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2026-04-26T05:49:25Z

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Calcitriol2.svg|250px|Struktur von Calcitriol]]
| Freiname = Calcitriol
| Andere Namen = * 1''α'',25-Dihydroxycholecalciferol
* 1,25(OH)2Vitamin D3
* 1,25(OH)2D3
* (5''Z'',7''E'')-(1''S'',3''R'')-9,10-Secocholesta-5,7,10(19)-trien-1,3,25-triol
| Summenformel = C27H44O3
| CAS = {{CASRN|32222-06-3}}
| EG-Nummer = 250-963-8
| ECHA-ID = 100.046.315
| PubChem = 5280453
| ChemSpider = 4444108
| DrugBank = DB00136
| ATC-Code = * {{ATC|A11|CC04}}
* {{ATC|D05|AX03}}
| Wirkstoffgruppe = Vitamin
| Wirkmechanismus =
| Molare Masse = 416,64 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 113 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="ChemIDplus" />
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| pKs =
| Löslichkeit =
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIGMA|D1530|Abruf=2011-03-15}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme-klein|06|08}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|300|310|330|361}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|260|264|280|284|302+350|310}}
| Quelle P = <ref name="Sigma" />
| MAK =
| ToxDaten = {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=0,62 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="ChemIDplus">{{ChemID|CAS=32222-06-3|Name=Calcitriol|Abruf=}}</ref> }}
}}

'''Calcitriol''', auch '''1''α'',25-Dihydroxycholecalciferol''', '''1''α'',25(OH)2Vitamin D3''', '''1,25(OH)2D3''', '''1,25-DHCC''' oder kurz '''Vitamin D''', ist ein [[Secosteroide|Secosteroid]] mit struktureller Ähnlichkeit zu den [[Steroidhormon]]en, das von [[Michael F. Holick]] identifiziert wurde.<ref>{{cite journal |first1=MF |last1=Holick |first2=HK |last2=Schnoes |first3=HF |last3=Deluca |first4=T |last4=Suda |first5=RJ |last5=Cousins |date=1971 |title=Isolation and identification of 1,25-dihydroxycholecalciferol. A metabolite of vitamin D active in intestine |journal=[[Biochemistry]] |volume=10 |issue=14 |pages=2799–804 |doi=10.1021/bi00790a023 |pmid=4326883 |language=en}}</ref> Es ist die physiologisch aktive Form des [[Prohormon]]s [[Cholecalciferol]] oder Vitamin D3. Es wird durch die [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] vor allem in den Nieren, aber auch in anderen Geweben aus dem [[Calcidiol|25(OH)Vitamin D3]] hydroxyliert oder in seltenen Fällen als Medikament verordnet.

Calcitriol wird an ein intrazelluläres [[Rezeptor (Biochemie)|Rezeptorprotein]], den [[Vitamin-D-Rezeptor]] (VDR) gebunden und in den [[Zellkern]] transportiert. Dort assoziiert der Vitamin-Rezeptor-Komplex an die [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] und verändert die [[Transkription (Biologie)|Transkription]] verschiedener hormonsensitiver Gene, was schließlich zu Änderungen in der Proteinsynthese mit entsprechenden biologischen Wirkungen führt. Calcitriol wirkt u. a.:
* [[Osteoporose|antiosteoporotisch]],
* modulierend auf das [[Immunsystem]] (verbesserte Abwehr vieler Infekte, z. B. [[Tuberkulose]], Schutz vor vielen [[Autoimmunkrankheit]]en),
* als Schutz vor vielen [[Krebs (Medizin)|Krebsarten]],
* gegen [[Psoriasis]] (Schuppenflechte) und [[Alopecia areata]],<ref>A. A. Çerman, S. S. Solak, Altunay, N. A. Küçükü: ''Topical Calcipotriol Therapy for Mild-to-Moderate Alopecia Areata: A Retrospective Study.'' In: ''[[Journal_of_Drugs_in_Dermatology]].'' Band 14, Nummer 6, Juni 2015, S. 616–620, PMID 26091388.</ref>
* fördernd auf die [[Motilität]] der [[Spermien]].<ref>{{cite journal |first1=Martin |last1=Blomberg Jensen |first2=Steen |last2=Dissing |date=2012-08 |title=Non-genomic effects of vitamin D in human spermatozoa |journal=Steroids |volume=77 |issue=10 |pages=903–909 |doi=10.1016/j.steroids.2012.02.020 |pmid=22414629 |language=en}}</ref>

Seine Wirksamkeit ist im Körper fein reguliert.

== Entstehung in Leber und Nieren ==
Der Calcitriol-Vorläufer 25(OH)Vitamin-D3 wird durch die [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] in den Nieren für endokrine (den ganzen Organismus betreffende) Aufgaben und in verschiedenen anderen Zellen für autokrine Aufgaben (lokal das aktivierende Gewebe betreffend) zu Calcitriol aktiviert. Diese Aktivierungen werden unterschiedlich reguliert.

=== Niere ===
Die Vitamin-D-Metaboliten werden in den [[Glomerulum|Glomerula]] der Nieren zusammen mit dem [[VDBP]] primär filtriert, dann in die [[Proximale Tubuluszelle|proximalen Tubuluszellen]] mithilfe des [[Megalin]]s zurückresorbiert und dort freigesetzt. In den Mitochondrien der Zellen des [[Proximaler Tubulus|proximalen Tubulus]] kann das 25(OH)Vitamin D3:
# durch [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] zum biologisch aktiven 1,25(OH)2Vitamin D3, (Calcitriol) weiter hydroxyliert,
# durch die gegensätzlich regulierte [[24-Hydroxylase]] zum 24R,25(OH)2Vitamin D3 inaktiviert werden oder
# die Nierenzelle unverändert wieder in das Blut verlassen (um dort erneut an VDBP gebunden zu werden).

Die Bildung des 1,25(OH)2Vitamin D3 in der Niere ist fein reguliert: die wichtigsten Faktoren, die seine enzymatische Bildung über eine Aktivierung der 1''α''-Hydroxylase direkt fördern, sind unabhängig voneinander ein erhöhtes [[Parathormon]], ein erniedrigter [[Calcium]]spiegel und ein niedriger [[Phosphat]]spiegel im Blut. 1,25(OH)2D3 selber hemmt die 1''α''-Hydroxylase und aktiviert die 24-Hydroxylase. Indirekt, zumeist über das Parathormon, beeinflussen unter anderem Calcium, [[Östrogen]], [[Glucocorticoid]]e, [[Calcitonin]], [[Somatotropin]], und [[Prolactin]] die Calcitriolbildung. All diese Regulationen dienen dazu, gerade soviel des Vitamins zu synthetisieren, dass der Körper in seiner momentanen Situation seinen Calcium- und Phosphatbedarf decken kann. Die Regulation der 24R,25(OH)2D3-Bildung erfolgt übrigens durch die gleichen Faktoren, jedoch in umgekehrter Richtung.<ref name="Dusso2005">{{Literatur |Autor=Adriana S. Dusso, Alex J. Brown, Eduardo Slatopolsky |Titel=Vitamin D |Sammelwerk=American Journal of Physiology-Renal Physiology |Band=289 |Nummer=1 |Datum=2005 |Seiten=F8–F28 |DOI=10.1152/ajprenal.00336.2004 |Sprache=en}}</ref>

=== Andere Gewebe ===
Hier wird die [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] zur Vitamin-D-Aktivierung vor allem durch Wachstumsfaktoren und Zytokine lokal reguliert, wie dies genau geschieht, wird noch erforscht.

1α,25(OH)2D3 liegt in sehr viel geringerer Konzentration als 25(OH)D3 und auch hauptsächlich an [[Vitamin-D-bindendes Protein|VDBP]] gebunden im Blut vor. Die Konzentration insbesondere von freiem 1α,25(OH)2D3 ist streng geregelt und weitgehend mit seiner Aktivität korreliert. Sie ist ferner weitgehend unabhängig von der Konzentration seines Vorläufers 25(OH)Vitamin D3 oder des VDBP.<ref name="Dusso2005" />

Nimmt man Calcitriol als Medikament zu sich, wird es rasch im [[Dünndarm]] absorbiert.

== Bindung an den Vitamin-D-Rezeptor ==
In den Zellen der Zielorgane wirkt 1,25(OH)2D3 bzw. Calcitriol wie ein Steroidhormon: Es wird an ein intrazelluläres Rezeptorprotein, den [[Vitamin-D-Rezeptor]] (VDR) gebunden und in den [[Zellkern]] transportiert. Die Vitamin-D-Wirksamkeit ist also auch von der Rezeptordichte abhängig, diese wird in unterschiedlichen Geweben unterschiedlich reguliert. Im Zellkern assoziiert der Vitamin-Rezeptor-Komplex an die [[Desoxyribonukleinsäure|DNA]] und verändert die Transkription verschiedener Vitamin-D-sensitiver [[Gen]]e, was schließlich zu Änderungen in der Proteinsynthese mit entsprechenden biologischen Wirkungen führt.

== Rolle im Calciumhaushalt ==
Zunächst wurde der Zusammenhang zwischen Vitamin D und dem Calciumhaushalt bekannt, da die sichtbarsten Auswirkungen eines gravierenden Vitamin-D-Mangels die Knochenkrankheiten [[Rachitis]] und [[Osteomalazie]] sind. Bezüglich der [[Calciumhomöostase]] hat Calcitriol vier Zielorgane: [[Darm]], [[Knochen]], [[Niere]]n und [[Nebenschilddrüse]].

=== Calciumaufnahme im Darm ===
Vitamin D ist essentiell, um die Absorption von [[Calcium]] und [[Phosphat]] im Dünndarm zu ermöglichen. Calcium wird darmseitig durch zwei Calciumkanalproteine ([[TRPV6]] – früher als CaT1 oder [[ECaC2]] sowie TRPV5 – früher als CaT2 oder ECaC1 bezeichnet), die möglicherweise gemeinsam den funktionellen Calciumkanal bilden,<ref name="Hoenderop">J. G. Hoenderop, T. Voets, S. Hoefs, F. Weidema, J. Prenen, B. Nilius, R. J. Bindels: [http://emboj.embopress.org/content/22/4/776 ''Homo- and heterotetrameric architecture of the epithelial Ca2+ channels TRPV5 and TRPV6.''] In: ''[[EMBO J.]]'' Band 22, Nr. 4, 2003, S. 776–785.</ref> in die Dünndarmzelle aufgenommen, von [[Calbindin D]] durch die Zelle transportiert und blutseitig durch eine membranständige Ca2+-ATPase (PMCA1b) bzw. einen Na+/Ca2+-Austauscher (NCX1) in das Blut abgegeben.

Die initiale Calcium-Aufnahme ist der geschwindigkeitslimitierende Schritt des Gesamtprozesses und dieser ist hochabhängig von ausreichendem Vorkommen des Calcitriol-VDR-Komplexes, der die Transkription der Calciumkanäle TRPV5 und TRPV6 in den Darmzellen induziert. Die Calcium-Absorption im Darm erreicht ein Maximum ab einem 25(OH)Vitamin D3-Spiegel von >32 ng/ml im Blut (siehe [[Cholecalciferol]] und<ref name="Hollis2005">B. W. Hollis: [http://jn.nutrition.org/cgi/content/full/135/2/317 ''Circulating 25-Hydroxyvitamin D Levels Indicative of Vitamin D Sufficiency: Implications for Establishing a New Effective Dietary Intake Recommendation for Vitamin D.''] In: ''J Nutr.'' Band 135, 2005, S. 317–322.</ref>).

Ferner steigert 1,25(OH)2D3 die aktive Phosphat-Absorption (Aufnahme), indem es die Expression des Na-Pi-Kotransporters steigert. Die genauen Mechanismen des Phosphattransportes durch die Darmzelle sind weniger bekannt.<ref name="Dusso2005" />

=== Knochenmineralisierung ===
Das zweite wichtige Zielorgan für das 1,25(OH)2D3 ist der [[Knochen]]; für die Entwicklung und Erhaltung eines gesunden, mineralisierten Skelettes ist 1,25(OH)2D3 essentiell.

Das Knochengewebe unterliegt unter normalen Bedingungen einem dauernden Abbau durch [[Osteoklasten]] und einem Neuaufbau durch [[Osteoblasten]]. Hierbei wirken der 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex, das [[Parathormon]] und der [[Calcium]]blutspiegel in komplexer Weise zusammen. Tierversuche hinsichtlich des Effekts eines isolierten 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex-Mangels zeigten Folgendes:
* Isoliert betrachtet ist der 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex (bei normalem Parathormon- und Calciumspiegel) essentiell für einen geregelt-normalen Knochenauf- und -abbau. Werden also ein bei 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex-Mangel sekundär auftretender Parathormonexzess und eine Hypocalciämie ausgeglichen und so der eigentliche Effekt eines 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex-Mangels auf den Knochen demaskiert, zeigt sich, dass die Anzahl der Osteoblasten, die Calciumappositionsraten und das Knochenvolumen abnehmen.<ref name="Dusso2005" />
* Andererseits wird durch 1,25(OH)2D3 in den Osteoblasten die Bildung von [[Osteocalcin]] induziert, welches durch die [[Gamma-Glutamylcarboxylase]] mithilfe des [[Vitamin K]] posttranslational aktiviert wird und den Calciumeinbau in den Knochen fördert.<ref name="Plaza">S. M. Plaza, D. W. Lamson: {{Webarchiv |url=http://www.altmedrev.com/publications/10/1/24.pdf |wayback=20150910010321 |text=''Vitamin K2 in bone metabolism and osteoporosis.''}} In: ''Alternative medicine review: a journal of clinical therapeutic.'' Band 10, Nummer 1, März 2005, S. 24–35, PMID 15771560 (Review).</ref>
* Genauso nimmt bei isoliertem 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex-Mangel aber auch der Knochenabbau durch [[Osteoklasten]] ab. Das Zusammenspiel zwischen Osteoblasten und Osteoklasten ist dabei folgendermaßen geregelt: Osteoblasten bilden an ihrer Zelloberfläche einen Liganden ([[RANKL]]), der an zwei verschiedene Rezeptoren binden kann: 1. an einen ebenfalls im Osteoblasten gebildeten löslichen Rezeptor [[Osteoprotegerin]] (OPG) oder 2. an einen Rezeptor (RANK) an der Oberfläche von Osteoklasten-Progenitor-Zellen. Im ersten Fall bleibt RANKL unwirksam, im 2. Fall bewirkt er eine Reifung der Osteoklasten-Progenitor-Zelle zum Osteoklasten. 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex in den Osteoblasten erhöht die Bildung von RANKL, unterdrückt die Bildung von OPG und fördert damit den Knochenabbau.<ref name="Dusso2005" /> Diese Wirkung des 1,25(OH)2D3-VDR-Komplexes ist durch [[Vitamin K|Vitamin K1]] unterdrückbar.
* Die scheinbare Stimulierung der Knochenmineralisation durch 1,25(OH)2VitD3, welches bei einem Vitamin-D-Mangel (z. B. [[Rachitis]]) gegeben wird, erfolgt also nur indirekt: einerseits durch die vermehrte Bereitstellung von Calcium und Phosphat aufgrund der durch 1,25(OH)2D3 gesteigerten Resorption in Darm und Nieren und andererseits durch die Unterdrückung von [[Parathormon]].<ref name="Dusso2005" /> Wenn Vitamin D in starken Überdosen gegeben wird (dann bekommt 25(OH)Vit3 in geringem aber ausreichendem Maße die Wirksamkeit des 1,25(OH)2VitD3, ohne jedoch durch den Körper genauso regelbar zu sein), zeigt sich ebenfalls die knochenabbauende Wirkung des Vitamin D.

=== Nebenschilddrüse ===
Das endokrine Vitamin-D-System ist ein potenter Modulator der [[Nebenschilddrüse]]nfunktion. Vitamin-D-Mangel führt zu einer Nebenschilddrüsenhyperplasie und über andere Mechanismen zu einer vermehrten [[Parathormon]]synthese und -exkretion. Der 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex unterdrückt unter anderem die Transkription des Parathormon-Gens. 1,25(OH)2D3 selber induziert die vermehrte Bildung seines eigenen Rezeptors VDR in der Nebenschilddrüse. Die Parathormonbildung wird auch indirekt durch die Erhöhung des Serumcalciums (die durch die erhöhte Resorption des Calciums durch 1,25(OH)2D3 an Darm und Niere bewirkt wird) unterdrückt. Auf diese Weise beeinflusst das Vitamin-D-System über mehrere Wege gleichzeitig den Parathormonspiegel.<ref name="Dusso2005" />

Die Beziehung zwischen 1,25(OH)2D3 und dem Zielorgan [[Nebenschilddrüse]] ist zudem wechselseitig: [[Parathormon]] stimuliert die 1''α''-Hydroxylase in der Niere; erhöhtes 1,25(OH)2D3 senkt im Gegenzug die Ausschüttung von Parathormon in der Nebenschilddrüse.

=== Niere ===
Der wichtigste Effekt des 1,25(OH)2D3 an der [[Niere]] ist die strenge Kontrolle seiner eigenen Homöostase über die Hemmung der eigenen Bildung über die [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] und die gleichzeitige Stimulierung seiner Deaktivierung durch die [[24-Hydroxylase]].

Die direkte Rolle des 1,25(OH)2D3 im Umgang der Niere mit Calcium und Phosphat ist nicht einfach darstellbar, wegen der gleichzeitigen Effekte des 1,25(OH)2D3 auf das Serumparathormon und den Calciumblutspiegel sowie Phosphatblutspiegel:
# 1,25(OH)2D3 erhöht die Calciumreabsorption im Nierentubulus durch eine Aktivierung der Transkription des renalen [[TRP-Kanäle|TRPV5]] und des [[Calbindin]] (analog zur [[#Calciumaufnahme im Darm]]).
# 1,25(OH)2D3 beschleunigt die parathormonabhängige Calciumreabsorption im distalen Tubulus, (am Ort der höchsten VDR-Konzentration).<ref name="Dusso2005" />
# 1,25(OH)2D3 verbessert die Phosphatabsorption in Gegenwart von Parathormon. Dies ist evtl. kein direkter Effekt von 1,25(OH)2D3.<ref name="Dusso2005" />

== Effekte auf andere Organe ==
Neben den klassischen Zielorganen hat man seit Ende der 80er Jahre eine Vielzahl von Geweben und Zellen gefunden, die den [[Vitamin-D-Rezeptor]] und die [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] besitzen. In der [[Bauchspeicheldrüse]] beeinflusst es die [[Insulin]]ausschüttung, in bestimmten Gehirnabschnitten erhöht es die Aktivität der [[Cholinacetyltransferase]], im Muskel hat es einen direkten Effekt auf den Calciumtransport, in der Haut hemmt es die [[Zellproliferation|Proliferation]] von [[Keratinozyt]]en und fördert deren Differenzierung. Daneben fördert Calcitriol die Bildung der roten Blutkörperchen und das Überleben und die Tätigkeit von [[Makrophage]]n und [[Monozyt]]en. Ferner hemmt es Proliferation und Aktivität von [[T-Lymphozyt]]en und unterdrückt damit die Immunabwehr. In verschiedensten Tumorzellen hat es ebenfalls eine hemmende Wirkung auf die Zellproliferation. Diese verschiedenen Funktionen lassen es als sehr wichtig erscheinen für verschiedene Präventionsüberlegungen und sollen daher im Folgenden genauer betrachtet werden:

=== Unterdrückung von malignem Zellwachstum ===
Für normale Calcitriolspiegel wurde eine Korrelation mit einer reduzierten Wahrscheinlichkeit, an malignen Erkrankungen zu erkranken gefunden.<ref>{{Literatur |Autor=Veronika Fedirko, Roberd M. Bostick, Michael Goodman, W. Dana Flanders, Myron D. Gross |Titel=Blood 25-hydroxyvitamin D3 concentrations and incident sporadic colorectal adenoma risk: a pooled case-control study |Sammelwerk=American Journal of Epidemiology |Band=172 |Nummer=5 |Datum=2010-09-01 |Seiten=489–500 |DOI=10.1093/aje/kwq157 |PMC=3025635 |PMID=20650953 |Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Yue Zhao, Changhao Chen, Wenwei Pan, Ming Gao, Wang He |Titel=Comparative efficacy of vitamin D status in reducing the risk of bladder cancer: A systematic review and network meta-analysis |Sammelwerk=Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.) |Band=32 |Nummer=5 |Datum=2016-05 |Seiten=515–523 |DOI=10.1016/j.nut.2015.10.023 |PMID=26822497 |Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Nuria Estébanez, Inés Gómez-Acebo, Camilo Palazuelos, Javier Llorca, Trinidad Dierssen-Sotos |Titel=Vitamin D exposure and Risk of Breast Cancer: a meta-analysis |Sammelwerk=Scientific Reports |Band=8 |Nummer=1 |Datum=2018-06-13 |Seiten=9039 |DOI=10.1038/s41598-018-27297-1 |PMC=5997996 |PMID=29899554 |Sprache=en}}</ref>
# 1,25(OH)2D3 induziert die Transkription des [[CDK-Inhibitor 1]] und von p27, die die [[Cyclin-abhängige Kinasen|Cyclin-abhängigen Kinasen]] hemmen und verlangsamt damit den [[Zellzyklus]], indem es die Zellen von der G1-Phase in die G0-Phase und hin zu stärkerer Differenzierung und Ausreifung führt (z. B. bei Zellen in der Monozyten-Makrophagen-Reihe).
# In Tumoren, deren Wachstum durch eine Überexpression eines durch [[Transforming Growth Factor]] (TGF-α) aktivierten Epidermal-Growth-Factor-Receptor ([[EGF-Rezeptor|EGFR]]) getriggert wird, hemmt 1,25(OH)2D3 die Überexpression (Therapeutisch genutzt wird dies bei der Behandlung der autoimmunen Erkrankung [[Psoriasis]], weil psoriatische [[Keratinozyten]] TGF-α überexprimieren).
# In der monozytischen Zelllinie HL60 und in Osteoblasten induziert 1,25(OH)2D3 die Bildung von C/EBPβ, eines Suppressors von (onkogenem) Cyclin-1 in menschlichen Epithelzelltumoren.
# Verschiedene Allele des Gens für den [[Vitamin-D-Rezeptor]] (VDR) korrelieren mit dem genetischen Krebsrisiko.
# Calcitriol ist ein Inhibitor auf den [[Hedgehog-Signalweg]] beim patched Mausmodell mit embryonalem [[Rhabdomyosarkom]]. An kultivierten Zellen verstärkt das Antimykotikum Itrakonazol die inhibierende Wirkung.<ref>{{Literatur |Autor=Anja Uhmann, Hannah Niemann, Bérénice Lammering, Cornelia Henkel, Ina Heß, Albert Rosenberger, Christian Dullin, Anke Schraepler, Walter Schulz-Schaeffer, Heidi Hahn |Titel=Calcitriol inhibits hedgehog signaling and induces vitamin d receptor signaling and differentiation in the patched mouse model of embryonal rhabdomyosarcoma |Sammelwerk=Sarcoma |Band=2012 |Datum=2012 |Seiten=357040 |DOI=10.1155/2012/357040 |PMC=3329653 |PMID=22550417 |Sprache=en}}</ref>

=== Modulation der Immunantwort ===
1,25(OH)2D3 (Calcitriol) hat differenzierende Effekte auf [[Monozyt]]en, [[Makrophage]]n, Antigen-präsentierende Zellen, [[dendritische Zelle]]n und [[Lymphozyt]]en. Es existiert eine kausale Beziehung zwischen der Funktion des 1,25(OH)2D3-[[Vitamin-D-Rezeptor|VDR]]-Komplexes und der angeborenen und adaptiven Immunität gegen Infektionen: Bei einer [[Rachitis]] und einem 1,25(OH)2D3-Mangel bei [[Niereninsuffizienz]] ist die Infektanfälligkeit in der Regel erhöht. 1,25(OH)2D3 induziert die Bildung von [[CDK-Inhibitor 1]] und [[C/EBPs|C/EBPβ]]. CDK-Inhibitor 1 kann die Reifung von Monozyten hin zu reifen Makrophagen unterstützen und [[C/EBPs|C/EBPβ]] ist ein Transkriptionsfaktor, der für die Immunfunktionen der Makrophagen wichtig ist (antibakterielle, antivirale, antitumorale Funktionen und Synthese von [[Interleukin-12]]).

In krankheitsaktivierten Makrophagen wird lokal vermehrt 1,25(OH)2D3 aus 25(OH)D3 umgewandelt. [[γ-Interferon]] induziert kraftvoll die Transkription der [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] in Makrophagen und darüber die vermehrte Aktivierung von 25(OH)D3 in 1,25(OH)2D3. γ-Interferon ist z. B. in Relation zum Schweregrad einer [[Tuberkulose]] erhöht. Dies kann möglicherweise erklären, warum ein Mangel an Prohormon 25(OH)D3 (also im Grunde „Lichtmangel“) mit einer erhöhten Empfänglichkeit für z. B. Tuberkulose vergesellschaftet ist. In Anwesenheit von [[Interferon|γ-Interferon]] ist die Herabregulation der [[1α-Hydroxylase|1''α''-Hydroxylase]] durch ihr Produkt 1,25(OH)2D3 in den Makrophagen außer Kraft gesetzt.

Im Gegensatz zu den immunstimulierenden Effekten auf das Monozyten-Makrophagen-System wirkt 1,25(OH)2D3 immunsuppressiv auf die [[Lymphozyt]]en: Verschiedene Zytokine, die die T-Zell-Funktion beeinflussen, werden durch 1,25(OH)2D3 beeinflusst, unter anderem wird die Bildung [[Interleukin-2]] durch den 1,25(OH)2D3-VDR-Komplex unterdrückt.

[[Dendritische Zelle]]n werden durch 1,25(OH)2D3 in einem Stadium der Unreife gehalten, was eine wichtige Rolle für die [[Immuntoleranz]], also die immunologische Selbsttoleranz spielt.

1,25(OH)2D3 hemmt über verschiedene Wege die Entstehung einiger [[Autoimmunkrankheit]]en wie z. B. [[chronisch-entzündliche Darmerkrankung]]en, [[Thyreoiditis]], insulinabhängiger [[Diabetes mellitus]] Typ 1, [[multiple Sklerose]] oder [[systemischer Lupus erythematodes]].

1,25(OH)2D3 hemmt ferner die Abstoßung von transplantiertem Gewebe (in einem Tierversuch mit experimentell herztransplantierten Ratten mit einer höheren Potenz als [[Cyclosporin A]] ohne jedoch die Empfänglichkeit für Pilz- oder Virusinfektionen zu erhöhen).<ref name="Dusso2005" />

==== Kontrolle von Differenzierung und Funktion in der Haut ====
In normalen [[Keratinozyt]]en induziert lokal produziertes 1,25(OH)2D3 eine Reihe von Proteinen, die für ihre weitere Differenzierung wichtig sind.

In [[Psoriasis|psoriatischen]] [[Keratinozyt]]en hemmt 1,25(OH)2D3 die mitogenen Signale des [[Epidermal Growth Factor|TGF-α/EGFR]]-Zirkels und wirkt so antiproliferativ (siehe oben).

Auf [[Dendritische Zelle|Langerhans-Zellen]], die antigenpräsentierenden Zellen der [[Epidermis (Wirbeltiere)|Epidermis]] wirkt 1,25(OH)2D3 immunsuppressiv und kann so den Verlauf von [[Melanom]]en und [[Sklerodermie]] beeinflussen.<ref name="Dusso2005" />

==== Kontrolle des Renin-Angiotensin-Systems ====
Das [[Renin-Angiotensin-Aldosteron-System]] spielt eine zentrale Rolle in der Regulation von [[Blutdruck]], [[Elektrolyt|Serumelektrolyten]] und [[Blutvolumen]]. Eine Hemmung der 1,25(OH)2D3-Wirksamkeit bewirkt eine Aktivierung des [[Renin]]s. Es gibt einen epidemiologischen Zusammenhang zwischen Lichtmangel bzw. niedrigen 1,25(OH)2D3-Blutspiegeln und hohem Blutdruck bzw. erhöhter Reninaktivität.<ref name="Dusso2005" />

==== Kontrolle der Muskelfunktion ====
Ein 25(OH)D3-Mangel bei [[Rachitis]], als Nebenwirkung von [[Antikonvulsiva]] oder bei chronischer Nierenerkrankung geht mit [[Myasthenie|Muskelschwäche]] und/oder -[[Muskelatrophie|atrophie]] einher. Im Herzmuskel kontrolliert 1,25(OH)2D3 die Hypertrophie der Herzmuskelzellen und die Synthese und Ausschüttung von [[Atriales natriuretisches Peptid|atrialem natriuretischem Faktor]] (ANF). Bei Nierenerkrankungen im Endstadium kann eine Therapie mit 25(OH)D3 oder gar 1,25(OH)2D3 die Funktion des Herzens und der Muskeln verbessern. Die Wirkungsmechanismen sind unklar.<ref name="Dusso2005" />

==== Kontrolle des Nervensystems ====
1,25(OH)2D3 erhöht die [[Nervenleitgeschwindigkeit]] in [[Motoneuron]]en. Es induziert die vermehrte Synthese neurotropischer Faktoren wie des [[Nervenwachstumsfaktor]]s in Nervenzellen und [[Gliazelle]]n. Im Embryo beeinflusst es die regelrechte Gehirnentwicklung. Niedriges 1,25(OH)2D3 in der Schwangerschaft führt bei Ratten zu einem vergrößerten Hirnvolumen, vergrößerten [[Hirnventrikel|Ventrikeln]] und einer reduzierten Expression vom Nervenwachstumsfaktor bei den neugeborenen Ratten und zu motorischer Hyperaktivität, wenn sie erwachsen sind.<ref name="Dusso2005" />

==== Auswirkungen auf den Embryo in der Schwangerschaft ====
Frauen haben eine geringere natürliche Hautpigmentation als Männer, wodurch sie Vitamin D leichter bilden und den höheren Bedarf während Schwangerschaft und Stillzeit decken können.

Vitamin-D-Mangel während der Schwangerschaft führt zu einem erhöhten Risiko für intrauterine Wachstumsverzögerung, vorzeitige Wehen, Bluthochdruck und zu (zu) leichten Neugeborenen (light for gestational age infants).<ref name="Grant2005">W. B. Grant, F. H. Holick: {{Webarchiv |url=http://www.altmedrev.com/publications/10/2/94.pdf |wayback=20171024061121 |text=''Benefits and Requirements of Vitamin D for optimal Health: A Review.''}} (PDF; 268 kB) In: ''[[Alternative Medicine Review]].'' Band 10, Nr. 2, 2005, S. 94–111.</ref>

Eine ausreichende Versorgung der Mutter und des Neugeborenen mit Vitamin D reduziert erheblich das spätere Risiko, einen [[Diabetes mellitus]] Typ 1 zu entwickeln. Dies betrifft wohl insbesondere die Versorgung der Mutter mit Vitamin D im 3. bis 6. Schwangerschaftsmonat, wenn sich die [[Bauchspeicheldrüse]] entwickelt. So haben Kinder mit Diabetes mellitus Typ 1 häufiger im Sommer Geburtstag.<ref name="Grant2005" />

Ähnliche Vermutungen gibt es für andere Erkrankungen mit einer Häufung bei bestimmten Geburtstagsmonaten der Erkrankten: [[Depression|Bipolare Depressionen]], [[Neurose|Angstneurosen]] und andere psychische Erkrankungen.<ref name="Grant2005" />

== Calcitriol als Arzneistoff ==
* [[Indikation]]: [[Psoriasis]] (topisch), Vitamin-D-abhängige [[Rachitis]], [[renale Osteodystrophie]], [[Hypoparathyreoidismus]]
* [[Halbwertzeit]]: 5–8 Stunden

== Tiermedizinische Aspekte ==
Eine Besonderheit ergibt sich bei Wiederkäuern durch den [[Wiesen-Goldhafer]] (''Trisetum flavescens''): Hierin ist nicht das Vitamin D (Calciol alias Cholecalciferol) als Vorstufe des eigentlich im Körper wirksamen Vitamin-D-Hormon (Calcitriol) enthalten, sondern Calcitriol selbst. Goldhafer ist eine Grasart, die vor allem im alpinen Raum auftritt, da dieses Gras hier konkurrenzkräftiger als hochwertigere Gräser ist. Wiederkäuer, die ein gutes Angebot an Gras haben, selektieren ausreichend und fressen Goldhafer daher nicht. Nur wenn das Angebot knapp ist, wird auch der Goldhafer in größeren Mengen aufgenommen, was zu [[Calcinose]] führt: Hierbei werden die Tiere unbeweglicher, da sich immer mehr Calcium in die Gelenke einlagert. Es kann auch zur Arterienverkalkung und Verkalkung der Lunge kommen.

== Handelsnamen ==
Typische [[Monopräparat]]e: Calcijex (A), Decostriol (D), Osteotriol (D), Rocaltrol (D, A, CH), Silkis (D, CH).<ref>Rote Liste online, Stand: Oktober 2009.</ref><ref>AM-Komp. d. Schweiz, Stand: Oktober 2009.</ref><ref>AGES-PharmMed, Stand: Oktober 2009.</ref>

== Weblinks ==
* {{KyotoEncyclGenGenom|Art=cpd|Nr=C01673}}
* [http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/otherendo/vitamind.html Vitamin D] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Gesundheitshinweis}}

[[Kategorie:Trien]]
[[Kategorie:Triol]]
[[Kategorie:Cyclohexanol]]
[[Kategorie:Alkylhydrindan]]
[[Kategorie:Arzneistoff]]

Calcitriol - Versionsgeschichte

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