||
+ | |||
+ | Grundsätzlich kann Vitamin D3 sowohl beim Menschen als auch bei Reptilien auch über die Nahrung gegeben werden. Vitamin-D-Supplemente für Menschen und Reptilen sind sowohl mit Vitamin D2 als auch Vitamin D3 erhältlich. Vitamin D2 wird von Pflanzen und Pilzen aus Ergosterol gebildet, Vitamin D3 wird von Tieren aus 7-Dehydrocholesterol gebildet. Es gibt Hinweise, dass Vitamin D3 vom Menschen besser aufgenommen wird als Vitamin D2. Wenn Vitamin D in ausreichender Menge über die Nahrung zugeführt | ||
- | {{clear}} | + | Für Reptilien gibt es keine übergreifenden Empfehlungen. Am Ende dieser Seite habe ich eine Tabelle mit allen mir bekannten wissenschaftlichen Veröffentlichungen zusammen gestellt, die zeigen, dass die Empfehlungen verschiedener Autoren sich sehr stark unterscheiden. Dazu kommt, dass es sicherlich auch Unterschiede im Bedarf bei verschiedenen Arten gibt. Es ist bereits bei Säugetieren bekannt, dass kleine Tiere bezogen auf das Körpergewicht eine höhere Dosis benötigen als große Tiere (einen Elefanten bringt man mit der Körpergewichtsbezogenen Dosis einer Maus um). Möglicherweise sind karnivore Reptilien auch eher in der Lage, Vitamin D3 über den Darm aufzunehmen als heliophile Pflanzenfresser. Und selbst wenn man eine konkrete Dosis wüsste, bei den vielen sehr kleinen Reptilien so geringe wöchentliche Mengen, dass es schwierig ist, diese exakt zu dosieren und dann auch sicher zu stellen, dass die Menge wirklich vom Reptil aufgenommen wird. |
- | [{{: | + | ===== Positive Wirkung von Vitamin D3 über den Knochenstoffwechsel hinaus ===== |
- | [{{:vitamind: | + | |
- | {{clear}} | + | Direkt nach der Entdeckung, dass Hauttuberkulose durch UV-Strahlung geheilt werden kann (Nobelpreis 1903) und der Entdeckung von Vitamin D3 gab es einen faszinierenden Hype um UV-Strahlung, |
- | Wenn das Prävitamin D3 ein UV-Photon absorbiert gibt es drei Möglichkeiten: | + | Viele Zellen des menschlichen Körpers haben Rezeptoren für Vitamin D bzw. können Vitamin D selbst mithilfe von zwei Enzymen |
- | Aber auch die Moleküle Tachysterol und Lumisterol können ein UV-Photon absorbieren und wieder in Prävitamin | + | Einerseits habe ich den Eindruck, dass der weit verbreitete niedrige Vitamin-D3-Spiegel bei einem großen Teil der deutschen Bevölkerung kaum beachtet wird, obwohl er einfach und kostengünstig zu beheben wäre. Andererseits gibt es eine sehr aktive Gruppe im Pseudo-medizinischen nicht-evidenzbasierten Umfeld, die Vitamin D3 als Allheilmittel stilisieren und sehr hohe Vitamin-D3-Blutwerte anstreben. Die Wahrheit liegt wohl irgendwo in der Mitte. Für die Tierhaltung sollten wir meiner Ansicht nach naturnahe Blutwerte anstreben und dürfen sicherlich darauf hoffen, dass eine optimale Versorgung |
- | Im natürlichen Sonnenlicht ist sehr viel mehr Strahlung im Bereich 290 nm bis 335 nm vorhanden als Strahlung zwischen 290 nm und 310 nm. Daher wird das meiste Tachysterol schnell wieder zurück in Prävitamin D3 umgewandelt. Beim Lumisterol sieht es anders aus: Es werden viel schneller neue Lumisterol-Moleküle aus Prävitamin D3 gebildet als dass Lumisterolmoleküle in Prävitamin D3 umwandeln können. Daher baut sich über die Zeit ein Speicher aus Lumisterol-Molekülen in der Haut auf. | + | ===== Vergleich typischer Terrarienlampen mit dem natürlichen Sonnenlicht ===== |
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- | ====3. Vitamin D3 -> 25 OHD==== | + | |
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- | Die Prävitamin-D3-Moleküle, | + | |
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- | Während sich Vitamin D3 in der oberen Epidermis befindet aber vermutlich auch in der tieferen Dermis und den Blutgefäßen kann Vitamin D3 selbst ein UV-Photon mit einer Wellenlänge kleiner als 335 nm absorbieren und wird dann in verschiedene Suprasterole oder 5, | + | |
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- | Sobald das Vitamin D3 aber in die Speicherform 25OHD umgewandelt wurde, ist es äußerst stabil und wird durch UV-Strahlung nicht mehr zerstört. {{wkx> | + | |
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- | Natürliches Sonnenlicht enthält Strahlung zwischen 290 nm und 335 nm und zerstört daher einen gewissen Anteil des gebildeten Vitamin D3 auf seinem Weg zur Umwandlung in 25-OHD. Das trifft möglicherweise auch auf Vitamin D zu, das über die Nahrung aufgenommen wurde, wenn die UV-Strahlung stark genug ist um bis zu den Blutgefäßen vorzudringen. | + | |
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- | ==== Vergleich typischer Terrarienlampen mit dem natürlichen Sonnenlicht ==== | + | |
Ich möchte im Folgenden Spektren von verschiedenen UV-Lampen vergleichen: | Ich möchte im Folgenden Spektren von verschiedenen UV-Lampen vergleichen: | ||
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+ | ===== Literatur ===== | ||
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vitamind/vitamin_d.txt · Last modified: 2022/11/15 14:18 by sarina