Witamina D – molekuła o szerokim spektrum działania – K. Paradowska

Czym jest witamina D?

Witamina D oraz jej metabolity to grupa steroidowych organicznych związków z grupy 9,10-sekosteroidów rozpuszczalnych w tłuszczach. Charakteryzuje je układ trzech wiązań podwójnych (cis-trenowy). Znane są dwa prekursory witaminy D: cholekalcyferol (witamina D3) pochodzenia zwierzęcego (występuje w tranie) oraz ergokalcyferol (witamina D2), który obecny jest w drożdżach i grzybach. Co ciekawe, związek ten po raz pierwszy został wyizolowany ze sporyszu ryżu przez francuskiego aptekarza Charlesa Tanreta pod koniec XIX wieku. Różnica pomiędzy witaminą D2 (ergokalcyferol) i witaminą D3 (cholekalcyferol) dotyczy budowy łańcucha bocznego.
Początkowo działanie witaminy D wiązano z utrzymywaniem homeostazy wapnia oraz fosforu, a zatem z zachowaniem prawidłowej struktury i funkcjonowania kośćca. Jednakże wyniki aktualnych badań naukowych wskazują, iż witamina D uznawana jest za składnik niezbędny do prawidłowego funkcjonowania całego organizmu człowieka i jest czynnikiem wpływającym na szereg procesów metabolicznych, nie tylko tych zachodzących w kościach.
Sama nazwa „witamina D” dotyczy formy D2 lub D3 lub obu i określane są one jako kalcyferol. Wyróżniamy jeszcze: D1 – ergokalcyferol z lumisterolem (w stosunku 1:1), D4 – 22-dihydroergokalcyferol oraz D5 – sitokalcyferol, który powstaje z przekształcenia 7-dehydrositosterolu.
Często słyszymy, iż wśród czynników ryzyka zachorowań na wiele różnych schorzeń istotny wpływ ma poziom witaminy D w organizmie. Kiedy zatem występuje jej deficyt, a kiedy stężenie witaminy D we krwi jest optymalne? Kiedy zaś ten poziom jest zbyt wysoki? Według wytycznych dla Europy Środkowej z 2013 roku, przyjętych jest sześć poziomów 25(OH)D (25-hydroksywitaminy D) w surowicy krwi dla wszystkich grup wiekowych.

Klasyczne działanie witaminy D

Rozpatrując działanie witaminy D dzieli się je na klasyczne i nieklasyczne. Do obszaru klasycznego zaliczane są niedobory witaminy D związane z występowaniem zaburzeń w gospodarce wapniowo-fosforowej, powodujące zmiany w układzie kostnym oraz zaburzenia rozwojowe u dzieci zwane krzywicą. Niedobory witaminy D towarzyszą również osteomalacji i osteoporozie, związanymi z postępującym ubytkiem masy kostnej, osłabieniem struktury przestrzennej kości oraz zwiększoną podatnością na złamania u osób dorosłych. Zakres tych działań jest dość dobrze udokumentowany.
Wiele badań wskazuje również na udział witaminy D w szerszym obszarze działań, zwanym nieklasycznym zakresem działań. Eksperymentalne i epidemiologiczne badania przeprowadzone w ostatnim czasie potwierdzają, iż witamina D jest czynnikiem wykazującym więcej niż jeden efekt. W literaturze znajdujemy doniesienia o wpływie witaminy D na takie choroby jak: choroba Parkinsona, autyzm, padaczka, udary mózgu czy choroby układu oddechowego.

Wykorzystanie alternatywne witaminy D

Zmiana w ocenie oddziaływania witaminy D na organizm ludzki nastąpiła pod koniec lat siedemdziesiątych XX wieku, kiedy wykryto obecność receptorów VDR (vitamin D receptor) w tkankach i narządach, które nie są zaangażowane w gospodarkę wapniowo-fosforanową. Rozpoczęto wtedy badania zmierzające do wykazania pozagenomowego wpływu witaminy D na tkanki inne niż kostne. Badania nad biochemicznymi mechanizmami chorób o podłożu zapalnym potwierdziły wpływ witaminy D3 na komórki T systemu odpornościowego – odpowiednie stężenie witaminy D3 powoduje poprawę odporności organizmu.
Dodatkowo (w badaniach epidemiologicznych) wykazano, że odpowiedni poziom witaminy D zmniejsza ryzyko zmian nowotworowych w błonach śluzowych, a także zmniejsza ryzyko wystąpienia raka piersi i prostaty Wyniki badań wykazały, iż ekspozycja na światło słoneczne zmniejsza zachorowalność na raka piersi. W krajach o ciepłym klimacie znacznie rzadziej odnotowuje się tę chorobę u kobiet. Postuluje się również, iż z niedoborem witaminy D związane jest ryzyko wystąpienia zespołu metabolicznego, który częściej występuję u ludzi otyłych (wg danych Polskiego Towarzystwa Badań nad Otyłością co piąty Polak ma zespół metaboliczny). Powiązanie między występowaniem syndromu metabolicznego a poziomem 25(OH)D w surowicy przeanalizowano na populacji dorosłych Australijczyków. Mierzono obwód w pasie i oznaczano poziom witaminy (25[OH]D) we krwi. Zaobserwowano, iż u osób, u których poziom ten był w granicach 18–23 ng/mL lub poniżej 18 ng/mL, występowały wyraźne objawy syndromu metabolicznego, takie jak otyłość, cukrzyca i nadciśnienie. Odnotowano zwiększony obwód w talii, zwiększoną oporność na insulinę oraz wyższy poziom glukozy i triglicerydów oznaczanych we krwi. Tych samych objawów nie obserwowano u osób, u których poziom 25(OH)D był powyżej 34 ng/mL.

Witamina D a cukrzyca

Według doniesień Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, niski poziom witaminy D może sprzyjać oporności na insulinę, typowej dla cukrzycy typu 2 Przeprowadzone przez zespół naukowców z Texas Southwestern Medical Center w Dallas (USA) badania dotyczące dzieci otyłych i szczupłych wykazały, że otyłości często towarzyszy niedobór witaminy D oraz skłonność do cukrzycy typu 2. Przeprowadzono badania 411 otyłych dzieci (grupę kontrolną stanowili rówieśnicy bez problemów z otyłością), u których mierzono poziom witaminy D, insuliny i cukru we krwi oraz ciśnienie tętnicze, a także wskaźnik masy ciała (BMI). Zbadano również nawyki żywieniowe uczestników badania. Jak się okazało, wyższe spożycie soków i napojów gazowanych oraz niejedzenie śniadań sprzyjały niskiemu poziomowi witaminy D.

Obecnie cukrzyca (obu typów) to epidemia XXI wieku. Według WHO w połowie lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku na świecie było 30 mln diabetyków, pod koniec 1998 roku już 140 mln. Według danych z 2011 roku chorowało około 366 mln ludzi. Przewiduje się, że w 2030 roku liczba ta wyniesie 550 mln ludzi na całym świecie. W Polsce na cukrzycę cierpi obecnie 10,6% populacji, a u ponad 30% choroba jest nierozpoznana. Według źródeł literaturowych cukrzyca może być związana z niedoborem witaminy D. Potwierdzają to badania na dużych populacjach dzieci żyjących w Finlandii czy Norwegii. Ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 1 było o 88% mniejsze u dzieci, którym suplementowano witaminę D3 (dawka 2000 IU) jako profilaktykę krzywicy, w porównaniu do grupy suplementowanej najniższą dzienną dawką. U tych dzieci, u których zdiagnozowano krzywicę w pierwszym roku życia, ryzyko cukrzycy typu 1 było trzykrotnie wyższe w porównaniu do dzieci zdrowych.
Najnowsze badania pokazują, że niedobór witaminy D (< 20 ng/mL) nie tylko powoduje zwiększenie prawdopodobieństwa rozwoju cukrzycy typu 2 (objawem cukrzycy typu 2 przede wszystkim jest zmniejszone wydzielanie insuliny), ale zwiększone jest też ryzyko zgonu z powodu syndromu metabolicznego. Pokazały to badania z udziałem pacjentów ze zdiagnozowanym syndromem metabolicznym. W grupie pacjentów z odpowiednio wysokim poziomem 25(OH)D, (> 30 ng/mL) ryzyko zgonu z powodów chorób układu krążenia było mniejsze o 66%. Przeżywalność tych osób w ciągu 10 lat obserwacji silnie zależała od poziomu witaminy D w organizmie. W grupie z dużym deficytem, tj. poniżej 10 ng/mL, liczba zgonów była największa.

Witamina D i choroby neurodegeneracyjne

Wiele badań w różnych ośrodkach na świecie dotyczy wpływu stężenia witaminy D w przypadku rozwoju chorób neurodegeneracyjnych m. in. w chorobie Alzheimera (AD), Parkinsona czy stwardnienia rozsianego (MS) Schorzenia te przez długi czas, często latami, przebiegają bezobjawowo. Opublikowane w 2014 roku wyniki badań przeprowadzonych na modelach zwierzęcych wskazują, iż niedobór witaminy D i/lub zakłócenia jej metabolizmu mogą wpływać na degenerację neuronów i utratę funkcji poznawczych. Istotną rolę w neuroprotekcji i immunomodulacji ma witamina D, która reguluje kanały wapniowe. Niski poziom 25-hydroksywitaminy D w surowicy może mieć związek z degeneracyjnymi zaburzeniami mózgu, szczególnie u osób w podeszłym wieku. Związek między niskim poziomem witaminy D i łagodnym otępieniem u tych osób potwierdziło wiele badań obserwacyjnych. U osób, u których stężenie witaminy D w surowicy wynosiło poniżej 10 ng/mL w porównaniu do osób, u których poziom oznaczanego składnika wynosił ≥30 ng/mL, odnotowano o 60% więcej przypadków upośledzenia umysłowego oraz ryzyko demencji zwiększone aż o 58%.