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Diagnostik des Vitaminmangels

Unter besonderer Berücksichtigung des Leistungssports

In der Ausgabe 03/2016 der sportärztezeitung hatten wir uns mit der Frage der Mikronährstoffdefizite in der Allgemeinbevölkerung und der besonderen Situation des Leistungssportlers vor allem im Hinblick auf Mineralstoffe und Spurenelemente sowie Fettsäuren befasst. In diesem Beitrag wollen wir die Vitamine näher betrachten, hier insbesondere das Vitamin D und seine Bedeutung für den Leistungssport.

Diagnostik des Vitaminmangels

Vitamine werden üblicherweise in fettlösliche und wasserlösliche Vitamine eingeteilt (siehe Tabelle). Die fettlöslichen Vitamine A, D, E und K werden im Plasma gebunden an Lipoproteine transportiert und sinnvollerweise im Serum gemessen. Auch eine Bestimmung weiterer wichtiger Mikronährstoffe wie Carotino­ide (ß-Carotin, Lycopin, Lutein) oder Coenzym Q10 ist hier möglich. Beim Vitamin K sollte die Bestimmung sowohl das Vitamin K1 als auch das Vitamin K2 (Vitamin K-Status) umfassen. Die Vitamine B1, B2, B6, B12 und Folsäure liegen zu über 90 % in den Blutzellen vor und durch eine Serumanalyse wird nur ein kleiner Teil dieser Vitamine erfasst. Für die Folsäure konnte z. B. gezeigt werden, dass die Folsäurebestimmung im Vollblut einen besseren Langzeitparameter darstellt und den Körperbestand besser widerspiegelt, als dies bei der Serumanalyse der Fall ist. Die Vitamine B1, B2, B6 und Folsäure sollten im Vollblut gemessen werden.

Ein Sonderfall stellt das Vitamin B12 dar. Zwar kommt auch dieses Vitamin überwiegend in den Blutzellen vor, doch steht bisher keine Routinemethode zur Bestimmung von Vitamin B12 im Vollblut beziehungsweise in den Erythrozyten zur Verfügung. Zusätzliche Parameter sind daher zur Bestimmung des Vitamin B12-Status erforderlich. Im Vordergrund steht dabei das Holotranscobalamin, das physiologisch aktive Vitamin B12. Vitamin B12 kommt im Plasma in zwei Formen vor, dem physiologisch inaktiven Haptocorrin (70 bis 80 %) und dem physiologisch aktiven Holotranscobalamin (20 bis 30 %). Nur in dieser Form kann Vitamin B12 in Zellen transportiert werden. Weitere Parameter sind Methylmalonsäure und Homocystein, die im Vitamin B12-Mangel ansteigen.

Vitamin D

Die Bedeutung von Vitamin D ist in den letzten zehn Jahren in den Blickpunkt des Interesses gerückt, da über den Einfluss von Vitamin D auf den Knochenstoffwechsel hinaus zahlreiche physiologische Funktionen dieses Vitamins aufgeklärt werden konnten. Gleichzeitig zeigen viele Studien, dass in Mitteleuropa ein endemischer Vitamin D-Mangel besteht [1]. Niedriges Vitamin D ist assoziiert mit verminderter Knochendichte und erhöhter Frakturhäufigkeit, beeinflusst muskuläre Funktionen. Eine optimierte Vitamin D-Versorgung ist assoziiert mit vermindertem Risiko für Typ 1-Dia­betes, kardiovaskulären Erkrankungen, bestimmten Tumoren, Schwangerschaftskomplikationen und Autoimmunerkrankungen (Übersicht z. B. bei [2]).

Was messen wir und wo liegen die optimalen präventivmedizinischen Konzentrationen? Vitamin D wird in der Haut aus der Vorstufe 7-Dehydrocholesterin unter Einfluss von UVB-Licht gebildet und in geringerem Umfang über die Nahrung aufgenommen. In der Leber wird es zum Metaboliten 25-Hydroxy-Vitamin D3 (25-OH-D3) metabolisiert. In der Niere erfolgt dann ein weiterer Hydroxylierungsschritt zum 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3, dem eigentlich auf den Calciumstoffwechsel aktivsten Metaboliten (vgl. Abb. 1). Für die Erhebung des Vitamin D-Status wird primär das 25-OH-D3 herangezogen. Zahlreiche Studien [2] zeigen, dass aus präventivmedizinischer Sicht eine Konzentration von 25-OH-D3 von mindestens 75 nmol/l (30 µg/l) anzustreben ist. Allerdings zeigen neuere Studien, dass Konzentrationen über 125 nmol/l wiederum mit einem höheren Risiko für kardiovaskuläre Erkrankungen einhergehen können [3]. Auch beim Vitamin D ist daher die therapeutische Breite begrenzt.

Vitamin D-Substitution erfordert individuelle Dosierung

In einer Studie an zwanzig Patienten [4] mit niedrigen Serumkonzentrationen von 25-OH-D3 konnten wir zeigen, dass sich die erreichten Serumkonzentrationen von 25-OH-D3 unter dreimonatiger Einnahme von 5.000 I.E. Cholecalciferol/die um den Faktor 3 unterschieden. Resorption und weitere Metabolisierung von Vitamin D sind individuell sehr unterschiedlich und die präventivmedizinischen und therapeutischen Wirkungen sind nicht von der gewählten Vitamin D-Dosierung, sondern vielmehr von den erreichten Serumkonzentrationen von 25-OH-D3 abhängig. Die Substitution muss daher individuell optimiert werden und es gilt: Messen, substituieren, kontrollieren.

Vitamin D und Leistungssport

Zahlreiche Studien befassen sich mit dem Vitamin D-Status bei Leistungssportlern und zeigen Defizite, mit einer Häufigkeit von 33 % bis 94 % der untersuchten Sportler [5, 6], wobei Hallensportarten mit einer deutlich höheren Prävalenz des Vitamin D-Mangels einhergehen. Athleten, die hingegen vorwiegend im Freien aktiv und einer höheren Sonnenexposition ausgesetzt sind, haben vergleichsweise höhere Vitamin D-Konzentrationen. Allerdings muss darauf hingewiesen werden, dass bereits eine Sonnencreme mit Lichtschutzfaktor 10 die endogene Bildung von Vitamin D in der Haut weitgehend inhibieren kann. Insgesamt ist die Prävalenz eines Vitamin D-Mangels bei Leistungssportlern vergleichbar mit der Allgemeinbevölkerung. Vitamin D ist von zentraler Bedeutung für muskuläre Funktionen. In einer randomisierten, kontrollierten Studie an gesunden Erwachsenen, die über 35 Tage 4.000 I.E. Vitamin D pro Tag einnahmen, ergab sich im Vergleich zu einer Kontrollgruppe eine beschleunigte Erholung der Muskelkraft innerhalb von 24 Stunden nach intensiver Belastung [7]. Bei professionellen Balletttänzern wurde eine signifikante Zunahme der isometrischen Kraft unter Einnahme von 2.000 I.E. Vitamin D/die im Vergleich zu einer Kontrollgruppe nachgewiesen sowie auch eine Abnahme des Verletzungsrisikos [8]. Niedriges Vitamin D erhöhte bei Soldaten das Risiko für Stressfrakturen, während eine Intervention mit 800 I.E. Vitamin D plus 2.000 mg Calcium/die das Risiko für Stressfrakturen um 20 % absenkte [9]. Vitamin D hat damit vielfältige positive Wirkungen auf muskuläre Funktionen, mit einer Reduktion der Erholungszeiten sowie auch eine protektive Wirkung auf das Skelettsystem.

Abb.1: Vereinfachte Darstellung des Vitamin D Stoffwechsels

Folsäure

Die Folsäureversorgung in Deutschland stellt sich nach wie vor als sehr problematisch dar, wobei nach den Ergebnissen der Nationalen Verzehrsstudie II (Ergebnisbericht Teil 2, Max-­Rubner-Institut, 2008) 74,4 % der Männer und 80,6 % der Frauen eine Folsäureaufnahme unterhalb der Referenzwerte der Ernährungsgesellschaften haben. Folsäure ist ein zentraler Faktor im Stoffwechsel des Homocysteins. Homocystein ist ein intermediärer Metabolit aus dem Stoffwechsel der essenziellen Aminosäure Methionin. Homocystein wird unter dem Einfluss von Folsäure (und Vitamin B12) wieder zu Methionin remethyliert oder zu harnfähigen Produkten abgebaut. Folsäuremangel führt zur Homocysteinerhöhung, was einen bekannten kardiovaskulären Risikofaktor darstellt. Bei Wintersportlern wurde eine deutlich höhere Häufigkeit einer Homocysteinerhöhung im Vergleich zu Kontrollgruppen nachgewiesen [10]. Diese Problematik wird weiter verstärkt, wenn Polymorphismen bezüglich der 5,10-Methylen-tetrahydrofolat-Reduktase (MTHFR) vorliegen. Dieses Enzym ist für die Remethylierung von Homocystein zu Methionin erforderlich. Bei Leistungssportlern mit einem bestimmten Polymorphismus bezüglich dieses Enzyms muss mit erhöhten kardiovaskulären Risiken, basierend auf Homocysteinerhöhungen gerechnet werden [11]. Bei Handballspielern wurde eine hoch signifikante negative Korrelation zwischen den Homocysteinkonzentrationen und den Folsäurekonzentrationen nachgewiesen, wobei unter intensivem Training das Homocystein anstieg [12]. Die Autoren weisen auf die Bedeutung einer Folsäuresupplementierung als präventive Maßnahme gegen kardiovaskuläre Ereignisse bei Leistungssportlern hin.

Fazit

Moderne labordiagnostische Methoden ermöglichen eine umfassende diagnostische Abklärung von Vitamindefiziten bei Leistungssportlern, eine gezielte, individuell optimierte Substitution und dienen gleichzeitig zur Erfolgskontrolle der durchgeführten Substitutionsmaßnahmen. Einer optimierten Mikronährstoffsubstitution dürfte daher die Zukunft gehören im Hinblick auf eine Reduktion der Verletzungshäufigkeit, einer Optimierung des Gesundheitszustandes, einer verbesserten Regeneration und gegebenenfalls auch einer Leistungsoptimierung.

 

Eine Literaturliste können Sie unter info@thesportgroup.de anfordern.

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Die Autoren

Dr. rer. nat. Wolfgang Bayer absolvierte das Studium der Chemie an den Universitäten Freiburg und Tübingen. Seit 1978 in der Leitung des Labors Dr. Bayer, das seit 2012 dem synlab-Verbund angehört, tätig. Gründungsherausgeber der Zeitschrift Ernährung und Medizin. Zahlreiche Publikationen und Bücher.

Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Karlheinz Schmidt hat Chemie und Humanmedizin studiert. Er ist Facharzt für Labormedizin und leitender Arzt im Labor Dr. Bayer im synlab-Verbund. Professur für Experimentelle Medizin an der Universität Tübingen. Karlheinz Schmidt ist Gründungsherausgeber der Zeitschrift Ernährung und Medizin.

 

info@labor-bayer.de
www.labor-bayer.de

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