Vitamin D - die spannende Lokalisierung der Wirkorte

von Prof. Walter E. Stumpf - University of North Carolina, Chapel Hill, www.walterstumpf.com

Aus dem Amerikanischen von Dr. Raimund von Helden mit freundlicher Genehmigung des Autors, alle Rechte liegen beim Autor Walter Stumpf.

Vom Calciumregulator  zum Zellregulator:

Mit der histochemischen Färbung der hochauflösenden Rezeptoren durch mikroskopische Autoradiographie, entdeckten wir schon 1979 Zielzellen des Vitamin D im Gehirn, im Rückenmark, in der Hypophyse, dem Thymus, der Haut (Science). Weiter Lokalisationen fanden wir in den 1980er und frühen 1990er Jahren. Über 50 identifizierte Zielgewebe wurden 1995 analysiert (Stumpf WE, Histochem. Cell Biol. 104, 417-427), die meisten von ihnen hatten nichts mit der systemischen Regulation des Calciums zu tun.

Diese Entdeckungen standen damals im Gegensatz zu den fünf "klassischen Zielen des Vitamin D" nämlich Darm-, Nieren-, Leber-und Nebenschilddrüse. Das war das damalige Procrustes-Bett der Vitamin D Forschung, die alles nur auf das Calcium hin interpretierte.

Zu dieser Zeit wurden Ziele ohne Calcium-Funktion ignoriert oder herabgestuft. Ein typischer Calcium-Experte kommentierte: "Das sind nur ein paar Zellen - es spielt keine Rolle." Ein paar Biochemiker akzeptierten hingegen die Vitamin D-Wirkung in der Hypophyse und den Hautzellen. Sie ermittelten unterstützende Daten, jedoch ohne Anerkennung unserer ursprünglichen Entdeckung. Solche Unterdrückung von Erkenntnissen sind nicht ungewöhnlich in der Wissenschaft (Kuhn, TS, 1962.The Struktur of Scientific Revolutions).

Die Revolution: neue Einschätzung des Vitamin D

Wir entwickelten ein neues Paradigma: "Beim Vitamin D geht es vorrangig um die Anpassung der Vitalfunktionen an die saisonale Solar-Umgebung." Das ist die primäre biologische Rolle, deutlich mehr also als die alleinige Calcium- Regulierung (Stumpf WE, 2007 Europ J. Drug Metab Pharmacokin 32, 1 ist.... -6).

Neben Knochenwachstum und -reparatur sind andere wichtige Funktionen (wie Zellproliferation, Differenzierung, Sekretion) genauso wichtig oder noch viel mächtiger. Diese neuen Funktionen sind nicht so leicht zu erkennen wie die Abhängigkeit des Knochens.

Überall, wo wir eine starke Bindung von Calcitriol an den Vitamin-D-Rezeptor (VDR) fanden, gilt das neue Konzept:

•  Haut Epidermis, Haarfollikel, Talg-und Schweißdrüsen; Myoepithelzellen;
• Bestimmte Gehirn- und Rückenmark Neurone;
• Spezifische Zellen der anterioren (insb. thyrotrope) und Neurohypophyse;
• Thymus Retikulumzellen; Nebennieren Markzellen;
• Magen Drüse Isthmus Zellen, entero-endokrinen Zellen und Pylorus Muskelzellen;
• Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse;
• Herz: Vorhofmyozyten;
• Spezielle Zellen in den Speicheldrüsen;
• Zellen der weiblichen und männlichen Geschlechtsorgane

Ist Vitamin D ein sogar ein weiteres "Hormon der Reproduktion"? Möglicherweise ähnlich wie Estradiol, das auch nicht nur Signale an die Geschlechtsorgange gibt? An der historischen Diskussion über Estradiol kann man ablesen, wie sich so etwas entwickelt. (Tierversuche sprechen klar für Vitamin D als Hormon der Reproduktion.)

Die Grenzen des Vitamin D

Darüber hinaus haben wir keine Zellkern- Aufnahme von Vitamin D  Zellen beim Skelettmuskel von Säugetieren beobachtet. Auch fanden sich keine Beweise für die Speicherung von Vitamin D in den Fettzellen, trotz gegenteiliger Behauptungen.

Diese negativen Ergebnisse schließen mögliche Vitamin D-Effekte unter bestimmten Bedingungen auch nicht völlig aus. Daher sollte man dies umgehend weiter erforschen.

Erforschte & weiße Bereiche auf der Landkarte

Vitamin D-bezogene Strukturen und Funktionen werden durch Autoradiographie (radioaktiv markiertes Vitamin D) kombiniert mit Immunzytochemie durch Antikörper gegen Rezeptor oder sekretorische Produkte markiert. Biochemische und klinische Nachuntersuchungen bestätigten und erweitern diese Befunde. So konnten wir auch eine Ansammlung und Speicherung an die Grundsubstanz der Schleimhäute bestätigen.

Eine Reihe von Zellen sind Ziel für Vitamin D, doch sie sind bisher noch gar nicht untersucht worden. Dazu gehören

• Pylorus Muskel-,
• Magen-Isthmus und -Curvatur-Zellen,
• Haarscheide
• Keratinozyten,
• Hoden
• Sertolizellen,
• Nebenhoden
• Epithelzellen,
• bestimmte Gehirn,
• Rückenmark und
• Spinalganglion Zielzellen,
• Plazenta,
• Eileiter, Fimbrien-, Eierstock-Keim-Epithelzellen,

und andere - die Liste ist zu lang, um sie hier alle zu diskutieren.

Zwei Hormone, die alle Erwartungen übertreffen

Beim derzeitigen Wissenstand über die Vitamin-D-Zell-Ziele und deren Funktionen, ist es offensichtlich, dass die histochemischen Entdeckungen vor 20 bis 30 Jahren den derzeit aktuellen Entdeckungen vorangegangen sind. Die heutige Vitamin D Forschung ist nun in einem Stadium, die in etwa Östrogen (Estradiol) Forschung in den 1960er Jahren entspricht. An der University of Chicago verknüpften sich damals die beiden Fachgebiete von Biochemie und Histochemie besonders fruchtbar. Damals wurde nämlich erstmalig deutlich, dass die auch die Zielgewebe für das Östrogen, "das Hormon der Reproduktion," sich keineswegs auf die Fortpflanzungsorgane beschränkt. Stattdessen findet man die Rezeptoren im ganzen Körper wie es jetzt auch für Vitamin D erkannt wird.

Gestiegene Bedeutung & weiter steigende Bedeutung

Die Aufwertung des Vitamin-D, die wir ein den letzten Jahren erlebt haben geht natürlich auch auf die verbesserten Blut-Tests der Vitamin-D- Metaboliten zurück.  Der andere Grund ist eine gesteigerte Dosierung von des Vitamin D3_. Aber die volle Anerkennung der Wirkorte und der Wirkungen des Vitamin-D steht immer noch aus.

Die vollständige Bedeutung von Vitamin D ist immer noch nicht aufgedeckt. Dabei unterliegen sowohl die wissenschaftlichen Methoden und die damit verbundene Auffassung einem permanenten Wandel. 

Prof Walter Stumpf, USA