Biofaktoren bei Osteoporose – Die Bedeutung der Vitamine D₃ und K₂ sowie Magnesium

Bei etwa 10 % der über einen Zeitraum von mehreren Jahren mit Kortison behandelten Patienten konnten osteoporotische Frakturen diagnostiziert werden. Und bei 30 bis 40 % der Patienten konnten bildgebende Verfahren Frakturen nachweisen – auch wenn diese aufgrund der schmerzlindernden Wirkung des Kortisons nicht immer anhand von Symptomen sichtbar wurden. „Bereits in den ersten drei bis sechs Monaten einer Kortisontherapie sinkt die Knochendichte um bis zu 12 %“, so die Warnung der Deutschen Gesellschaft für Rheumatologie (DGRh).² Dabei steht die Abnahme der Knochendichte in Korrelation zu Einnahmedauer, Tagesdosis und kumulativer Kortisondosis. Die Inzidenz nach Beginn einer Behandlung mit Kortison liegt anfangs bei Wirbelbrüchen bei 5,1% und bei nichtvertebralen Brüchen bei 2,5 % und ab einer Einnahmedauer von mehr als sechs Monaten bei 3,2 % bzw. 3 %.^3,4

Ziel einer optimalen Betreuung von mit Kortison behandelten Patienten ist nach Ansicht der DGRh daher die Prävention einer sekundären Osteoporose. Neben einer spezifischen osteologischen Behandlung mit Bisphosphonaten, Denosumab oder Teriparatid sollte eine langfristige Kortisonbehandlung von mehr als drei Monaten durch eine Calciumreiche Ernährung und Vitamin-D₃-Supplemente begleitet und die Knochendichte regelmäßig kontrolliert werden.

Weitere Arzneimittel mit Auswirkungen auf den Knochenstoffwechsel sind zum Beispiel Thyroxin und Trijodthyronin, Protonenpumpeninhibitoren, Tamoxifen, Heparin, Antiepileptika oder Colestyramin.

Arzneimittel wie Bisphosphonate, Raloxifen, Teriparatid, Östrogene, Fluoride, Calcitonin, Denosumab oder Romosozumab sind indiziert bei:

• osteoporotisch bedingter Wirbelkörperfraktur bei einem T-Wert ≤ -2,0
• niedriger Knochendichte und hohem Lebensalter: z.B. T-Wert zwischen -2,5 und -3,0 ab einem Alter von 70 (Frauen) bzw. 80 Jahren (Männer)
• Vorliegen von Risikofaktoren, beispielsweise eine Langzeit-Glukokortikoidtherapie, Stürze, Epilepsie, Immobilität

Um einer Osteoporose vorzubeugen oder diese zu behandeln, ist es wichtig, die Risikofaktoren zu erkennen und – wenn möglich – zu reduzieren. Neben Faktoren wie Hormonstatus, Körpergewicht oder Vorerkrankungen ist auf ausreichend Bewegung, eine ausgewogene, nährstoffreiche Ernährung und das Vermeiden von Genussgiften zu achten.

1. Körperliche Aktivität

Bewegung kann einer Osteoporose vorbeugen, indem sie den Knochenstoffwechsel anregt. Die Knochenzellen werden durch die Belastung angeregt, sich zu vermehren und mehr Knochenmasse zu bilden. Das macht die Knochen widerstandsfähiger und weniger anfällig für Frakturen. Außerdem fördert Bewegung die Durchblutung und die Nährstoffversorgung der Knochen. Für die Knochengesundheit sind vor allem belastende und gewichtstragende Aktivitäten effektiv.

2. Genussgifte meiden

Alkohol und Rauchen induzieren eine Osteoporose, indem sie die Knochendichte und -qualität reduzieren und das Frakturrisiko erhöhen. Alkohol inhibiert die Osteoblasten, stört den Vitamin-D-Metabolismus und erhöht die renale Calciumexkretion. Rauchen kontrahiert die Blutgefäße, verschlechtert die vaskuläre Durchblutung der Knochen und erhöht die Inzidenz von Hüftfrakturen.

3. Knochengesunde Ernährung

Eine ausgewogene Ernährung sollte reich an Calcium, Vitamin D₃ und Magnesium sein. Diese drei Biofaktoren sind für den Knochenstoffwechsel von Relevanz. Die Rolle von Vitamin K₂ ist noch nicht abschließend geklärt (siehe unten). Zudem sollte eine übermäßige Zufuhr von ­Natrium, Phosphat und Koffein vermieden werden, da diese die Calciumausscheidung fördern und die Knochenresorption erhöhen. Lebensmittel wie Spinat und Rhabarber, die viel Oxalsäure enthalten, sollten nur maßvoll verzehrt werden, da Oxalsäure die Calciumresorption vermindern kann. Eine angemessene Energiezufuhr und ein gesundes Körpergewicht bzw. das Vermeiden von Untergewicht sind ebenfalls entscheidend, um eine optimale Knochengesundheit zu gewährleisten.

Calcium gilt bekanntermaßen als wichtiger Bestandteil in der Prophylaxe von Osteoporose und Frakturen. Dabei sollte die Calciumversorgung allerdings nicht über Supplemente, sondern möglichst nur über die Ernährung und dann in einer Tagesdosis von 1.000 mg erfolgen. So lautet die derzeitige Richtlinie des Dachverbandes der deutschsprachigen wissenschaftlichen osteologischen Gesellschaften e. V. (DVO) von Oktober 2023.⁶ Hintergrund dieser Empfehlung ist das potentielle Risiko kardiovaskulärer Ereignisse oder Nierensteine aufgrund einer zu hohen Calciumkonzentration im Blut.^7,8 Lediglich bei einem weiter bestehenden Calciummangel oder unter einer Therapie mit Bisphosphonaten und Denosumab – also Präparaten, bei denen es zu einer Hypocalcämie kommen kann – empfiehlt sich eine Supplementierung. Bei Besonderheiten im Calciumstoffwechsel, zum Beispiel bei Nierensteinen, einem primären Hyperparathyreoidismus oder Hypoparathyreoidismus sowie einem Zustand nach Magenresektion muss individuell über eine Supplementierung mit dem Biofaktor entschieden werden.

• Vitamin D₃ beeinflusst den Knochenstoffwechsel und die Knochenfestigkeit, in dem es die Aufnahme und Ausscheidung von Calcium und Phosphat in Darm und Niere reguliert.
• Bei einer guten Vitamin-D₃-Versorgung wird weniger Parathormon freigesetzt, welches dem Knochen übermäßig Calcium entziehen würde.^9,10
• Ein Vitamin-D₃-Mangel begünstigt laut Datenlage Stürze, Knochenabbau und Frakturen, und das insbesondere bei Erwachsenen im Alter von 65 Jahren und älter.¹¹
• Eine Vitamin-D₃-Supplementierung zum Ausgleich eines Mangels kann zu weniger Wirbelkörper- und Hüftgelenksfrakturen führen.^12,13
• Eine Vitamin-D₃-Supplementierung kann zudem die Sturzrate bei Risikopatienten reduzieren.¹⁴
• Vitamin D₃ kann sich positiv auf Gehgeschwindigkeit und Muskelfunktion auswirken.¹⁵
• Vitamin-D₃-Supplemente können die Wirkung von Bisphosphonat fördern.¹⁶

Obwohl der Zusammenhang zwischen Vitamin D₃ und dem Knochenstoffwechsel gut dokumentiert ist, darf nicht unerwähnt bleiben, dass es auch Studien gibt, die einen Nutzen einer Vitamin-D₃-Supplementierung auf die Frakturrate nicht bestätigen können.¹⁷ Diesbezüglich hat sich allerdings gezeigt, dass der Nachweis einer klinischen Relevanz von Vitamin D₃ mitunter am Studiendesign scheitert. Auch die Methodik und die Schlussfolgerungen der zuletzt zitierten Untersuchung wurden hinsichtlich verschiedener Aspekte kritisiert – beispielsweise ein zu kurzer Beobachtungszeitraum, minderwertiges Studiendesign, mangelhafte Adhärenz der Studienziele oder Vitamin-D₃-Bolusgaben statt einer täglichen Supplementierung.¹⁸

In viele randomisierte Placebo-kontrollierte Interventionsstudien werden zudem Probanden eingeschlossen, die überhaupt keinen Vitamin-D₃-Mangel aufweisen.^19,20 Bei Calcidiolwerten über 20 ng/ml bzw. 50 nmol/l (siehe unter „Wie wird der Vitamin-D₃-Status bestimmt?“) ist jedoch der Nutzen einer Supplementation des Biofaktors nicht unbedingt zu erwarten. Aufgrund dieser Zusammenhänge empfiehlt sich bei Verdacht auf einen Vitamin-D₃-Mangel der labordiagnostische Nachweis und die ausschließliche Supplementierung eines „echten“ Mangels.²¹

• Die Bestimmung des Vitamin-D₃-­Serumspiegels reflektiert lediglich die Vitamin-D₃-Aufnahme der letzten Tage.
• Um die längerfristige Vitamin-D₃-Versorgung zu bewerten, wird der Calcidiolwert (= 25-Hydroxyvitamin-D₃, 25(OH)D₃) mit einer Halbwertszeit von ein bis zwei Monaten gemessen.
• Calcidiol ist die Vorstufe des biologisch aktiven Calcitriols (= 1,25(OH)2Vitamin D₃).
• Das Robert Koch-Institut verwendet in Überstimmung mit der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE) und der WHO die international häufig genutzte Klassifikation des US-amerikanischen Institute of Medicine. Danach gilt als unterer Grenzwert 50 nmol/l bzw. 20 ng/ml.²²
• In einem Expertenkonsens wurden im Gegensatz dazu etwas höhere Referenzwerte empfohlen. Diese liegen bei 75 nmol/l bzw. 30 ng/ml.²³
• Calcidiolwerte über 125 nmol/l erhöhen das Risiko für die Entstehung einer Hypercalcämie und sollten daher vermieden werden.

Zur Osteoporose- und Sturzprävention bei postmenopausalen Frauen und Senioren empfiehlt der Dachverband Osteologie eine Tagesdosis von 800 bis 1.000 IE oral supplementiertem Vitamin D₃ – allerdings nur bei geringer Sonnenlichtexposition und/oder erhöhtem Sturz- und Frakturrisiko.⁶

Laut allgemeiner Studienlage liegen die empfohlenen Tagesdosen zum Ausgleich eines Mangels mit 1.000 bis 4.000 IE Vitamin D3 etwas höher. Bei Resorptionsstörungen oder adipösen Patienten und um einen Vitamin-D₃-Mangel möglichst rasch zu beheben, können in den ersten Wochen Tagesdosen bis zu 6.000 IE supplementiert werden.^21,24

Ein Vitamin-D₃-Mangel kann zu erniedrigten Magnesiumkonzentrationen führen. Beide Biofaktoren wirken synergistisch. Daher empfiehlt sich in der Regel der diagnostische Nachweis auf einen Mangel beider Biofaktoren und eine kombinierte Supplementierung (siehe unter „Magnesium und Osteoporose“).

Eine alimentäre Hypervitaminose D ist nicht möglich. Allerdings kann es zu einer solchen Hypervitaminose D bei einer zu hohen Einnahme von Supplementen kommen. Die Symptome entstehen durch die erhöhte Wirkung von Calcitriol (1,25-Dihydroxycholecalciferol), dem aktiven Vitamin-D₃-Metaboliten. Er induziert eine vermehrte intestinale und renale Calciumresorption. Diese Hypercalcämie zeigt sich symptomatisch mit Übelkeit, Inappetenz, Erbrechen und in schweren Fällen mit einer Niereninsuffizienz und Herzrhythmusstörungen bis hin zu Bewusstlosigkeit und Tod.²⁵ Da die Vitamin-D₃-Synthese genau gesteuert wird, entsteht eine Hypervitaminose D nur, wenn Patienten eine enorm hohe Dosis einnehmen und wird definiert durch einen Calcidiol-Serumspiegel von über 400 nmol/l bzw. 160 ng/ml.