Laut einer neuen Studie kann der Mangel das metabolische Gleichgewicht zwischen Wachstum und Fettansammlung stören. Vitamin-D-Mangel ist ein weit verbreiteter Nährstoffmangel, der durch Serumwerte von 25-Hydroxy-Vitamin-D unter 20 ng/ml gekennzeichnet ist. Weltweit ist etwa eine Milliarde Menschen von einem Vitamin-D-Mangel betroffen, was meist auf eine unzureichende Ernährung sowie eine unzureichende Sonnenlichtexposition zurückzuführen ist.
In den letzten Jahren wurde die Vitamin D/ Vitamin D-Rezeptor-Signalachse mit der Stoffwechselkontrolle in Verbindung gebracht, wobei niedrige systemische Vitamin D-Spiegel mit Fettleibigkeit in Verbindung gebracht werden. Ähnlich wie die zunehmende Inzidenz des Vitamin-D-Mangels hat sich auch das Auftreten von Adipositas seit 1975 verdreifacht, mit fast zwei Milliarden adipösen Personen weltweit.
In den letzten zehn Jahren wurden Hinweise gefunden, die einen Vitamin-D-Mangel mit niedrigem Geburtsgewicht, kleinem Gestationsalter, gestörter Neuentwicklung, Autoimmunerkrankungen, Typ-1- und Typ-2-Diabetes und kardiometabolischen Dysfunktionen einschließlich Adipositas und Insulinresistenz in Verbindung bringen, was auf die Rolle von Vitamin D bei der Pathogenese von Stoffwechselstörungen hinweist. Außerdem gibt es Hinweise darauf, dass erhöhte Vitamin-D-Spiegel mit einer Verringerung des relativen Risikos für Typ-1- und Typ-2-Diabetes, Hyperglykämie und Insulinresistenz verbunden sind.
In Studien an der menschlichen Bevölkerung mehren sich die Hinweise auf eine physiologische Rolle von Vitamin D im Glukose- und Lipidstoffwechsel in insulinsensitiven Geweben, die Vitamin D-Rezeptoren exprimieren. Im Fettgewebe reguliert Vitamin D vermutlich Marker der Adipogenese, wie z. B. Adiponektin, sowie die Apoptose von Adipozyten. Während in der Leber und im Muskel der Vitamin-D-Spiegel umgekehrt mit der Prävalenz der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung und Muskelschwäche assoziiert ist.
Studien weisen auch darauf hin, dass höhere Body-Mass-Indizes (BMI) mit niedrigeren Vitamin-D-Spiegeln und einem höheren Risiko für die Entwicklung von Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes verbunden sind. Eine Studie, an der Frauen im Alter von 16-22 Jahren teilnahmen, zeigt eine starke Korrelation zwischen niedrigen Vitamin-D-Spiegeln und reduzierter Körpergröße (cm), erhöhtem Gewicht (kg) und erhöhtem BMI.
Interessanterweise deuten neuere epidemiologische Studien darauf hin, dass ein Vitamin-D-Mangel dem Auftreten von Adipositas und dem Fortschreiten von Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes vorausgehen kann. Dies zeigt sich vor allem in Studien, die den mütterlichen Vitamin-D-Status und die Geburtsergebnisse untersuchen. Mehrere neuere Studien zeigen eine Korrelation zwischen niedrigen mütterlichen Vitamin-D-Spiegeln während der Schwangerschaft und einer kleinen Schwangerschaftsgröße, gefolgt von hohen BMI-Werten im Alter von einem und drei Jahren. Diese Studien liefern erste Belege für eine inverse Beziehung zwischen dem mütterlichen Vitamin-D-Spiegel und ungünstigen Stoffwechselergebnissen bei den Nachkommen, einschließlich übermäßiger Adipositas und Insulinresistenz; allerdings haben nicht alle Studien eine eindeutige Beziehung zwischen einem Vitamin-D-Defizit und kardiometabolischen Risikofaktoren bei den Nachkommen nachgewiesen.
Die Studie, die in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, verwendet ein Zebrafisch-Modell und legt einen Zusammenhang zwischen Vitamin D und metabolischer Homöostase oder Gleichgewicht nahe. Die Stoffwechselforschung mit Zebrafischen ist noch relativ neu auf dem Gebiet; die funktionelle Erhaltung von Schlüsselwegen, die mit der Energiehomöostase verbunden sind, wie Lipidstoffwechsel und Adipogenese, machen das Zebrafischmodell jedoch zu einem neuartigen Werkzeug für die Charakterisierung der Lipidentwicklung vor, während und nach dem Auftreten von Stoffwechselerkrankungen.
Die Vitamin-D-defizienten Zebrafische zeigten sowohl Hypertrophie als auch Hyperplasie – eine Zunahme sowohl der Größe als auch der Anzahl von Fettzellen. Sie hatten auch höhere Triglyceride und Cholesterinwerte, die Kennzeichen eines metabolischen Ungleichgewichts sind, das zu kardio-metabolischen Krankheiten führen kann. Dies, zusammen mit dem verkümmerten Wachstum, deutet darauf hin, dass Vitamin D eine wichtige Rolle bei der Fähigkeit spielt, Energie in Wachstum statt in Fettspeicherung zu lenken.
Für die Studie untersuchte das Forscherteam Gruppen von post-juvenilen Zebrafischen, die eine von drei Diäten erhielten: kein Vitamin D (oder Vitamin D Null), Vitamin D angereichert und Kontrolle. Die Zebrafische verbrachten vier Monate mit der jeweiligen Diät, dann untersuchten die Forscher ihr Wachstum, ihre Knochendichte, ihre Triglycerid-, Lipid-, Cholesterin- und Vitamin-D-Werte. Außerdem untersuchten sie wichtige Stoffwechselwege, die mit der Fettproduktion, -speicherung und -mobilisierung sowie der Wachstumsförderung zusammenhängen. Die Zebrafische in der Gruppe mit Vitamin-D-Mangel waren im Durchschnitt um die Hälfte kleiner als die in den anderen beiden Gruppen, und hatten deutlich mehr Fettreserven. Nach den ersten Tests erhielten die Zebrafische mit Vitamin-D-Mangel für weitere sechs Monate eine mit Vitamin D angereicherte Nahrung, um zu sehen, ob sich die Ergebnisse umkehren ließen. Die Fische wuchsen zwar weiter und begannen, Fettreserven zu nutzen, aber sie holten nie die Größe der anderen Kohorten auf und behielten Restfettdepots.
Diese Arbeit zeigt, dass ein Vitamin-D-Mangel die metabolische Gesundheit beeinflussen kann, indem er das normale Gleichgewicht zwischen Wachstum und Fettansammlung stört. Die Energie, die eigentlich in das Wachstum fließen sollte, wird in die Bildung von Fett und Lipiden umgelenkt, und dieser Vorgang kann nicht einfach rückgängig gemacht werden. Zukünftige Arbeiten werden die Untersuchung der Nachkommen von Müttern mit Vitamin-D-Mangel beinhalten, um festzustellen, ob dieser Vitaminmangel epigenetische Auswirkungen hat, die weitergegeben werden können, so die Forscher.
