Vitamin D und Parathormon

Autor: Valentin Menshikov | Aktualisiert: Januar 2026

Übersicht: Kalziumhomöostase

Die Aufrechterhaltung stabiler Kalzium- und Phosphatspiegel im Blut (Kalzium- und Phosphathomöostase) ist für zahlreiche physiologische Prozesse von entscheidender Bedeutung, einschließlich Nervenfunktion, Muskelkontraktion, Blutgerinnung und insbesondere der Knochengesundheit (Mineralisierung und Struktur). Dieses empfindliche Gleichgewicht wird hauptsächlich durch das Zusammenspiel von Vitamin D und Parathormon (PTH) reguliert, die hauptsächlich auf Darm, Nieren und Knochen wirken (1, 2).

Vitamin D: Synthese, Aktivierung und Funktion

Vitamin D ist eine Gruppe fettlöslicher Secosteroide, die als Hormon fungieren. Die beiden Hauptformen sind:

  • Vitamin D3 (Cholecalciferol): Wird in der Haut aus 7-Dehydrocholesterin bei Einwirkung von ultraviolettem B-Sonnenlicht (UVB) synthetisiert. Es wird auch aus Nahrungsquellen wie fettem Fisch, Eigelb und angereicherten Lebensmitteln gewonnen (1, 3).
  • Vitamin D2 (Ergocalciferol): Wird hauptsächlich aus Nahrungsquellen wie angereicherten Lebensmitteln und einigen Pflanzen/Pilzen gewonnen (1).

Beide (D2 und D3) sind anfangs biologisch inaktiv. Sie benötigen zwei Hydroxylierungsschritte zur Aktivierung (1, 3):

  1. Erste Hydroxylierung (Leber): Vitamin D (D2 oder D3) wird zur Leber transportiert und in 25-Hydroxyvitamin D [25(OH)D] (Calcifediol) umgewandelt. Dies ist die wichtigste zirkulierende Form von Vitamin D und der beste Indikator für den allgemeinen Vitamin-D-Status.
  2. Zweite Hydroxylierung (Nieren): 25(OH)D wandert zu den Nieren, wo das Enzym 1-alpha-Hydroxylase es in die biologisch aktive Form, 1,25-Dihydroxyvitamin D [1,25(OH)2D] (Calcitriol), umwandelt. Dieser Schritt ist streng reguliert und wird hauptsächlich durch PTH und niedrige Phosphatspiegel stimuliert (1, 2).
Vitamin D erfordert eine Aktivierung durch Hydroxylierungsschritte in der Leber (zu 25(OH)D) und den Nieren (zu 1,25(OH)2D) (1, 3).

Biologische Funktionen von aktivem Vitamin D (Calcitriol):

  • Erhöht die Kalziumaufnahme im Darm: Seine Hauptaufgabe besteht darin, die Aufnahme von Kalzium (und Phosphat) aus der Nahrung im Dünndarm zu verbessern (1, 2).
  • Reguliert den Knochenstoffwechsel: Fördert die Mineralisierung der Knochenmatrix (Osteoid) durch Sicherstellung einer ausreichenden Kalzium- und Phosphatversorgung. Bei hohen Spiegeln (oft pharmakologisch oder bei schweren Mangelzuständen mit sekundärem Hyperparathyreoidismus) kann es mit PTH zusammenarbeiten, um die Knochenresorption zu erhöhen und Kalzium und Phosphat ins Blut freizusetzen (1).
  • Beeinflusst die Nierenfunktion: Arbeitet mit PTH zusammen, um die Kalzium- und Phosphatrückresorption in den Nierentubuli zu modulieren (1).
  • Weitere Rollen: Beteiligt an der Immunfunktion, Zelldifferenzierung und Regulation verschiedener anderer zellulärer Prozesse (3).
Vitamin D fördert die Aufnahme von Kalzium aus dem Darm. Zu viel Vitamin D kann zu erhöhten Kalziumspiegeln im Blut führen.

Parathormon (PTH): Synthese und Funktion

Parathormon (PTH), auch Parathyrin genannt, ist ein Peptidhormon, das von den vier kleinen Nebenschilddrüsen produziert und sezerniert wird, die sich normalerweise hinter der Schilddrüse befinden (2, 4).

Regulation der Sekretion: Der Hauptregulator der PTH-Sekretion ist der Spiegel an ionisiertem Kalzium im Blut. Niedrige Kalziumspiegel stimulieren die PTH-Freisetzung, während hohe Kalziumspiegel sie unterdrücken. Vitamin D (Calcitriol) bietet ebenfalls eine negative Rückkopplung und unterdrückt die PTH-Synthese und -Sekretion (1, 2, 4).

Biologische Funktionen von PTH: PTH wirkt darauf hin, den Kalziumspiegel im Blut durch seine Auswirkungen auf die Zielorgane zu erhöhen (2, 4):

  • Nieren:
    • Erhöht die Kalziumrückresorption in den distalen Tubuli und verringert den Kalziumverlust im Urin.
    • Verringert die Phosphatrückresorption in den proximalen Tubuli und erhöht die Phosphatausscheidung im Urin (phosphaturischer Effekt).
    • Stimuliert das Enzym 1-alpha-Hydroxylase und erhöht die Produktion von aktivem Vitamin D (1,25(OH)2D) (1, 2).
  • Knochen:
    • Stimuliert die Knochenresorption durch Erhöhung der Aktivität und Anzahl der Osteoklasten (Zellen, die Knochen abbauen), wodurch Kalzium und Phosphat in den Blutkreislauf freigesetzt werden (1, 4). Während kontinuierlich hohes PTH zum Knochenabbau führt, können intermittierende niedrige Dosen paradoxerweise die Knochenbildung stimulieren (Grundlage für die Teriparatid-Therapie).
  • Darm (Indirekter Effekt): Durch die Stimulierung der Produktion von aktivem Vitamin D erhöht PTH indirekt die Kalzium- und Phosphataufnahme im Darm (1, 2).

Die Vitamin D - PTH - Kalzium-Rückkopplungsschleife

Diese Hormone funktionieren innerhalb eines streng regulierten Rückkopplungssystems (1, 2):

  1. Niedriges Blutkalzium: Wird von den Nebenschilddrüsen erkannt -> Erhöhte PTH-Sekretion.
  2. PTH-Wirkungen:
    • Wirkt auf die Nieren -> Erhöht die Kalziumrückresorption, erhöht die Phosphatausscheidung, stimuliert die 1-alpha-Hydroxylase -> Erhöhtes aktives Vitamin D [1,25(OH)2D].
    • Wirkt auf Knochen -> Erhöht die Knochenresorption -> Setzt Kalzium und Phosphat frei.
  3. Wirkungen von aktivem Vitamin D:
    • Wirkt auf den Darm -> Erhöht die Kalzium- und Phosphataufnahme.
  4. Ergebnis: Der Kalziumspiegel im Blut steigt.
  5. Negative Rückkopplung:
    • Steigendes Blutkalzium -> Unterdrückt die PTH-Sekretion aus den Nebenschilddrüsen.
    • Erhöhtes aktives Vitamin D -> Unterdrückt die PTH-Synthese/-Sekretion und hemmt die 1-alpha-Hydroxylase-Aktivität in der Niere.

Dieses komplexe System stellt sicher, dass der Kalziumspiegel im Blut in einem engen physiologischen Bereich gehalten wird.

Messung von Vitamin D und PTH

  • Vitamin-D-Status: Wird durch Messung des 25-Hydroxyvitamin-D-Spiegels [25(OH)D] im Serum beurteilt. Dies spiegelt das Vitamin D wider, das sowohl durch Sonneneinstrahlung als auch durch die Ernährung aufgenommen wird, und hat eine relativ lange Halbwertszeit (1, 3). Die Messung der aktiven Form, 1,25(OH)2D, ist normalerweise bestimmten klinischen Situationen vorbehalten (z. B. Verdacht auf Störungen des Vitamin-D-Stoffwechsels, chronische Nierenerkrankung).
    • Allgemeiner Konsens legt nahe, dass Werte <20 ng/ml (<50 nmol/l) auf einen Mangel hinweisen (1, 5).
    • Werte zwischen 20-29 ng/ml (50-74 nmol/l) können auf eine Insuffizienz hinweisen (1, 5).
    • Werte ≥30 ng/ml (≥75 nmol/l) werden oft als ausreichend angesehen, obwohl optimale Werte umstritten sind (1, 5).
    • Werte >100 ng/ml (>250 nmol/l) können auf eine potenzielle Toxizität hinweisen (1).
  • Parathormon (PTH): Wird mit Immunoassays gemessen, die typischerweise das intakte PTH-Molekül (iPTH) nachweisen (4). Die Werte müssen im Zusammenhang mit den gleichzeitigen Serumkalziumspiegeln (gesamt und/oder ionisiert) interpretiert werden.

Klinische Bedeutung und verwandte Erkrankungen

Vitamin-D-Mangel/-Insuffizienz

  • Ursachen: Unzureichende Sonneneinstrahlung, unzureichende Nahrungsaufnahme, Malabsorptionssyndrome, bestimmte Medikamente, Fettleibigkeit, chronische Nieren- oder Lebererkrankungen (1, 3).
  • Folgen: Eine beeinträchtigte Kalziumaufnahme führt zu niedrigem Blutkalzium -> stimuliert die PTH-Sekretion (sekundärer Hyperparathyreoidismus). Chronisch hohes PTH erhöht den Knochenumsatz. Bei Kindern verursacht ein schwerer Mangel Rachitis (fehlerhafte Knochenmineralisierung). Bei Erwachsenen verursacht er Osteomalazie (Erweichung der Knochen) und trägt zur Osteoporose (verringerte Knochenmasse) bei, was das Frakturrisiko erhöht (1, 3). Auch mit Muskelschwäche und potenziellen nicht-skelettalen Gesundheitsproblemen verbunden.
Da Vitamin D für die Kalziumverwertung des Körpers unerlässlich ist, kann ein Mangel zu einem schweren Kalziumverlust und folglich zu einer Erweichung und Schwächung der Knochen führen.

Hyperparathyreoidismus

  • Primärer Hyperparathyreoidismus: Unangemessene, übermäßige Sekretion von PTH, meist aufgrund eines Nebenschilddrüsenadenoms (gutartiger Tumor) oder einer Hyperplasie (Drüsenvergrößerung). Führt zu hohem Blutkalzium (Hyperkalzämie), niedrigem/normalem Phosphat und möglicherweise hohem Urinkalzium. Kann Knochenschmerzen, Nierensteine, Müdigkeit, Verstopfung, Depressionen und Osteoporose verursachen (4, 6).
  • Sekundärer Hyperparathyreoidismus: Angemessene physiologische Reaktion auf chronisch niedrige Kalzium- oder hohe Phosphatspiegel, am häufigsten verursacht durch Vitamin-D-Mangel oder chronische Nierenerkrankung (CKD). Die PTH-Spiegel sind erhöht, aber das Kalzium ist normalerweise niedrig oder normal (bis zu späten Stadien der CKD) (1, 4). Die Behandlung umfasst die Behebung der zugrunde liegenden Ursache (z. B. Vitamin-D-Supplementierung, Phosphatbinder bei CKD).
  • Tertiärer Hyperparathyreoidismus: Tritt nach längerem sekundärem Hyperparathyreoidismus auf (normalerweise bei schwerer CKD), wenn die Nebenschilddrüsen autonom werden und weiterhin hohe Mengen an PTH absondern, selbst nachdem der anfängliche Reiz (wie niedriges Kalzium) korrigiert wurde (z. B. nach einer Nierentransplantation). Führt oft zu anhaltender Hyperkalzämie (4).

Hypoparathyreoidismus

  • Ursachen: Unzureichende PTH-Sekretion, am häufigsten aufgrund einer versehentlichen Beschädigung oder Entfernung der Nebenschilddrüsen während einer Halsoperation (Thyreoidektomie, Parathyreoidektomie). Kann auch autoimmun oder genetisch bedingt sein (4).
  • Folgen: Niedriges Blutkalzium (Hypokalzämie) und hohes Blutphosphat. Zu den Symptomen gehören Kribbeln, Muskelkrämpfe (Tetanie), Krampfanfälle und Herzrhythmusstörungen (4). Erfordert eine Behandlung mit Kalzium und aktivem Vitamin D (Calcitriol) oder synthetischem PTH.

Vitamin-D-Toxizität

  • Ursachen: Selten, meist aufgrund einer übermäßigen Einnahme von Vitamin-D-Präparaten (erfordert typischerweise sehr hohe Dosen über längere Zeiträume) (1).
  • Folgen: Führt zu Hyperkalzämie (hohes Blutkalzium) aufgrund erhöhter intestinaler Absorption und Knochenresorption. Zu den Symptomen gehören Übelkeit, Erbrechen, Verstopfung, Schwäche, Verwirrtheit, Nierensteine und mögliche Nierenschäden (1). Gekennzeichnet durch sehr hohe 25(OH)D-Spiegel (>100-150 ng/ml) und unterdrücktes PTH.

Differentialdiagnose abnormaler Werte

Die Interpretation der PTH- und Vitamin-D-Spiegel erfordert die Berücksichtigung von Serumkalzium und -phosphat:

  • Hohes PTH, hohes Kalzium: Weist auf primären Hyperparathyreoidismus (oder möglicherweise tertiären) hin.
  • Hohes PTH, niedriges/normales Kalzium: Weist auf sekundären Hyperparathyreoidismus hin (Vitamin D, Nierenfunktion überprüfen).
  • Niedriges PTH, hohes Kalzium: Weist auf Hyperkalzämie bei Malignität, Vitamin-D-Toxizität, granulomatöse Erkrankungen (z. B. Sarkoidose) oder andere nicht-PTH-vermittelte Ursachen hin.
  • Niedriges PTH, niedriges Kalzium: Weist auf Hypoparathyreoidismus hin.
  • Normales PTH, hohes Kalzium: Kann bei leichtem primärem Hyperparathyreoidismus oder familiärer hypokalziurischer Hyperkalzämie (FHH) auftreten.
  • Normales PTH, niedriges Kalzium: Kann auf einen frühen Vitamin-D-Mangel oder Magnesiummangel hinweisen.

Referenzen

  1. Holick MF. Vitamin D deficiency. N Engl J Med. 2007;357(3):266-281. doi:10.1056/NEJMra070553
  2. Goltzman D. Physiology of Parathyroid Hormone. Endocrinol Metab Clin North Am. 2018;47(4):743-758. doi:10.1016/j.ecl.2018.07.003
  3. Norman AW. From vitamin D to hormone D: fundamentals of the vitamin D endocrine system essential for good health. Am J Clin Nutr. 2008;88(2):491S-499S. doi:10.1093/ajcn/88.2.491S
  4. Potts JT Jr. Diseases of the parathyroid glands. In: Melmed S, Auchus RJ, Goldfine AB, Koenig RJ, Rosen CJ, eds. Williams Textbook of Endocrinology. 14th ed. Elsevier; 2020:chap 29.
  5. Institute of Medicine (US) Committee to Review Dietary Reference Intakes for Vitamin D and Calcium; Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB, eds. Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D. National Academies Press (US); 2011. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK56070/
  6. Bilezikian JP, Brandi ML, Eastell R, et al. Guidelines for the management of asymptomatic primary hyperparathyroidism: summary statement from the Fourth International Workshop. J Clin Endocrinol Metab. 2014;99(10):3561-3569. doi:10.1210/jc.2014-1413