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Vitamin D und das Darm-Mikrobiom

Kannst du schon die Herbstblätter sehen? Das bedeutet, dass der Sommer vorbei ist und die sonnigen Tage im Freien auch. Natürlich, wenn wir von der Sonne sprechen, ist das erste, was einem in den Sinn kommt, Vitamin D. Unsere Hauptquellen für Vitamin D sind die natürliche Sonneneinstrahlung (ich hoffe, du hast in den letzten Monaten täglich diese 10 Minuten Sonne bekommen), Lebensmittel (kommt nicht in allzu vielen Lebensmitteln vor) und Nahrungsergänzungsmittel (wer nimmt die nicht?).

Nach der Synthese in der Haut oder der Aufnahme über die Ernährung/Nahrungsergänzungsmittel bleibt Vitamin D inaktiv, bis es zwei Hydroxylierungsreaktionen durchläuft, zuerst in der Leber und dann in den Nieren, um 1,25 (OH)2D zu bilden. Während es zirkuliert, bindet es an die Vitamin-D-Rezeptoren, die in verschiedenen Gewebe vorkommen.

Unsere Darmbakterien exprimieren keine Vitamin-D-Rezeptoren, daher müsste jede Interaktion mindestens indirekt sein. Die Vitamin-D-Rezeptoren sind jedoch in verschiedenen menschlichen Gewebe zu finden, wie z.B. im Fettgewebe, in der Leber… und im Darm (3), wo sie zusammen mit Vitamin D die Integrität der Darmbarriere regulieren und die angeborene und adaptive Immunität modulieren.

Also, was hat das Darm-Mikrobiom mit Vitamin D zu tun?

Nun, es besteht wahrscheinlich zumindest eine Verbindung. Etwa 40% der Europäer leiden an Vitamin-D-Mangel, wobei 13% einen schweren Mangel haben (1). Andere Studien gehen noch weiter und berichten, dass Vitamin-D-Mangel bis zu 80% der Bevölkerung in arabischen Ländern betreffen kann (2). Obwohl es hauptsächlich in Verbindung mit der Mineralionen-Homöostase und der Immunregulation steht, wurde Vitamin-D-Mangel auch mit vielen anderen nicht-skelettalen Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter Fettleibigkeit, entzündliche Darmerkrankungen, Diabetes, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs und Autoimmunerkrankungen (8).

Es wird vermutet, dass die Wechselwirkung zwischen Vitamin D und dem Mikrobiom mehrere körperliche Mechanismen moduliert, wie die Produktion antimikrobieller Peptide, die Aufrechterhaltung der Barrierefunktion, die Hochregulierung der angeborenen Immunität und Veränderungen in der Aufnahme von Calcium und Phosphor (2). 24 Studien zeigen 22 eine Verbindung zwischen Vitamin D und dem Mikrobiom, insbesondere im Hinblick auf die Beta-Diversität (die Struktur der Mikrobiom-Gemeinschaften) (2).
Tatsächlich scheint das Zusammenspiel zwischen dem Darmmikrobiom und Vitamin D hauptsächlich mit der Aufrechterhaltung der Integrität der Darmbarriere in Verbindung zu stehen, da ein Mangel an Vitamin D oft mit entzündlichen und Stoffwechselerkrankungen in Verbindung gebracht wird. Eine Knockout-Studie an Mäusen (bei der der Vitamin-D-Rezeptor in der Darmepithelzelle inaktiviert wurde) führte zu einem dysbiotischen Zustand und einer Abnahme von Lactobacillus- und Butyrat-Produzenten (4). Dies entspricht einer kürzlich durchgeführten Studie bei älteren Männern, bei der diejenigen mit den höchsten Vitamin-D-Werten eher Butyrat-Produzenten beherbergten (8). Eine kürzlich durchgeführte Überprüfung identifizierte eine signifikante Veränderung in der Häufigkeit von Firmicutes, Actinobacteria und Bacteroidetes und identifizierte Stoffwechselwege, die an der Lipidstoffwechsel und Fettsäurebiosynthese beteiligt sind, die bekanntermaßen eine Rolle bei der Aufnahme von Vitamin D im Darm spielen (5). Tatsächlich wurden bei der Supplementierung von Vitamin D Verschiebungen in den mikrobiellen Populationen in insgesamt 4 von 5 Studien beobachtet (6).

Trotz der fehlenden Übereinstimmung zwischen den Studien sind wir uns alle einig, dass Vitamin-D-Mangel mehrere Krankheiten oder subklinische Zustände fördern kann, die zu Krankheiten führen können. Obwohl der Mechanismus der Wechselwirkung zwischen Vitamin D, Vitamin-D-Rezeptoren und dem Darm-Mikrobiom noch fehlt, weist eine riesige Menge an Daten auf ein Zusammenspiel zwischen diesen Komponenten und einem Einfluss auf die menschliche Gesundheit hin.

Also, decke dich mit Vitamin-D-Präparaten ein, versuchen, die kurzen Momente des Sonnenlichts zu nutzen… oder ziehen in ein sonniges Land mit einer fischreichen Ernährung.

*Lebensmittel reich an Vitamin D: Lebertran, Lachs, Hering, Schwertfisch, Thunfisch, Sardinen, Rinderleber, Eigelb, angereicherte Milch- und Pflanzenmilchprodukte sowie angereicherte Müslis.

Referenzen

  1. Amrein, K., Scherkl, M., Hoffmann, M. et al. Vitamin D deficiency 2.0: an update on the current status worldwide. Eur J Clin Nutr 74, 1498–1513 (2020). https://doi.org/10.1038/s41430-020-0558-y

  2. Waterhouse, M., Hope, B., Krause, L. et al. Vitamin D and the gut microbiome: a systematic review of in vivo studies. Eur J Nutr 58, 2895–2910 (2019). https://doi.org/10.1007/s00394-018-1842-7

  3. Sun J. Dietary vitamin D, vitamin D receptor, and microbiome. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2018 Nov;21(6):471-474. doi: 10.1097/MCO.0000000000000516. PMID: 30169457; PMCID: PMC6168421.

  4. Wu S, et al., Intestinal epithelial vitamin D receptor deletion leads to defective autophagy in colitis. Gut, 2015. 64(7): p. 1082–94.

  5. Bellerba F, Muzio V, Gnagnarella P, Facciotti F, Chiocca S, Bossi P, Cortinovis D, Chiaradonna F, Serrano D, Raimondi S, Zerbato B, Palorini R, Canova S, Gaeta A, Gandini S. The Association between Vitamin D and Gut Microbiota: A Systematic Review of Human Studies. Nutrients. 2021 Sep 26;13(10):3378. doi: 10.3390/nu13103378. PMID: 34684379; PMCID: PMC8540279.

  6. Waterhouse M., Hope B., Krause L., Morrison M., Protani M. M., Zakrzewski M., et al. (2019) Vitamin D and the gut microbiome: a systematic review of in vivo studies. Eur. J. Nutr. 58; 2895–2910.

  7. Singh, P., Rawat, A., Alwakeel, M. et al. The potential role of vitamin D supplementation as a gut microbiota modifier in healthy individuals. Sci Rep 10, 21641 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-77806-4

  8. Thomas, R.L., Jiang, L., Adams, J.S. et al. Vitamin D metabolites and the gut microbiome in older men. Nat Commun 11, 5997 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19793-8