Vitamin D Alleskönner?

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1 Vitamin D Alleskönner? Prof. Dr. med. Heike A. Bischoff-Ferrari, DrPH Leiterin, Zentrum Alter und Mobilität, Universität Zürich SNF-Professorin, Rheumaklinik und Institut für Physikalische Medizin, UniversitätsSpital Zürich Vitamin D: Quellen Haut Risiko: Sonnenschutz Alter, dunkler Hautton, Nördlicher Breitengrad, Insitutionalisierung Ernährung Minimale Vitamin D Versorgung über natürliche Nahrungsquellen Risiko: Adipositas, Malabsorption +USA: Vitamin D Zusatz in Milchprodukte und Orangensaft

2 Optimale Vitamin D Blutspiegel für Knochenbruch und Sturzprävention Bischoff-Ferrari, Staehelin HB et al.; Archives of Internal Medicine 2009; Bischoff-Ferrari, Dawson-Hughes et al.; British Medical Journal 2009 Bischoff-Ferrari HA, Shao A, Dawson-Hughes B, Giovannucci E, Willett WC; Benefit-Risk Assessment of Vitamin D; OP International 2009 Wieviele Erwachsene sind unterversorgt? % Threshold for 25-hydroxyvitamin D serum concentration in nmol/l van der Wielen RP, et al. Serum vitamin D concentrations among elderly people in Europe. Lancet 1995;346: (SENECA). Burnand B, Burckhardt P et al. Serum 25-hydroxyvitamin D: Swiss population. Am J Clin Nutr 1992;56:

3 Wieviele Hüftbruchpatienten sind unterversorgt? % Threshold for 25-hydroxyvitamin D serum concentration in nmol/l Bischoff-Ferrari HA, Staehelin HB, Theiler R et al.; Severe Vitamin D Deficiency in Swiss Hip Fracture Patients; Bone 2008 EUROPA: Prozent der älteren Bevölkerung mit schwerem Vitamin D Mangel (25(OH)D < 30 nmol/l) SENECA study of 11 countries; winter season; Lancet 1995

4 Warum handeln? Demographic change will lead to a marked increase in osteoporosis From 2008 to 2050, both in the US and in Europe: seniors age 65 and older 2x seniors age 85 and older 3x 2050 worldwide incidence in hip fractures expected to rise 240% among women 310% among men 50-70% of adults are vitamin D deficient Vitamin D Case Fracture and Fall Prevention by about 20% Evidence available today -- For an inexpensive and well-tolerated strategy Internationale Empfehlungen Bone Health IOM Institute of Medicine (2010): 800 IU/Tag starting at age 70 for better bone health 25(OH)D target 50 nmol/l IOF International osteoporosis Foundation (2010): 800 IU/Tag starting at age 60 for fall and fracture prevention 25(OH)D target 75 nmol/l Fall Prevention Evidence-based strategy Agency for Healthcare Research and Quality (AHRQ) for the U.S. Preventive Services Task Force (2011) American and British Geriatric Societies (2010) IOF (2010) 1,2,3

5 Optimale Vitamin D Blutspiegel für Knochenbruch und Sturzprävention Bischoff-Ferrari, Staehelin HB et al.; Archives of Internal Medicine 2009; Bischoff-Ferrari, Dawson-Hughes et al.; British Medical Journal 2009 Bischoff-Ferrari HA, Shao A, Dawson-Hughes B, Giovannucci E, Willett WC; Benefit-Risk Assessment of Vitamin D; OP International 2009 Vitamin D Knochenbruch und Sturz Prävention Allgemeine Gesundheit Heaney RP. The Vitamin D requirement in health and disease. J Steroid Biochem Mol Biol Holick MF. Vitamin D: importance in the prevention of cancers, type 1 diabetes, heart disease, and osteoporosis. Am J Clin Nutr Bischoff-Ferrari HA, Giovannucci E, Willett WC, Dietrich T, Dawson-Hughes B. Estimation of optimal serum concentrations of 25-hydroxyvitamin D for multiple health outcomes; AJCN 2006.

6 Rachitis Osteomalazie Symptome: Knochenbruch Knochenschmerzen Muskelschmerzen Muskelschwäche Watschelgang

7 Higher 25(OH)D Levels in younger Adults: Early Prevention Adults yrs. in NHANES III Hip bone density increases with higher 25(OH)D blood levels Independent of Age Gender BMI Smoking Calcium intake Estrogen intake in women p <.001 p =.004 p =.08 Serum 25-hydroxyvitamin D in nmol/l Optimal benefits at 75 nmol/l + Bischoff-Ferrari HA et al. American Journal of Medicine

8 Knochenbruchrisiko sinkt mit höherer Vitamin D Einnahme/Spiegel 12 Doppel-blind Studien (n=42,279) meta-regression: Beta = ; p = meta-regression: Beta = ; p = % Bischoff-Ferrari HA, Staehelin HB et al. Archives of Internal Medicine; Wir wissen heute definitiv Vitamin D 18% weniger 20% weniger Hüftbrüche Andere Knochenbrüche Es braucht IU Vitamin D / Tag IOF 2010 Bischoff-Ferrari HA, et al.; Archives of Internal Medicine 2009; Bischoff-Ferrari HA, et al.; British Medical Journal 2009

9 Calcium alleine ist nicht ausreichend 5 studies (5666 women plus 1074 men) with 814 nonvertebral fractures, the pooled RR comparing calcium supplementation ( mg/day) with placebo was 0.92 (95% CI: 0.81, 1.05). Prince Reid 2006 Bischoff-Ferrari RECORD Based on 4 studies with separate results for hip fracture (6504 individuals with 139 hip fractures), the pooled RR comparing calcium with placebo was 1.64 (95% CI:1.02, 2.64). Combined RR Bischoff-Ferrari et al. AJCN 2007

10 VDR (-I-) Maus ohne Andockstellen für Vitamin D Hat schwache Knochen Hat abnorme Muskeln Vitamin D Andockstelle in der Muskulatur 500 VDR Expression (# of Positive Nuclei) Age (Years) Bischoff HA et al. J Immunohistochemistry 2001, Bischoff-Ferrari HA et al. JBMR 2004

11 Höhere Vitamin D Spiegel verbessern die Beinfunktion NHANES III: n = 4100 ambulante ältere Personen 60+ 2,4 Meter Gehen wiederholtes Aufstehen 4.5 Sec 16 Sec OHD nmol/l 25-OHD nmol/l leffekt war gleich bei mehr oder weniger Aktiven, Männer oder Frauen, und zusätzlicher Kalzium Einnahme Bischoff-Ferrari HA, et al. Am J Clin Nutr. 2004;80: Sturzprävention nimmt mit Vitamin D Dosis/Spiegel zu 8 Doppelblindstudien (n = 2376 individuals): Heterogeneity by dose Heterogeneity by achieved 25(OH)D 19% Bischoff-Ferrari HA, Staehelin HB,Dawson-Hughes et al.; BMJ 2009

12 Wir wissen heute definitiv Vitamin D 18% weniger Einheiten am Tag 20% weniger (33% J.) 19% weniger Hüftbrüche Andere Knochenbrüche Stürze Bischoff-Ferrari HA, et al.; Archives of Internal Medicine 2009; Bischoff-Ferrari HA, et al.; British Medical Journal 2009 VDR (-I-) Maus ohne Andockstellen für Vitamin D Hat schwache Knochen Hat abnorme Muskeln Hat hohen Blutdruck

13 Blutdruck und Distanz vom Äquator SBP DBP Relationship of mean BP and distance north and south from the Equator (INTERSALT study; BMJ 1988; men and women aged sampled from 52 centers around the world ) Klinische Studien UVB (makes D) UVA (not) 18 individuals with hypertension in 6 weeks (3x/week) UVB sig by 6 mmhg (systolic + diastolic) (Krause et al. The Lancet 1998) 800 IU D3 plus calcium vs calcium 148 community-dwelling elderly women in 8 weeks vitamin D systolic BP by - 13 mmhg(p=.02) diasystolic BP by - 6 mmhg (p=.10) (Pfeifer M. et al. J Clin Endocrinol Metab )

14 Vitamin D Spiegel und 10-J Herzinfarktrisiko Nested case-control study, controlling for age, date of blood draw, smoking status. Similar with full adjustment. 454 cases, 900 controls. Giovannucci E et al. Archives of Int. Med Meta-Analyse Vitamin D Supplementation und Mortalität Trials with decent statistical power: Vitamin D of at least 400 IU per day for months Pooled RR 0.92 ( ) Autier P. Archives of Internal Med. 2007

15 Beobachtungsstudien und Vorteil eines höheren Vitamin D Spiegels im Blut Incident hypertension: Forman JP et al. (NHS + HP); Hypertension All-cause and cardiovascular mortality: Ginde AA (NHANES III); Am J Prev. Med Bischoff-Ferrari HA, Shao A, Dawson-Hughes B, Giovannucci E, Willett WC; Benefit-Risk Assessment of Vitamin D; Osteoporosis International 2009

16 Vitamin D fördert das gesunde Zellwachstum Gezeigt für Keratinozyten Fibroblasts Colon cancer cell lines Breast cancer cell lines Prostate cancer cell lines 1-alpha Hydroxylase Keratinozyten Fibroblasts Colon cells Breast cells Prostate cells Spina C et al. ; 2005 J Steroid Biochemistry & Molecular Biology Darmkrebsrisiko sinkt mit höherem Vitamin D Spiegel im Blut Darmkrebs: Goreham ED (a quantitative meta-analysis of 5 studies;am J Prev. Med Bischoff-Ferrari HA, Shao A, Dawson-Hughes B, Giovannucci E, Willett WC; Benefit-Risk Assessment of Vitamin D; Osteoporosis International 2009

17 Besserer Effekt mit Langzeiteinnahme Nurses Health Study ( ) Colorectal Cancer Vitamin D Intake RR* High vs. Low (95% CI) P-trend ( ) consistent 0.77 ( ) consistent 0.33 ( ) * Follow-up to 1992 Martinez E. et al., JNCI 1996 Multivariable* RR and 95% CI for a 25 nmol/l increment in predicted plasma 25(OH) vitamin D level HPFS ( ) Total Cancer Incidence Total Cancer Mortality Digestive Organ Incidence - 43% - 29% - 17% * age, smoking, height, alcohol, calories, red meat, calcium, retinol, fruits and vegetables

18 Doppelblind Studie mit Vitamin D zeigt Effekt auf Krebsprävention 4-y RCT comparing 1500 mg calcium IU D3 to placebo N = 1179 community-dwelling women age 55 and older Outcome: all new cancer cases Results: 1) VitD+Cal vgl zu Calcium: RR = 0.40 ( ) 2) 35% Carzinom Risikoreduktion pro 25 nmol/l Erhöhung des Vitamin D Spiegels Lappe JM et al. Am J Clin Nutr 2007

19 Tuberkulosebehandlung mit Sonnenlicht Infektabwehr Andockstelle für Vitamin D auf allen Immunzellen In Beobachtungsstudien ist eine bessere Vitamin D Versorgung mit weniger viralen und bakteriellen Infekten Verbunden Kleine klinische Studie bei Kindern: 1100 IU Vitamin D/Tag verglichen zu Plazebo vermindert Influenza A um 42% Kleine klinische Studie bei hochbetagten Hüftbruchpatienten reduziert 2000 IU verglichen zu 800 IU Vitamin D schwere Infekte um 90%

20 KINDER in Deutschland - KIGGS Safety of IU vitamin D per day on a population basis Benefit/Risk assessment based on clinical studies ,000 IU / day 2010 IOM recommendations 10,000-14,000 IU in 20 minutes Safe upper intake = 4000 IU / day Bischoff-Ferrari HA, Shao A, Dawson-Hughes B, Giovannucci E, Willett WC ; Benefit-Risk Assessment of Vitamin D; OP International 2010

21 1. Wie kommt es dazu, dass ganze Nationen Vitamin D unterversorgt sind? Hauptquelle Weniger als 5% von unserer Haut sieht die Sonne / Sonnenschutz Wenig Vitamin D Produktion zwischen November und Mai in ganz Europa 4x weniger Vitamin D Produktion bei älteren Menschen / vermeiden Sonne 2. Nahrungsquellen reich an Vitamin D sind rar nicht genug Chen TC, Holick MF, et al. Factors that influence the cutaneous synthesis and dietary sources of vitamin D. Arch Biochem Biophys 2007;8:8. Empfehlungen IOF (Mai 2010): 800 IU Vitamin D pro Tag bei Personen 60+ zur Sturz und Frakturprävention Bessere Vitamin D Versorgung auch bei jüngeren Menschen sinnvoll IOM (November 2010) : 600 IU Vitamin D pro Tag bei Kindern und jüngeren Erwachsenen Grosse klinische Studien bezüglich nicht-skeletalen Endpunkten sind dringend notwendig

22 Vielen Dank