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Macht die Sonne Blutgefäße flexibler?
17. Januar 2014
Ein Forschungsteam entschlüsselte nun einen lange Zeit unbekannten molekularen Mechanismus.
Vitamin D reguliert nämlich die Elastizität der Blutgefäße und so auch die Blutdruckamplitude, so die
Studienergebnisse.
Die UV-B Strahlung im Sonnenlicht ist der wichtigste Faktor bei der Herstellung von Vitamin D im
Körper. Deshalb ist der Vitamin D-Spiegel vieler Menschen gerade im Winter zu niedrig. Bestimmte
Nahrungsmittel enthalten zwar auch Vitamin D, für eine ausreichende Versorgung im Körper reichen
Lebensmittel allerdings in der Regel nicht aus. Viele klinische Studien weisen darauf hin, dass ein zu
niedriger Vitamin D Spiegel mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Bluthochdruck aber auch anderen
Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Autoimmunerkrankungen und Krebs in Zusammenhang steht.
Die dahinter liegenden molekularen Mechanismen waren bisher jedoch noch unklar.
Vitamin D-Mangel führt zu Steifigkeit der Blutgefäße
Die beiden Erstautorinnen der Studie, Molekularbiologin Olena Andrukhova und Humanmedizinerin
Svetlana Slavic, vom Institut für Physiologie, Pathophysiologie und Biophysik an der Vetmeduni
Vienna, fanden heraus, dass ein langanhaltender Vitamin D-Mangel die Steifigkeit der Blutgefäße
erhöht. Am Beispiel der Aorta, einem elastischen Blutgefäß, das sich bei jeder Pulswelle dehnt und
wieder verengt, zeigten die Forscherinnen, dass Vitamin D-Mangel das Gefäß weniger flexibel macht.
Andrukhova erklärt im Detail: „Vitamin D verstärkt die Herstellung des Enzyms eNOS (endotheliale
Stickstoffmonoxid-Synthase). Dieses Enzym wird in der innersten Schicht der Blutgefäße, dem
Endothel, gebildet und ist entscheidend für die Regulation des Blutdrucks. Das Enzym produziert
nämlich Stickstoffmonoxid (NO), ein wichtiger Faktor für die Entspannung der glatten Muskulatur in
den Blutgefäßen. Wird zu wenig NO gebildet, werden die Gefäße immer unflexibler. Das führt
letztlich zum Bluthochdruck und anderen Kreislauferkrankungen. So steuert Vitamin D indirekt den
Blutdruck.“
Co-Autorin Slavic führt weiter aus: „Die Steifigkeit der Blutgefäße nimmt auch mit dem Alter zu.
Deshalb steigt auch die Blutdruckamplitude im Laufe des Lebens an und führt zu strukturellen
Veränderungen in der Aorta. Die Elastizität verschlechtert sich. Ein langanhaltender Mangel an
Vitamin D kann diesen Prozess beschleunigen.“
Vitamin D-Mangel in der Maus nachgestellt
Die Wissenschafterinnen arbeiteten mit genetisch veränderten Mäusen, um die Details des
Mechanismus genauer zu erforschen. Die Vitamin D-Rezeptoren der Tiere wurden so verändert, dass
keine Signalübertragung von Vitamin D mehr möglich war. Da Vitamin D auch den Kalzium- und
Phosphathaushalt reguliert, wurden die Nager auf eine Spezialdiät gesetzt, in der sie ausreichend mit
Kalzium und Phosphor versorgt wurden. Das Fehlen von Vitamin D war also der wesentliche Mangel,
der die Physiologie der Tiere beeinflusste.
Nach etwa einem Jahr ohne Vitamin D-Signalübertragung zeigten die Mäuse eine erhöhte
Blutdruckamplitude. Die Forscherinnen führten eine Reihe von Untersuchungen an verschiedenen
Geweben der Tiere durch. Um zu verstehen, was genau hinter der erhöhten Blutdruckamplitude
steckt, analysierten sie die Aorta im Detail und fanden eine verminderte Expression von eNOS, sowie
vermehrte Einlagerung von Kollagen und geringere Mengen elastischer Fasern. Die Blutgefäße
wurden also im Laufe der Zeit steifer und konnten sich weniger flexibel dem Blutstrom anpassen. Die
Folge war eine erhöhte Blutdruckamplitude und Veränderungen in Herzstruktur und Herzfunktion. In
zukünftigen Studien wollen die Forscher genau untersuchen, ob Vitamin D an verschiedenen
Zelltypen in Blutgefäßen unterschiedlich wirkt.
Licht tanken für Herz und Kreislauf
In Europa gibt es immer wieder Überlegungen, bestimmte Lebensmittel mit Vitamin D anzureichern,
wie es beispielsweise auch in den USA üblich ist. Eine übermäßige externe Zufuhr von Vitamin D birgt
jedoch auch Gefahren. Zu hohe Mengen an Vitamin D können vom Körper nicht ausgeschieden
werden und können in sehr hohen Dosen zu Kalziumablagerungen in Blutgefäßen, Nieren, Lunge und
Herz führen. Ein Mangel an Vitamin D kann jedoch auch dramatische Folgen haben. Institutsleiter
Professor Reinhold Erben führt aus: „Es ist nicht so, dass Vitamin D Mangel sofort zu einem Anstieg
der Blutdruckamplitude oder des Blutdruckes führt. Aber auf die Dauer kann dieser Einfluss zu
kardiovaskulären Schädigungen führen. Vitamin D ist chemisch übersetzt die Sonne in uns, die wir
regelmäßig tanken sollten, gerade im Winter. Dabei muss man allerdings bedenken, dass in
Mitteleuropa zwischen November und Februar auf Meereshöhe eine Synthese von Vitamin D in der
Haut aufgrund der zu geringen UV-B-Strahlung physikalisch unmöglich ist. Alternativen sind Vitamin
D-Präparate oder Aufenthalt in den Bergen.“
Originalpublikation:
Vitamin D Is a Regulator of Endothelial Nitric Oxide Synthaseand Arterial Stiffness in Mice
Svetlana Slavic et al.; Molecular Endocrinology, doi: 10.1210/me.2013-1252; 2014
Veterinärmedizinische Universität Wien