Höhere mütterliche Vitamin-D-Konzentrationen sind mit längeren Leukozyten-Telomeren bei Neugeborenen verbunden

Telomere sind Nukleotid-Tandem-Wiederholungen, die sich an der Spitze von eukaryotischen Chromosomen befinden und die genomische Integrität der Zelle erhalten. Die mit dem Alter zunehmende Verkürzung der Telomere führt zur zellulären Seneszenz und Apoptose, einem Schlüsselmechanismus des Alterns. Bisher überwiegend an Erwachsenen durchgeführte Studien zeigen, dass die Telomerlänge, die überwiegend als Leukozyten-Telomerlänge (LTL) gemessen wird, zu etwa 65% hereditär und hoch variabel ist. Bereits intrauterine epigenetische Faktoren, wie mütterliche Ernährung, Bewegung und Rauchen, können die Geschwindigkeit, ihre Länge (epigenetische Uhr) und damit vielleicht auch die Alterungsgeschwindigkeit und das Risiko für die Entwicklung chronischer Erkrankungen beeinflussen. Die Autoren der aktuellen Studie haben untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen der mütterlichen Vitamin-D-Serumkonzentration und der LTL ihrer Neugeborenen besteht.

Die Querschnittsstudie umfasste 106 gesunde schwangere Frauen ohne belastende Vorgeschichte. Die Autoren dokumentierten das mütterliche Alter, die Größe, das Gewicht vor der Schwangerschaft, das Gesundheitsverhalten, die Nahrungsaufnahme während der Schwangerschaft und das Geschlecht und das Geburtsgewicht jedes Neugeborenen. Die mütterliche LTL, die Gesamtzahl der weißen Blutkörperchen und glykosyliertes Hämoglobin als Ko-Variable wurden im Blut bestimmt. Mit den Pearson-Korrelationskoeffizienten wurden Assoziationen zwischen den Basisvariablen und den LTL der neugeborenen Leukozyten bestimmt. Zur Sicherung eines unabhängigen Zusammenhangs zwischen der LTL der Neugeborenen und den mütterlichen Vitamin-D-Konzentrationen wurde eine schrittweise multiple lineare Regressionsanalyse durchgeführt.

Von den Studienteilnehmerinnen waren 75% älter als 30 Jahre. Nur 15% der Schwangeren wiesen einen BMI ≥23 auf (vor der Schwangerschaft). Der Anteil der Schwangeren mit einem Vitamin D-Mangel (25(0H)D; Mangel <50 nmol/L entsprechend <20ng/ml) betrug 80%. Die mittlere LTL zwischen Müttern und Neugeborenen unterschied sich signifikant. Zwischen weiblichen und männlichen Neugeborenen zeigten sich keine Unterschiede in der LTL. Die Neugeborenen-LTL korrelierten positiv mit den mütterlichen LTL (r = 0,76, p<0,01), den mütterlichen 25-Hydroxyvitamin-D-Konzentrationen (r=0,72, p<0,01), der mütterlichen Energieaufnahme (r =0,22, p =0,03) und dem Neugeborenen-Gewicht (r=0,51, p<0,01). Im multivariaten Modell konnten die LTL der Neugeborenen mit der mütterlichen Vitamin D-Serumkonzentration assoziiert werden (ß=0,33, p<0,01).

Die mütterliche Vitamin D-Serumkonzentration während der Schwangerschaft scheint eine wichtige Determinante für die LTL ihrer Nachkommen zu sein.

Kommentar:

Der Vitamin-D-Mangel wird bei Erwachsenen mit einem erhöhten allgemeinen Mortalitätsrisiko und einem erhöhten kardiovaskulären Risiko assoziiert. Die Kausalität dieser Assoziation ist noch nicht ausreichend belegt. Die Verkürzung der Leukozyten-Telomerlänge (LTL) ist mit Erkrankungen und dem Altern verbunden und führt zu einer zunehmenden genomischen Instabilität. In einer nationalen repräsentativen Populationsstudie an Erwachsenen (US NHANES 2001-2002) war der Serum 25(OH)D-Spiegel bei Teilnehmern mittleren Alters (zwischen 40-59 Jahren) unabhängig von anderen Faktoren positiv mit der LTL assoziiert. Erworbene und genetisch bedingte Telomer-Verkürzungen können zu Krebs, zu Knochmarksversagen, Lungenfibrose, Lebererkrankungen und zu Haut- und Schleimhauterkrankungen führen. Vitamin D-Mangel ist in der Schwangerschaft weit verbreitet und wird heute als signifikanter, die Gesundheit beeinträchtigender Risikofaktor für die kindliche Entwicklung betrachtet. Für Vitamin D haben tierexperimentelle Untersuchungen gezeigt, dass selbst vorübergehende pränatale Vitamin D-Mangelzustände das Hirnvolumen, die Neurochemie, die Gene und ihre Expression beeinflussen können. Eine aktuelle dänische Bevölkerungsstudie (Fall-Kontrollstudie) weist auf einen signifikanten Zusammenhang zwischen dem Vitamin D-Status in der Schwangerschaft und dem späteren Schizophrenie-Risiko hin. Weitere Studien lassen einen Zusammenhang mit neurologischen Entwicklungsstörungen (Autismus Spektrum Störungen) erkennen. Kim et al. konnten mit ihrer Studie erstmals zeigen, dass ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem mütterlichen Serum-Vitamin D-Spiegel und der LTL ihrer Neugeborenen besteht. In der Diskussion ihrer Studie bieten die Autoren mehrere Erklärungen für diesen Zusammenhang an. Erstens könnte die LTL über die systemische, suppressive und anti-inflammatorische Wirkung von Vitamin D bedingt sein. Es ist bekannt, dass die Verkürzung der Telomere durch Entzündungen ausgelöst wird. Zweitens führt Vitamin D zu einer verstärkten Aktivität der Telomerase, ein für die Integrität der Telomere essentielles Enzym. Drittens kann Vitamin D über die Upregulation von Klotho die Telomerase-Aktivität verstärken, wie einige in vitro- und humane Studien vermuten lassen. Klotho ist ein Schlüsselfaktor im Alterungsprozess und scheint bei Überexpression die Lebensspanne zu verlängern, die Plastizät der Synapsen zu verstärken und die Kognition zu verbessern.

Wir wissen noch nicht genau, welche klinischen Konsequenzen der Vitamin D-Mangel in der Schwangerschaft in Kombination mit verkürzten Neugeborenen-Telomeren langfristig für die Entwicklung im Kindes- und Jugendalter und für das spätere Leben besitzt. Der mütterliche Vitamin D-Status scheint jedenfalls eine wichtige Determinante der Neugeborenen-Telomerenlänge und vielleicht damit auch für die epigenetische Uhr zu sein. Der Einfluss des mütterlichen Vitamin D-Serumspiegels auf die Neugeborenen-Telomere und die möglichen langfristigen Folgen auf spätere Erkrankungen bedürfen weiterer Untersuchungen.

Text: Dr. med. Jürgen Hower, Facharzt für Kinder- und Jugendmedizin
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