Aufbau und Aktivierung von Vitamin-D

Schwerpunktthema Vitamin-D

• Auftakt: Editorial vom Oktober 2012
• Teil 1: Was ist Vitamin-D und wie wirkt es?
• Teil 2: Vitamin D, Immunsystemund Autoimmunerkrankungen
• Teil 3: Vitamin D und entzündliche Gelenkerkrankungen (dieser Artikel)

Vitamin-D und rheumatoide Arthritis

Bei rheumatoider Arthritis (RA) sind mehr Frauen (ca. 70%) als Männer betroffen. Die RA ist eine chronisch-entzündliche Gelenkerkrankung. Ein Fortschreiten der Krankheit führt zu Gelenkzerstörung und Gelenkfehlstellungen, die mit zunehmenden Bewegungseinschränkungen einhergeht. Die Entzündungsherde (Schwellung, Schmerz, Druckempfindlichkeit) betreffen die Gelenkinnenhäute (vor allem der Finger- und Zehengelenke). In den Gelenken von RA-Patienten wird verstärkt TNF-alpha (tumor necrosis factor, pro-entzündliches Zytokin) gefunden. TNF-alpha und IL-1beta (Interleukin) sind an der Ausschüttung gelenkzerstörender Stoffe (Matrix-Metalloproteinasen, MMP) beteiligt. In Zellkultur (Tetlow and Woolley 1999) und Tierversuch (Laragione, Shah et al. 2012) konnte gezeigt werden, dass die Zugabe von Vitamin-D zu einer verminderten Ausschüttung von IL-1beta führte.

Colin und Kollegen (2010) haben die Wirkung von Vitamin-D und Dexamethason (Corticoid) untersucht. Vitamin-D unterstützte in dieser Studie die antientzündliche Wirkung von Dexamethason. Dabei war zu beobachten, dass Vitamin-D selektiv das pro-entzündliche IL-2 hemmt und das anti-entzündliche IL-4 fördert, während Dexamethason beide Interleukine gehemmt hat. Immunologische Daten stützen diesen Befund, denn Vitamin-D hemmt vor allem die Ausschüttung der Botenstoffe: TNF-alpha, INF-alpha (Interferon) und IL-2; aber fördert die Ausschüttung von: TGF (transforming growth factor) und IL-4, die allgemein als anti-entzündliche Botenstoffe des Immunsystems gelten.

Einige Beobachtungsstudien zeigen, dass Vitamin-D-Blutspiegel in einem Zusammenhang mit Symptomen und Krankheitsaktivität bei Patienten mit RA stehen (Andjelkovic, Vojinovic et al. 1999; Patel, Farragher et al. 2007; Rossini, Maddali Bongi et al. 2010). Alle drei Studien kommen zu dem Schluss, dass höhere Vitamin-D-Blutspiegel zu einer Verminderung der Krankheitsaktivität führen. Wir haben in unserer Praxis ähnliches festgestellt.

Interessanterweise gibt es Anzeichen, dass die RA-Symptome jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen. Im Herbst sind die Krankheitsaktivität (DAS28) und die Entzündungsparameter (BSG, CRP) niedriger als im Frühling (Iikuni, Nakajima et al. 2007). Leider sind in dieser japanischen Studie die Vitamin-D-Spiegel nicht gemessen worden, da normalerweise über den Winter ein Abfall der Vitamin-D-Blutspiegel zu beobachten ist (Woitge, Knothe et al. 2000). Eine kleine niederländische Studie mit gesunden Probanden hat zudem jahreszeitliche Unterschiede in der Immunzell-Zusammensetzung und der Botenstoffe in Abhängigkeit mit den Vitamin-D-Blutspiegeln feststellen können (Khoo, Chai et al. 2011).

Es scheint also so zu sein, dass ausreichend hohe Vitamin-D-Blutspiegel die RA-Therapie unterstützen. Ob optimale Vitamin-D-Blutspiegel das Risiko für eine RA-Erkrankung senkt, ist nicht geklärt. Die Datenlage dazu ist ungeklärt.

Vitamin-D und Psoriasis-Arthritis

Psoriasis (Schuppenflechte) ist äußerlich gekennzeichnet durch Hautveränderungen, hervorgerufen durch übermäßige Vermehrung und Veränderung der Keratinozyten (Hornhautzellen). Dendritische und Th1-Immunzellen setzen den Entzündungsmechanismus durch Ausschüttung von entzündlichen Botenstoffen (IL-2, IL-12, TNF-alpha und INF-alpha) in der Haut in Gang. TNF-alpha und INF-alpha können die Keratinozyten wiederum dazu anregen auch selbst Interleukine auszuschütten, dadurch werden weitere Immunzellen angelockt. Der entzündliche Prozess gerät so außer Kontrolle und hält sich selbst am Leben. Bei einem Teil der Patienten kommt im Laufe der Hauterkrankung eine Arthritis hinzu, die sich aber diagnostisch von der rheumatoiden Arthritis unterscheidet. Der Schweregrad der Hautveränderung lässt keinen Schluss auf die Schwere der Gelenkentzündung zu.

Die Hautzellen bilden nicht nur Vitamin-D, sondern können auch die aktive Form von Vitamin-D das Calcitriol herstellen. Calcitriol ist in der Lage, den Wachstumsprozess und die Differenzierung der Zellen zu beeinflussen.

Lichttherapie und äußerliche Anwendung von Vitamin-D führen zur Verbesserung der Hautveränderungen bei Psoriasis. Die Bestrahlung mit UV-Licht hat nicht nur zur Folge, dass in der Haut Vitamin-D gebildet wird, sondern UV-Licht an sich wirkt direkt auf die Zellen. Minimale Belichtungsdosen führen zu einer Herunterregulation des Hautimmunsystems (Maverakis, Miyamura et al. 2010), die weniger Entzündungsprozesse zur Folge haben. UV-Licht regt Zellen aber auch zur Apoptose (gerichteter Zelltod) an und führt im Fall von Psoriasis zur Minimierung der Keratinozytenzahl. Vitamin-D hat durch seine Rolle in der Regulation der Wachstumsprozesse eine ähnliche Wirkung. Zusätzlich kommt noch die schon mehrfach erwähnte Fähigkeit der Hemmung bestimmter Immunzellen (dendritische Zellen, Th1-Zellen) hinzu.

In der wissenschaftlichen Literatur ist bisher wenig zu den entzündlichen Gelenkprozessen bei Psoriasisarthritis und Vitamin-D vorhanden. Deshalb ist es zum jetzigen Zeitpunkt schwierig ein eindeutiges Urteil zu fällen. Eine italienische Beobachtungsstudie (Gisondi, Rossini et al. 2011) zeigte, dass Patienten mit Psoriasisarthritis einen niedrigeren Vitamin-D-Level hatten, als Patienten mit RA und Gesunde. Es konnte in dieser Studie aber kein Zusammenhang zwischen der schwere der Erkrankung und den Vitamin-D-Spiegeln festgestellt werden. Das deckt sich mit unseren eigenen Untersuchungen. Es scheint nicht nur ein Unterschied zwischen den Entzündungsprozessen der Haut und der Gelenke bei Psoriasisarthritis zu bestehen, sondern auch bei der Regulation der Entzündungsprozesse bei RA und Psoriasisarthritis. Es kann bisher nicht gesagt werden, ob Vitamin-D einen Effekt auf den Krankheitsverlauf hat. Dazu passt, dass Psoriasisarthritis eher als autoentzündliche Erkrankung bezeichnet wird und nicht als klassische Autoimmunerkrankungen zählt.

Corinna Hermsen ist Diplom-Biochemikerin und forscht am RHIO Forschungsinstitut für Rheumatologie, Immunologie und Osteologie, Düsseldorf, unter anderem zur Vitamin D3-Supplementation bei entzündlich-rheumatischen Erkrankungen.

Referenzen

1. Andjelkovic, Z., J. Vojinovic, et al. (1999). "Disease modifying and immunomodulatory effects of high dose 1 alpha (OH) D3 in rheumatoid arthritis patients." Clin Exp Rheumatol 17(4): 453-456.
2. Colin, E. M., P. S. Asmawidjaja, et al. (2010). "1,25-dihydroxyvitamin D3 modulates Th17 polarization and interleukin-22 expression by memory T cells from patients with early rheumatoid arthritis." Arthritis Rheum 62(1): 132-142.
3. Gisondi, P., M. Rossini, et al. (2011). "Vitamin D status in patients with chronic plaque psoriasis." Br J Dermatol 166(3): 505-10.
4. Iikuni, N., A. Nakajima, et al. (2007). "What's in season for rheumatoid arthritis patients? Seasonal fluctuations in disease activity." Rheumatology (Oxford) 46(5): 846-848.
5. Khoo, A. L., L. Y. Chai, et al. (2011). "Regulation of cytokine responses by seasonality of vitamin D status in healthy individuals." Clin Exp Immunol 164(1): 72-9.
6. Laragione, T., A. Shah, et al. (2012). "The vitamin D receptor regulates rheumatoid arthritis synovial fibroblast invasion and morphology." Mol Med 18(1): 194-200.
7. Maverakis, E., Y. Miyamura, et al. (2010). "Light, including ultraviolet." J Autoimmun 34(3): 247-257.
8. Patel, S., T. Farragher, et al. (2007). "Association between serum vitamin D metabolite levels and disease activity in patients with early inflammatory polyarthritis." Arthritis Rheum 56(7): 2143-2149.
9. Rossini, M., S. Maddali Bongi, et al. (2010). "Vitamin D deficiency in rheumatoid arthritis: prevalence, determinants and associations with disease activity and disability." Arthritis Res Ther 12(6): R216.
10. Tetlow, L. C. and D. E. Woolley (1999). "The effects of 1 alpha,25-dihydroxyvitamin D(3) on matrix metalloproteinase and prostaglandin E(2) production by cells of the rheumatoid lesion." Arthritis Res 1(1): 63-70.
11. Woitge, H. W., A. Knothe, et al. (2000). "Circaannual rhythms and interactions of vitamin D metabolites, parathyroid hormone, and biochemical markers of skeletal homeostasis: A prospective study." J Bone Miner Res 15(12): 2443-2450.