Vitamin-D-Mangel und Einfluss auf die Muskulatur

Vitamin D kann die Muskelkraft und möglicherweise die Muskelmasse steigern. Im Winter ist das Risiko eines Vitamin-D-Mangels größer, daher kann eine zusätzliche Zufuhr sinnvoll sein.

Was ist Vitamin D?

Wenn der Winter naht, werden die Vitamin- und Mineralstoffdosen wieder aus den Schubladen geholt. Gerade in den kalten Monaten mit kurzen Tagen und langen Nächten kann ein Extra an Vitamin D sehr attraktiv sein. In diesem Artikel werde ich kurz auf die verschiedenen Arten und Formen von Vitamin D eingehen, insbesondere aber auf den Einfluss von Vitamin D auf Muskelkraft und Muskelmasse.

Vitamin D2 und D3

Vitamin D ist eines der vier fettlöslichen Vitamine. Vitamin D kommt in vielen verschiedenen Formen vor, die wichtigsten davon sind D2 und D3. Beide werden vom Körper mithilfe des ultravioletten Lichts der Sonne hergestellt. Dies reicht jedoch nicht aus, sodass Sie weiterhin auf eine Ernährung und möglicherweise eine Nahrungsergänzung angewiesen sind, um ausreichend Vitamin D zu erhalten _[1].

Vitamin D2 und D3 kommen im Körper in verschiedenen Formen vor: Die inaktive Form Cholecalciferol, die Form, in der die Menge an Vitamin D im Blut gemessen wird Calcifediol und die aktive Stimme Calcitrol [2].  Auch wenn ich mich hier möglichst auf die konkret nachgewiesenen Wirkungen von Vitamin D und nicht auf dessen Wirkung im Körper beschränke, ist es für den Rest dieses Artikels gut zu wissen, dass Vitamin D anhand der Menge im Blut gemessen wird Calcidiol.

Vitamin-D-Mangel

Die Feststellung eines Vitamin-D-Mangels kann recht schwierig sein. Diese Referenzwerte für Calcidiol variieren je nach Land und Behörde. Abgesehen davon, dass die (exakten) Referenzwerte unterschiedlich sind, erfolgt die Messung auf unterschiedliche Weise, was bedeutet, dass dieselbe Person bei derselben Blutprobe unterschiedliche Werte hören kann [3].

In den Niederlanden unterscheiden sich die Referenzwerte sogar von Krankenhaus zu Krankenhaus, so dass man an einem Ort von einem Vitamin-D-Mangel sprechen kann, während man andernorts davon ausgeht, dass dieser im Normbereich liegt [4]. Hier gilt im Allgemeinen alles unter 50 nmol/L als weniger wünschenswert und alles unter 25 nmol/L gilt als Vitamin-D-Mangel [5 bis 8].

Unterhalb von 50 nmol/L würden Beschwerden (z. B. Knochenerkrankungen) vor allem dann auftreten, wenn dieser Vitamin-D-Mangel längerfristig besteht. Unterhalb von 25 nmol/L steigt das Risiko dafür, ebenso wie das Risiko für Muskelerkrankungen und Probleme mit der Nebenschilddrüse, was wiederum zu Problemen mit dem Kalziumspiegel führen kann [9]. Basierend auf einem Vitamin-D-Mangel von mindestens 50 nmol/L leiden weltweit mehr als 1 Milliarde Menschen an einem Vitamin-D-Mangel [10]. Ideale Werte (wenn man die Auswirkung auf den Kalziumtransport und die Menge an Parathormon betrachtet) liegen jedoch sogar noch höher, nämlich etwa 75-80 nmol/L [11].

Risikogruppen Vitamin-D-Mangel

In vielen Fällen, in denen die Wirkung von Vitaminen und Mineralstoffen erforscht wird, werden diese oft mit einer Mangelsituation verglichen. Die Gruppe, die ein bestimmtes Nahrungsergänzungsmittel eingenommen hat, schneidet oft besser ab als die Gruppe, die dies nicht getan hat. Dabei kann es sich um das Risiko einer bestimmten Erkrankung handeln, aber beispielsweise auch um den Einfluss auf Muskelkraft, Muskelmasse und Körperfett. Dies führt manchmal dazu, dass bestimmte Nahrungsergänzungsmittel falsch eingenommen werden, da die Wahrscheinlichkeit eines Mangels an diesem Vitamin oder Mineralstoff in der Praxis sehr gering zu sein scheint. Allerdings kommt es vor allem in bestimmten Bevölkerungsgruppen regelmäßig zu einem Vitamin-D-Mangel.

Betrachten wir zum Beispiel die älteren Menschen: Fast die Hälfte der über 65-Jährigen hat einen Mangel [12]. Auch Menschen mit dunkler Hautfarbe, deren Pigmente das UV-Licht stärker blockieren, leiden häufiger an einem Vitamin-D-Mangel. Als Faustregel gilt hier: Wenn Sie dunkel genug sind, um nicht in der Sonne zu verbrennen, besteht ein erhöhtes Risiko für einen Mangel. Denken Sie auch an muslimische Frauen, die bedeckende Kleidung tragen, damit weniger ultraviolettes Licht der Sonne auf die Haut gelangt.

Eine weitere „Risikogruppe“ sind schwangere Frauen. Schwanger und nicht-westlicher Einwanderer? Dann haben mehr als die Hälfte der Mütter und Neugeborenen einen schweren Vitamin-D-Mangel [13].

In den Niederlanden wird ausreichend Vitamin D nur in den Monaten Mai bis September zwischen 10:00 und 15:00 Uhr produziert [14]. Für den Rest des Jahres ist es daher wichtig, auf eine ausreichende Ergänzung durch eine gesunde Ernährung zu achten. Daher ist es nicht verwunderlich, dass selbst bei gesunden jungen Menschen mehr als 30 % einen Vitamin-D-Mangel haben [5]. Das bedeutet, dass Sie auch als gesunder junger Mensch von einer zusätzlichen Vitamin-D-Zufuhr profitieren können.

Vitamin D erhöht die Muskelkraft

Es wurde ein Zusammenhang zwischen einem Vitamin-D-Mangel bei Menschen über 65 und dem Verlust der Muskelkraft nachgewiesen [15]. Amerikanische Forscher stellten fest, dass von 976 älteren Menschen 28,8 % der Frauen und 13,6 % der Männer weniger als 25 nmol/l Calcidol im Blut hatten. Bis zu 75 % der Frauen und 51 % der Männer hatten weniger als 50 nmol/L. Beim Vergleich der Gruppen mit weniger als 25 nmol/L mit den Gruppen mit mehr als 25 nmol/L stellte sich heraus, dass die letztere Gruppe mehr Griffkraft in den Händen hatte. Dasselbe zeigte sich, wenn die Gruppe mit weniger als 50 nmol/L mit der Gruppe mit mehr als 50 nmol/L verglichen wurde.

Der Vitamin-D-Status war umgekehrt mit einer schlechten körperlichen Leistungsfähigkeit verbunden. Angesichts der hohen Prävalenz von Vitamin-D-Mangel in älteren Bevölkerungsgruppen sind zusätzliche Studien erforderlich, die den Zusammenhang zwischen Vitamin-D-Status und körperlicher Funktion untersuchen.

D.K. Houston, Medizinische Fakultät der Wake Forest University

In einer Studie, die sich nicht nur auf ältere Menschen beschränkte, sondern auch Männer und Frauen im Alter von 20 bis 76 Jahren umfasste, wurde ein ähnlicher Zusammenhang zwischen Vitamin D und Muskelkraft festgestellt [16].

Selbst wenn nur die Wirkung bei jüngeren Menschen untersucht wurde, schien Vitamin D die Muskelkraft zu beeinflussen. Britische Forscher führten einen sogenannten „systemischen Review“ durch, bei dem sie alle relevanten Studien zu diesem Thema verglichen [17]. Letztendlich fanden sie sechs relevante und gut durchgeführte Studien, die an Menschen im Alter zwischen 20 und 32 Jahren durchgeführt wurden. In einigen Fällen dauerte eine solche Untersuchung vier Wochen, in anderen konnte sie bis zu sechs Monate dauern.  Auch bei den verwendeten Dosierungen gab es Unterschiede, insgesamt ergaben diese Studien aber ein gutes Bild. In einigen Studien waren die Probanden Sportler. Das macht es für einen Fitnessfan noch interessanter, weil es relevanter ist als die Ergebnisse eines Stubenhockers (schließlich erzielt er bereits Ergebnisse, indem er aufsteht).

In diesen Studien wurde unter anderem untersucht, wie viel die Teilnehmer beim Kniebeugen, Beindrücken, Bankdrücken und Brustdrücken leisten konnten. Im Bild unten sehen Sie die Ergebnisse der verschiedenen Studien.  Rechts von der Linie sehen Sie die Studien, die einen positiven Einfluss von Vitamin D auf die Muskelkraft zeigten (die Gruppe, die Vitamin D erhielt, war stärker als die Kontrollgruppe). Oben sehen Sie die Auswirkungen auf den Unterkörper und unten die Auswirkungen auf den Oberkörper. In beiden Fällen sorgte die Vitamin-D-Supplementierung für mehr Kraft, obwohl der Unterschied im Unterkörper größer war.

Die Forscher kommen daher zu dem Schluss:

.... was darauf hindeutet, dass eine Vitamin-D-Supplementierung die Muskelkraft in der Versuchsgruppe für die oberen und unteren Gliedmaßen deutlich steigerte. Eine Vitamin-D-Supplementierung erhöht die Kraft der oberen und unteren Gliedmaßen. Weitere Untersuchungen sollten sich auf die Wirkung auf Muskelkraft, Ausdauer und Maximalkraft konzentrieren.

Es kann erforderlich sein, die Serumkonzentrationen über die optimalen Konzentrationen (>50 nmol/L (20 ng/ml)) von Vitamin D zu erhöhen, um die Muskelkraft angemessen zu verbessern. Obwohl es allen untersuchten Studien gelang, die Serumspiegel ihrer Probanden auf angemessene Konzentrationen zu erhöhen, berichtete keine über „optimale“ Werte.“

Vitamin D und Muskelmasse

Wenn wir uns die Wirkung auf die Muskelmasse ansehen, sehen wir auch einen möglichen positiven Einfluss. Dies zeigte unter anderem eine amerikanische Studie aus dem Jahr 2011 mit 311 Männern und 356 Frauen im Alter von 21 bis 97 Jahren (Durchschnitt 57 Jahre). Neben der Muskelkraft (basierend auf Beinstreckungen und Griffstärke) maßen die Forscher auch die Muskelmasse. Sie untersuchten die Menge an inaktivem Vitamin D, Calcidiol (auch Hydroxyvitamin D oder abgekürzt 25-OH D genannt).₃₎ dann sahen sie keinen Einfluss. Als sie sich jedoch die aktive Form Calcitrol (auch 1α,25-Dihydroxycholecalciferol oder abgekürzt 1,25(OH)2D) ansahen, sahen sie einen positiven Zusammenhang mit der Muskelmasse, insbesondere bei Menschen unter 65 Jahren.

Bei Probanden unter 65 Jahren gab es jedoch einen statistisch signifikanten Zusammenhang zwischen niedrigen 1,25(OH)₂D-Werte und niedrige Skelettmasse bei Männern und Frauen.

I. Marantes, Abteilung für gesundheitswissenschaftliche Forschung, College of Medicine, Mayo Clinic

Eine von belgischen Forschern durchgeführte systemische Überprüfung, die 30 Studien mit insgesamt 5615 Personen (Durchschnittsalter 61 Jahre) befragte, zeigte keine Wirkung von Vitamin D auf die Muskelmasse. Von den 30 Studien konzentrierten sich sechs auf Muskelmasse (der Rest auf Kraft). Das Bild rechts zeigt die Ergebnisse. Der rechte Teil der Linie bedeutet, dass die Forscher einen positiven Zusammenhang nachgewiesen haben, der linke Teil der Linie bedeutet einen negativen Zusammenhang.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass kein signifikanter Zusammenhang zwischen Vitamin D und Muskelmasse besteht.

Es ist gut zu wissen, dass in diesen Studien die inaktive Form von Calcidiol und nicht die aktive Form von Calcitrol gemessen wurde. In der obigen Studie der Mayo Clinic haben wir gesehen, dass die inaktive Form keine Wirkung hatte, die aktive Form jedoch schon. Die Forscher können diesen Unterschied nicht erklären.

Auf jeden Fall: Der Einfluss auf die Muskelkraft scheint größer und besser nachgewiesen zu sein als der Einfluss auf die Muskelmasse.

Vitamin D3 wirksamer als D2

Dass Vitamin D einen Einfluss auf Muskelkraft und Muskelmasse hat, ist nicht überraschend, wenn man davon ausgeht, dass es in den Muskelfasern Rezeptoren für Vitamin D gibt [2,18]. Ob dies der Fall ist, ist jedoch noch nicht geklärt und wurde in einer Studie aus dem Jahr 2011 bestritten [wang].

Rezeptoren sind sozusagen spezifische Schlüssellöcher in Zellen. Passt ein bestimmter Schlüssel (Stoff wie in diesem Fall die aktive Form von Vitamin D) auf einen solchen Rezeptor, kann ein solcher Stoff eine Wirkung auf diese Zelle ausüben. Die Tatsache, dass Vitamin D an bestimmte Rezeptoren in Muskelfasern „binden“ könnte, würde daher bedeuten, dass Vitamin D eine lokale Wirkung auf diese Muskelzellen ausüben kann. Es ist bekannt, dass diese Rezeptoren in den Muskelfasern an der Proteinsynthese beteiligt sind, der Produktion neuer Proteine, die zum Muskelwachstum führt, sodass dies möglicherweise Auswirkungen auf die Muskelkraft und möglicherweise auf die Muskelmasse haben könnte.

Eine Nahrungsergänzung mit Vitamin D3 ist viel effektiver als mit Vitamin D2, da Vitamin D3 viel stärker an die Vitamin-D-Rezeptoren bindet [21,22].

Laut Forschern der University of Wisconsin-Madison könnte die Nachweismethode für diese vermeintlichen Rezeptoren jedoch falsch sein [23]. Wenn die Wirkung von Vitamin D nicht lokal im Muskel, sondern an anderer Stelle ausgeübt wird, kann dies auch erklären, warum es einen Effekt auf die Muskelkraft, nicht aber auf die Muskelmasse gibt.

Fazit: Vitamin-D-Mangel

Das Risiko eines Vitamin-D-Mangels ist insbesondere für bestimmte Risikogruppen und im Winter, wenn der Körper weniger Vitamin D produzieren kann, erheblich. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass ein höherer Vitamin-D-Spiegel bei Jung und Alt für mehr Muskelkraft sorgen kann. Es ist unklar, ob dies auch für die Muskelmasse gilt. Es ist auch nicht sicher, ob Vitamin D an Rezeptoren in den Muskeln binden kann.

Im nächsten Teil über Vitamin D werde ich auf seine Wirkung auf die Fettverbrennung eingehen. Darüber hinaus bespreche ich empfohlene Tagesmengen, gewünschte Werte im Blut und wie viel Sie mit Vitamin D ergänzen sollten, um das Beste aus der Muskelkraft und Fettverbrennung herauszuholen.

Referenzen

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2. Hamilton B. Vitamin D und menschliche Skelettmuskulatur. Scand J Med Sci Sports 2010;20(2):182–190,7.
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6. Bischoff-Ferrari HA, Giovannucci E, Willett WC, Dietrich T, Dawson-Hughes B. Schätzung der optimalen Serumkonzentrationen von 25-Hydroxyvitamin D für mehrere Gesundheitsergebnisse. Am J Clin Nutr 2006;84:18-28[Erratum, Am J Clin Nutr 2006;84:1253.
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