HOT TOPIC – Vitamin D, das „Sonnenvitamin“ – warum eine Ergänzung im Futter sinnvoll ist

Vitamin D – das „Sonnenvitamin“
Vitamin D gehört zu den essenziellen Vitaminen und ist an zahlreichen wichtigen Stoffwechselprozessen im Organismus beteiligt. Es wird häufig als Sonnenvitamin bezeichnet, da es unter dem Einfluss von Sonnenlicht in der Haut gebildet wird. Die lebenswichtigen Funktionen von Vitamin D im Organismus werden durch seine aktive Form, Calcitriol, erfüllt. Calcitriol reguliert unter anderem die aktive Calciumaufnahme aus dem Darm, den Transport von Calcium zu den Zielzellen sowie dessen Einlagerung in die Knochen. Ein Vitamin-D-Mangel führt zu Störungen des Calciumstoffwechsels und kann unter anderem eine verringerte Knochendichte und eine eingeschränkte Muskelkontraktion zur Folge haben.

Darüber hinaus spielt Vitamin D eine wichtige Rolle für das Immunsystem. So besteht beispielsweise ein auffälliger Zusammenhang zwischen dem Vitamin-D-Status und der Häufigkeit schwerer Krankheitsverläufe bei einer SARS-CoV-2-Infektion. Aktuelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass eine Vitamin-D-Supplementierung das Risiko für COVID-19 und schwere Krankheitsverläufe einschließlich der Sterblichkeit reduzieren kann. Nutztiere erkranken zwar nicht an COVID-19, sind jedoch zahlreichen anderen Erregern der Atemwege ausgesetzt und anfällig für Erkrankungen, die zwangsläufig zu Leistungseinbußen führen können.
 

Vitamin D in der Tierernährung und im Futter
Vitamin D ist ein essenzielles Vitamin und wird Nutztierfuttermitteln üblicherweise über die Vormischung zugesetzt. Die Dosierung hängt von der Tierart, der Produktionsphase, gesetzlichen Höchstmengen und der Art des eingesetzten Zusatzstoffes ab. Die Ergänzung über das Futter ist besonders wichtig, da Nutztiere häufig in geschlossenen Haltungssystemen gehalten werden und dadurch nur begrenzt dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Darüber hinaus verändert sich ihr Nährstoffbedarf – einschließlich des Bedarfs an Vitamin D – in Abhängigkeit vom Leistungsniveau und von der biologischen Verfügbarkeit der Nährstoffe. So haben Sauen beispielsweise während der Laktation einen besonders hohen Nährstoffbedarf, während sich die Anforderungen von Legehennen zu Beginn der Legeperiode von denen am Ende der Legeperiode unterscheiden.

Die Menge an Vitamin D wird üblicherweise in Internationalen Einheiten (IE) pro Kilogramm angegeben. Allerdings lässt sich nur Cholecalciferol (Vitamin D3) zuverlässig in IE ausdrücken, da sich die verschiedenen Vitamin-D-Formen (siehe Abbildung 1) hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität unterscheiden. Dadurch ist es schwierig, Produkte mit unterschiedlichen Vitamin-D-Formen allein anhand der enthaltenen Menge miteinander zu vergleichen. Dieses Hot Topic erläutert im Detail, welche praktischen Herausforderungen sich aus dieser eingeschränkten Vergleichbarkeit ergeben.
 

Internationale Einheiten – was sind sie und wie werden sie bestimmt? Eine kritische Betrachtung
Internationale Einheiten (IE) werden verwendet, um verschiedene Metaboliten stoffwechselaktiver Substanzen wie Vitamine oder Hormone miteinander zu vergleichen, wenn sich diese in ihrer biologischen Aktivität unterscheiden. Dies lässt sich beispielsweise anhand von Vitamin A veranschaulichen.
 

Auch Vitamin D wird üblicherweise in IE angegeben. Dabei ergibt sich jedoch ein ähnliches Problem wie bei Vitamin A. Die drei natürlich vorkommenden Formen von Vitamin D sind Cholecalciferol, Calcidiol und Calcitriol (siehe Seite 1, Abbildung 1). Ein eindeutig definiertes Verhältnis zwischen Masse und biologischer Aktivität existiert nur für Cholecalciferol. Hier entsprechen 1 IE 25 ng. Die biologische Aktivität von Calcidiol wird im Allgemeinen als vergleichbar mit der von Cholecalciferol angesehen, weshalb auch 25 ng Calcidiol häufig mit 1 IE Vitamin D gleichgesetzt werden.

Calcitriol, die aktive Form von Vitamin D, wird hingegen nicht in IE gemessen oder angegeben. Wissenschaftler haben versucht, die biologischen Aktivitäten von Calcitriol, Cholecalciferol und Calcidiol miteinander zu vergleichen, um – ähnlich wie bei Vitamin A – eine Umrechnungsformel für Internationale Einheiten zu entwickeln. Die biologischen Aktivitäten der Metaboliten wurden hierzu in vitro mithilfe verschiedener Bioassays bestimmt. Unterschiedliche Untersuchungsmethoden führten jedoch zu stark voneinander abweichenden Ergebnissen (Tabelle 1). Daher ist es nicht sinnvoll und vermutlich auch nicht möglich, ein verlässliches Verhältnis zwischen den biologischen Aktivitäten der verschiedenen Vitamin-D-Formen abzuleiten.

Die verbreitete Praxis, den Vitamin-D-Gehalt von Ernährungsprodukten in Internationalen Einheiten anstatt in metrischen Einheiten anzugeben, führt daher häufig zu Missverständnissen. Aufgrund der stark schwankenden Ergebnisse bei der Bestimmung der biologischen Aktivität lassen sich unterschiedliche Vitamin-D-Produkte nicht zuverlässig anhand von IE miteinander vergleichen. Aus diesem Grund sehen neuere internationale Empfehlungen vor, Dosierungsempfehlungen für Vitamin D in Futtermitteln in Masseneinheiten (µg/kg) anstatt in Aktivitätseinheiten (IE/kg) anzugeben.
 

The role of vitamin D, its forms and how they are measured

Calcitriol cannot be expressed in IU – what are the practical consequences?
The previous section illustrated the difficulty of comparing different forms of vitamin D based on their biological activity. Consequently, while cholecalciferol and calcidiol are commonly measured in IU, there is no reliable equation to express calcitriol in IU. Nevertheless, there are nutritional supplements which contain calcitriol. The recommended daily dosages of these products are expressed in metric units (µg). The organism reacts quiet differently to the intake of calcitriol versus the intake of cholecalciferol. Therefore, when breaking down the quantity of cholecalciferol from IU to µg, the differences between the recommended daily intake of both substances are considerable, as shown in the example below.
 

What does this mean for a vitamin D supplement like Active D?
The product Active D contains calcitriol-glycosides and additional secondary plant metabolites. One question which often arises is how many IU of vitamin D are contained in Active D. As shown in this Hot Topic, this question cannot be properly answered. Instead, the amount of calcitriol in Active D is indicated in mg/kg.

The dosage recommendation of the product was determined by evaluating scientific papers, species requirements, scientific and field trials. Active D should be supplemented to the feed along with the vitamin D contained in the premix. By doing so, in critical phases, when the demand of calcium increases or the metabolization of vitamin D through liver and kidneys is strained, the supply of vitamin D and its analogues is secured. This offers the possibility of an optimal supplementation of vitamin D in all phases of production.
 

Download the pdf version of the Hot Topic written by our expert Murat Devlikamov, Product Manager Active D.
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