Transcript Skelettale und extraskelettale Effekte von Vitamin D – E. KALLAY

Skelettale und extraskelettale
Effekte von Vitamin D
Enikő Kállay
Institut für Pathophysiologie und Allergieforschung,
Medizinische Universität Wien
BIOLOGISCHE EFFEKTE DES VITAMIN D
Calcium
Transport
Endokrines
System
Kognitive
Funktionen
1,25(OH)2D3
(Calcitriol)
+
Vitamin D
Rezeptor
Muskuloskelettales
System
Kreislaufsystem
Immunsystem
Reguliert zelluläre Proliferation,
Differenzierung und Apoptose
Biosynthese und Stoffwechsel
Niere
7 - Dehydrocholesterol
25(OH)D3
Haut
Metaboliten
1αOHase
25OHase
24OHase
1a,25(OH)2D3
Vitamin D
Leber
24OHase
(VDR)
Serum
25(OH)D3
Endokrine Aktivität
Autokrine / parakrine Aktivität
(VDR)
1a,25(OH)2D3
Vitamin D
1αOHase
25(OH)D3
24OHase
24OHase
KOLON
Nahrung
Metaboliten
Mangel
Insuf.
Optimalbereich
Serum 25(OH)D ng/ml
Bruce W. Hollis Vitamin D summit Meeting 2009
Vitamin D und Krebs
Charakteristika von Krebszellen

Unabhängigkeit von externen
Wachstumssignalen

Verlust der Sensitivität für
wachstumshemmende Signale

Unbegrenztes Wachstumspotential

Unempfindlichkeit für aktiven
Zelltod (= Apoptose)

Kontinuierliche Neo-Angiogenese

Gewebe-Invasion und Wachstum in
anderen Organen
Vitamin D Wirkung

Hemmt Zellproliferation

Erhöht Zelldifferenzierung

Aktiviert Apoptose

Vermindert Angiogenese der
Tumoren

Verringert Metastasenbildung

Aktiviert das Immunsystem
WACHSTUMSHEMMENDER EFFEKT VON CALCITRIOL
IN KOLONOZYTEN
Protein
/ µg/ µg
CPM CPM
Prot.
10 nM 1,25(OH)2D3
8
NORMAL
MUCOSA
ADENOMA
6
4
2
0
Vehicle
10 nM 1,25-D3
Tong et al, Int. J. Cancer, 1998.
Cancer Research 2008 October 1; 68: (19), 78037810.
„Dietary Induction of Colonic Tumors in a
Mouse Model of Sporadic Colon Cancer“ by Kan
Yang and her colleagues at the Strang Cancer
Research Laboratory.
„Colonic tumors were prevented by elevating dietary calcium and
vitamin D3 to levels comparable with upper levels consumed by humans, but
tumorigenesis was not altered by similarly increasing folate, choline,
methionine, or fiber...“
KREBSPRÄVENTIVE
AKTIVITÄT
Autokrine / parakrine
Aktion
VDR
1aOHase
1a,25(OH)2D3
25(OH)D3
24OHase
KOLON
24OHase
Metaboliten
Expression von VDR, 1aOHase und 24OHase
mRNA in Kolontumoren
.
VDR
1aOHase
24OHase
Normale Mukosa
0,749 ± 0,05
2,261 ± 0,92
1,353 ± 0,38
Benigne Läsionen
0,455 ± 0,06***
2,365 ± 0,90
11,93 ± 5,77*
Adenokarzinome
0,412 ± 0,07***
1,183 ± 0,50
3.876 ± 1,41*
Horváth et al. J. Histochem. Cytochem. 2009.
Expression von 25 Hydroxyvitamin D3
24 Hydroxylase in kolorektalen Tumoren
24OHase Expression
.
Norm. mucosa
Benign lesions
Adenocarc.
Neg/+
++/+++
73.4%
77.1%
31.3%
26.6%
22.9%
68.7%
Adenokarzinom
Horváth et al. J. Histochem. Cytochem. 2009.
Einfluss der Breitengrade an Krebsmortalität in der USA
Brust
Kolon
Melanom
NCI: 1970-94 Cancer Mortality Rates by state economic area
(age-adjusted for 1970 US population)
Vitamin D und Reproduktionsmedizin
Vitamin D und weibliche Fertilität



VDR in Ovarien, Endometrium, Eileiter, Decidua, Plazenta
1α-Hydroxylase exprimiert im Synzytiotrophoblast
Vitamin D reguliert:
die Expression und Sekretion des Plazentalaktogens und hCG
 Calciumtransport in der Plazenta
 Steroidogenese in den Ovarien
 Anti-Müller Hormonexpression


VDR KO Mäuse:
Uterine Hypoplasie
 Gestörte Follikulogenese

Vitamin D, weibliche Fertilität, Erkrankungen
in der Schwangerschaft

Vitamin D Mangel in der Schwangerschaft:



2013 Jan 13.)



Präeklampsie: OR 2,09; (95% KI 1,50-2,90)
Schwangerschaftsdiabetes: OR 1,38 (1,12-1,70)
Frühgeburt: OR 1,58 (1,08-2,31)
Vitamin D Mangel beeinträchitgt IVF Erfolgsrate (Rudick et al. : Hum. Reprod. 2012)
Erhöhtes Risiko für schwangerschaftsbedingte Depressionen


PLoS One. 2012)
Vitamin D Defizienz : [25(OH)] < 20 ng/ml: (Wei et al.: J Matern Fetal Neonatal Med.


UK/London: 36% (< 10 ng/ml); 46% (10-30 ng/ml) (McAree et al. Matern Child Nutr. 2013)
Belgien:
12% (< 10 ng/ml); 44% (< 20 ng/ml); 74% (< 30 ng/ml) (Vandevijvere S, et al.
OR 1,48 (1,13-1,95) (Brandenbarg J. et al. Psychosom Med. 2012)
Vitamin D wirkt Entzündungshemmend und reguliert expression von Tolllike Rezeptoren (Thota et al. Reprod Sci. 2012)
Vitamin D, die Plazenta und Schwangerschaft
CYP27B1: 1αOHase
CYP24A1: 24OHase
NQ. Liu, M. Hewison: Archives of Biochem. Biophys. 523 (2012) 37-47
Methylierungsstatus von CYP24A1, CYP27B1 und VDR
in der humanen Plazenta
CYP27B1: 1αOHase
CYP24A1: 24OHase
Novakovic et al. J Biol Chem. 2009 May 29;284(22):14838-48
Methylierungsstatus von CYP24A1, CYP27B1 und VDR
in Trophoblast Zelllinien isoliert aus Choriokarzinom
CYP27B1: 1αOHase
CYP24A1: 24OHase
Novakovic et al. J Biol Chem. 2009 May 29;284(22):14838-48
Vitamin D und das Polycystische
Ovarialsyndrom

Prävalenz der Vitamin D Defizienz:



(Thomson et al. : Clin Endocrinol (Oxf). 2012 .)
67-85% (< 20 ng/ml);
Vitamin D Defizienz war assoziiert:

Übergewicht, metabolische und endokrine Störungen (Lerchbaum und Obermayer-

Erhöhte Insulinresistenz (Vandevijvere S, et al. PLoS One. 2012; Patra et al. Diabetes
Pietsch, Eur J Endocrinol. 2012 )
Metab Syndr. 2012 )
Vitamin D Einnahme:

Verbesserung des Menstrualzyklus (Lerchbaum und Obermayer-Pietsch, Eur J

Senkung der Glukose Konzentration (Wehr. et al. J Endocrinol Invest. 2011)
Endocrinol. 2012 )
Conclusio:





Lange Zeit wurde Vitamin D hauptsächlich mit gesunden
Knochen in Verbindung gebracht.
Vitamin D-Mangel steht mit zahlreichen chronischen
Erkrankungen, wie zum Beispiel Krebs, in Verbindung
Der Vitamin D Status beeinflusst das Outcome von IVF, die
Symptomatik und den Schweregrad des PCOS sowie der
Endometriose.
Vitamin D Supplementierung könnte einen regulierenden
Einfluss auf metabolische Störungen in Patientinnen mit PCOS
haben.
Optimale Vitamin D (und Calcium) Versorgung notwendig auch
für die Reproduktion, Schwangerschaft.