Summary
A main source of food for ancient humans (“hunter-gatherers”) was fresh meat. It contains
much more 25(OH) vitamin D3 (25[OH]D3) than vitamin D3. It seems likely that in northern Europe, where vitamin D is in short supply during
the extended winter season, evolutionary forces may have led to optimization of intestinal
absorption of 25(OH)D3: excellent oral bioavailability (60 – 80 %) and little inter-individual variation.
25(OH)D3 could be considered the ideal oral “sunshine equivalent” for rapid and reliable restoration
of an adequate vitamin D status e. g. in clinical situations. Unless biliary and pancreatic
secretion or epithelial function in the small intestine is compromised, vitamin D3 in „pharmacological doses” is absorbed by 60 – 100 % as a „blind passenger” together
with longchain fatty acids and cholesterol. The question is raised whether very low
amounts of the vitamin (as in the diet) are absorbed by a more active (“second order”)
mechanism. Experimental evidence obtained from cell culture systems indeed suggests
that vitamin D3 can be taken up in part from enterocytes via the same complex, tightly regulated
and saturable transport system as is e. g. cholesterol. The ezetimibe drug receptor
NPC1L1 may play a role in this process. The Apolipoprotein Epsilon 4 genotype occurs
in a north-south gradient in Europe. Allele frequencies are as high as 30 % in Finland
and much lower, 5 %, around the Mediterranean Sea. The Epsilon 4 genotype may have
been selected in the north because it enables more vitamin D to be obtained from food.
The association of higher levels of 25(OH)D3 in humans with the Epsilon 4 genotype, together with evidence from knock-in mice,
supports this hypothesis. It is possible, but as yet unproven, that this “lipid-thrifty”
genotype is the cause of excess cardiovascular mortality sometimes observed in cohorts
with high serum concentrations of 25(OH)D. Latitudinal gradients for mutations in
the enzyme delta-7-dehydrocholesterol reductase (DHCR-7) suggest that similar evolutionary
adaptations occurred for vitamin D synthesized in the skin following sun exposure.
Zusammenfassung
Für unsere Vorfahren („Jäger und Sammler”) war Fleisch ein Hauptnahrungsmittel. Es
enthält wesentlich mehr 25-(OH)-Vitamin D3 als Vitamin D3. Es ist wahrscheinlich, dass sich im nördlichen Teil Europas wegen fehlender Vitaminbildung
(über die Sonne) während der langen Wintermonate die intestinale Resorption des Prohormons
evolutionär adaptierte und optimal wurde: Ausgezeichnete orale Bioverfügbarkeit und
minimale inter-individuelle Variation. Daher kann Calcidiol als das ideale orale „Sonnenschein-Äquivalent”
für die rasche und zuverlässige Anhebung eines insuffizienten „Vitamin-D-Status” z.
B. in klinischen Situationen betrachtet werden. Vitamin D3 wird in pharmakologischen Dosen zwischen 60 – 100 % als „Blinder Passagier erster
Ordnung” absorbiert. Voraussetzungen hierfür sind eine intakte Leber- und Pankreasfunktion
sowie ein gesunder Dünndarm. Die Dosis muss entweder mit Fett (Triglyzeride mit langkettigen
Fettsäuren) und/oder einer „normalen Mahlzeit” appliziert werden. Die Frage erhebt
sich, wie kleine Mengen von Vitamin D, die üblicherweise in der Nahrung vorkommen,
resorbiert werden und ob hier ein „aktiver Prozess” eine Rolle spielt. Zellkultur-Experimente
weisen darauf hin, dass Vitamin D3 u. a. über die gleichen komplexen und eng kontrollierten Mechanismen aktiv (Prozess
„zweiter Ordnung”) in Enterozyten aufgenommen werden kann wie z. B. Cholesterin. Hier
spielt u. a. das Rezeptor-Protein für Ezetimibe, NPC1L1, eine Rolle. In Europa besteht
ein Nord-Süd-Gradient für das Apolipoprotein E Epsilon 4 Allel (30 % in Finnland und
etwa 5 % um das Mittelmeer). Dieser Genotyp wurde offensichtlich im Norden selektiert,
um mehr Vitamin D3 aus der Nahrung aufzunehmen. Eine klare Assoziation höherer Spiegel von Serum-25-(OH)-Vitamin
D mit diesem Allel wurde belegt und in „knock-in”-Mäusen bestätigt. In einigen Studien
wurde eine Assoziation von hohen Serumspiegeln von Calcidiol mit Übersterblichkeit
gefunden. Ob der (zu Alzheimer und erhöhter kardiovaskulärer Mortalität disponierende)
Genotyp Apolipoprotein E Epsilon 4 hier eine Rolle spielt, ist bislang nicht erforscht.
Für Mutationen im Enzym Delta-7-Dehydrocholesterin-Reduktase wurde ebenso ein Nord-Süd-Gradient
gefunden. Dies weist ebenfalls auf evolutionäre Adaption der Vitamin-D3-Synthese in der Haut hin.
Keywords
Vitamin D - Apolipoprotein E - intestinal transport - calcidiol plasma levels
Schlüsselwörter
Vitamin D - Apolipoprotein E - intestinaler Transport - Calcidiol-Plasmaspiegel
