Vitamin D3 - Aufnahmewege in der Natur

[Erik]

Hallo,

ich habe einige Fragen bezüglich möglicher UV-unabhängiger Quellen für Vitamin D3 in natürlichen Lebensräumen.

Nach dem Lesen verschiedener Publikationen und Beiträgen hier im Forum
Klick habe ich zunächst einmal folgende grobe Eindrücke gewonnen:

- In aquatischen Lebensräumen wird UV-Licht tendenziell gemieden, ist aber für den Vitamin D3-Gehalt von Zoo- und Phytoplankton verantwortlich.
- In terrestrischen Lebensräumen wird der Vitamin D3-Bedarf eines Lebewesens fast ausschließlich durch anfänglich UV-Licht-induzierte Synthese gedeckt.
- Die relativ hohen Mengen an Vitamin D3 in einigen aquatischen Lebewesen werden durch die Nahrungskette erklärt, angefangen bei Vitamin D3-haltigem Zoo- und Phytoplankton (wobei es hier unterschiedliche Ergebnisse zum Gehalt gibt.)
Food Chain as Origin of Vitamin D in Fish; Sunita Rao, Raghuramulu
Vitamin D Content in Alaskan Arctic Zooplankton, Fishes, and Marine Mammals; Kenny et al.
- Vitamin D3 spielt eine wichtige Rolle in zumindest einigen Crustaceen, sowohl aquatischen, als auch terrestrischen.
The Dietary Requirement of Juvenile Grass Shrimp (Penaeus monodon) for Vitamin D; Shiau und Hwang
ACTION OF 1,25-DIHYDROXYVITAMIN D, ON CALCIUM METABOLISM IN THE CRUSTACEAN ORCHESTIA CAVIMANA DURING THE MOLT CYCLE; Meyran et al.

Damit ergeben sich bei mir auch schon die Fragen:

-Warum geben aquatische Lebensräume eine Versorgung mit Vitamin D3 über die Nahrungskette her, terrestrische Lebensräume aber nicht?

-Was machen "Landgänger" wie z.B. Landeinsiedlerkrebse, um ihren Vitamin D3-Bedarf zu decken? Aufnahme über die Nahrungskette oder UV-Licht induziert?

-Kann man ein "Umschalten" bei Meerestieren wie z.B. Seeschlangen und Meeresschildkröten von UV-Licht induzierter Synthese auf Nahrungsketten-Aufnahme beobachten?

-Sind den Forenmitgliedern noch weitere Publikationen zur Notwendigkeit von Vitamin D3 in Arthropoden bekannt und wie der Bedarf daran gedeckt wird?

Ich wäre dankbar über Literaturangaben oder einfach Denkanstöße und Hypothesen, die zur Beantwortung meiner Fragen beitragen könnten.

Viele Grüße

Erik

[Ingo]

Vitamin D scheint bei Fischen und vielleicht generell in marinen Systemen andere Aufgaben zu habe, als in höheren Vertebraten. Anders lässt sich der hohe Gehalt in der marinen Nahrungskkette kaum erklären. Soweit ich weiss, ist die Forschung aber noch weitgehend ratlos bezüglich der Antwort, welche Aufgaben das im Einzelnen sind.
In terrestrischen Systemen ist Vitamin D in der Nahrungskette weit weniger relevant vertreten. Zwar gibt es wahrscheinlich immerhin mehr Quellen, als man allgemein annimmt, doch die Dosen sind und bleiben gering. In einigen Wirbellosen ist jedoch in der Tat Vitamin D oder Metaboliten davon nachgewiesen worden und möglicherweise gibt es für Wirbeltiere Stoffwechselwege vom invertebraten Ecdyson oder vom Phytoecdysonen hinein in den Vitamin D Stoffwechsel oder manche solcher Analoga sind direkt in der Lage, als VDR Liganden zu wirken.
Trotz dieser potentiellen Quellen gilt aber immer noch die allgemeine und gut begründete Annahme, dass der Vitamin D Bedarf terrestrischer Wirbeltiere in aller Regel nicht bzw nicht allein durch ihre natürliche Nahrung zu decken ist.
Dazu gibt es einiges an Daten und natürlich auch in der Terraristik vielfältige Erfahrungswerte.
Aber damit erschöpfen sich meine Verdachtsmoment und mein Wissen schon. Ein sehr komplexes Feld, das viel Querlesen verlangt, da die Informationen nur bruchstückhaft vorhanden sind.
Ab jetzt wirds sehr hypothetisch und es folgt meine eigene Arbeitsvorstellung und kein belegtes Wissen.
Eine dieser meiner Hypothesen ist, dass der physiologische Vitamin D Gehalt vieler tagaktiver Wirbeltiere die Folge einer Anpassung an hohe UVB Intensitäten bei der Thermoregulation oder bei der Nahrungssuche ist und dass solche Tiere in der Lage sind, hohe Vitamin D Blutwerte zu tolerieren, sie aber für den Vitamin D getriebenen hormonellen Pathway gar nicht brauchen. Um Vergiftungsrisiken weiter zu reduzieren wurde die Photoredultion zur 7-Dehydrocholesterol Umwandlung bei heliophilen Tieren zudem besonders ineffizient.
Daher lenken ihre hohen Blutwerte von der Tatsache ab, dass der Organismus auch solcher Wirbeltiere in der Tat viel weniger Vitamin D braucht als in the wild im Blut zirkuliert und somit erklärt sich auch, warum nachtaktive Tiere, die sich zwar eine effizientere Photoreaktion bewahrt haben, aber doch viel weniger Vitamin D produzieren als tagaktive Verwandte mit den geringen Blutleveln auskommen, die ihnen das wenige UVB Licht beschert, dass sie abbekommen.
Die heliophilen Tiere sehen ohne heftige UVB Strahlung dagegen alt aus, da ihre evolutiv abgestumpfte Photoreaktion bei geringen Intensitäten eben selbst die niedrigen essentiell nötigen Vitamin D level nicht erzeugen kann.
Dafür spricht zum einen der niedrige Vitamin D level im Blut nachtaktiver Wirbeltiere bei ansonsten gleicher physiologischer Aufgabe von Vitamin D und zum anderen die Tatsache, dass D3 Supplementation in der Terraristik bei heliophilen Tieren wohl so gut wie nie zu ähnlich hohen Vitamin D Blutwerten führt wie UVB Bestrahlung (dazu gibt es Daten) , aber dennoch ausreicht, um Mangelerscheinungen auszuschliessen (dazu gibt es vielfältige Erfahrungswerte).
Was ich jetzt hier philosophiert habe, ist allerdings eine ganz persönliche Theorie, die ich noch nirgends von anderer Seite gehört oder gelesen habe und für die daher bisher jegliche wissenschaftliche Bestätigung fehlt. Aber es ist ja nicht verboten, Theorien aufzustellen, sofern man sie als solche kennzeichnet und nicht behauptet, es wären Tatsachen. Solche Theorien sollen ja auch nur so lange Bestand haben, bis spezifische Daten sei belegen, widerlegen oder erweitern.
Aber genug gelabert:
Immerhin interessieren Dich vielleicht auch folgende Paper:

Kriajev L, Edelstein S.(1994)Vitamin D metabolites and extracellular calcium regulate calcium currents in hemocytes of land snails.
Biochem Biophys Res Commun. ;204(3):1096-101.


Rao DS, Raghuramulu N.(1999) Is vitamin D redundant in an aquatic habitat? J Nutr
Sci Vitaminol (Tokyo).;45(1):1-8.

Zachariah TT, Mitchell MA (2009). Vitamin D3 in the hemolymph of goliath birdeater
spiders (Theraphosa blondi). J Zoo Wildl Med. ;40(2):344-6.

Tóth N, Hunyadi A, Báthori M, Zádor E.(epub 2010) Phytoecdysteroids and Vitamin D
Analogues - Similarities in Structure and Mode of Action. Curr Med Chem.

Gruß

Ingo

[Sarina]

Hallo Erik,

Bei Fischen kenne ich es, dass die Tiere sehr gerne 1-2 cm unter der Wasseroberfläche sonnen. Je nach Lebensweise ist denke ich auch hier Vitamin D Bildung in der Haut möglich. Auf der anderen Seite sind z.B. Hunde und Katzen generell nicht in der Lage Vitamin D in der Haut zu bilden, sie nehmen das nur über die Nahrung auf. Zu Meeresschildkröten gibt es ein recht aktuelles paper, das Blutwerte bei Haltung indoor und outdoor vergleicht, 10nmol/L ohne Sonnenlicht und 60nmol/L mit Sonnenlicht sprechen deutlich dafür, dass Vitamin D Bildung durch UV Strahlung möglich ist: http://dx.doi.org/10.2744/CCB-0765.1

Von Arthropoden hab ich leider keine Ahnung, brauchen die ohne Kalziumskelett überhaupt Vitamin D in der selben Art wie Wirbeltiere?

Grüße, Sarina

Danke Ingo, für die Literaturhinweise!

[Erik]

Danke an euch beide für die Literatur und die Gedankengänge. Werde mir alles erstmal in Ruhe durch den Kopf gehen lassen und versuchen mir eine Meinung zusammen zu reimen.

Grüße

Erik