Calcium und Vitamin D3

Calcium und seine Funktion im Körper

In unserem Körper sind circa 1 kg Calcium gespeichert. Den größten Teil (ca. 90%) findet man in den Knochen und Zähnen. Dort liegt das Mineral gebunden vor und sorgt für Festigkeit und Stabilität. Calcium hat aber noch weitere Funktionen im Körper, wobei in diesem Fall Calcium ungebunden vorliegt, also gelöst im Blutserum. Hier muss eine Konzentration von 2,2 – 2,6 mmol/L im Blut vorherrschen. Der Körper versucht durchgehend die ungebundene Menge an Calcium im Blut konstant zu halten, da Calcium an Vorgängen wie z.B. der Blutgerinnung, Nervenfunktion und der Muskelaktivität beteiligt ist. Dass diese Vorgänge nicht beeinträchtigt werden, ist lebensnotwendig. Daher versucht der Körper stets die Konzentration des ungebundenen Calciums im Blut zu stabilisieren. Ist die Calciumzufuhr durch die Nahrung zu gering, holt sich der Körper das Calcium aus dem Mineralspeicher Knochen. Dort ist der größte Anteil des Calciums als festes Mineral gelagert. Eine Reserve, auf die der Körper zurückgreift, um die lebensnotwendigen Prozesse wie die Muskelaktivität am Laufen zu halten. Der Nachteil ist allerdings, dass dadurch Knochensubstanz abgebaut wird. Ein Calciummangel kann auch zu Karies und Zahnverlust führen, da dem Zahn durch das Fehlen des Minerals die Härte fehlt und dadurch angreifbar wird. Für gesunde Knochen und Zähne sollte daher stets auf eine positive Calciumbilanz von mind. 1000 mg pro Tag geachtet werden.

Das Calcium-Gleichgewicht:

Ernährt sich ein gesunder Mensch ausgewogen, herrscht im Körper eine positive Calciumbilanz und das Mineral kann seine lebenswichtigen Funktionen ausüben. Der Körper baut täglich circa 500 mg Calcium aus den Knochen ab. Bei ausreichender Calciumzufuhr wird das Calcium wieder in den Knochen eingebaut. Die unten dargestellte Abbildung stellt den Kreislauf von Calcium im gesunden Körper dar.
Abbildung modifiziert nach Sun et al. Front. Cell Dev. Biol 2020; Esposti et al. Endocrine 2019; Gulley et al. Clin Genitourin Cancer 2007. Abbildung wurde erstellt mit BioRender.com.

Der Calciumkreislauf:

  1. Der Körper versucht ständig die Konzentration des Calciums im Blut konstant zu halten.
  2. Wird zu wenig Calcium (<1000 mg pro Tag) aufgenommen, produziert die Nebenschilddrüse das Parathormon.
  3. Parathormon sorgt für die Aktivierung von Vitamin D3.
  4. Aktives Vitamin D3 erhöht die Calciumaufnahme im Darm. Hierfür ist eine ausreichende Calciumzufuhr notwendig.
  5. Das Calcium gelangt durch Vitamin D3 aus dem Darm in den Blutkreislauf.
  6. Von dort kann das Calcium seine Funktion ausüben. Knochen werden gestärkt, Muskeln können arbeiten und Nervenzellen können Reize übertragen.
  7. Ist die Calciummenge in der Nahrung zu gering, stimuliert das Parathormon die Calcium-Freisetzung aus dem Knochen. Die Folge: Knochenabbau.
  8. Die Niere scheidet überschüssiges Calcium über den Urin aus und kann dieses aber auch bei Mangel in den Blutkreislauf zurückführen.
Grundsätzlich macht sich eine zu geringe Calciumzufuhr nur dann bemerkbar, wenn dies über einen längeren Zeitraum geschieht. Dies kann über das Blutbild nicht bestimmt werden, da der Körper die Calciumkonzentration konstant hält. Ist die Calciumbilanz negativ, ist Knochenschwund die Folge. Wird die Knochenmasse geringer, erhöht sich das Risiko, einen Knochenbruch zu erleiden.

Was ist zu tun, wenn die Calciumzufuhr zu niedrig ist?

Am besten überprüft man anhand eines Calciumrechners seine tägliche Calciumzufuhr. Zeigt dieser an, dass die Ernährung zu Calciumarm (unter 1000 mg Calcium pro Tag) ist, gibt es zwei Möglichkeiten dem entgegenzuwirken. Entweder kann die Ernährung umgestellt werden oder man kann Nahrungsergänzungsmittel einnehmen, um die negative Calciumzufuhr auszugleichen. Letzteres gelingt den meisten Betroffenen einfacher, da eine Ernährungsumstellung für viele zu aufwendig erscheint. Bei bestimmten Erkrankungen übernimmt die Krankenkasse die Kosten für das Supplement.

Optimale tägliche Calciumzufuhr

Säuglinge

Kinder und Jugendliche

Erwachsene

Schwangere und stillende Frauen

Wie Vitamin D3 das Calcium in die Knochen bringt

Calcium und Vitamin D3 brauchen sich gegenseitig! Vorstufen des aktiven Vitamin D3 werden entweder über die Nahrung aufgenommen oder über Sonnenlicht in der Haut gebildet. Über Stoffwechselprozesse in Niere und Leber wird dann das aktive Vitamin D3 produziert. Calcium kann nur mit Hilfe des aktiven Vitamin D3 aus dem Darm in den Blutkreislauf gelangen und von dort den Knochen erreichen und mineralisieren. Vitamin D3 ist somit notwendig zur Erhaltung und Aufbau gesunder und stabiler Knochen. Liegt ein schwerer Vitamin D3-Mangel vor, kann sogar eine Calciumreiche Ernährung nicht mehr ausreichend sein, um die Knochen vollständig zu mineralisieren.

Vitamin D3 und das Sonnenlicht

Vitamin D3 wird gerne als “Sonnenhormon” bezeichnet, da es über die Haut durch die Sonnenexposition gebildet wird. Vitamin D3 kann nur gebildet werden, wenn die Sonne höher als 42 Grad über dem Horizont steht. Diese Höhe erreicht sie in unseren Breitengraden lediglich in den Sommermonaten. Im Winter wird kein Vitamin D3 produziert. An sich stellt das auch kein Problem dar, da die Evolution sich etwas Besonderes ausgedacht hat. Der Körper kann Vitamin D3 in Fettzellen speichern. Seinen Speicher kann man im Sommer gut auffüllen, wenn man täglich mindestens 15 Minuten der Sonnenstrahlung ausgesetzt ist und der Körper nicht vollständig mit Kleidung bedeckt ist. Im Winter kann der Körper dann auf das Depot zurückgreifen. So einfach dies auch erscheinen mag, tritt trotzdem in Deutschland laut Robert-Koch-Institut und Max-Rubner-Institut bei jedem fünften im Winter ein schwerer Mangel auf. Zusätzlich lässt im Alter die Umsetzung des Sonnenlichts um circa die Hälfte nach. Kann der Körper keinen ausreichenden Vitamin D3-Spiegel halten, sollten täglich 1000 I.E. des Vitamins supplementiert werden. Gerade bei knochenbezogenen Erkrankungen ist ein Serumspiegel über 30 ng/ml wichtig, weshalb hier eine tägliche Supplementation empfohlen wird.

Ab wann ist man mit Vitamin D3 unterversorgt?

Liegt ein schwerer Mangel vor, kann dieser mit wöchentlichen Korrekturdosen von z.B. 20.000 I.E. Vitamin D3 ausgeglichen werden. Um einen Mangel im Bereich von 10 – 20 ng/ml auszugleichen und einem Mangel vorzubeugen, reicht es täglich 1000 I.E. Vitamin D3 einzunehmen. Wer im Winter häufig mit Müdigkeit und Infekten zu kämpfen hat, sollte seinen Serumspiegel überprüfen lassen.
5 - 10 ng/ml Schwerer Vitamin D3-Mangel
10 - 20 ng/ml Vitamin D3-Mangel
20 - 30 ng/ml Suboptimaler Serumspiegel des Vitamin D3
> 30 ng/ml Optimale Vitamin D3 Versorgung

Knochengesunde Ernährung:

Jeder hat in seinem Leben bestimmt schon mal die Aussage gehört, dass der Konsum von Milch die Knochen stärken soll. Tatsächlich hat die Ernährung einen großen Einfluss auf unsere Knochengesundheit. Dabei stehen vor allem calciumreiche und Vitamin D3-reiche Lebensmittel im Fokus.

Welche Nahrungsmittel enthalten viel Calcium?

Calciumgehalt (in Milligramm MG) inverschiedenen Lebensmitteln pro Portion
30 g Parmesan353 mg
Scheibe Emmentaler (30g)412 mg
1 Scheibe Gouda (30G)287 mg
100g Spinat140 mg
100g gegarter Grünkohl177 mg
Becher Joghurt (150g)171 mg
1 Glas Milch (1,5%; 250 ml)295 mg
Haselnüsse (30g)45 mg
50 g Rucola80 mg
Grundsätzlich könnten 1 großes Glas Milch (250 ml) und 2 Scheiben Emmentaler Käse (50 bis 60 g) bereits den täglichen Bedarf von etwa 1000 mg Calcium abdecken. Die nationale Verzehrsstudie II zeigte eine durchschnittliche Calciumzufuhr von 738 mg/Tag bei Frauen und 807 mg/Tag bei Männern. Der Calciumbedarf kann auch über die Flüssigkeit gedeckt werden. Wichtig ist zu beachten, dass Leitungswasser und Mineralwasser unterschiedliche Konzentrationen aufweisen und teils sehr Calciumarm sein können. Wer zuhause das Wasser filtert, verringert zusätzlich die Calciumkonzentration. Bei Mineralwasser lohnt sich der Blick auf das Etikett.
Welche Nahrungsmittel enthalten viel Vitamin D3?

Vitamin D3-Gehalt in verschiedenen Lebensmitteln pro Portion Menge in µg Menge in I.E.
HERING (100G) Max. 25 µg 960 I.E.
LACHS (100G) 16 µg 640 I.E.
1 HÜHNEREI 2,9 µg 116 I.E.
CHAMPIGNONS (50 G) 0,9 µg 36 I.E.
BUTTER 20G 0,2 µg 8 I.E.
Eine ausreichende Vitamin D3-Versorgung durch die Nahrung ist fast unmöglich. Eine erhöhte Nahrungsaufnahme ist nicht erforderlich, da der Körper in der Lage ist, Vitamin D3 aus körpereigenen Vorstufen (Cholesterin) herzustellen. Für die Umwandlung dieser Vorstufen sind die UV-Strahlen des Sonnenlichts notwendig.

Nahrungsergänzungsmittel (Supplemente):

In Apotheken und Drogeriemärkten häufen sich die Präparate mit Nahrungsergänzungsmitteln. Jede Packung enthält andere Konzentrationen. Dabei will man doch nur Gutes für die Knochen tun. Aber wann ist die Konzentration zu hoch? Und wann ist sie zu niedrig? Die Gesellschaft für Ernährung gibt für Calcium einen Referenzwert von 1000 mg Calcium pro Tag an. Für Vitamin D3 liegt der Referenzwert bei 800 I.E., das 20 µg entspricht. Jeder Mensch schafft es, auch bei einer calciumarmen Ernährung eine gewisse Menge des Minerals zu sich zu nehmen. Daher sollte man zu hoch dosierte Präparate über 1000 mg meiden. Auch Vitamin D3 kann zu hoch dosiert sein. Man sollte täglich nicht mehr als 2500 I.E. zu sich nehmen. Ideal sind zwischen 800 und 1000 Einheiten. Gerade bei Erkrankungen, die den Knochen betreffen, ist eine ausreichende Versorgung beider Nährstoffe essenziell, weshalb es diese häufig in Kombination in verschiedenen Darreichungsformen (Kautabletten, Brausetabletten, Kapseln, Direkt-Granulat) gibt.
Quellen:
  • Edwards et al.; Maintaining calcium balance: physiology and implications. Nurs Times. 2005 May 10-16;101(19):58-61.
  • John Sarko et al., Bone and Mineral Metabolism, Emergency Medicine Clinics of North America; Volume 23, Issue 3, August 2005, Pages 703-721
  • Maresz et al.; Proper Calcium Use: Vitamin K2 as a Promoter of Bone and Cardiovascular Health. Integr Med (Encinitas). 2015 Feb; 14(1): 34–39.
  • Nationale Verzehrsstudie II. Die bundesweite Befragung zur Ernährung von Jugendlichen und Erwachsenen. Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel, 2008.