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JENSEITS VON ENTDECKUNGEN

DIE AUFKLÄRUNG DES VITAMIN D RÄTSELS

VON SPRENGSTOFFEN ZUM GAS, DAS HEILT

DIE GESCHICHTE DER HEPATITIS B

DAS ENTWAFFNEN EINES TÖDLICHEN VIRUS

POLYMERE UND MENSCHEN

WENN DIE ERDE BEBT

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Die Aufklärung des Vitamin D Rätsels

Ein Fall von Verwechslung

Das Verfolgen der Krankheitsursache

Eine Substanz verschieden von Proteinen und Salzen

Die Pirsch auf Rachitis

Begrifferaten

Die Verbindung zwischen Vitamin D und der Kontrolle von Kalzium

Mehr als nur eine Methode der Kalziumregulation

Die Verbindung zwischen Vitamin D
und der Kontrolle von Kalzium

Mit Rachitis unter Kontrolle konzentrierten sich Wissenschaftler nun darauf, herauszufinden wie der Wunderknochenbilder funktionierte. Im Verlauf der nächsten vierzig Jahre erkundete eine Anzahl von Forschungsteams den Pfad des Stoffwechsels von Vitamin D im Körper. Eins der verwirrenden, anfänglichen Ergebnisse war, daß die Stoffwechselnebenprodukte von Vitamin D alle biologisch inaktiv zu sein schienen. Wie, dann, würde Vitamin D Knochen bilden und Rachitis heilen?

Wissenschaftlern fehlten die Werkzeuge, um diesen komplizierten Prozeß im lebenden Organismus zu verfolgen. Dies gelang erst Mitte der sechziger Jahre, nachdem neue Techniken, die radioaktiv markierte Substanzen benutzen, verfügbar wurden. Zwischen 1968 und 1971 machten Forscher große Fortschritte im Verständnis des Stoffwechsels von Vitamin D und seiner physiologischen Aktivität. Das Team von Hector F. DeLuca von der Universität von Wisconsin isolierte 1968 eine aktive Substanz, die als 25-Hydroxyvitamin D3 identifiziert wurde, und wie sie später herausfanden, in der Leber produziert wird. Während der nächsten zwei Jahre, beschrieben das Wisconsin-Team, Anthony W. Norman und Kollegen von der Riverside-Universität in Kalifornien und E. Kodicek und Mitarbeiter von der Cambridge-Universität in England unabhängig voneinander die Existenz eines zweiten aktiven Metaboliten. Kodicek und David R. Fraser zeigten, daß dieser zweite Metabolit in der Niere produziert wird. 1971 schließlich veröffentlichten alle drei Forschergruppen Berichte, in denen sie die chemische/molekulare Struktur dieses Metaboliten, der als 1,25-Dihydroxyvitamin D3 identifiziert wurde, beschrieben. Damit war klargestellt, daß die Leber Vitamin D3 in 25-Hydroxyvitamin D3, die zirkulierende Hauptform des Vitamins, umwandelt. Die Nieren konvertieren 25-Hydroxyvitamin D3 dann zu 1,25-Dihydroxyvitamin D3, der aktiven Form des Vitamins.

Das Vitamin D Zyklus. Wie hier illustriert, können Menschen einen Vorläufer bekommen (inaktiv) Form von Vitamin D von Essen und auch von der photosynthetic-Reaktion, die vorkommt, wenn 7-dehydrocholesterol in Haut-Zellen zu ultraviolettem Licht freigelegt werden. Dieser inaktive Vorläufer reist zur Leber, wo es sich zu 25-hydroxyvitamin D3 verändert hat, die bedeutende zirkulierende Form von Vitamin D3. Die Nieren dann konvertieren diese dazwischenliegende Form des Vitamins zu 1,25-dihydroxyvitamin D3-- ein Hormon der nicht nur Kontrollen-Kalzium-Stoffwechsel durch das Vergrößern von Darm Kalzium-Absorption und Knochen-Kalzium-Mobilmachung, sondern hat auch viele andere Wirkungen überall in der Körper.

Aber wie beeinflußt all dies die Kalziumablagerung, die starke Knochen aufbaut? Seit den fünfziger Jahren hatten Wissenschaftler über die Bedeutung zweier Ergebnisse gerätselt, die mit dieser Frage verwandt waren. Der schwedische Forscher Arvid Carlsson machte Anfang dieses Jahrhunderts die erschreckende Entdeckung, daß Vitamin D Kalzium sogar aus Knochen entfernen kann, wenn es vom Körper gebraucht wird. Der norwegische Biochemiker R. Nicolaysen, der jahrelang verschiedene Diäten an Tieren ausprobiert hatte, schloß gleichzeitig, daß die Aufnahme von Kalzium aus dem Essen von irgendeinem unbekannten "endogenen Faktor " dirigiert wird, der dem Darm die Kalziumbedürfnisse des Körpers mitteilt. Experimente, die die Aktivierung von Vitamin D verfolgten, lieferten die Antworten.

Ein wichtiges Ergebnis jener Experimente war die Neuklassifizierung von 1,25-Dihydroxyvitamin D3, der aktiven Form von Vitamin D, als ein Hormon, das den Kalziumstoffwechsel steuert. Ein Hormon ist eine chemische Substanz, die von einem Organ produziert wird, und dann im Blutkreislauf zu einem Zielorgan, wo es eine bestimmte biologische Reaktion verursacht, transportiert wird. Der Grund für die Neuklassifizierung der aktiven Form von Vitamin D war die Realisierung, daß 1,25-Dihydroxyvitamin D3 von den Nieren produziert wird, und daß es sich nach Sekretion durch die Nieren in den Zellkernen des Darms anhäuft, wo es den Kalziumstoffwechsel reguliert. Mark R. Haussler von der Universität in Arizona bestätigte 1975 die Entdeckung eines Proteinrezeptors, der aktives Vitamin D an den Kern von Darmzellen bindet.

Nachdem Vitamin D mit dem Darm in Verbindung gebracht war, konzentrierten sich die Wissenschaftler nun auf den Mechanismus für die Kontrolle von Kalzium. Forscher bemerkten, daß ein Anstieg des Kalziumspiegels in der Nahrung mit einem Absinken der Menge an aktivem Hormon Vitamin D im Körper einherging und umgekehrt, ein Rückkoppelungsmuster, das eindeutig zum Hormon Vitamin D als dem von Nicolaysen beschriebenen "endogenen Faktor " für die Kalziumregulation hinwies. Viele Forschungsgruppen, einschließlich jener von den Universitäten in Wisconsin und Cambridge, konzentrierten sich nun auf die Jagd nach der Beziehung zwischen dem Hormon Vitamin D und dem Rest des endokrinen Systems im Körper. Sie fanden heraus, daß ein Nebenschilddrüsenhormon für die Beibehaltung eines adäquaten Niveaus an Vitamin D im Blut entscheidend war. Wenn Kalzium gebraucht wird, schickt die Nebenschilddrüse das Nebenschilddrüsenhormon zu den Nieren, um die Produktion von Vitamin D auszulösen. Dieses Hormon wiederum veranlaßt den Darm, Kalzium aus der Nahrung zu entnehmen und ins Blut überzuführen. Wenn die Kalziumaufnahme zu gering ist, um normale Funktionen zu unterstützen, initiieren Vitamin D und das Nebenschilddrüsenhormon einen Prozeß, in dem in Knochen abgelagertes Kalzium mobilisiert wird (eine Bestätigung des beinahe zwanzig Jahre alten schwedischen Ergebnisses).

Die Regulation des Blut-Kalziumspiegels ist wichtig. Wenn zu wenig Kalzium im Blut ist, schalten sich Gewebezellen - besonders Nerven- und Muskelzellen - ab, was im Körper Schüttelkrampfe auslöst; wenn zu viel Kalzium im Blut ist, verkalken die Organe und hören schließlich auf, zu arbeiten. Für Patienten, die ihre Nebenschilddrüse oder Nieren verloren hatten und nicht längerden Kalziumspiegel im Blut regulieren konnten, hatte das neu synthetisierte Hormon Vitamin D, wenn mit viel Kalzium verabreicht, eine dramatische Wirkung und heilte sie von Schüttelkrampfen und chronischer Knochenerkrankung.

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