Wie ein Häufchen Elend hockten die Hühner auf dem Boden. Sie flatterten nicht und konnten sich kaum noch auf den Beinen halten. Wochenlang waren die Tiere einzig und allein mit weißem, poliertem Reis gefüttert worden. Und genau darin lag die Ursache für ihr seltsames Verhalten. Das zumindest vermutete der niederländische Arzt Christiaan Eijkman. 1887 war er nach Indonesien gereist, um dort die Krankheit "Beriberi" zu erforschen, die die Menschen in der Spätphase ihres Leidens ebenfalls bewegungsunfähig macht.

Eijkman experimentierte weiter und schlussfolgerte, dass in der Schale des Reiskorns eine Substanz stecken musste, deren Fehlen sowohl Beriberi beim Menschen als auch die Krankheit der Hühner verursachte. Um was für eine Substanz es sich genau bei diesem "Anti-Beriberi-Stoff" handelte, sollte erst knapp 40 Jahre später herauskommen. Im Silberhäutchen des Reiskorns steckt das Thiamin, eine wasserlösliche, schon in geringen Mengen wirksame Substanz, die auch Vitamin B1 genannt wird.

Die Isolierung des Thiamins fällt mitten in das goldene Zeitalter der Vitaminforschung. Nach und nach wurden die 13 Stoffe entdeckt und beschrieben, auf deren Zufuhr – mit Ausnahme von Vitamin D, das der Mensch unter dem Einfluss der Sonneneinstrahlung selbst bilden kann – wir für den Erhalt unserer Körperfunktionen angewiesen sind. Und genau hier beginnt die Geschichte der Ernährungsempfehlung, die zunächst "eine Geschichte der Mangelvermeidung" ist, wie es die Ernährungsforscher Alexander Ströhle und Andreas Hahn von der Leibniz-Universität Hannover ausdrücken.

Dem Mangel vorbeugen

Woher wissen wir, wie viel Vitamine unser Körper braucht? "Die Studien, aus denen wir die benötigten Vitaminmengen ableiten, sind meist alt. Tiere oder Menschen wurden mangelernährt, und dann wurde geschaut, ab welcher zugeführten Konzentration es gelang, das Defizit wieder aufzuheben", sagt Jan Frank von der Abteilung Biofunktionalität und Sicherheit der Lebensmittel an der Universität Hohenheim. Heutzutage seien solche Studien am Menschen ethisch nicht mehr vertretbar.

Wohl aber in den 1950er Jahren, als Max Horwitt und Kollegen in den USA einer Gruppe von Männern fünf Jahre lang eine an Vitamin E arme Kost verabreichten. "Die Auswahl der Testpersonen war aber nicht ideal, weil das klassische Vitamin-E-Mangelsymptom, das man aus Studien an Ratten kennt, eigentlich die weibliche Unfruchtbarkeit ist", erklärt Frank. Doch auch bei den Männern traten Probleme auf, ihre roten Blutkörperchen zerfielen auffällig rasch. "Auf Grund dieser Untersuchungen hat man dann die benötigte Mindestzufuhr für Vitamin E festgelegt", sagt Frank. Es wurde und wird auch heute noch geraten, dass Frauen und Männer täglich 12 beziehungsweise 15 Milligramm Vitamin E zu sich nehmen.

"Wir wissen aber nicht genau, ob es ein Problem ist, wenn ein Mensch diese Tagesration nicht erreicht. Eventuell kommt der ein oder andere auch mit zehn Milligramm aus, der Bedarf ist sehr individuell", so der Forscher, der mit seinem Team am Vitamin E forscht. Vor dem Hintergrund der ursprünglich ermittelten 12 bis 15 Milligramm sei die Aufnahme der 50-fachen Vitamin-E-Menge, wie sie mitunter in Kapselform angeboten würde, allerdings "zumindest bei gesunden Menschen fragwürdig".

Fördern hohe Vitamingaben Krebs?

Aktuell stagniert allerdings der Absatz von Vitamin-E-Präparaten beziehungsweise er ist sogar etwas rückläufig. Das liegt wohl auch an neueren Studienergebnissen, die der Öffentlichkeit mit deftigen Schlagzeilen präsentiert wurden. "Vitamin E lässt Tumore schneller wachsen", war beispielsweise zu lesen. Im Experiment an Mäusen hatten die verwendeten Vitamin-E-Mengen das Wachstum von Lungentumoren gefördert.

Bereits zuvor hatte eine groß angelegte Studie an mehr als 35 000 Männern in den USA den Verdacht aufkommen lassen, eine regelmäßige Einnahme von hoch dosierten Vitamin-E-Präparaten könne das Risiko für Prostatakrebs erhöhen. "Die epidemiologischen Studien zu langfristigen Wirkungen von Vitamin E in unnatürlich hohen Dosen sind nicht ganz unproblematisch. Die Datenlage ist unklar. Manche Studien zeigen ein erhöhtes, manche ein verringertes Risiko für Krebs oder Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems", so Frank.

Bezogen auf Vitamin E tappt man erstaunlicherweise ohnehin noch sehr im Dunklen. Vermutlich wirkt es als Antioxidans (lesen Sie dazu unseren Beitrag "Entzauberte Antioxidanzien") und ist so an der Immunfunktion und Signalweiterleitung in Zellen beteiligt. "Doch genau können wir noch gar nicht sagen, was die eigentlichen biologischen Aufgaben der insgesamt acht verschiedenen pflanzlichen Vitamin-E-Formen im Menschen sind", sagt Frank.

Garanten für Gesundheit und Wohlbefinden

Hinter den Überlegungen, bestimmte Vitamine in höheren Mengen zuzuführen als bisher empfohlen, steckt neben wirtschaftlichen Interessen auch ein grundsätzliches Umdenken über den Nutzen der Vitamine. So geht es selbst in den aktuellen Empfehlungen der Fachgesellschaften nicht mehr "nur" darum, Mangelkrankheiten zu verhindern, sondern darum, den Körper ganz allgemein besser vor Krankheiten zu schützen. "Vitamine und Mineralstoffe gelten als Garanten für Gesundheit und Wohlbefinden", schreiben Ströhle und Hahn. Mit Hilfe von Nährstoffsupplementen soll das Risiko für chronische Erkrankungen minimiert werden. Doch gerade der vorbeugende Anspruch werde sehr kontrovers diskutiert und führe mitunter zu polarisierenden und interessenpolitisch motivierten Auseinandersetzungen, so die beiden weiter.

Der klassische Ansatz der Nährstoffempfehlungen folgt einer klaren Beziehung – fehlt es an Vitamin C, an Vitamin D oder an Vitamin A, kommt es zu Skorbut, zu Rachitis oder der Mensch erblindet. Der moderne, präventive Ansatz ist ungleich komplizierter und vielschichtiger. Denn die Wirkungen der Vitamine auf den Körper sind nicht eindimensional. Je nachdem auf welche Wirkung man abzielt, variieren dann auch die empfohlenen Mengen. Mit zehn Milligramm Vitamin C am Tag lässt sich beispielsweise die Mangelerkrankung Skorbut verhindern. 400 Milligramm am Tag senken laut verschiedener Kohortenstudien das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, 500 bis 2000 Milligramm am Tag werden nach Operationen für eine verbesserte Wundheilung empfohlen.

Wo liegen die Grenzen?

Zwar ist das Vitamin C das bekannteste und am häufigsten zugesetzte Vitamin (weltweite Jahresproduktion etwa 110 000 Tonnen). Doch sei noch immer unklar, welche Mengen für den Menschen optimal sind, so Stöhle und Hahn. Kein Wunder, dass auch die Empfehlungen der Fachgesellschaften von Land zu Land unterschiedlich ausfallen. In Großbritannien wird zu 40 Milligramm pro Tag geraten, in Deutschland zu 100.

Die Referenzwerte für das Vitamin D sind gerade vielerorts nach oben gesetzt worden. Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung (DGE) empfiehlt nun, bei fehlender körpereigener Synthese durch das Sonnenlicht 800 Einheiten (etwa 20 Mikrogramm) am Tag aufzunehmen, die alte Empfehlung lautete 400 Einheiten. Auch das Spektrum der Organe für die Vitaminwirkung hat sich erweitert. Früher waren der Darm, die Knochen und die Nieren als Zielorgane bekannt. Heute weiß man, dass insgesamt über 30 Teile unseres Organsystems Rezeptoren für Vitamin D tragen und das Calcitriol – die aktive Form des Vitamins – an der Regulation von rund 6000 Genen beteiligt ist.

Wer mit Heike Bischoff-Ferrari von der Universität Zürich spricht, kann sich ihrer Begeisterung für das "Sonnenvitamin" kaum entziehen. "Vitamin D ist ein Sonderfall", sagt die Geriaterin. Es kann nicht ausreichend über die Nahrung zugeführt werden. Den größten Anteil des Vitamins, das eigentlich gar kein Vitamin, sondern eher ein Hormon ist, bilde der Körper selbst. "Rund die Hälfte der älteren Erwachsenen und auch viele Kinder sind hier zu Lande unterversorgt. Die neuen Empfehlungen zielen darauf ab, diese Unterversorgung zu verhindern", sagt Bischoff-Ferrari. Schwerste Mangelerscheinungen, die bei Kindern zu Rachitis führen, können bereits mit niedrigen Vitamin-D-Dosierungen (100 bis 400 Einheiten am Tag) abgewendet werden. Die durch Studien ermittelte Vitamin-D-Menge zur Osteoporoseprävention liegt mit 800 Einheiten am Tag dagegen deutlich höher.

Ob mit noch mehr Vitamin D auch noch mehr erreicht werden kann, ist bisher nicht geklärt. Die sichere obere Einnahmeempfehlung liege bei 4000 Einheiten am Tag, sagt Bischoff-Ferrari. Viel höhere Dosierungen können zu Nebenwirkungen wie zu einem Anstieg der Kalziumspiegels im Blut führen. "Die Dosis macht nicht nur das Gift, sondern auch die präventive Wirkung", beschreiben Ströhle und Hahn zutreffend die Situation.

Ihre Schweizer Kollegin ist überzeugt, dass der Vitamin-D-Mangel im Alter ein entscheidender Faktor für eine eingeschränkte gesunde Lebenserwartung und Lebensqualität ist. Die europäische, über drei Jahre laufende "DO-HEALTH"-Studie testet gerade unter ihrer Leitung, ob es gelingt, mit einer Vitamin-D-Gabe (2000 Einheiten täglich) und/oder Omega-3-Fettsäuren und/oder leichtem körperlichem Training, die gesunde Lebenserwartung der teilnehmenden 2152 Seniorinnen und Senioren zu verlängern. "Das Besondere an dieser Studie ist, dass alle Organe in ihrer Funktion unterstützt werden, da die Sicherstellung der Lebensqualität die Förderung aller Organqualitäten voraussetzt", sagt Bischoff-Ferrari.

Kleinere Studien im Vorfeld hätten bereits gezeigt, dass eine Vitamin-D-Gabe Hüftbrüche und Stürze um rund ein Drittel verringern könne. "Besonders wichtig ist die direkte Wirkung von Vitamin D am Muskel, weil eine bessere Muskelkraft entscheidend das Sturz- und Knochenbruchrisiko älterer Menschen senkt. Wir haben gezeigt, dass der Muskel einen eigenen Rezeptor für Vitamin D trägt und dass entsprechende Gaben die Anzahl bestimmter Muskelfasern erhöht und ihren Durchmesser vergrößert. Das sind genau die Muskelfasern, die wir im Alter zunehmend verlieren, aber brauchen, um Stürze abzufangen", erklärt die Züricher Ärztin.

Schwierige Grundlagenforschung

Um hinter die vielschichtigen Effekte der Vitamine zu kommen, reichen Einzelbeobachtungen nicht aus. Vielmehr müssen eine Vielzahl epidemiologischer Studien sowie grundlegende Arbeiten etwa am Tiermodell einbezogen werden. Denn: "Im Umkreis von Mikronährstoffen scheint kein Studienergebnis zu existieren, dem nicht ein anderes widerspricht", ist in Ströhles und Hahns Text über Möglichkeiten und Grenzen der Nährstoffergänzung zu lesen. Die DGE schätzt die Lage nach Prüfung verschiedener Studien jedenfalls so ein: Die Beweislage zur vorbeugenden Wirkung von Vitamin D vor Stürzen und Frakturen bei älteren Menschen sei überzeugend, die Evidenz für eine Senkung der gesamten Sterblichkeit wahrscheinlich. Ein möglicher Zusammenhang bestehe zwischen der Vitamin-D-Aufnahme und dem Schutz vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Dickdarmkrebs. Unzureichend sei die Beweislage bezogen auf Krebserkrankungen insgesamt oder Typ-2-Diabetes.

Ganz entscheidend dafür, ob eine zusätzliche Vitamingabe überhaupt eine präventive Wirkung entfalten kann, ist die Grundversorgung mit genau dieser Substanz. Nur wo diese nicht ausreicht (was hier zu Lande nur in Ausnahmefällen zutrifft, weil das Nahrungsmittelangebot gut ist und sich die Menschen ausreichend unter freiem Himmel aufhalten), kann später auch ein Effekt beobachtet werden. Oft wird in den Studien vor Gabe eines Supplementes aber gar nicht geschaut, wie der Versorgungszustand ist. Bei einer Metaanalyse mit über 31 000 Studienteilnehmern zur Reduzierung von Hüftfrakturen und Stürzen durch eine Vitamin D-Gabe war beispielsweise bei nur knapp 4400 Teilnehmern die Basisversorgung mit dem Vitamin gemessen worden.

"Der Versuch, die Wirksamkeit einer Nährstoffgabe ohne Kenntnis der Grundversorgung testen zu wollen, gleicht dem Vorhaben, die Effektivität von Cholesterin- oder Blutdrucksenkern ohne Messung der Cholesterin- beziehungsweise Blutdruckwerte zu beurteilen", kritisieren Stöhle und Hahn. "Man braucht sich dann nicht zu wundern, wenn es am Ende zu Nullresultaten kommt", so ihr Fazit.