HOT TOPIC – Vitamin D, das „Sonnenvitamin“ – warum eine Ergänzung im Futter sinnvoll ist

Vitamin D – das „Sonnenvitamin“
Vitamin D gehört zu den essenziellen Vitaminen und ist an zahlreichen wichtigen Stoffwechselprozessen im Organismus beteiligt. Es wird häufig als Sonnenvitamin bezeichnet, da es unter dem Einfluss von Sonnenlicht in der Haut gebildet wird. Die lebenswichtigen Funktionen von Vitamin D im Organismus werden durch seine aktive Form, Calcitriol, erfüllt. Calcitriol reguliert unter anderem die aktive Calciumaufnahme aus dem Darm, den Transport von Calcium zu den Zielzellen sowie dessen Einlagerung in die Knochen. Ein Vitamin-D-Mangel führt zu Störungen des Calciumstoffwechsels und kann unter anderem eine verringerte Knochendichte und eine eingeschränkte Muskelkontraktion zur Folge haben.

Darüber hinaus spielt Vitamin D eine wichtige Rolle für das Immunsystem. So besteht beispielsweise ein auffälliger Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Status und der Häufigkeit schwerer Krankheitsverläufe bei einer SARS-CoV-2-Infektion. Aktuelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Vitamin-D-Supplementierung das Risiko für COVID-19 und schwere Krankheitsverläufe einschließlich der Sterblichkeit reduzieren kann. Nutztiere erkranken zwar nicht an COVID-19, sind jedoch zahlreichen anderen Erregern der Atemwege ausgesetzt und anfällig für Erkrankungen, die zwangsläufig zu Leistungseinbußen führen können.
 

Vitamin D in der Tierernährung und im Futter
Vitamin D ist ein essenzielles Vitamin und wird Nutztierfuttermitteln üblicherweise über die Vormischung zugesetzt. Die Dosierung hängt von der Tierart, der Produktionsphase, gesetzlichen Höchstmengen und der Art des eingesetzten Zusatzstoffes ab. Die Ergänzung über das Futter ist besonders wichtig, da Nutztiere häufig in geschlossenen Haltungssystemen gehalten werden und dadurch nur begrenzt dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Darüber hinaus verändert sich ihr Nährstoffbedarf – einschließlich des Bedarfs an Vitamin D – in Abhängigkeit vom Leistungsniveau und von der biologischen Verfügbarkeit der Nährstoffe. So haben Sauen beispielsweise während der Laktation einen besonders hohen Nährstoffbedarf, während sich die Anforderungen von Legehennen zu Beginn der Legeperiode von denen am Ende der Legeperiode unterscheiden.

Die Menge an Vitamin D wird üblicherweise in Internationalen Einheiten (IE) pro Kilogramm angegeben. Allerdings lässt sich nur Cholecalciferol (Vitamin D3) zuverlässig in IE ausdrücken, da sich die verschiedenen Vitamin-D-Formen (siehe Abbildung 1) hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität unterscheiden. Dadurch ist es schwierig, Produkte mit unterschiedlichen Vitamin-D-Formen allein anhand der enthaltenen Menge miteinander zu vergleichen. Dieses Hot Topic erläutert im Detail, welche praktischen Herausforderungen sich aus dieser eingeschränkten Vergleichbarkeit ergeben.
 

Internationale Einheiten – was sind sie und wie werden sie bestimmt? Eine kritische Betrachtung
Internationale Einheiten (IE) werden verwendet, um verschiedene Metaboliten stoffwechselaktiver Substanzen wie Vitamine oder Hormone miteinander zu vergleichen, wenn sich diese in ihrer biologischen Aktivität unterscheiden. Dies lässt sich beispielsweise anhand von Vitamin A veranschaulichen.
 

Auch Vitamin D wird üblicherweise in IE angegeben. Dabei ergibt sich jedoch ein ähnliches Problem wie bei Vitamin A. Die drei natürlich vorkommenden Formen von Vitamin D sind Cholecalciferol, Calcidiol und Calcitriol (siehe Seite 1, Abbildung 1). Ein eindeutig definiertes Verhältnis zwischen Masse und biologischer Aktivität existiert nur für Cholecalciferol. Hier entsprechen 1 IE 25 ng. Die biologische Aktivität von Calcidiol wird im Allgemeinen als vergleichbar mit der von Cholecalciferol angesehen, weshalb auch 25 ng Calcidiol häufig mit 1 IE Vitamin D gleichgesetzt werden.

Calcitriol, die aktive Form von Vitamin D, wird hingegen nicht in IE gemessen oder angegeben. Wissenschaftler haben versucht, die biologischen Aktivitäten von Calcitriol, Cholecalciferol und Calcidiol miteinander zu vergleichen, um – ähnlich wie bei Vitamin A – eine Umrechnungsformel für Internationale Einheiten zu entwickeln. Die biologischen Aktivitäten der Metaboliten wurden hierzu in vitro mithilfe verschiedener Bioassays bestimmt. Unterschiedliche Untersuchungsmethoden führten jedoch zu stark voneinander abweichenden Ergebnissen (Tabelle 1). Daher ist es nicht sinnvoll und vermutlich auch nicht möglich, ein verlässliches Verhältnis zwischen den biologischen Aktivitäten der verschiedenen Vitamin-D-Formen abzuleiten.

Die verbreitete Praxis, den Vitamin-D-Gehalt von Ernährungsprodukten in Internationalen Einheiten anstatt in metrischen Einheiten anzugeben, führt daher häufig zu Missverständnissen. Aufgrund der stark schwankenden Ergebnisse bei der Bestimmung der biologischen Aktivität lassen sich unterschiedliche Vitamin-D-Produkte nicht zuverlässig anhand von IE miteinander vergleichen. Aus diesem Grund sehen neuere internationale Empfehlungen vor, Dosierungsempfehlungen für Vitamin D in Futtermitteln in Masseneinheiten (µg/kg) anstatt in Aktivitätseinheiten (IE/kg) anzugeben.
 

Calcitriol kann nicht in IE angegeben werden – welche praktischen Konsequenzen hat das?
Der vorherige Abschnitt hat gezeigt, wie schwierig es ist, unterschiedliche Vitamin-D-Formen anhand ihrer biologischen Aktivität miteinander zu vergleichen. Während Cholecalciferol und Calcidiol üblicherweise in IE angegeben werden, gibt es daher keine verlässliche Umrechnungsformel, mit der sich Calcitriol in IE ausdrücken lässt. Dennoch gibt es Nahrungsergänzungs- beziehungsweise Ergänzungsprodukte, die Calcitriol enthalten. Die empfohlenen Tagesdosierungen dieser Produkte werden in metrischen Einheiten (µg) angegeben. Der Organismus reagiert auf die Aufnahme von Calcitriol deutlich anders als auf die Aufnahme von Cholecalciferol. Wird die Menge an Cholecalciferol von IE in µg umgerechnet, zeigen sich daher erhebliche Unterschiede zwischen den empfohlenen täglichen Aufnahmemengen beider Substanzen, wie das nachfolgende Beispiel verdeutlicht.
 

Was bedeutet das für ein Vitamin-D-Ergänzungsprodukt wie Active D?
Active D enthält Calcitriol-Glykoside sowie weitere sekundäre Pflanzenstoffe. Eine häufig gestellte Frage lautet, wie viele Internationale Einheiten Vitamin D in Active D enthalten sind. Wie in diesem Hot Topic erläutert, lässt sich diese Frage nicht korrekt beantworten. Stattdessen wird der Calcitriol-Gehalt von Active D in mg/kg angegeben.

Die Dosierungsempfehlung für das Produkt wurde auf Grundlage wissenschaftlicher Veröffentlichungen, des artspezifischen Bedarfs sowie wissenschaftlicher Studien und Feldversuche entwickelt. Active D sollte zusätzlich zu dem bereits über die Vormischung enthaltenen Vitamin D dem Futter zugesetzt werden. Auf diese Weise kann insbesondere in kritischen Phasen, in denen der Calciumbedarf steigt oder die Umwandlung von Vitamin D über Leber und Nieren eingeschränkt beziehungsweise stärker gefordert ist, die Versorgung mit Vitamin D und seinen Analoga unterstützt werden. Dies ermöglicht eine gezielte und bedarfsgerechte Ergänzung von Vitamin D über alle Produktionsphasen hinweg.