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Vitamin D fördert die Regeneration von Blutgefäßen

17.09.2014 - (idw) Universitätsklinikum Frankfurt

Frankfurter Wissenschaftler haben gemeinsam mit internationalen Forschern eine neue Funktion von Vitamin D entdeckt, die die Basis für wirksamere Behandlungen von Gefäßschädigungen bei Volkskrankheiten wie dem Diabetes legen könnte. Ob Osteoporose, Multiple Sklerose oder möglicher Weise Herzinfarkte: Eine Vielzahl von Krankheitsbildern wird mit einem Mangel an Vitamin D in Verbindung gebracht. Auch in Deutschland ist die Vitamin-D-Unterversorgung ausgesprochen häufig. Mindestens 60 Prozent der Deutschen haben einen zu niedrigen Vitamin-D-Spiegel, obgleich der Körper bei ausreichender Sonnenbestrahlung der Haut Vitamin D selbst bilden kann. Frankfurter Wissenschaftler um die Physiologen Prof. Ralf Brandes und PD Dr. Katrin Schröder vom Fachbereich Medizin der Goethe-Universität Frankfurt haben jetzt entdeckt, das Vitamin D die Blutgefäßneubildung fördert. Mit dieser Erkenntnis könnte die Therapie von Krankheiten verbessert werden, die eine eingeschränkte Gefäßregeneration zur Folge haben. Ein sehr verbreitetes Beispiel für eine solche Erkrankung ist Diabetes. Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen wurden am 16. September in der aktuellen Ausgabe des renommierten Fachjournals Circulation veröffentlicht. Es handelt sich um die erste Studie, die den Zusammenhang von Gefäßregeneration und Vitamin D aufdeckt.

Einnahme von Vitamin D erhöht regenerationsaktivierende Zellen

Im Gegensatz zu vielen anderen Vitaminen, die im Stoffwechsel gebraucht werden, synthetisiert der menschliche Körper aus Vitamin D ein Hormon. Von diesem Vitamin-D-Hormon, 1,25-Dihydroxycholecalciferol, gehen vielfältige Funktionen aus. Es fördert die Kalziumaufnahme im Darm, wirkt dem Kalziumverlust im Knochen entgegen und reguliert damit den Knochenaufbau. Die Forscher konnten nun nachweisen, dass die Gabe des Vitamin-D-Hormons die Regeneration von Blutgefäßen fördert. Die Wissenschaftler beobachteten, dass die Einnahme von Vitamin D beim Menschen die Menge der im Blut zirkulierenden regenerationsaktivierenden Zellen erhöht. Gleichzeitig konnte im Mausmodell belegt werden, dass die Gabe von niedrigen Dosen des Vitamin-D-Hormons die Heilung von Blutgefäßen beschleunigt. Die bei der Zuckerkrankheit stark eingeschränkte Gefäßneubildung ließ sich damit vollständig normalisieren.

Verbesserte Regeneration durch gesteigerte Produktion von Signalmolekülen

Eine besondere Leistung der Forscher war es, den der Gefäßregeneration zugrundeliegenden Mechanismus nachzuweisen. So konnte belegt werden, dass das Vitamin-D-Hormon die körpereigene Regeneration steigert, indem es die Produktion eines sehr wichtigen Signalmoleküls in der Zelle erhöht. Dieses Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF1) genannte Protein ist für die Bildung einer Vielzahl wichtiger regenerativer Gewebehormone zuständig. Die Wissenschaftler kommen zum Fazit, dass eine Vitamin-D-Gabe bei Patienten mit eingeschränkter Gefäßregeneration, wie im Falle von Diabetikern, therapeutisch erprobt werden sollte.

Über die Forschergruppe

Die Arbeit der Forschergruppe, die Prof. Ralf Brandes und PD Dr. Katrin Schröder leiteten, wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung und der Alexander-von-Humboldt-Stiftung gefördert. Prof. Brandes, Jahrgang 1969, studierte Medizin an der Medizinischen Hochschule Hannover und der Emory University in Atlanta. Nachdem er im Jahr 1995 sein Medizinstudium und ein Jahr später seine Promotion abschloss, folgten wissenschaftliche Stationen als Postdoc und die Habilitation. Seit dem Jahr 2006 ist er Professor für Physiologie am Fachbereich Medizin der Goethe-Universität, wo er seit 2008 das Institut für Kardiovaskuläre Physiologie leitet. PD Dr. Katrin Schröder, Jahrgang 1975, ist Biologin. Sie studierte von 1994 bis 1999 an der Universität Rostock, um anschließend am dortigen Institut für Biochemie zu promovieren. In den Jahren 2003 bis 2004 arbeitete sie als Postdoc am Institut für Experimentelle Dermatologie der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Seit 2005 ist sie am Zentrum der Physiologie des Fachbereichs Medizin der Goethe-Universität Frankfurt tätig, wo sie 2011 die Venia legendi für das Fach Physiologie erhielt.


Publikation:
Wong MS, Leisegang MS, Kruse C, Vogel J, Schürmann C, Dehne N, Weigert A, Herrmann E, Brüne B, Shah AM, Steinhilber D, Offermanns S, Carmeliet G, Badenhoop K, Schröder K, Brandes RP. Vitamin D promotes Vascular Regeneration. Circulation 2014: 130; 976-986; DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.010650
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