Immunsystem: Vitamin C, der Radikalfänger

Nach unserem Fachkreisbeitrag zu Vitamin D als weitreichendem Immunmodulator geht es in der Reihe zu bedeutsamen Mikronährstoffen für die Körperabwehr diesmal um Vitamin C, das wichtigste wasserlösliche Antioxidans. Über vielfältige Mechanismen unterstützt es die Funktionen und Lebensdauer von Immunzellen und wirkt entzündungsmodulierend und antiviral unter anderem durch seinen Einfluss auf die Zytokin- und Interferonproduktion.

Die Geschichte des Vitamin C ist die Geschichte eines alimentären Nährstoffdefizits, das viele Menschen das Leben kostete. Insbesondere Seefahrer waren jahrhundertelang von der Vitamin C-Mangelkrankheit Skorbut mit den typischen subkutanen und intramuskulären Blutungen betroffen. Zwar verfasste der britische Schiffsarzt James Lind bereits 1753 einen Aufsatz über den Verzehr von Lebensmitteln wie Zitrusfrüchten zur Krankheitsprävention, aber seine Erkenntnisse setzten sich nicht durch. Erst 1927 entdeckte und isolierte der ungarische Mediziner Albert Szent-Györgyi aus Paprikaschoten und Kohl (L-)Ascorbinsäure (die zunächst Hexuronsäure hieß) und wies danach deren Wirksamkeit gegen Skorbut nach. Wenig später ermittelte der Brite Norman Haworth die genaue chemische Struktur der Ascorbinsäure. Für seine Vitamin C-Forschung erhielt Szent-Györgyi 1937 den Nobelpreis für Medizin, Haworth den Nobelpreis für Chemie (1).

Ernährung und Einnahmeempfehlungen

Vitamin C ist für den Menschen ein essenzielles Vitamin, wichtige Nahrungsquellen sind Obst und Gemüse. Einen hohen Gehalt weisen beispielsweise schwarze Johannisbeeren, Mango, Kiwi, Paprika, Brokkoli und Petersilie auf, wobei es infolge von Lagerung und Verarbeitung zu starken Verlusten kommen kann. Zu den Vitamin C-reichsten Pflanzen auf der Erde zählen Acerola, Sanddorn und Camu Camu. Die empfohlene tägliche Vitamin C-Zufuhr für Erwachsene beträgt laut DGE 95 (Frauen) bis 110 mg (Männer), für Raucher und Stillende 125 mg, um Blutplasma-Konzentrationen von 50 Mikromol pro Liter (µmol/l) zu erzielen (1, 2). Allerdings empfehlen einige Ernährungsexperten eine höhere Tagesdosis von 200 mg und mehr, da die maximale Geschwindigkeit der Vitamin C-Aufnahme in Immunzellen erst bei Vitamin-C-Plasmaspiegeln von mindestens 70 µmol/l erreicht wird (3).

Immunzellen benötigen viel Vitamin C

Immunzellen weisen Vitamin C-Konzentrationen auf, die um das 10- bis 100-fache über den Vitamin C-Plasmaspiegeln liegen, zudem führen verstärkte Immunreaktionen zu einem erhöhten Verbrauch des Vitamins (4). Beides unterstreicht seine Bedeutung für die Körperabwehr. Eine der ersten Immunantworten bei viralen oder bakteriellen Infektionen erfolgt über neutrophile Granulozyten. Ihre Phagozytose verläuft effizienter, wenn sie adäquat mit Vitamin C versorgt sind. Eine ausreichende Versorgung ist aber auch für sie selbst lebensnotwendig: Wie andere Immunzellen auch setzen Neutrophile reaktive Sauerstoffspezies (Sauerstoffradikale) frei. Dieser oxidative Stress würde auch ihre eigene Integrität beschädigen, wenn sie nicht durch den Radikalfänger Vitamin C davor geschützt würden (5).

Angeborene und adaptive Immunantwort

Die antioxidativen und immunsupportiven Wirkungen von Vitamin C sind durch mehrere EFSA-Claims dokumentiert (6). Das Vitamin unterstützt die Chemotaxis, durch die Neutrophile an den Ort einer Entzündung oder Infektion gelockt werden. Dabei spielt offenbar auch die Senkung des Histaminspiegels im Blut eine Rolle, die nach Vitamin C-Zufuhr zu beobachten ist (7). Vitamin C stimuliert außerdem die Aktivität von Lymphozyten und natürlichen Killerzellen. Darauf verweist zum Beispiel eine Studie zu den Effekten einer Supplementation bei im Durchschnitt 72 Jahre alten Frauen (8). Auch der Einfluss auf Aktivität und Lebensdauer von T-Zellen wurde sowohl in vitro als auch in vivo nachgewiesen (5). Im Mausmodell zeigte sich zudem, dass die Gabe von Vitamin C bei nährstoffdefizitären Tieren die Produktion entzündungsfördernder Zytokine bremste, während die Interferon-Bildung und damit die antivirale und antitumorale Immunantwort anstiegen (9). Auch beim Menschen wird eine Wirkung gegen den gefürchteten Zytokinsturm vermutet (10).

Vitamin C und grippale Infekte

Diese Effekte machen Vitamin C zu einem entscheidenden Mikronährstoff für die Infektionsresistenz. Dennoch wird seine Relevanz bei Erkältungen und Atemwegserkrankungen bis heute – Jahrzehnte nach Linus Paulings vieldiskutierter Veröffentlichung von 1970 zur Vitamin C-Hochdosistherapie bei grippalen Infekten (11) – kontrovers beschrieben, hier drei wichtige Übersichtsarbeiten:

  • Eine Cochrane-Metaanalyse aus 29 Placebo-kontrollierten Studien untersuchte 2013 den Effekt einer moderaten prophylaktischen Vitamin C-Zufuhr bei normal ernährten Gesunden: Es zeigte sich praktisch kein Einfluss auf Häufigkeit und Beschwerden der Erkrankung, die Erkältungsdauer sank aber bei Erwachsenen um 8 Prozent, bei Kindern um 14 Prozent (12).
  • Wesentlich stärker profitierte eine Untergruppe, wie im selben Cochrane-Review beschrieben: Für Probanden mit hoher physischer Belastung wie beispielsweise Marathonläufer reduzierte sich nach präventiver Vitamin C-Gabe das Risiko, an einer Erkältung zu erkranken, signifikant (12). Eine weitere Übersichtsarbeit war zuvor für Hochleistungssportler zu einem ähnlichen Ergebnis gekommen (13).
  • Eine Metaanalyse aus 9 Studien untersuchte 2018 wiederum gewöhnliche Probanden: Nach Vitamin C-Gabe verkürzte sich nicht nur die Dauer ihrer grippalen Infekte deutlich, auch ihre Symptome waren im Vergleich zur Placebogruppe schwächer ausgeprägt, ein Ergebnis, das im Gegensatz zu den erwähnten Cochrane-Daten steht: Entscheidend dafür war offenbar, dass Vitamin C nicht nur vor, sondern verstärkt (bis 6 g täglich) auch nach Auftreten der ersten Erkältungssymptome supplementiert wurde (14).

Weitere Forschung zur adäquaten therapeutischen Zufuhr und dem klinischen Nutzen von Vitamin C ist erforderlich. Hochdosis-Infusionstherapien werden derzeit aus aktuellem Anlass weltweit in mehreren Studien an Covid-19-Patienten getestet und werden neue Erkenntnisse erbringen. Zu beachten ist: Bei Vitamin C-Gabe von 6 g und mehr pro Tag muss ein Glukose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel (G6PD), der häufigste Enzymdefekt beim Menschen, ausgeschlossen sein, da ansonsten die Gefahr einer Hämolyse besteht.

> Nächster Fachkreisbeitrag (im August): Die Rolle der Spurenelemente Selen und Zink für das Immunsystem

Quellenangaben

  1. Stahl, A. et. al., Vitamin C: Physiologie, Vorkommen, Analytik, Referenzwerte und Versorgung in Deutschland, Ernährungs Umschau, 2010;3:134-140; https://www.ernaehrungs-umschau.de/fileadmin/Ernaehrungs-Umschau/pdfs/pdf_2010/03_10/EU03_2010_134_140.qxd.pdf
  2. https://www.dge.de/wissenschaft/referenzwerte/vitamin-c/
  3. Gröber, U., Mikronährstoffe. Metabolic Tuning, Prävention, Therapie, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 3. Auflage, 2011
  4. Ströhle, A. et. al., Micronutrients at the Interface Between Inflammation and Infection – Ascorbic Acid and Calciferol: Part 1, General Overview With a Focus on Ascorbic Acid, In-flamm Allergy Drug Targets. 2011 Feb;10(1):54-63. Doi: 10.2174/187152811794352105; https://doi.org/10.2174/187152811794352105
  5. Mousavi, S. et. al., Immunomodulatory and Antimicrobial Effects of Vitamin C. Eur J Microbiol Immunol (Bp). 2019;9(3):73-79. Doi:10.1556/1886.2019.00016; online über URL: https://doi.org/10.1556/1886.2019.00016
  6. Verordnung (EU) Nr. 432/2012 der Kommission vom 16. Mai 2012;
    https://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2012:136:0001:0040:DE:PDF
  7. Carr, A.C. et. al., Vitamin C and Immune Function, Nutrients 2017, 9(11), 1211; https://doi.org/10.3390/nu9111211; https://www.mdpi.com/2072-6643/9/11/1211/htm
  8. De la Fuente, M. et. al., Immune Function in Aged Women Is Improved by Ingestion of Vitamins C and E, Can J Physiol Pharmacol, 1998 Apr;76(4):373-80. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9795745/
  9. Kim, Y. et. al., Vitamin C Is an Essential Factor on the Anti-viral Immune Responses through the Production of Interferon-α/β at the Initial Stage of Influenza A Virus (H3N2) Infection, Immune Netw. 2013 Apr;13(2):70-74. Doi:10.4110/in.2013.13.2.70; https://doi.org/10.4110/in.2013.13.2.70
  10. Boretti, A., et. al., Intravenous vitamin C for reduction of cytokines storm in acute respi-ratory distress syndrome, Published online 2020 Apr 21. doi: 10.1016/j.phanu.2020.100190; online über URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7172861/
  11. Linus Pauling, Vitamin C and the Common Cold, 1970
  12. Hemilä, H. et. al., Vitamin C for preventing and treating the common cold. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 1. Art. No.: CD000980. Doi: 10.1002/14651858.CD000980.pub4; https://www.cochranelibrary.com/cdsr/doi/10.1002/14651858.CD000980.pub4/
  13. Hemilä, H, Vitamin C and common cold incidence: a review of studies with subjects un-der heavy physical stress. Int J Sports Med. 1996;17(5):379-383. Doi:10.1055/s-2007-972864; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8858411/
  14. Ran, L. et. al., Extra Dose of Vitamin C Based on a Daily Supplementation Shortens the Common Cold: A Meta-Analysis of 9 Randomized Controlled Trials, BioMed Research Int., Volume 2018, Doi: 10.1155/2018/1837634; https://doi.org/10.1155/2018/1837634

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