Witamina D

Zdrowa dieta

Trochę historii

Odkrycie witaminy D i jej działania wiąże się ściśle z badaniami na krzywicą u dzieci. W latach 1645 – 1700 krzywica przyjmowała rozmiar epidemii na terenach Anglii i niektórych innych krajach północnej Europy. Dynamiczny rozwój miast i ich postępujące uprzemysławianie skutkowało coraz większym zanieczyszczeniem środowiska, powietrza, które i tak z powodu wilgoci było słabo przenikliwe dla rzadko pojawiających się promieni słonecznych. Stąd wywodzi się historyczna nazwa krzywicy - „angielska choroba” [1]. Dr Jędrzej Śniadecki (polski lekarz, biolog, chemik i filozof), po latach prowadzenia obserwacji dzieci chorujących na krzywicę, jako pierwszy opisał metodę leczenia tej choroby za pomocą zażywania „kąpieli słonecznych”. Miało to miejsce w 1822 roku. W swojej książce „O fizycznym wychowaniu dzieci” napisał: „Należy je przynajmniej nosić lub wozić w wolnym powietrzu zwłaszcza na słońcu, którego bezpośrednie działanie na ciało nasze do najskuteczniejszych sposobów zapobieżenia tej chorobie i jej wyleczenia policzyć należy”. 43 lata później francuski lekarz-internista Armand Trousseau podkreślał związek pomiędzy zbyt małą ekspozycją na słońce a wystąpieniem krzywicy. Uważał, iż choroba rozwija się także w następstwie złej diety i w podręczniku medycyny klinicznej zalecał w czasie terapii spożywanie tranu [2]. Również Sir Edward Mellanby profesor farmakologii w nowym Uniwersytecie w Sheffield w Anglii, był zwolennikiem poglądu, iż główną rolę w etiologii krzywicy odgrywa nieodpowiednia dieta. W 1921 roku ogłosił, że zapadalność na krzywicę wiąże się z brakiem w spożywanym pokarmie jakiejś rozpuszczalnej w tłuszczach substancji czynnej. A 8 lat wcześniej Elmer V. McCollum (USA) wykrył w tranie istnienie ważnego czynnika przeciwkrzywiczego. Amerykański biochemik początkowo sądził, iż jest to witamina A, jednak po usunięciu z oleju frakcji rzeczywistej witaminy A, ku jego zaskoczeniu olej wciąż zachowywał swoje właściwości lecznicze. Po serii badań, dopiero w 1921 roku, wyekstrahował nową substancję i nazwał ją witaminą D. A dlaczego akurat D? Była to po prostu czwarta w kolejności nazwana witamina [3].

Co to jest witamina D

Sama witamina D nie wykazuje działania biologicznego a tylko jej metabolity. Witamina D i jej metabolity należą do grupy rozpuszczalnych w tłuszczach organicznych związków chemicznych [4]. Witamina D2 (ergokalcyferol) i witamina D3 (cholekalcyferol) różnią się jedynie budową łańcucha bocznego.

Witamina D jest unikatowa z dwóch względów: po pierwsze człowiek dorosły poza kobietami w ciąży i karmiącymi wytwarza ją w niemal dostatecznej ilości z prowitaminy obecnej w skórze, po drugie witamina ta wykazuje działanie podobne do hormonów, ponieważ aktywne jej metabolity są syntetyzowane w nerkach i transportowane z krwią do tkanek, nabłonka jelit i kości.

Cholekalcyferol to związek, który do organizmu człowieka jest dostarczany wraz z dietą lub powstaje wskutek bioaktywacji pochodnej cholesterolu w skórze, pod wpływem promieniowania słonecznego. Związek ten w organizmie człowieka podlega dwukrotnej przemianie enzymatycznej do aktywnej biologicznie witaminy D3 – kolcytriolu. Pierwszy etap przemiany zachodzi w wątrobie. W wyniku wątrobowej hydroksylacji powstaje 25-hydroksycholekalcyferol (25(OH)D3) - główny krążący w organizmie człowieka metabolit witaminy D. Stężenie 25(OH)D3 jest wykorzystywane w przesiewowej ocenie zaopatrzenia organizmu w witaminę D. Poziom 25(OH)D3 wzrasta proporcjonalnie do ilości przyjmowanej witaminy D z dietą, lekami lub suplementami i dlatego uważany jest za marker pokrycia zapotrzebowania na tę witaminę. Następny etap przemian zachodzi głównie w kanalikach nerkowych. W nerkach powstaje najbardziej aktywna ze wszystkich forma witaminy D jaką jest kalcytriol (1,25(OH)2D3)[5].

Po co potrzebna nam jest witamina D3

Układ kostny

Witamina D jest niezbędna do prawidłowej budowy układu kostnego, jest odpowiedzialna za prawidłowy proces mineralizacji kości. Pełni ona ważną funkcję przy regulacji gospodarki wapniowo-fosforanowej ustroju poprzez pobudzanie wchłaniania wapnia i fosforanów w jelicie i ich wbudowywaniu w układzie kostnym. Odpowiedni poziom aktywnych metabolitów warunkuje równowagę pomiędzy procesami osteogenezy (powstania kości przez zastąpienie modelu tkanki chrzęstnej tkanką kostną) i osteolizy (rozpuszczaniem i niszczeniem kości). Ponadto ułatwia ona zmianę organicznego fosforu na nieorganiczny i powstanie związków niezbędnych do budowy kości (jonów wapnia i fosforu). Dzięki czemu zapobiega ona krzywicy u dzieci i osteoporozie u dorosłych.

Nieklasyczne działanie witaminy D, czyli nowa jej rola

Prowadzone na całym świecie liczne badania nad witaminą D pokazały, że jej receptory znajdują się w wielu miejscach, które nie są związane z regulacja gospodarki wapniowo-fosforanowej. Okazało się, że związek, który początkowo był kojarzony tylko z zapadalnością na krzywicę i osteoporozą u dorosłych wykazuje szereg innych kierunków działań. Bierze udział między innymi w:

  • wydzielaniu insuliny
  • działaniu przeciw takim chorobą jak: nowotwory, immunologiczne, neurologiczne, nadciśnienie i cukrzyca

Znaczenie witaminy D w dermatologii

Ze względu na udział w procesie różnicowania i funkcji komórek witamina D jest niezbędna w utrzymaniu właściwej kondycji skóry i włosów. Ponadto już w 1985 r Marimato z Uniwersytetu w Osace zauważył, że u pacjentów leczonych witaminą D3 na osteoporozę ustąpiły zmiany łuszczycowe. Fakt ten wykorzystano w terapii łuszczycy i leczeniu innych zmian skórnych oraz nowotworu skóry – czerniaka.

Witamina D a układ immunologiczny

Badania dowodzą, iż kalcytriol (czyli aktywny metabolit witaminy D) działa jako modulator zapobiegający nadmiernej ekspresji cytokin prozapalnych. Stymuluje ekspresje przeciwbakteryjnych białek, które występują w komórkach wyściełających układ oddechowy przeciwdziałając infekcji. Obserwacje pediatrów potwierdzają, że dzieci z krzywicą częściej zapadają na sezonowe infekcje.

Witamina D a układ nerwowy

Niski poziom witaminy D u osób starszych wiąże się w zaburzeniami poznawczymi i zdolnością do przyswajania nowych faktów. Witamina D poprzez działanie na naczynia krwionośne i nerwy może zahamować postępowanie dysfunkcji poznawczych obserwowanych w demencji starczej.

Witamina D a nadciśnienie tętnicze

Dane epidemiologiczną wskazują na zmianę ryzyka wystąpienia chorób układu krążenia, zwłaszcza nadciśnienia tętniczego wraz z szerokością geograficzną co ma związek z częstością i intensywnością promieni słonecznych. Schorzenia układu krążenia występują częściej w rejonach, gdzie obserwujemy mniejsze nasłonecznienie. Wykazano powiązanie między brakiem światła słonecznego i niskim stężeniem aktywnego metabolitu witaminy D w osoczu a wysokim ciśnieniem tętniczym krwi. Przewlekła hipowitaminoza (czyli nieprawidłowy poziom witaminy, niedobór) powoduje wtórną nadczynność przytarczyc, co może prowadzić do niebezpiecznych epizodów sercowo-naczyniowych. [6,7].

Witamina D a cukrzyca

Obecność receptorów dla metabolitów witaminy D w komórkach trzustki wskazuje na prawdopodobny udział kalcytriolu w regulowaniu wydzielania insuliny. Zarówno badania na zwierzętach, jak i w populacji ludzkiej wykazują że witamina D jest potencjalnym modulatorem rozwoju cukrzycy tylu 1 i 2. Witamina D może opóźnić rozwój cukrzycy u osób z nietolerancją glukozy. Wykazano dodatnią zależność między stężeniem metabolitu witaminy D a wskaźnikiem wrażliwości na insulinę [8].

Witamina D a nowotwory

Obecnie jednym z podstawowych nurtów badań nad działaniem witaminy D jest jej wpływ na wystąpienie i zatrzymanie rozwoju chorób nowotworowych. Stwierdzono obecność receptorów witaminy D w komórkach nowotworowych oraz wpływ kalcytriolu na procesy ich namnażania, różnicowania i apoptozy (zaprogramowanej śmierci komórek). Istnieje ścisła zależność między niedoborem witaminy D a wystąpieniem nowotworów: prostaty, sutka i jelita grubego. Obecnie w stanach Zjednoczonych i Europie prowadzone są badania, które mają zbadać zależność między ekspozycją na promienie UVB a przeżywalnością w przebiegu nowotworów [9].

Źródła witaminy D

Witamina D w organizmie pochodzi zarówno z pożywienia, jak również z syntezy cholesterolu obecnego w skórze.

Zdecydowana większość witaminy D powstaje w skórze pod wpływem promieni słonecznych UVB. Ilość witaminy D tworzonej w skórze zależy od czasu przebywania na słońcu, stopnia pigmentacji skóry, ilości odsłoniętego ciała, stosowanych filtrów przeciwsłonecznych, wieku oraz różnic osobniczych.

W szerokościach geograficznych odpowiadających warunkom polskim odpowiednie zaopatrzenie w witaminę D można osiągnąć w okresie od marca do września, eksponując dłonie, ramiona i twarz na czas wynoszący 25% wymaganego do wywołania lekkiego zaróżowienia skóry (1 dawka rumieniowa jest różna i zależna od karnacji). Zaleca się przebywanie na słońcu min. 15 minut dziennie w godzinach między 10-15 bez użycia filtrów UV [10].

Witamina D w żywności

Witamina D nie występuje w wielu produktach spożywczych, a jej ilości w żywności są nieduże. Najwięcej witaminy D można znaleźć w rybach morskich. Rekordzistą jest świeży węgorz. Ryby najlepiej jest spożywać gotowane lub pieczone. Nie należy ich smażyć, ponieważ podczas smażenia dochodzi do straty witaminy D. Mniej tej witaminy znajduje się w mleku i jego przetworach oraz żółtku jaja. W tabeli przedstawiono główne źródła witaminy D w żywności.

PRODUKT  ZAWARTOŚĆ WITAMINY D w 100 GR
Węgorz świeży 1200 IU
Śledź w oleju 808 IU
Makrela 812 IU
Sardynki w puszce 200 IU
Dorsz świeży  40 IU
Łosoś gotowany 540 IU
Tran 10000 IU
Żółtko jaja 54 IU
Mleko krowie około 4 IU
Ser żółty około 20 IU
Masło  153 IU

Ze względu na niska zawartość witaminy D w produktach spożywczych, w niektórych krajach (np. USA) wzbogaca się żywność w tę witaminę np. mleko, jogurty, soki, płatki śniadaniowe i margaryny. W Europie wzbogacanie żywności w witaminą było powszechne do lat 40 XX wieku. Wówczas w Wielkiej Brytanii stwierdzono wiele przypadków hiperkalcemii(stan podwyższonego poziomu wapnia we krwi) u dzieci, której przyczyna było nadmierne spożycie witaminy D ze wzbogacanej żywności. W Polsce nie praktykuje się wzbogacania żywności. Ustalono jedynie obowiązek dodawania witaminy D3 i A do margaryn. A od 1969 r dodaje się te witaminy również do mlek modyfikowanych dla niemowląt.

Z przewodu pokarmowego wchłania się ok. 50% dostarczonej z pożywienia witaminy. Do czynników, które poprawiają wchłanianie witaminy D należą wielonienasycone kwasy tłuszczowe (które znajdziemy głównie w rybach, olejach roślinnych), wapń, fosforany, oraz pozostałe witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A i E) a także witamina C. Natomiast niekorzystnie na jej przyswajanie wpływają: alkohol, leki sterydowe (glikokortykosteroidy) oraz środki przeczyszczające.

Zalecenia i suplementacja

W ostatnich latach pod wpływem wzrostu wiedzy o roli witaminy D na funkcjonowanie ustroju człowieka zmieniono kryteria oceny zapotrzebowania na witaminę D. Według zaleceń prawidłowe stężenie 25(OH)D3 (ocenianego metabolitu witaminy D) mieści się w zakresie 100-250 nmol/l (40-100 ng/ml).

Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy i biorąc pod uwagę szerokość geograficzna Polski w okresie od marca do października przy umiarkowanych kąpielach słonecznych i urozmaiconej zróżnicowanej diecie zdrowy człowiek jest wstanie całkowicie zapewnić sobie zalecaną dawkę witaminy D. Ponieważ przeciętna urozmaicona dieta nie jest wstanie zapewnić odpowiedniej zalecanej dawki witaminy D w okresie jesienno-zimowym, gdzie obcowanie skóry z promieniami UV jest bardzo małe zaleca się suplementacje. W przypadku niemowląt, osób otyłych, chorujących przewlekle lub w wieku powyżej 65 r. ż suplementację witaminą D powinno się prowadzić przez cały rok.

Zgodnie z obowiązującymi zaleceniami zapotrzebowanie na witaminę D wśród dzieci maleje wraz z wiekiem, co wiąże się z bardziej urozmaiconą dietę i większą ekspozycją na światło słoneczne.

Niemowlęta od 0 do 12 miesiąca życia

W przypadku niemowląt istotne znaczenie ma fakt, że mleko matki zawiera niewielkie ilości witaminy D i jej ilości przy średnim zalecanych spożyciu mleka są niewystarczające dla właściwego rozwoju dziecka. Dlatego wskazana jest suplementacja i umiarkowane „kąpiele słoneczne”.

Bez względu na sposób karmienia zalecana jest suplementacja: -od urodzenia do 6. miesiąca życia, dawka 400 IU/dobę (10,0 µg/dobę) - między 6. a 12. miesiącem życia dawka 400–600 IU/dobę (10,0–15,0 µg/dobę).

Szczególnie narażone na niedobór witaminy D są noworodki urodzone przedwcześnie. Powinny one otrzymywać witaminę D od pierwszych dni życia (kiedy tylko będzie możliwe żywienie dojelitowe) w dawce 400–800 IU/dobę (10–20 µg/dobę) do momentu osiągnięcia skorygowanego wieku 40 tygodnia ciąży. Po tym okresie zaleca się dawki jak u niemowląt donoszonych.

Dzieci powyżej 1 roku życia i młodzież

Należy suplementować dietę dawką 600–1000 IU/dobę (15,0–25,0 µg/dobę) zależnie od masy ciała w okresie od października do marca. Dzieci i nastolatki z otyłością (>90 centyla dla wieku i płci) stanowią grupę ryzyka niedoboru witaminy D w związku z czym zaleca się suplementację 1200–2000 IU/dobę (30–50 µg/dobę) zależnie od stopnia otyłości w okresie od września do kwietnia.

Dorośli

Należy suplementować dietę w okresie jesienno- zimowym od października do marca dawką 800–2000 IU/dobę (20,0–50,0 µg/dobę) zależnie od masy ciała. Z uwagi na gorszą skuteczność syntezy skórnej u osób w wieku podeszłym (>65 r.ż) zaleca się dawkę 800–2000 IU/dobę (20,0–50,0 µg/dobę)przez cały rok. Osoby otyłe z BMI ≥30 kg/m2 powinny przyjmować witaminę D przez cały rok w dawce 1600–4000 IU/dobę (40–100 µg/dobę) w zależności od stopnia otyłości.

Zapotrzebowanie na witaminę D dla kobiet w ciąży zostało omówione w artykule „Zalecenia żywieniowe dla kobiet w ciąży”.

Niedobory witaminy D

Witamina D jest witaminą, której niedobory zdarzają się dosyć często. Do czynników, które należy uwzględnić przy wyodrębnieniu osób narażonych na niedobory witaminy D znajdują się te, które wpływają na jej przyswajanie w przewodzie pokarmowym, jak i na syntezę skórną. Według profesora Michaela F. Holickaz Boston University School of Medicine, czynnikiem decydującym o poziomie zaopatrzenia zdrowego człowieka w cholekalcyferol jest skórna synteza witaminy D.

Czynniki wpływające na wydajność skórnej syntezy witaminy D można podzielić na zewnętrzne i wewnętrzne.

Do czynników zewnętrznych zaliczamy:

  • szerokość geograficzną czyli ilość i moc promieni słonecznych
  • pory dnia i roku
  • zachmurzenie
  • grubość warstwy ozonowej która absorbuje promienie UVB
  • zanieczyszczenie atmosfery

Natomiast w czynnikach wewnętrznych należy uwzględnić:

  • rodzaj skóry czyli zawartość w niej melaniny (barwnika skóry), która pochłania promienie UV
  • wiek - wraz z wiekiem obserwujemy zmieszczenie substratu do syntezy skórnej witaminy D
  • stosowanie filtrów słonecznych. Już przy zastosowaniu filtru 15 dochodzi do zmniejszenia skórnej syntezy witaminy D o 99,9% [11]
  • Przewlekły niedobór witaminy D przyczynia się do spadku poziomu wapnia i fosforu w osoczu krwi oraz wzrostu aktywności fosfatazy alkalicznej (enzymu wytwarzanego przez komórki kościotwórcze) co prowadzi do demineralizacji kości. Zaburzenia w obrębie gospodarki wapniowo-fosforanowej powodują rozwój krzywicy u dzieci i osteoporozy czyli rozmiękczenia kości u dorosłych. Na osteoporozę szczególnie narażone są kobiety po menopauzie. Poza tym obserwujemy osłabienie siły mięśni, które mogą wpływać na problemy z chodzeniem oraz bolesne skurcze.

Wraz z postępem nauki i wzrostem wiedzy na temat działania witaminy D i jej metabolitów wzrasta liczba chorób, których występowanie może być związane z niedoborem tej witaminy. Niedobór witaminy D może zwiększyć ryzyko rozwoju otyłości, chorób sercowo-naczyniowych, zwłaszcza nadciśnienia tętniczego, cukrzycy, chorób zapalnych. Badania epidemiologiczne prowadzone na całym świecie dostarczają coraz więcej danych o wpływie witaminy D na potencjalny rozwój chorób z grupy autoimmunologicznych takich, jak stwardnienie rozsiane, toczeń, reumatoidialne zapalenie stawów oraz nowotworów prostaty, piersi i jelita grubego.

Wśród objawów niedoboru witaminy D należy wymienić:

  • bóle kostno-mięśniowe
  • utrata apetytu
  • biegunka
  • zaburzenia widzenia
  • problemy z zasypianiem, bezsenność
  • pieczenie w jamie ustnej i gardle

W niemowląt obserwuje się nadmiernie płaską główkę w części tylnej, pojawianie się wypukłych guzków czołowych i opóźnione zrastanie ciemiączka.

Należy też zwrócić uwagę, iż niedobór witaminy D w życiu płodowym wpływa na powstanie zaburzeń rozwoju mózgu dziecka i może być przyczyną trwałego uszkodzenia funkcji mózgowych.

Bezpieczeństwo i przedawkowanie witaminy D

Do niedawna uważano, że dawką mogącą spowodować wystąpienie działań niepożądanych w przypadku witaminy D jest 1000 j.m. przy jej długotrwałym stosowaniu. Natomiast Komitet Naukowy Komisji Europejskiej opracował dokument dotyczący bezpieczeństwa długotrwałego jej przyjmowania i określił bezpieczne jej poziomy. W tabeli przedstawiono bezpieczne ilości przyjmowania witaminy D ze wszystkich źródeł (diety, syntezy oraz suplementacji).

WIEK (LATA)  WITAMINA D (j.m/dzień)
0-2 1000
3-10 1000
11-17 2000
Dorośli łącznie z kobietami w ciąży i karmiącymi  2000

Z pojawiających doniesień wynika że dzienna dawka witaminy D na poziomie 1000-4000 j.m. powinna być korzystna dla 99% populacji europejskiej.

Do przedawkowania witaminy D dochodzi w wyniku przyjęcia w nadmiarze preparatów witaminowo-mineralnych. Jako nadmiar uważa się dawkę czterokrotnie większa od zalecanej. Objawy przedawkowania związane są ze skutkami podwyższonego poziomu wapnia w surowicy krwi czyli hiperkalcemii.

Objawy przedawkowania witaminy D:

  • brak apetytu
  • wymioty
  • zaparcia
  • u dzieci słabe przyrosty masy ciała
  • zaburzenia neurologiczne do których należą: obniżenie napięcia mięśni, nadpobudliwość
  • wielomocz
  • wzmożone pragnienie
  • w badaniach fizykalnych powiększenie wątroby i śledziony

Przy długotrwałej hiperkalcemii, gdzie dochodzi do wzrostu wydalania wapnia przez nerki może dojść do rozwoju kamicy nerkowej i zwapnienia nerek. Dlatego suplementacji witaminą D nie należy prowadzić u pacjentów z hiperkalcemią oraz kamicą układu moczowego. Ostrożność w suplementacji należy zachować również w przypadku osób przyjmujących leki moczopędne oraz unieruchomione.

 

autor: Paulina Gryz-Ryczywolska

 
Piśmiennictwo
  1. K. Kubicka, W. Kawalec, Pediatria. 2003, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL
  2. K. Rajakumar, Vitamin D, cod-liver oil, sunlight, and rickets: a historical perspective. Pediatrics, 2003, 112(2), e132-135
  3. University of California, Riverside, Vitamin D: History of Vitamin D. 2011
  4. E. Marcinowska-Suchowierska, M. Walicka, M. Tałałaj, W. Horst-Sikorska, M. Ignaszak-Szczepaniak, E. Sewerynek, Vitamin D supplementation in adults - guidelines. Endokrynol Pol, 2010, 61(6), 723-729
  5. L. Napiórkowska, E. Franek, Rola oznaczania witaminy D w praktyce klinicznej. Chor. Serca Naczyn, 2009, 6 (4), 203-210
  6. M.F. Holick, Vitamin D deficiency. N Engl J Med, 2007, 357(3), 266-281
  7. M.F. Holick, The vitamin D deficiency pandemic and consequences for nonskeletal health: mechanisms of action. Mol Aspects Med, 2008, 29(6), 361-368
  8. K.C. Chiu, A. Chu, V.L.W. Go, M.F. Saad, Hypovitaminosis D is associated with insulin resistance and beta cell dysfunction. Am J ClinNutr, 2004, 79(5), 820-825
  9. C.F. Garland, E.D. Gorham, S.B. Mohr, F.C. Garland, Vitamin D for cancer prevention: global perspective. Ann Epidemiol, 2009. 19(7): p. 468-83
  10. Andersen R, Molgaard C, Skovgaard LT iwsp. Teenage girls and elderly women living in northern Europe have low winter vitamin D status. Eur J ClinNutr 2005; 59: 533.541
  11. Holick MF. Sunlight and vitamin D for bone health and prevention of autoimmune diseases, cancers, and cardiovascular disease. Am J ClinNutr 2004; 80: 1678.8168
Facebook Pinterest Instagram e-mail
Powrót