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Cholecalciferol auch Colecalciferol oder kurz Calciol Vitamin D3 oder ungenau Vitamin D ist die wichtigste physiologische Form des Vitamin D in allen nichtpflanzlichen Eukaryoten und so auch im Menschen Cholecalciferol ist ein Secosteroid und wird im Korper auch mit Hilfe von UVB Strahlung Dorno Strahlung nach Carl Dorno in der Haut aus 7 Dehydrocholesterol gebildet daher ist der historische Begriff Vitamin der Definition nach nicht vollig zutreffend StrukturformelAllgemeinesTrivialname Vitamin D3Andere Namen Colecalciferol INN Calciol 3b 5Z 7E 9 10 Secocholesta 5 7 10 19 trien 3 ol 3 2 7a Methyl 1 6 methylheptan 2 yl 2 3 3a 5 6 7 hexahydro 1H inden 4 yliden ethyliden 4 methyliden cyclohexan 1 olSummenformel C27H44OCAS Nummer 67 97 0PubChem 5280795ATC Code A11CC05DrugBank DB00169Kurzbeschreibung farbloser FeststoffVorkommen nicht pflanzliche EukaryotenPhysiologieFunktion Vorstufe des Calcitriol als solches Regulierung des Calcium Haushalts Reifung von ImmunzellenTaglicher Bedarf 20 µg 800 IE taglich Summe aus Hautproduktion und Nahrungsaufnahme Folgen bei Mangel Rachitis OsteomalazieUberdosis Siehe Hypervitaminose DEigenschaftenMolare Masse 384 64 g mol 1Aggregatzustand festSchmelzpunkt 84 85 C 1 Siedepunkt ZersetzungLoslichkeit fettloslich im Blut zu 50 80 proteingebunden an VDBP SicherheitshinweiseBitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht fur Arzneimittel Medizinprodukte Kosmetika Lebensmittel und Futtermittel beachtenGHS Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung EG Nr 1272 2008 CLP 3 ggf erweitert 2 GefahrH und P Satze H 330 311 301 372P 280 304 340 302 352 309 310 2 Toxikologische Daten 42 mg kg 1 LD50 Ratte oral 2 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen In der Nahrung kommt es vor allem in Fettfischen vor oder wird den Lebensmitteln als Nahrungserganzungsmittel zugefugt Es hat im Korper die Funktion eines Prohormons und wird uber die Zwischenstufe Calcidiol in seine physiologisch wirksame Form das Hormon Calcitriol umgewandelt Inhaltsverzeichnis 1 Biochemie 1 1 Biosynthese von Vitamin D3 1 2 Verstoffwechselung von Vitamin D3 2 Vitamin D Mangel 3 Naturliche Quellen 3 1 Bildung durch Sonnenlicht 3 2 Aufnahme durch die Nahrung 4 Vitamin D Bestimmung 5 Uberdosierung und Toxizitat 6 Herstellung 7 Verwendung als Rodentizid 8 Handelsnamen 9 Siehe auch 10 Literatur 11 Weblinks 12 EinzelnachweiseBiochemie BearbeitenCholecalciferol spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulierung des Calcium Spiegels im Blut und beim Knochenaufbau Biosynthese von Vitamin D3 Bearbeiten Die meisten Wirbeltiere einschliesslich des Menschen decken einen Grossteil ihres Vitamin D Bedarfs durch Sonnenbestrahlung ihrer Haut dies kommt auch bei bestimmten Planktonarten vor Phytoplankton coccolithophor Emeliani huxleii 4 Definitionsgemass sind Vitamine organische Substanzen die der Korper selbst nicht herstellen kann die aber zum Leben benotigt werden und daher zugefuhrt werden mussen Die Vorstufen des sogenannten Vitamin D3 werden aber vom Korper selbst hergestellt Zum im Korper vorhandenen Provitamin 7 Dehydrocholesterol der Ausgangssubstanz der Vitamin D Synthese muss dann allerdings noch Sonnenlicht hinzukommen Vitamin D3 wird also aus historischen Grunden als Vitamin bezeichnet Aufgrund seiner endogenen Synthese und der Tatsache dass seine Wirkung neben dem Syntheseort auch andere Gewebe betrifft musste Vitamin D3 als Prohormon bezeichnet werden Wird 7 Dehydrocholesterol mit Ultraviolett mit Wellenlangen im Bereich 290 315 nm UV B Strahlung und mindestens 18 mJ cm 5 bestrahlt kann im 7 Dehydrocholesterol durch eine fotochemisch induzierte 6 Elektronen konrotatorische elektrocyclische Reaktion der B Ring aufgebrochen werden Es entsteht Pravitamin D3 6 Das Pravitamin D3 ist thermodynamisch instabil und unterliegt einer 1 7 sigmatropen Umlagerung bei der ein Proton von C 19 nach C 9 wandert mit anschliessender Isomerisation Es entsteht Vitamin D3 Das Vitamin D3 gelangt in das Blut und wird dort vor allem an das Vitamin D bindende Protein DBP gebunden zur Leber transportiert wo es weiter zu Calcidiol 25 OH Vitamin D3 hydroxyliert wird Im Reagenzglas sind nach drei Tagen 80 des Pravitamin D3 zu Vitamin D3 isomerisiert in der Haut ist dies nach acht Stunden geschehen 4 Selbstregulation der Ultraviolett induzierten SyntheseWird 7 Dehydrocholesterol im Reagenzglasversuch simulierter aquatorialer Sonnenstrahlung ausgesetzt ist nach einigen Minuten ca 20 der Ausgangsmenge zu Pravitamin D3 umgewandelt Diese Menge an Pravitamin D3 bleibt bei weiterer Bestrahlung im Gleichgewicht denn auch Pravitamin D3 ist photolabil und wird durch weitergehende UV B Bestrahlung wahrend der nachsten acht Stunden zum physiologisch inaktiven Lumisterol und zu Tachysterol abgebaut bevor es zu Vitamin D3 isomerisiert In dieser Zeit sinkt das 7 Dehydrocholesterol auf ca 30 der Ausgangsmenge ab Unter unnaturlicher Schmalspektrum UV B Bestrahlung mit einer Wellenlange von 290 bis 300 nm wird dagegen 65 des ursprunglichen 7 Dehydrocholesterols in Pravitamin D3 umgewandelt 4 Auch das aus Pravitamin D3 entstandene Vitamin D3 ist photolabil Kann das Vitamin D3 nicht schnell genug im Blut abtransportiert werden entstehen aus ihm durch UV B und UV A Strahlung bis zu 345 nm mindestens drei weitere unwirksame Produkte Suprasterol 1 und 2 und 5 6 Transvitamin D3 So wird bei einer kurzen Sonnenbestrahlung mit genugend hohem UV B Anteil uber einige Minuten ahnlich viel Vitamin D3 gebildet wie bei einer vergleichbaren Bestrahlung uber langere Zeit Hierdurch ist der Korper kurzfristig vor einer Vitamin D Intoxikation durch zu viel Strahlung geschutzt Langfristig ergibt sich ein Schutz vor einer Vitamin D Intoxikation durch eine vermehrte Bildung von Melanin Braunung dunkler Hauttyp in sudlichen Landern in der Haut welches Ultraviolett der Wellenlangen 290 320 nm absorbiert Der 7 Dehydrocholesterolgehalt der Haut sinkt mit dem Alter Ferner nimmt beim Menschen im Alter die Fahigkeit der Haut Vitamin D3 zu bilden ungefahr um den Faktor 3 ab im Vergleich zu einem 20 jahrigen Menschen 4 Fur die blasse Haut eines hellhautigen jungen Erwachsenen ist die minimale Erythemdosis MED wenn die Haut anfangt rot zu werden an einem sonnigen Sommermittag auf 42 Breite in Meereshohe entsprechend Boston Barcelona oder Rom nach 10 bis 12 Minuten erreicht ein dunkelhautiger Mensch benotigt entsprechend 120 Minuten Wird die Haut dieser Menschen ganzkorperbestrahlt gibt sie innerhalb der nachsten 24 Stunden eine Menge vergleichbar mit 10 000 bis 20 000 IE 250 µg bis 500 µg Vitamin D3 aus Nahrungsmitteln an das Blut ab ein Vielfaches der Nahrungsempfehlungen von 200 bis 500 IE Vitamin D3 taglich 5 Eine starke Vitamin D3 Bildung in der Haut ist also schon bei einer kurzen aber intensiven Sonnenbestrahlung mit hohem UV B Anteil moglich Da die Knochendichte bei dunkelhautigen Menschen von der etwas verminderten Vitamin D Bildung aufgrund der geringeren Durchlassigkeit der Haut fur UV Strahlen nicht vermindert ist wird davon ausgegangen dass Dunkelhautige eine geringere Konzentration des Vitamin D bindenden Proteins aufweisen 7 Verstoffwechselung von Vitamin D3 Bearbeiten nbsp 25 Hydroxylierung des Vitamin D3Vitamin D3 wird vor allem gebunden an das Vitamin D bindende Protein uber das Blut in die Leber transportiert Dort wird es von dem Enzym Cytochrom P450 2R1 in den Mikrosomen zu Calcidiol 25 OH Vitamin D3 hydroxyliert Eine fruhere Vermutung dass diese Reaktion auch in den Mitochondrien stattfindet wurde inzwischen widerlegt 8 9 Calcidiol 25 OH Vitamin D3 wird in der Leber wieder an Vitamin D bindendes Protein gebunden und in das Blut abgegeben Dort hat es eine Halbwertszeit von ca 19 Tagen 1 Diese enzymatische Reaktion ist wahrscheinlich keiner nennenswerten Regulation unterworfen da der 25 OH Vitamin D3 Spiegel im Blut ziemlich genau die langerfristige Vitamin D3 Versorgung der letzten drei bis vier Monate widerspiegelt wahrend der Vitamin D3 Spiegel die Versorgung der letzten Stunden bis Tage anzeigt Hauptartikel Vitamin D Calcidiol 25 OH Vitamin D3 ist eine Speicherform des Vitamin D3 Eine solche muss es geben um die grossen Spitzen und Pausen der hauptsachlichen Vitamin D Versorgung durch das Licht abfangen zu konnen Die mittel bis langerfristige Vitamin D Versorgung eines Organismus lasst sich am besten uber den Blutspiegel des Calcidiols bestimmen Naheres siehe unten 1 25 OH 2D3 Calcitriol wird durch 24 Hydroxylase zur wasserloslichen Calcitroinsaure abgebaut die uber die Galle ausgeschieden wird 10 Die 24 Hydroxylase wird durch das Gen CYP24A1 11 codiert Vitamin D Mangel BearbeitenSiehe auch Vitamin D3 MangelEin Vitamin D Mangel fuhrt mittelfristig bei Kindern zu Rachitis und bei Erwachsenen zu Osteomalazie Auf folgende Erkrankungen hat ein Vitamin D Mangel ungunstige Auswirkungen Osteopathien Knochenerkrankungen Myopathien Muskelerkrankungen Infektionen entzundliche Erkrankungen Bluthochdruck Schuppenflechte Typ 1 und Typ 2 Diabetes 12 kardiovaskulare ErkrankungenNaturliche Quellen BearbeitenDie Nahrungsaufnahme deckt meist nur 5 bis 20 des Vitamin D3 Bedarfs 13 Daher ist eine direkte Sonnenbestrahlung der Haut zur Vitamin D3 Bildung unerlasslich An sonnigen Sommertagen wird der Tagesbedarf allein hierdurch um ein Vielfaches gedeckt im Fruhjahr Sommer und Herbst kann eine ausreichende Menge gebildet werden In Deutschland ist in den Wintermonaten die UV B Strahlungsintensitat zu niedrig fur eine Vitamin D Bildung 14 Die im Sommer aufgebauten Vitamin D Reserven im Korper und die Nahrung sind dann alleinige naturliche Quellen 15 Bildung durch Sonnenlicht Bearbeiten Verantwortlich fur die Vitamin D3 Bildung durch Sonnenexposition ist der UV B Anteil im Sonnenlicht Diverse Faktoren beeinflussen die Lichtintensitat und die letztendliche Vitamin D3 Bildung in der Haut wie z B die Hautfarbe der Person 16 der Hohe der Sonne uber dem Meeresspiegel die Beschaffenheit der Erdoberflache die Bewolkung Smog oder das Ozon Wenn die UV B Strahlungsintensitat zu gering ist beispielsweise im Winter Oktober bis Marz in Deutschland kommt es aufgrund der fehlenden Vitamin D Bildung zu einem Absenken des Vitamin D Blutserumspiegels 14 Fensterglas absorbiert nahezu alle UV B Anteile im Sonnenlicht und Sonnencreme behindert die Vitamin D3 Produktion bereits bei LSF 8 um mehr als 97 17 Ein Solarienbesuch ist in der Regel nicht forderlich da die Haut hier meist mit UV A und nicht mit UV B Licht bestrahlt wird 14 UV A Strahlung erhoht zudem das Hautkrebsrisiko Aufnahme durch die Nahrung Bearbeiten Vitamin D3 ist kein gewohnlicher Nahrungsbestandteil Der zu empfehlende Tagesbedarf RDA an Vitamin D3 wird unter Wissenschaftlern und Verantwortlichen fur die Gesundheitsversorgung diskutiert 18 Die derzeitigen Empfehlungen werden von Forschern auf diesem Gebiet als entweder irrelevant fur ausreichend UV B lichtexponierte Personen oder unzureichend fur die Mehrzahl der Bevolkerung hoherer Breiten angesehen Fur Risikogruppen einer Vitamin D Defizienz dunklere Hautfarbe Lichtmangel und andere Ursachen wird eine Uberprufung des Vitamin D Spiegels empfohlen 19 Fur Kinder im ersten Lebensjahr wird eine tagliche orale Gabe von 400 Internationalen Einheiten IE empfohlen 19 Fur Schwangere und Stillende wird eine tagliche orale Aufnahme von 600 IE empfohlen 20 Vitamin D Bestimmung BearbeitenDie Bestimmung des Vitamin D Spiegels im Blutserum reflektiert nur die Vitamin D Aufnahme mit der Nahrung bzw die Eigensynthese in der Haut wahrend der letzten Stunden bis Tage Fur eine Untersuchung des langerfristigen Vitamin D Status ist die Bestimmung des Calcidiol Spiegels im Blut in das Vitamin D3 in der Leber rasch umgewandelt wird siehe oben sinnvoller Die Halbwertszeit des Calcidiols in der Blutzirkulation ist je nach Vitamin D Gesamtstatus 1 2 Monate Bis sich nach einer Anderung der taglichen Vitamin D Zufuhr ein neues Fliessgleichgewicht mit einem dann wieder stabilen Serumwert einstellt vergehen bis zu vier Monate 21 Das Calcidiol lasst sich seit Anfang der 1980er Jahre bestimmen und ermoglichte ein weitergehendes Verstandnis fur die Physiologie des Vitamin D3 Die Angabe der Messwerte erfolgt entweder in Gewichts oder molaren Konzentrationseinheiten wobei 1 ng ml etwa 2 5 nmol l entspricht Uberdosierung und Toxizitat Bearbeiten Hauptartikel Hypervitaminose D Eine akute oder chronische Vitamin D Uberdosierung kann zu einer Vitamin D Hypervitaminose fuhren Die Europaische Behorde fur Lebensmittelsicherheit EFSA hat 2012 folgendermassen zur Sicherheit von Vitamin D3 Stellung genommen Eine maximale tagliche Dosis von 100 µg 4000 IE fur Jugendliche und Erwachsene inklusive Schwangere und stillende Mutter und 50 µg 2000 IE fur Kinder von 1 bis 10 Lebensjahren ist von Gesunden ohne Risiko von Nebenwirkungen auch ohne medizinische Aufsicht langfristig einnehmbar Gemessen an den ublichen Vitamin D Dosierungen lasst diese Stellungnahme fur Erwachsene sogar einen weiteren Spielraum zu Die EFSA zitiert 2 Studien die einen NOAEL no observed adverse effect level fur Vitamin D von 250 µg 10000 IE etablierten Bei Sauglingen ist der Sicherheitsbereich geringer 22 Von den meisten Autoren wird fur Erwachsene eine tagliche Zufuhr bis zu 100 µg 4000 IE Vitamin D3 uber sechs Monate als sicher angesehen das heisst ohne nachprufbare Nebenwirkungen wie eine erhohte Calciumausscheidung im Urin 23 24 Die Packungsbeilagen von apothekenpflichtigen Vitamin D Praparaten geben fur Erwachsene mit normaler Funktion der Nebenschilddrusen eine Uberdosierungschwelle zwischen 40 000 und 100 000 IE pro Tag uber ein bis zwei Monate an Sauglinge und Kleinkinder konnen schon auf weitaus geringere Dosen empfindlich reagieren Die Packungsbeilage eines Medikaments gilt normalerweise sowohl medizinisch als auch juristisch als ausschlaggebend 25 Herstellung BearbeitenIn diesem Artikel oder Abschnitt fehlen noch folgende wichtige Informationen kunstliche Herstellung aus Cholesterol Wollwachs Lanolin Hilf der Wikipedia indem du sie recherchierst und einfugst Haufig angewandt wird das Verfahren zur Herstellung von Cholecalciferol aus Wollwachs Hierzu wird zunachst Cholesterol aus dem Wollwachs isoliert Das gewonnene Cholesterol wird dann analog zur Biosynthese des Cholecalciferols bis zum 7 Dehydrocholesterol weiterverarbeitet Dieses wird im Anschluss mit Ultraviolettstrahlung behandelt sodass nach der fotochemischen Ringspaltung noch 7 Dehydrocholesterol Pravitamin D3 sowie die Vitamin D3 Enantiomere Lumisterol und Tachysterol vorliegen Das 7 Dehydrocholesterol wird nun durch Zugabe und Reaktion mit Methanol entfernt Das Gemisch wird anschliessend noch erhitzt um aus dem vorliegenden Pravitamin D3 das physiologisch verwertbare Cholecalciferol zu erhalten 26 Cholecalciferol kann aus dem Schlachtnebenerzeugnis Rinderhirn hergestellt werden 27 Verwendung als Rodentizid BearbeitenCholecalciferol kann auch als Rattengift bzw Gift gegenuber Nagetieren Rodentizid verwendet werden Der LD50 oral bei der Ratte liegt bei etwa 42 mg kg Korpergewicht bei der Hausmaus bei ca 43 mg kg Korpergewicht 28 und bei der Kleinen Bandikutratte Bandicota bengalensis je nach Geschlecht bei 31 35 mg kg 29 Da Cholecalciferol in der Natur selten frei vorkommt konnten Nagetiere evolutionar gegenuber hohen Dosen keine Toleranz entwickeln 30 Ursprunglich ging man davon aus dass es als Rodentizid gegenuber anderen Arten wie beispielsweise Hunde oder Katzen schwach toxisch sei es zeigte sich aber dass dies nicht der Fall ist 31 Bei Hunden gilt eine LD50 von ca 88 mg kg Korpergewicht es ereigneten sich bereits Todesfalle bei 2 mg kg besonders Welpen sind anfalliger 32 Katzen zeigen sich resistenter In Neuseeland wurden Cholecalciferol haltige Koder in Feldversuchen zur Bekampfung des Fuchskusu erfolgreich eingesetzt 33 Cholecalciferol ist in der EU und in der Schweiz fur die Verwendung als Biozid der Produktart 14 Rodentizide zugelassen 34 Handelsnamen BearbeitenMonopraparate Dekristol D Vigantol D Oleovit D3 A diverse NahrungserganzungsmittelSiehe auch BearbeitenErgocalciferolLiteratur BearbeitenA S Dusso A J Brown E Slatopolsky Vitamin D In American Journal of Physiology Renal Physiology 289 2005 S F8 F28 Review PMID 15951480 Hajo Zeeb Rudiger Greinert Bedeutung von Vitamin D in der Krebspravention In Deutsches Arzteblatt International Jg 107 Nr 37 Koln 2010 S 638 643 35 R Bouillon et al Vitamin D and human health lessons from vitamin D receptor null mice In Endocrine Reviews Band 29 2008 S 726 776 Review doi 10 1210 er 2008 0004 PMID 18694980 PMC 2583388 freier Volltext Philippe Autier Mathieu Boniol Cecile Pizot Patrick Mullie Vitamin D status and ill health a systematic review In The Lancet Diabetes amp Endocrinology 2 2014 S 76 89 doi 10 1016 S2213 8587 13 70165 7 Weblinks Bearbeiten nbsp Wikibooks Vitamin D Stoffwechsel Lern und Lehrmaterialien nbsp Wikibooks Gallensauren Stoffwechsel Lern und Lehrmaterialien Cholecalciferol Compound C05443 in der Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes Bedeutung von Vitamin D in der Krebspravention Konflikt zwischen UV Schutz und Anhebung niedriger Vitamin D Spiegel In Arzteblatt Vitamin D In Robert Koch Institut 3 August 2020 abgerufen am 6 Januar 2022 Hochstmengenvorschlage fur Vitamin D in Lebensmitteln inklusive Nahrungserganzungsmitteln In Bundesinstitut fur Risikobewertung 2021 abgerufen am 6 Januar 2022 Einzelnachweise Bearbeiten a b Eintrag zu CHOLECALCIFEROL in der Hazardous Substances Data Bank via PubChem abgerufen am 29 Juli 2012 a b c Eintrag zu Colecalciferol in der GESTIS Stoffdatenbank des IFA abgerufen am 27 August 2016 JavaScript erforderlich Eintrag zu Colecalciferol im Classification and Labelling Inventory der Europaischen Chemikalienagentur ECHA abgerufen am 1 August 2016 Hersteller bzw Inverkehrbringer konnen die harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung erweitern a b c d M F Holick Environmental factors that influence the cutaneous production of 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Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Cholecalciferol amp oldid 238234984