Calcitriol

Calcitriolbzw. 1,25-(OH)₂D₃ ist die biologisch aktive Form des Vitamin D.

Bildung von Calcitriol

Biosynthese von Calcitriol und Wirkung auf den Zellkern
Autor: Ulrich Helmich 10/2023, Lizenz: Public domain

Das Bild zeigt, wie Calcitriol aus Cholesterin hergestellt wird. Der erste Schritt, die Bildung von 7-Dehydrocholesterol aus Cholesterin, ist hier nicht mit eingezeichnet.

In der Haut wird das 7-Dehydrocholesterol durch UV-Licht zunächst in Prävitamin D₃, dann in Cholecalciferol umgewandelt. Das Enzym Vitamin-D-25-Hydroxylase hängt dann die erste OH-Gruppe an das Cholecalciferol, und die 1α-Hydroxylase hängt die zweite OH-Gruppe an das gebildete Calcidiol. Calcitriol besitzt dann drei OH-Gruppen, daher auch die Bezeichnung "Triol".

Die oft benutzte Kurzbezeichnung 1,25-(OH)₂D₃ ist etwas irreführend, weil sie suggeriert, dass die Verbindung nur zwei OH-Gruppen besitzt.

Wirkung von Calcitriol auf den Dünndarm

Die Bezeichnung "Calci" deutet an, dass das Calcitriol eine wichtige Rolle im Calcium-Stoffwechsel der Säugetiere spielt. Calcitriol wird an den Vitamin-D-Rezeptor gebunden und dann in den Zellkern transportiert. Dort bewirkt der Vitamin-Rezeptor-Komplex (VDR-Komplex) dann als Transkriptionsfaktor die Transkription bestimmter Gene.

Ca²⁺-Resorption im Dünndarm

Das Gen für das Ca²⁺-Transportprotein TRPV6 in der apikalen Bürstensaummembran der Enterocyten wird zum Beispiel durch den VDR-Komplex aktiviert. Dadurch wird die Ca²⁺-Resorption im Dünndarm gefördert.

Auch das Calbindin-Gen wird aktiviert. Das Calcium-Transportprotein Calbindinkann vier Ca²⁺-Ionen binden und in den Enterocyten von der apikalen Seite zur basalen Seite transportieren. Auch das fördert die Ca²⁺-Resorption des Dünndarms.

Phosphat-Resorption im Dünndarm

Auch die Phosphat-Resorption im Dünndarm wird durch Calcitriol gefördert. Wieder wirkt der VDR-Komplex als Transkriptionsfaktor. Die Transkription des Na/P_i-Cotransporter-Gens wird aktiviert ^[2].

Wirkung von Calcitriol auf die Knochen

Calcitriol wirkt sich auf die Osteoblasten aus. Der Calcitriol-VDR-Komplex führt zu einer verstärkten Expression der Verbindung RANKL.

Unter diesem Begriff versteht man den Liganden des RANK-Rezeptors der Osteoklasten. RANKL wird von den Osteoblasten ausgeschüttet, und wenn sich der Ligand in die RANK-Rezeptoren der Osteoklasten setzt, werden diese aktiviert und bauen Knochensubstanz ab.

Wirkung von Calcitriol auf die Nebenschilddrüse

muss noch ergänzt werden...

Wirkung von Calcitriol auf die Niere

Calcitriol wirkt auf indirekte Weise auf die Ca²⁺- und Phosphat-Rückresorption der Niere. Das Parathormon (PTH) aktiviert die α-Hydroxylase. Dieses Enzym ist für die Synthese von Calcitriol verantwortlich.

Ähnlich wie im Dünndarm sorgt Calcitriol als VDR-Komplex für eine gesteigerte Expression der Ca²⁺-Kanäle TPRV5 und TPRV6, des Calbindins sowie der Ca²⁺-Pumpe im basalen Bereich der Epithelzellen. All diese Proteine bewirken eine Rückresorption von Ca²⁺ in der Niere, was den Calcium-Spiegle im Blut ansteigen lässt.

Weitere Wirkungen von Calcitriol

In der Bauchspeicheldrüse beeinflusst Calcitriol die Insulinausschüttung