Die Wirkkraft von UV-Licht und hochdosiertem Vitamin D3

Während langer Perioden der menschlichen Geschichte wurden die negativen Auswirkungen eines Mangels an ultraviolettem Licht (UV-Licht), unter dem wir Menschen in den Wintermonaten leiden, allzu oft den Göttern oder bösen Geistern angelastet. Erst im Jahre 1650 fanden wir dann endlich heraus, worum es sich eigentlich handelte. Das war gerade mal ein vorsichtiger Anfang der ganzen Geschichte wissenschaftlicher Erkentnis in Bezug auf UV-Licht und Vitamin D3.

Als im 17. Jahrhundert in England im Zuge der zunehmenden Urbanisierung immer mehr Rauch aus Kohlefeuern die Sonneneinstrahlung blockierte, begannen immer mehr Mütter und Neugeborene, die sich überwiegend in ihren Häusern aufhielten, unter Vitamin-D-Mangel zu leiden. Ein britischer Arzt, der diese Entwicklung verfolgte, nannte die neue Krankheit Rachitis. Sie führte bei Kindern im Alter von sechs Monaten bis zu zwei Jahren zu Knochenverformungen. Doch sobald die Kinder älter wurden und anfingen, im Freien zu spielen, schien sich ihr Befinden zu bessern.¹ Etwa zur gleichen Zeit beschrieb ein anderer Arzt die Schwierigkeiten, die bei der Entbindung von Kindern durch die Rachitis-geschädigten Becken ihrer Mütter auftraten. Ein paar Jahrhunderte später, im Jahr 1824, fand ein deutscher Arzt heraus, dass man Rachitis mit Lebertran behandeln konnte, der schon seit Langem in der Medizin Anwendung fand.² Doch erst 1906 entdeckte ein englischer Biochemiker Vitamine als wesentliche Ernährungsbestandteile, mit denen man Krankheiten vorbeugen konnte.

Damals wurde auch noch in eine andere Richtung geforscht. Dabei ging es um die geheimnisvollen Strahlen, die von der 1901 erfundenen und patentierten Quecksilberlampe ausgingen.³ Diese neue Lampe gab ein hässliches, grün leuchtendes Licht ab, das einen hohen Anteil ultravioletter Strahlen enthielt. Anfang der 1920er Jahre stellten britische Forscher fest, dass an Rachitis erkrankte Ratten gesund wurden, wenn man sie mit diesen mysteriösen Strahlen behandelte. Zu ihrem höchsten Erstaunen fanden die Londoner Wissenschaftler auch heraus, dass die Ratten selbst dann von Rachitis geheilt wurden, wenn man nur ihre leeren Glaskäfige bestrahlte!⁴ Damit wurde ein Ansturm auf die neuen Quecksilber-Heillampen ausgelöst und die Hersteller erlebten einen wahren Verkaufsboom für ihre Wunderleuchten.

Betrachtet man einige der Geräte, mit denen „Quacksalber“ 1920 Krankheiten behandelten, so findet man darunter zahlreiche Apparaturen, die UV-Licht abstrahlten. Mit unserem heutigen Wissen können wir sagen, dass es sich keineswegs um Quacksalber-Medizin handelte, sondern um Anwendungen, die sich ähnlich positiv auswirkten wie die Einnahme von Vitamin D3 oder Lebertran. Auf Ebay kann man noch heute einige dieser kuriosen Wunderstrahlen-Geräte aus der Quacksalber-Ära als Antiquitäten angeboten finden.

Stellen Sie sich vor, wie überrascht die Wissenschaftler wohl waren, als sie herausfanden, dass die mysteriösen UV-Strahlen Ratten nicht nur dann von Rachitis heilten, wenn man sie direkt damit bestrahlte, sondern auch, wenn man das Licht nur auf ihre leeren Käfige einwirken ließ. Es muss den Forschern wie ein Wunder erschienen sein, und man gelangte zu der Überzeugung, dass die Strahlen wohl auf irgendeine Weise die Luft in den verschlossenen Glasbehältnissen so veränderten, dass sie heilend wirkte. Zur Überprüfung ließ man die Luft wieder aus den Käfigen herausblasen, ehe man die Ratten zurücksetzte, und siehe da, die Ratten erkrankten an Rachitis.⁵ Jahrelang dachte man, dass UV-Strahlung der Luft heilende Qualität verlieh, und so neigte die wissenschaftliche Gemeinde zu der Vorstellung, Krankheit sei auf „schlechte Luft“ zurückzuführen.

Aus diesem Grunde verschrieb man Tuberkulosepatienten Anwendungen, bei denen sie in großen, in windigen Ebenen errichteten Holzbauten saßen, durch deren zahlreiche Löcher „gute Luft“ um sie herum zirkulierte. Ironischerweise stellte man später fest, dass ein niedriger D3-Spiegel eine der Hauptursachen für Tuberkulose darstellt.

Die Helfer, welche die Luft aus den Rattenkäfigen bliesen, hatten vorher die Sägespäne von den Böden entfernt, damit sie ihnen nicht ins Gesicht wehten. Bei einem späteren Experiment beließ man die Späne dann im Käfig, während die Luft herausgeblasen wurde. Man bestrahlte also die leeren Rattenkäfige mit UV-Licht und beließ die Sägespäne mit allem, was sie enthielten (d. h. Fäkalien und Rattenöl) in den Käfigen, woraufhin die Ratten von Rachitis geheilt wurden.⁶ Das trieb die beteiligten Wissenschaftler zum Wahnsinn!

Schließlich kamen sie dem Rätsel mit einem weiteren Experiment auf die Spur. Sie stapelten Rattenkäfige übereinander und stellten dann fest, dass die Ratten, die in den vorher leer bestrahlten Käfigen und in den Käfigen darunter lebten, keine Rachitis entwickelten, wohl aber die Ratten in den darüber liegenden Käfigen.⁷ Daran erkannte man, dass die heilende Substanz offensichtlich der Schwerkraft unterlag. (Dieser Aspekt der Entdeckungsgeschichte des Vitamin D3 wird weitgehend vernachlässigt, doch ich finde ihn faszinierend.)

1922 konnten sich Wissenschaftler, die mit Haushunden arbeiteten, bereits auf diese Informationen stützen. Zusätzlich fanden sie heraus, dass eine im Lebertran enthaltene Substanz verhinderte, dass Hunde, die ausschließlich im Haus gehalten wurden, an Rachitis erkrankten. Sie nannten ihre Entdeckung Vitamin D, da die Vitamine A, B und C bereits identifiziert worden waren. Ich dagegen bin der Ansicht, dass die eigentlichen Entdecker des Vitamin D2 jene relativ unbekannten Wissenschaftler waren, die an den Rattenkäfig-Experimenten gearbeitet hatten.

Die Wissenschaftler, die mit den Hunden arbeiteten, fanden heraus, dass Lebertran D3 enthielt, die tierische Variante des Vitamin D, die sich von der pflanzlichen Variante D2 geringfügig unterscheidet. Durch die Experimente mit Hunden gelang es also schließlich, Vitamin D3 zu isolieren. Doch die Kommerzialisierung des Vitamin D in den 1920er Jahren begann mit der D2-Form und basierte auf der Massenproduktion von Pflanzen, die mit ultraviolettem Licht bestrahlt wurden.

Ultraviolette Bestrahlung und Erzeugung von Vitamin D

1923 konnte der an der Universität von Wisconsin tätige amerikanische Biochemiker Harry Steenbock nachweisen, dass eine Bestrahlung von Lebensmitteln und anderen organischen Substanzen mit UV-Licht deren Vitamin-D-Gehalt erhöhte. Steenbock war es auch, der entdeckte, dass UV-bestrahltes Nagetierfutter die Nager von Rachitis heilte.⁸

Obwohl es damals bei Wissenschaftlern nicht üblich war, sich die Ergebnisse ihrer universitären Studien patentieren zu lassen, brach Steenbock diese Regel und meldete seine Bestrahlungstechnik zur Erhöhung des Vitamin-D2-Gehalts von Lebensmitteln, insbesondere von Milch, zum Patent an. Später übertrug er das Patent an die Alumni Research Foundation der Universität Wisconsin (WARF). Im Laufe vieler Jahre flossen dann Hunderte von Millionen Dollar in deren Fonds und machten die WARF zu einem finanzkräftigen Forschungszentrum, das unter anderem das heute noch populäre Blutverdünnungsmittel Warfarin entdeckte, das seinen Namen zu Ehren des Fonds erhielt. 1943 wurde Steenbocks Patent schließlich von einem bundesstaatlichen Berufungsgericht mit der Begründung außer Kraft gesetzt, dass sein Verfahren eine Entdeckung und keine Erfindung sei, die man ebenso wenig patentieren könne, wie etwa den Einsatz von Sonnenlicht zur Steigerung des Vitamin-D-Gehalts in Gräsern.

Es stellte sich heraus, dass bei vielen organischen Substanzen eine Bestrahlung mit UV-Licht die Erzeugung von Vitamin D aus einem allgegenwärtigen, biologischen Substrat auslöste. Vitamin D entsteht, wenn man Milch oder sogar Pilze mit UV-Licht bestrahlt. Die erste Form einer (beim Menschen) biologisch aktiven Vitamin-D-Variante, das pflanzliche Vitamin D2, stammte aus der Bestrahlung von Pilzen und trug den Namen Ergocalciferol (das von dem Wort „ergot“ abgeleitete „ergo“ bedeutet Pilz). Doch Vitamin D2 ist nur ein Viertel bis ein Sechzehntel mal so aktiv wie Vitamin D3 beziehungsweise die tierische Vitamin-D-Variante Cholecalciferol, die erst wesentlich später als die D2-Variante isoliert werden konnte.