Vitamin D2 Ergocalciferol Enzyklopädie – Wissenschaftlicher Hintergrund

Was ist Ergocalciferol?

Ergocalciferol (CAS 50-14-6), auch bekannt als Vitamin D2, Calciferol oder Oleovitamin D2, ist ein fettlösliches Secosteroid mit der Summenformel C₂₈H₄₄O und einer molaren Masse von 396,65 g/mol. Seine chemische Bezeichnung lautet (3S,5Z,7E,22E)-9,10-Secoergosta-5,7,10(19),22-tetraen-3-ol.Ergocalciferol kommt als weißes oder leicht gelbliches, geruchloses kristallines Pulver oder als weiße bis fast weiße Kristalle vor und ist praktisch unlöslich in Wasser, aber leicht löslich in Ethanol (96 %) und Methanol sowie löslich in fetten Ölen.Es ist empfindlich gegenüber Luft, Wärme und Licht und isomerisiert in Lösung reversibel zu Prä-Ergocalciferol, abhängig von Temperatur und Zeit, wobei die Aktivität beiden Verbindungen zugeschrieben wird..

Die zwei Formen von Vitamin D

Vitamin D existiert in zwei Hauptformen, die strukturell ähnlich sind, sich aber in ihrer Quelle und Seitenkettenstruktur unterscheiden:

Vitamin D2 (Ergocalciferol)Vitamin D2 wird durch UV-Bestrahlung von Ergosterol in Pflanzen, Pilzen und Hefen hergestellt. Es ist die primäre Form von Vitamin D, die zur Anreicherung von Lebensmitteln verwendet wird und für Veganer und Vegetarier geeignet ist. Vitamin D2 ist auch als Arzneimittel zur Behandlung von Vitamin-D-Mangel erhältlich.

Vitamin D3 (Cholecalciferol)Vitamin D3 wird in der Haut von Tieren und Menschen durch Einwirkung von UVB-Strahlung des Sonnenlichts gebildet und kann über die Nahrung aus tierischen Quellen wie fettem Fisch und Eigelb aufgenommen werden. Vitamin D3 gilt im Vergleich zu Vitamin D2 als bioverfügbarer..

Beide Formen werden in der Leber zu 25-Hydroxyvitamin D (25(OH)D), der primären zirkulierenden Form, die zur Beurteilung des Vitamin-D-Status verwendet wird, und anschließend in den Nieren zur biologisch aktiven Form 1,25-Dihydroxyvitamin D metabolisiert.

Physiologische Funktionen von Vitamin D2

Vitamin D2 ist für zahlreiche physiologische Funktionen unerlässlich:

• Kalzium- und Phosphorhomöostase— Vitamin D2 fördert die Kalziumaufnahme im Darm und die Kalziumrückresorption in den Nieren und trägt so zur Aufrechterhaltung normaler Kalzium- und Phosphorspiegel im Blutserum bei, die für die Knochenmineralisierung und die neuromuskuläre Funktion unerlässlich sind..

• Knochengesundheit— Vitamin D2 unterstützt die Knochenmineralisierung und ist für die Vorbeugung und Behandlung von Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen unerlässlich.

• Immunfunktion— Vitamin D2 moduliert sowohl angeborene als auch adaptive Immunreaktionen und unterstützt so die natürlichen Abwehrmechanismen des Körpers.

• Neuromuskuläre Funktion— Vitamin D2 trägt zu einer normalen Muskelfunktion und neuromuskulären Signalübertragung bei.

• Zellwachstum und -differenzierung— Vitamin D2 reguliert Zellwachstum, Differenzierung und Apoptose und unterstützt so die normale Zellfunktion.

Wirkungsmechanismen

Vitamin-D-Rezeptor (VDR)-Signalgebung

Vitamin D2 wird in der Leber zu 25-Hydroxyvitamin D2 und anschließend in den Nieren zum biologisch aktiven 1,25-Dihydroxyvitamin D2 metabolisiert. Der aktive Metabolit bindet an den Vitamin-D-Rezeptor (VDR), einen nukleären Rezeptor, der die Transkription von Zielgenen reguliert, die am Calcium- und Phosphatstoffwechsel, am Knochenstoffwechsel, an der Immunfunktion und am Zellwachstum beteiligt sind.

Kalziumabsorption und Knochenmineralisierung

Vitamin D2 verbessert die Kalziumaufnahme im Darm, indem es die Expression von Kalziumtransportproteinen, darunter TRPV6 und Calbindin-D9k, im Darmepithel erhöht. Es fördert außerdem die Kalziumrückresorption in den Nieren und reguliert die Parathormon-(PTH)-Sekretion, wodurch die für die Knochenmineralisierung essenzielle Kalziumhomöostase aufrechterhalten wird.

Immunmodulation

Vitamin D2 moduliert die Immunfunktion durch die Regulierung der Aktivität von Immunzellen, darunter T-Lymphozyten, Makrophagen und dendritische Zellen. Es verstärkt die antimikrobielle Aktivität von Monozyten und Makrophagen und moduliert die Zytokinproduktion, wodurch sowohl angeborene als auch adaptive Immunantworten unterstützt werden.

Die Herausforderung der Bioverfügbarkeit

Trotz seiner essenziellen physiologischen Funktionen stellt die konventionelle orale Gabe von Ergocalciferol erhebliche Herausforderungen hinsichtlich der Bioverfügbarkeit dar. Die Substanz ist stark lipophil und benötigt für die intestinale Absorption die Bildung von Gallensalz-abhängigen Mizellen. Ihre orale Bioverfügbarkeit wird durch die Fettzufuhr über die Nahrung und individuelle gastrointestinale Gegebenheiten beeinflusst. Darüber hinaus ist Ergocalciferol empfindlich gegenüber Luft, Wärme und Licht und isomerisiert in Lösung reversibel zu Prä-Ergocalciferol, was seine Stabilität und Wirksamkeit während der Lagerung beeinträchtigen kann..

Diese Einschränkungen haben die Entwicklung fortschrittlicher Verabreichungssysteme, einschließlich der Liposomalen Verkapselung, vorangetrieben. Liposomen haben sich als vielversprechend für die Verkapselung lipophiler Bioaktiva und die Verbesserung ihrer Bioverfügbarkeit erwiesen.Vitamin D2 kann in Phospholipid-Liposomen in Konzentrationen von bis zu ca. 35 Gew.-% eingearbeitet werden, wodurch eine stabile und homogene Formulierung entsteht..

Liposomales Vitamin D2

Die liposomale Verkapselung von Ergocalciferol bietet einen grundlegend anderen Verabreichungsmechanismus als herkömmliche Darreichungsformen. Die Phospholipid-Doppelschicht umschließt das Ergocalciferol-Molekül und bildet eine Schutzhülle, die Stabilität, Bioverfügbarkeit und zelluläre Aufnahme verbessert. Dieses Verabreichungssystem:

• Schützt Ergocalciferol vor luft-, hitze- und lichtbedingtem Abbau und Isomerisierung

• Verbessert die Dispersion und Absorption dieses fettlöslichen Vitamins in wässrigen Umgebungen

• Erreicht Einbaugrade von bis zu ca. 35 Gew.-% in Phospholipid-Liposomen

• Sorgt für eine anhaltende Freisetzung und damit für eine verlängerte Vitamin-D-Aktivität.

• Verbessert die zelluläre Aufnahme durch Membranfusion und lipidvermittelte Signalwege

Klinische Evidenz

Behandlung von Vitamin-D-Mangel – Klinische Leitlinien

Ergocalciferol ist indiziert zur Vorbeugung und Behandlung von Vitamin-D-Mangel, einschließlich Rachitis, Osteomalazie und neonataler Hypokalzämie.Zur Behandlung eines Mangels beträgt die empfohlene Dosis 2.000–4.000 IE/Tag über einen Zeitraum von 3–6 Monaten.Hochdosisprotokolle können 50.000 IE wöchentlich über 8 Wochen oder eine Einzeldosis von 200.000 IE umfassen.Vitamin D2 kann, in ausreichend hoher Dosis verabreicht, Rachitis im Säuglingsalter verhindern und Osteomalazie bei Erwachsenen heilen..

Vergleich der Bioverfügbarkeit – Vitamin D2 vs. D3

In einer randomisierten, kontrollierten Studie wurde die Bioverfügbarkeit von Vitamin D2 und D3 bei gesunden Probanden verglichen, wenn diese in unterschiedlichen Konzentrationen in einem Malzgetränk konsumiert wurden. Die Studie untersuchte, ob der saisonale Abfall der Serumkonzentration von 25-Hydroxyvitamin D durch regelmäßigen Konsum von Ergocalciferol oder Cholecalciferol in einem angereicherten Getränk verhindert werden kann.Die Studie war als parallele, randomisierte, placebokontrollierte Doppelblindstudie angelegt.

Lebensmittelanreicherung – Klinische Anwendungen

Ergocalciferol ist die Hauptform von Vitamin D, die zur Anreicherung von Lebensmitteln verwendet wird, darunter Getränke, Milchprodukte, Getreideprodukte und Säuglingsnahrung. Programme zur Lebensmittelanreicherung mit Vitamin D2 haben messbare Verbesserungen des Vitamin-D-Status in Bevölkerungsgruppen mit Mangelrisiko gezeigt.

Sicherheit und Regulierung

Ergocalciferol weist bei sachgemäßer Anwendung ein gut belegtes Sicherheitsprofil auf. Die tolerierbare Höchstmenge (UL) für Vitamin D beträgt 4.000 IE/Tag für Erwachsene; höhere Dosen sind unter ärztlicher Aufsicht möglich. Eine übermäßige Vitamin-D-Zufuhr kann zu Hyperkalzämie führen, die Übelkeit, Erbrechen, Schwäche und Nierenkomplikationen zur Folge haben kann.

Regulierungsstatus:

• Vereinigte StaatenErgocalciferol ist als Inhaltsstoff von Nahrungsergänzungsmitteln und als Arzneimittel reguliert. Es gilt allgemein als sicher (GRAS) für die Verwendung in Lebensmitteln und Nahrungsergänzungsmitteln. Es ist in der USP-Monographie mit einem Gehalt von 97,0 %–103,0 % (bezogen auf wasserfreies Material) aufgeführt. Es ist die primäre Form von Vitamin D, die zur Anreicherung von Lebensmitteln verwendet wird.

• europäische Union— Ergocalciferol ist in der Europäischen Pharmakopöe (Ph. Eur. Monographie 0082) monographiert und als Vitamin- und Mineralstoff zugelassen, der bei der Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln verwendet werden darf.Die Verwendung zur Lebensmittelanreicherung ist in den EU-Mitgliedstaaten zugelassen.

• Vereinigtes Königreich— Ergocalciferol ist im Britischen Arzneibuch (BP 2025) mit einer Gehaltsspezifikation von 97,0 %–102,0 % aufgeführt..

• Globale StandardsErgocalciferol ist in der USP, der Europäischen Pharmakopöe, der Britischen Pharmakopöe und der Japanischen Pharmakopöe monographiert. Es ist mit Halal- und Koscher-Zertifizierung erhältlich. Das Produkt entspricht den Spezifikationen der USP/EP/BP, einschließlich spezifischer optischer Drehung (+103° bis +107°), spezifischer Absorption bei 265 nm (445–485) und Schmelzpunkt (115–119 °C)..

Vorsichtsmaßnahmen:Ergocalciferol wird in der Regel in der empfohlenen Dosierung gut vertragen. Eine übermäßige Vitamin-D-Zufuhr kann zu Hyperkalzämie führen, die Übelkeit, Erbrechen, Schwäche und Nierenkomplikationen verursachen kann. Personen mit Hyperkalzämie, Hyperphosphatämie oder schwerer Niereninsuffizienz sollten vor der Anwendung einen Arzt konsultieren. Schwangere, Stillende und Kinder sollten vor der Anwendung ebenfalls einen Arzt konsultieren. Ergocalciferol kann Wechselwirkungen mit bestimmten Medikamenten haben, darunter Thiaziddiuretika, Herzglykoside und Kortikosteroide.

Die Prüfprotokolle müssen internationalen Standards wie USP, Europäischem Arzneibuch, Britischem Arzneibuch und FAO/WHO-Codex Alimentarius entsprechen. Hersteller sollten die lokalen regulatorischen Anforderungen vor der Markteinführung prüfen.

Dieses Produkt ist für Forschungszwecke sowie für Anwendungen im Bereich Nahrungsergänzungsmittel und funktionelle Lebensmittel bestimmt. Es ist nicht zur Diagnose, Behandlung, Heilung oder Vorbeugung von Krankheiten geeignet.

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