Vitamin D3 oder Vitamin D2?

Vitamin D kommt in Nahrungsmitteln in zwei verschiedenen Formen vor:

• Vitamin D3 (Cholecalciferol) Findet sich vor allem in tierischen Erzeugnissen
• Vitamin D2 (Ergocalciferol) Kommt vor allem in Pflanzen vor

Der Körper kann beide Formen verwerten – allerdings unterschiedlich gut. Während Vitamin D2 über viele Jahre als gleichwertig zu Vitamin D3 angesehen wurde, deutet jüngere Forschung darauf hin, dass Vitamin D3 deutlich wirksamer sein könnte als Vitamin D2. (1) Vitamin D3 ist auch die Form, die unser Körper selbst mit Hilfe von Sonnenlicht herstellen kann – es wäre also durchaus plausibel, dass wir diese Form besonders gut verwerten können.

Vitamin D2 – in Europa kaum verbreitet

Während Vitamin D2 in Europa heute kaum noch als Wirkstoff in Vitamin-D-Präparaten eingesetzt wird, ist es in den USA nach wie vor weit verbreitet. Die klinisch eingesetzten, hochdosierten Vitamin-D-Präparate in den USA enthalten noch immer fast ausschließlich Vitamin D2. In den 30er Jahren wurde sowohl in Amerika als auch in Europa Kuhmilch lange Zeit mit Vitamin D2 angereichert, um der damals grassierenden Rachitis-Epidemie Herr zu werden – was auch großen Erfolg zeigte. Trotzdem wurde in Europa bald auf Vitamin D3 gewechselt, als sich die Indizien mehrten, dass dies die vermutlich wirksamere Form von Vitamin D ist. Über Jahre hinweg wurde Vitamin D2 jedoch als gleichwertig zu Vitamin D3 angesehen. Faktisch wird auch heute noch immer kein Unterschied zwischen den beiden Formen gemacht: Eine Internationale Einheit Vitamin D2 gilt nach wie vor als gleichwertig zu einer IE Vitamin D3.

Vitamin D2 – nicht mehr die einzige pflanzliche Option

Vitamin D2 erfreute sich lange Zeit vor allem unter Vegetariern und Veganern großer Beliebtheit, da Vitamin D2 aus pflanzlichen Quellen gewonnen wird, während herkömmliche Vitamin-D3-Präparate tierische Fette (Lanolin) als Ausgangsbasis haben. Meist werden diese aus Wolle extrahiert, die als Abfall der Schlachtindustrie anfällt. Heute gibt es jedoch auch veganes Vitamin D3, das aus einer Flechten-Art extrahiert wird und chemisch identisch zu tierischem Vitamin D3 ist. Auch in diesem Segment wird Vitamin D2 darum zunehmend durch veganes Vitamin D3 verdrängt.

Vitamin D3 verdrängt Vitamin D2

Heute nimmt aber auch in den USA die Verbreitung von Vitamin D2 deutlich ab und viele Vitamin-D-Experten sprechen sich recht deutlich gegen Vitamin D2 aus. „Vitamin D2 sollte nicht länger als äquivalent zu Vitamin D3 betrachtet werden und D2 oder Ergocalciferol sollte auch nicht als ein Nährstoff betrachtet werden, der zum Einsatz in Nahrungsergänzungsmitteln oder zur Anreicherung von Lebensmitteln geeignet wäre“, lautet etwa die drastische Forderung des Vitamin-D-Forschers Reinhold Vieth. (2) Wie kommt es zu dieser Einschätzung?

Die unterschiedliche Wirkung von Vitamin D3 und Vitamin D2

Vitamin D2 wird im Körper etwas anders verstoffwechselt als Vitamin D3. Oft wird in diesem Zusammenhang behauptet, Vitamin D2 muss vom Körper erst zu Vitamin D3 umgewandelt werden – dies stimmt nicht, Vitamin D2 bleibt auch in den weiteren Umwandlungsschritten in dieser Form erhalten. Im Laufe der Jahre sind jedoch einige Unterschiede in der Verwertung der beiden Vitamin-D-Formen deutlich geworden.

1. Transportmoleküle Vitamin D3 bindet sich besser an die Transportmoleküle im Blut – kann also vom Körper besser transportiert und umgewandelt werden, als Vitamin D2. (3, 4)
2. Halbwertszeit Vitamin D2 wird aus dem gleichen Grund offenbar schneller ausgeschieden, als Vitamin D3. (5) Blutwerte fallen demnach bei Vitamin D2 schneller wieder ab und D3 zeigt eine nachhaltigere Wirkung.
3. Verarbeitung in der Leber Die Enzyme, welche Vitamin D in seine aktiven Formen umwandeln, zeigen eine größere Affinität zu Vitamin D3. (6) Ein entsprechendes Enzym in den Mitochondrien wandelt überhaupt nur Vitamin D3 um. (7, 8)
4. Deaktivierung Das aktive Vitamin-D-Hormon wird streng reguliert und bei Bedarf deaktiviert. Diese Deaktivierung findet stärker und früher für Vitamin D2 statt. (9, 10)

Weiterlesen in unserem Detail-Artikel

• Vitamin-D-Stoffwechsel – so verhält sich Vitamin D im Körper

Ist Vitamin D3 wirksamer als D2?

Diese Zusammenhänge lassen plausibel werden, dass Vitamin D3 in der Tat wirksamer ist, als Vitamin D2. Daies spiegelt sich auch in vielen Studien wieder, die zeigen konnten, dass Vitamin D3 bei großen Dosen einen sehr viel größeren Anstieg der Blutwerte für die Vitamin-D-Zirkulationsform 25(OH)D erreicht. (11-14) Allerdings sind gerade diese Studien teilweise mit Vorsicht zu genießen, da einige Messverfahren Vitamin D2 weit schlechter messen als Vitamin D3 – zum Teil scheinen fast 50 Prozent der Vitamin-D2-Metabolite nicht korrekt erkannt zu werden. (15) Einige Studien, etwa die vorgenannte von Armas et. al. haben diesen Faktor jedoch berücksichtigt und kommen trotzdem zu dem Ergebnis, dass Vitamin D3 etwa drei bis vier mal so effektiv ist, wie Vitamin D2. Eine oft zitierte Studie von Heaney et. al. hingegen verwendete ein Testverfahren, welches große Teile des Vitamin D2 nachweislich nicht korrekt misst. (16)

Die Studienlage bleibt jedoch widersprüchlich  – Holick et.al beispielweise konnten in einem großangelegten Versuch mit 1000 IE pro Tag keinerlei Unterschied in der Wirksamkeit von Vitamin D3 und Vitamin D2 oder einer Kombination der beiden feststellen und kamen zu dem Ergebnis, dass die beiden Wirkstoffe in ihrer Wirkung absolut identisch sind. (17) In Ermangelung ausreichender Studien, welche die Verzerrungs-freien HPLC- oder LC-MS/MS-Messverfahren verwenden, kann die Frage also nicht abschließend beantwortet werden. Zumindest einige der Studien dürften durch fehlerhafte Messverfahren stark verzerrt worden sein.

Vitamin D2 senkt Vitamin D3

Im Zuge vieler Studien wurde ein recht komplexer Zusammenhang des Vitamin-D-Metabolismus bei den verschiedenen Formen festgestellt: Bei der Einnahme von Vitamin D2 sinken die Spiegel aller Vitamin-D3-Metabolite stark ab. Am Beispiel der Zirkulationsform bedeutet dies: Zwar erhöht sich der Spiegel von 25(OH)D2 im Blut, dafür sinkt jedoch der Spiegel an 25(OH)D3, so dass in der Summe nur wenig Gesamtanstieg zu verzeichnen ist. Umgekehrt ist dies nicht der Fall. Auch das aktive Vitamin D verhält sich ähnlich. (18-20) Die Bedeutung und die genauen Mechanismen hinter dieser Entdeckung sind derzeit noch nicht geklärt, stützen aber erneut die These, das Vitamin D2 den Gesamtspiegel von Vitamin D nicht in gleicher Weise anhebt, wie Vitamin D3.

Fazit Vitamin D3 vs Vitamin D2

Daran, dass Vitamin D2 durchaus effektiv einen Vitamin-D-Mangel beheben kann, besteht kein Zweifel: Mittlerweile werden in den USA seit Jahrzehnten Menschen erfolgreich mit Vitamin D2 behandelt. Dennoch mehren sich die Anzeichen, dass Vitamin D3 in der Tat die effektivere Form von Vitamin D ist. Darauf deuten sowohl entsprechende Studien, als auch die genannten Erkenntnisse über den Metabolismus von Vitamin D2 hin. Die Unklarheiten über Vitamin D2 führen derzeit zu großer Verwirrung. Vor allem im wissenschaftlichen Kontext ist nun unklar, inwiefern Studien mit Vitamin D2 mit solchen Studien verglichen werden können, die Vitamin D3 einsetzen. Auch ist unklar, inwiefern die verschiedenen Empfehlungen zur Dosierung von Vitamin D vielleicht durch diesen Faktor verzehrt wurden. In der Folge herrscht nun auch bei Patienten Unsicherheit. Es gibt darum guten Grund, eine generelle Empfehlung für Vitamin D3 auszusprechen. Sowohl wissenschaftliche Studien als auch Patienten täten gut daran, diese besser verstandene Form von Vitamin D zu verwenden. Diese Empfehlung ist auf dem europäischen Markt von den Herstellern der Präparate glücklicherweise längst umgesetzt – Vitamin D2 ist hier bereits fast vollständig verdrängt.

Quellen

1. Tripkovic L, Lambert H, Hart K, Smith CP, Bucca G, Penson S, Chope G, Hyppönen E, Berry J, Vieth R, Lanham-New S. Comparison of vitamin D2 and vitamin D3 supplementation in raising serum 25-hydroxyvitamin D status: a systematic review and meta-analysis. Am J Clin Nutr. 2012 Jun;95(6):1357-64.
2. Houghton LA, Vieth R. The case against ergocalciferol (vitamin D2) as a vitamin supplement. Am J Clin Nutr. 2006 Oct;84(4):694-7. PubMed PMID: 17023693.
3. Hollis BW. Comparison of equilibrium and disequilibrium assay conditions for ergocalciferol, cholecalciferol and their major metabolites. J Steroid Biochem. 1984 Jul;21(1):81-6.
4. Bouillon R. The vitamin D binding protein DBP. In: Feldman D, Pike JW, Adams JS, editors. , eds. Vitamin D. 3rd ed Waltham, MA: Academic Press (Elsevier); 2011;57–72
5. Jones KS, Assar S, Harnpanich D, Bouillon R, Lambrechts D, Prentice A, Schoenmakers I. 25(OH)D2 half-life is shorter than 25(OH)D3 half-life and is influenced by DBP concentration and genotype. J Clin Endocrinol Metab. 2014 Sep;99(9):3373-81.
6. Holmberg I, Berlin T, Ewerth S, Bjorkhem I. 25-Hydroxylase activity in subcellular fractions from human liver. Evidence for different rates of mitochondrial hydroxylation of vitamin D2 and D3. Scand J Clin Lab Invest 1986;46:785–90.
7. Cheng JB, Levine MA, Bell NH, Mangelsdorf DJ, Russell DW. Genetic evidence that the human CYP2R1 enzyme is a key vitamin D 25-hydroxylase. Proc Natl Acad Sci U S A 2004;101:7711–5.
8. Guo YD, Strugnell S, Back DW, Jones G. Transfected human liver cytochrome P-450 hydroxylates vitamin D analogs at different side-chain positions. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993 Sep 15;90(18):8668-72.
9. Horst R, Prapong S, Reinhardt T, Koszewski N, Knutson J, Bishop C. Comparison of the relative effects of 1,24-dihydroxyvitamin D(2) [1, 24-(OH)(2)D(2)], 1,24-dihydroxyvitamin D(3) [1,24-(OH)(2)D(3)], and 1,25-dihydroxyvitamin D(3) [1,25-(OH)(2)D(3)] on selected vitamin D-regulated events in the rat. Biochem Pharmacol. 2000 Sep 1;60(5):701-8.
10. Thacher TD, Fischer PR, Obadofin MO, Levine MA, Singh RJ, Pettifor JM. Comparison of metabolism of vitamins D2 and D3 in children with nutritional rickets. J Bone Miner Res. 2010 Sep;25(9):1988-95.
11. Trang H, Cole DE, Rubin LA, Pierratos A, Siu S, Vieth R. Evidence that vitamin D3 increases serum 25-hydroxyvitamin D more efficiently than does vitamin D2. Am J Clin Nutr 1998;68:854–48.
12. Laura A. G. Armas, Bruce W. Hollis, and Robert P. Heaney. Vitamin D2 Is Much Less Effective than Vitamin D3 in Humans. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2004 89:11, 5387-5391
13. Elisabetta Romagnoli et. al. Short and Long-Term Variations in Serum Calciotropic Hormones after a Single Very Large Dose of Ergocalciferol (Vitamin D2) or Cholecalciferol (Vitamin D3) in the Elderly. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2008 93:8, 3015-3020
14. Lehmann U, Hirche F, Stangl GI, Hinz K, Westphal S, Dierkes J. Bioavailability of vitamin D(2) and D(3) in healthy volunteers, a randomized placebo-controlled trial. J Clin Endocrinol Metab. 2013 Nov;98(11):4339-45.
15. Glendenning P, Taranto M, Noble JM, Musk AA, Hammond C, Goldswain PR, Fraser WD, Vasikaran SD. Current assays overestimate 25-hydroxyvitamin D3 and underestimate 25-hydroxyvitamin D2 compared with HPLC: need for assay-specific decision limits and metabolite-specific assays. Ann Clin Biochem. 2006 Jan;43(Pt 1):23-30.
16. Robert P. Heaney, Robert R. Recker, James Grote, Ronald L. Horst, and Laura A. G. Armas. Vitamin D3 Is More Potent Than Vitamin D2 in Humans. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2011 96:3
17. Michael F. Holick et al. Vitamin D2 Is as Effective as Vitamin D3 in Maintaining Circulating Concentrations of 25-Hydroxyvitamin D. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 2008 93:3, 677-681
18. Swanson CM, Nielson CM, Shrestha S, Lee CG, Barrett-Connor E, Jans I, Cauley JA, Boonen S, Bouillon R, Vanderschueren D, Orwoll ES; Osteoporotic Fractures in Men (MrOS) Study Research Group. Higher 25(OH)D2 is associated with lower 25(OH)D3 and 1,25(OH)2D3. J Clin Endocrinol Metab. 2014 Aug;99(8):2736-44.
19. Demetriou ET, Travison TG, Holick MF. Treatment with 50,000 IU vitamin D2 every other week and effect on serum 25-hydroxyvitamin D2, 25-hydroxyvitamin D3, and total 25-hydroxyvitamin D in a clinical setting. Endocr Pract. 2012 May-Jun; 18(3):399-402
20. Biancuzzo RM, Clarke N, Reitz RE, Travison TG, Holick MF. Serum concentrations of 1,25-dihydroxyvitamin D2 and 1,25-dihydroxyvitamin D3 in response to vitamin D2 and vitamin D3 supplementation. J Clin Endocrinol Metab. 2013 Mar;98(3):973-9.

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