Úvodem je nutno si upřesnit, co

Transkript

1 Radka Fuchsová / Ondřej Topolčan / Jindra Vrzalová / Jaroslav Novák / Jiří Šmejkal MUDr. Radka Fuchsová Prof. MUDr. Ondřej Topolčan, CSc. RNDr. Jindra Vrzalová, Ph.D. MUDr. Jaroslav Novák Ústav tělovýchovného lékařství LF UK, Plzeň MUDr. Jiří Šmejkal Ústav tělovýchovného lékařství LF UK, Plzeň Souhrn Neustále se množící doklady o vysoké frekvenci nedostatku vitaminu D v běžné populaci i u různých skupin onemocnění nás nutí k zamyšlení nad současným stavem v naší populaci. Na základě našich i zahraničních výsledků jsou vyvozovány závěry podporující vhodnost vyšetřování sérových hladin vitaminu D jako podkladu pro případnou suplementaci. Klíčová slova: vitamin D / suplementace / deficience / insuficience Sumary There is an ever increasing body of evidence of a high frequency of vitamin D deficiency in the general population as well as in different groups of diseases. This forces us to reflect on the current state of affairs in our population. Based on our own and foreign results, conclusions are drawn to support the suitability of investigating the serum levels of vitamin D as a basis for possible supplementation. Key words:????????????????????????? Úvodem je nutno si upřesnit, co je vlastně vitamin D. Po léta si všichni pamatují definici vitaminu D jako jednoho z mála vitaminů, který je rozpustný v tucích. Na druhé straně jeho chemická struktura, vlastnosti a nejnovější poznatky nás opravňují řadit ho mezi hormony. Nepochybně je pravdou obojí, ale pohlédneme li na problém z hlediska vývoje znalostí o této látce, tak jednoznačně musíme říci, že v současné době je třeba vyzdvihnout jeho silné účinky na nejrůznější funkce v organismu, tj. jeho hormonální povahu. Ještě v 7. letech minulého století se nedostatek vitaminu D rovnal pouze diagnóze křivice. Pokud by tomu tak bylo, mohl by zde článek končit konstatováním: výskyt křivice je raritní, proto neexistuje problém nedostatku vitaminu D. Opak je však pravdou. Dramatický nárůst počtu publikací o vitaminu D od roku 19 je významnou skutečností. K tomuto nárůstu jistě nedošlo náhodně. Je dán dvěma důvody: prvním je skutečnost, že v současné době je sérová hladina hydroxyvitaminu D ( vitohd) běžně stanovována, a druhým důvodem je, že bylo nalezeno nespočetné množství možných vlivů, které více či méně souvisejí se změnou jeho hladiny, nejčastěji sníženou hladinou vitaminu D. V následujícím textu se budeme zabývat tím, jaké riziko pro vznik a rozvoj závažných chorob má nízká hladina vitaminu D, a diskutovat, kdy, proč a u koho provádět stanovování hladin a optimální substituci vitaminem D. Základní charakteristiky vitaminu D Vitamin D patří svojí chemickou strukturou mezi sekosteroidy. Podle způsobu vzniku se rozlišují dvě chemicky rozdílné hlavní formy vitaminu D: vitamin D 2 (ergokalciferol) a vitamin D 3 (cholekalciferol). Metabolismus obou látek je však v organismu obdobný, proto termín vitamin D bez bližší specifikace odkazuje na obě formy, ať už D 2 nebo D 3. Vitamin D vzniká u člověka především přeměnou 7 dehydrocholesterolu (7 DHC), v kůži vystavené slunečnímu světlu. 1 Účinnost syntézy vitaminu D v kůži vlivem slunečního záření závisí nejen na době expozice, ale i na zeměpisné šířce, ročním období, úhlu dopadu slunečních paprsků, denní době, pigmentaci kůže, obsahu 7 DHC v kůži a tedy věku, používání opalovacích krémů a povrchu těla krytém oblečením. 2 4 Tvorba vitaminu D v kůži má autoregulační mechanismy. Déle trvající expozice UVB zářením vede k přeměně na různé inaktivní produkty, proto ani při dlouhodobém vystavení kůže slunečnímu záření nemůže dojít k intoxikaci vitaminem D. Vitamin D přijímaný potravou, tedy ergosterol, je pouze rostlinného původu. Tvorba vitaminu D je fylogeneticky velmi stará. Funkce vitaminu D u primitivních organismů je nejasná. Vysoká hladina vitaminu D v tukové tkáni a játrech ryb je vysvětlitelná právě jeho bohatým příjmem z potravních zdrojů, jako je fytoplankton. Ačkoli produkce v kůži ryb je možná, bude pravděpodobně zanedbatelná, protože jen málo UVB záření proniká pod vodu do hloubky, kde většina ryb žije. 6 Obě formy vitaminu D, ergokalciferol i cholekalciferol, jsou biologicky medicína po promoci // ročník 14 / číslo 1 / leden únor 213 1

2 inaktivní a vyžadují dvoukrokovou aktivaci hydroxylací v játrech a následně v ledvinách nebo v periferních tkáních. V játrech dochází k hydroxylaci na uhlíku a vzniká tak vitohd ( hydroxyvitamin D, kalcidiol). V játrech vzniklý vitohd se druhou hydroxylací na uhlíku 1 přeměňuje α hydroxylázou na hormonálně aktivní formu vit1,(oh) 2 D (1, dihydroxyvitamin D, kalcitriol). Tato forma je zodpovědná za vlastní biologické funkce vitaminu D. 7,8 V krvi je transportován ve vazbě na vitamin D vázající protein (DBP, vitamin D binding protein), jen malá část je přenášena albuminem a lipoproteiny. Vitamin D vázající protein patří do stejné genové rodiny jako albumin a α fetoprotein a je také tvořen v játrech. Biologický poločas je krátký (2, 3 dny), s tím souvisí i jeho relativně vysoká denní produkce (1 mg/kg). 9 Vitamin D vázající protein limituje dostupnost a prodlužuje biologický poločas vitaminu D a jeho metabolitů a současně se jednotlivé metabolity liší svou afinitou k DBP. Aktivní forma vitaminu D kalcitriol se v buňkách váže na jaderný receptor (VDR). Tímto mechanismem, podobným jako u steroidních hormonů, kalcitriol zprostředkovává svůj cílový účinek. Stanovování hodnot vitaminu D Pro porozumění rozdílům ve výsledcích mezi jednotlivými stanoveními je nutné pochopit, že vitamin D není pouze jediná molekula. VitOHD je nejlepším ukazatelem stavu zásobení vitaminem D v těle, jedná se o nejhojnější metabolit vitaminu D v krevním séru, který navíc zohledňuje jak vitamin D vytvořený endogenně v kůži, tak i exogenní přívod vitaminu D potravou nebo suplementací. 1 Stanovení vitaminu D je analyticky poměrně náročným úkolem. První metoda pro měření hladin vitohd byla popsána v 7. letech minulého století. Na konci 7. let se objevily první metody založené na chromatografických postupech. V roce 198 byla vyvinuta první radioimunoanalytická (RIA) metoda zahrnující specifickou protilátku a jako první byla uznána FDA (Food and Drug Administration) pro klinickou diagnostiku nutriční deficience vitaminu D. Postupně byly vyvíjeny metody s detekční koncovkou enzymovou (EIA) nebo chemiluminiscenční (CLIA). Pokroky v tandemové hmotnostní spektrometrii umožnily zavedení i rutinní metodiky stanovení na principu kapalinové chromatografie s detekcí tandemovou hmotnostní spektrometrií LC MS/MS v roce Pro stanovení hladin vitaminu D nejsou k dispozici data o biologické variabilitě ani v nejrozsáhlejší databázi www. westgard.com, nelze tedy jednoznačně určit požadavky na analytické charakteristiky metod. Jednoznačnou je jedině variabilita sezónní. Výsledky stanovení v evropském prostředí by měly být uváděny v nmol/l u vitohd a v pmol/l u vit1,( OH) 2 D, což odpovídá mezinárodní soustavě jednotek (SI). V americkém prostředí a literatuře jsou často uváděny hmotnostní jednotky µg/l (u nás odpovídá ng/ml) pro vitohd a ng/l (u nás odpovídá pg/ml) pro vit1,(oh) 2 D. Převodní koeficient pro vitohd je nmol/l,4 = µg/l; pro vit1,(oh) 2 D je nmol/l,42 = ng/ml. Přehled současných dostupných imunoanalytických metod pro stanovení vitaminu D je uveden v tabulce 1. Velkým problémem je nedostatečná srovnatelnost výsledků mezi jednotlivými metodami. Tento fakt může být teoreticky do budoucna překonán, protože již byl zaveden mezinárodně uznávaný standardní referenční materiál od amerického National Institute of Standards and Technology (NIST) pod označením SRM 972. Otázkou je, zda zavedení standardu skutečně přinese úplnou srovna Tab. 1 Metoda Přehled dostupných imunoanalytických metod pro stanovení hladin vitohd Detekční limit Funkční citlivost Rozsah měření Velikost vzorku (µl) Specifičnost pro D2 a D3 Manuální DiaSorin RIA 4 Neuvedena 4 2 (OH)D 3 1 % (OH)D 2 1 % IDS RIA 3 Neuvedena (OH)D 3 1 % (OH)D 2 7 % IDS EIA Neuvedena 2 (OH)D 3 1 % (OH)D 2 7 % Automatizované DiaSorin Liaison Total CLIA Neuvedeno 17, 17, 37 (OH)D 3 1 % (OH)D 2 1 % IDS isys CLIA Roche Elecsys Vitamin D total ECLIA 7, 22, (jako LOQ při RSD 4 %) 7, 17 1 (OH)D 3 98 % (OH)D 2 81 % Siemens Advia Centaur CLIA 8 8,3 9, (OH)D 3 1 % (OH)D 2 1 % Abbott Architect OH Vitamin D CLIA 7, (OH)D 3 < 1 % (OH)D 2 2 % 2 medicína po promoci // ročník 14 / číslo 1 / leden únor 213

3 telnost výsledků. Velkou výhodou stanovení vitaminu vitohd je jeho vysoká stabilita v séru a plazmě. Již tradičním se stalo tvrzení, že je odolný jako skála ( as solid as a rock ). 12 Bylo dokázáno, že po dobu dvou dnů může být krev skladována při 24 C a že ani při opakovaných zmražení a rozmražení séra nedochází k degradaci. Při skladování při 2 C nedochází k degradaci materiálu ani po deseti letech. Referenční hodnoty a interpretace výsledků Pro každého klinického i laboratorního pracovníka je důležité vybrat vhodné referenční rozmezí. Obvykle se referenční rozmezí určuje naměřením hodnot ve zdravé populaci a vypočtením 9% intervalu dle Gaussova rozdělení. Je ale jasné, že toto u takového analytu, jakým je vitamin D, nelze vůbec využít. Jeho hladiny kolísají v závislosti na ročním období. Již ve studiích, kde kromě běžné populace byla změřena i hladina vitaminu D u zaměstnanců pobřežní hlídky (hladiny 2,krát vyšší) se ukázalo, že dnešní zdravá populace trpí ve skutečnosti nedostatkem vitaminu, a není proto vhodné ji považovat paušálně za referenční. Vlivem našeho životního stylu jsou celkově v populaci hladiny vitaminu D neadekvátní fyziologickým požadavkům cílových tkání. Na základě stále probíhajících studií je nedostatek vitaminu D potvrzován jako rizikový faktor pro mnohá onemocnění, a je proto nutné stanovovat optimální hladiny vitaminu D na základě těchto dat spíše než na základě populačních studií. Podobně jako je tomu např. u hladiny cholesterolu, která je také určena arbitrárně na základě důkazů EBM o nejpříznivější hladině. Někteří autoři používají termín subklinické deficience, která je charakterizována nízkou hladinou vitohd bez specifických alterací stavu kostního metabolismu (viz tab. 2). 13 Vitamin D jako rizikový faktor Význam nedostatku vitaminu D v klinické medicíně neustále roste a indikace optimální saturace stoupá. Již dávno neplatí, že vitamin D je jen účinný lék na rachitidu, které lze zabránit jeho podáváním v kojeneckém a dětském věku. Ukazuje se, že nedostatek vitaminu D nepříznivě ovlivňuje prakticky všechny chorobné děje v lidském organismu, protože svým účinkem přes jaderný receptor, který se nachází ve většině tkání těla, má systémové účinky. Hypovitaminóza D nepříznivě působí na vznik a průběh aterosklerózy, kardiovaskulárních a cerebrovaskulárních chorob, většiny maligních onemocnění, diabetu 1. i 2. typu, stále přibývají doklady o nepříznivém vlivu nedostatku vitaminu D na rozvoj infekčních onemocnění. Je zajímavé, že dostatečné zásobení vitaminem D příznivě ovlivňuje imunitní systém prakticky při všech chorobách imunity, v poslední době se zaměřuje pozornost zejména na autoimunitní procesy. Jako určité potvrzení, že při autoimunitních onemocnění VDR není schopen dostatečně vázat vitamin D, jsou klinická data ukazující, že se u pacientů s autoimunitním onemocněním přes vysoké dávky vitaminu D neobjeví hyperkalcémie. 14 Tato pozorování se potvrzují i v onkologické praxi. Aktivní VDR inhibuje růst nádorových buněk a indukuje apoptózu v tumoru. Současně se také ukazuje, že deficit vitaminu D může negativně ovlivňovat účinnost chemoterapie, např. u nádorů plic. Mechanismus, kterým vitamin D chrání před autoimunitními onemocněními, není zatím jasný, ale je nutné připustit teorii, že perzistující bakteriální infekce mohou vést k rozvoji autoimunitního onemocnění přes blokaci VDR. Je li tomu tak, potom nízká hladina vitaminu D u pacientů s autoimunitním onemocněním je spíše výsledkem než příčinou daného onemocnění. Jeho nedostatek také pravděpodobně působí nepříznivě na fertilitu a na průběh těhotenství, málo je dosud známo o jeho působení na činnost centrální nervové soustavy. Epidemiologická data Už v polovině minulého století ze statistických dat vyplývalo, že incidence některých chorob včetně nádorových onemocnění má vyšší výskyt v severních krajinách, kde koreluje s expozicí ultrafialového světla. Dokonce se ukázalo, že rozvoj některých nemocí může být vázán i na narození dítěte v zimě oproti jiným ročním obdobím, což by mohlo odpovídat menšímu množství mateřského vitaminu D v těhotenství. 1 Koncem loňského roku byla publikována velmi zajímavá epidemiologická data ze Švýcarska. 16 Zajímavá jsou zejména proto, že výchozí parametry studované populace by se mohly velmi přibližovat populaci naší. Ze zmiňovaných faktů v úvodu totiž vyplývá, že status vitohd v populaci výrazně ovlivňuje zeměpisná šířka, míra slunečního svitu, etnické složení populace, BMI, stravovací návyky a hlavně zastoupení mořských Tab. 2 Hodnocení hladin vitaminu D Status VD nmol/l ng/ml Riziko rozvoje křivice Svalová funkce Účinek na metabolismus vápníku a fosforu Účinek v periferních tkáních Těžký deficit < < Deficience ± + Insuficience Dostatek Optimální hladina 1 4 Toxicita > 4 > medicína po promoci // ročník 14 / číslo 1 / leden únor 213 3

4 ryb v jídelníčku, pigmentace kůže, znečištění ovzduší apod. Cílem této studie bylo posoudit status zásobení vitaminem D u 1 39 osob dospělé populace Švýcarska a porovnat ho i s výsledky získanými v předchozích sledováních z let a 26. Současně autoři vyhodnotili subjekty podle jednotlivých oblastí (německy, francouzsky a italsky mluvící), ročního období, pohlaví, BMI, stravovacích návyků, suplementace, pohybové aktivity, počtu hodin slunečního svitu, kouření a dalších parametrů. Účinnost slunečního záření v naší zeměpisné šířce je adekvátní pouze asi od května do září. Z výsledků vyplývá, že průměrné adjustované hladiny v průběhu roku u dospělé populace Švýcarska jsou 7,7 nmol/l. Rozdíl mezi hladinami v letních vs. zimních měsících byl 72,4 vs. 42,9 nmol/l. Současně je alarmující frekvence insuficience a deficitu v průběhu jednotlivých období roku. Toto rozdělení ukazuje obrázek 1. Statisticky významně nižší hladiny vitohd byly ve skupině s vyšším BMI, u pacientů bez suplementace, bez hormonální antikoncepce a bez pravidelné pohybové aktivity. V porovnání s výsledky z minulých let se průměrné hladiny nelišily. Ukázkou snahy řady evropských odborníků na tuto problematiku byla i konference s názvem Witamina D Minimum, maximum, optimum. Ta se konala na konci roku 212 ve Varšavě a zástupci jednotlivých evropských zemí Obr. 1 % přehledové články zde prezentovali epidemiologická data o nedostatku vitaminu D v Evropě. Jednoznačnou snahou organizátorů byla výzva k zajištění dostatečných podkladů pro návrh rozšíření a optimalizaci suplementace v celé populaci. V závěru bylo bohužel konstatováno, že pro bezpečnou plošnou suplementaci bez kontroly hladin a masivnější fortifikaci potravin neexistuje prozatím dostatek validních dat. Stav v České republice V České republice máme dosud velmi málo publikovaných dat, která by mapovala rozsah stavu zásobení vitaminem D. Řada článků se zabývá problematikou nedostatku vitaminu D a jeho důsledky pro organismus. Otázka adekvátní suplementace je ale potřeba diskutovat právě v souvislosti s konkrétními údaji o hladinách v populaci. Uvádíme tedy výsledky sledování našich zdravých dobrovolníků v letním a zimním období. Výsledky jsou velmi podobné jako ve zmiňované švýcarské studii (viz obr. 2 a 3). Vhodnost suplementace celoroční červenec-září říjen-prosinec leden březen duben červen < nmol/l 38,2 16,9 42, 61, nmol/l 36, 39,1 3, 26,4 43,2 > 7 nmol/l, ,8 Procentuální rozložení hladin vitaminu D v různých obdobích roku sérová koncentrace-hydroxyvitamin D sérová koncentrace-hydroxyvitamin D Obr. 2 Procentuální rozložení zimních hodnot vitohd v české populaci sérová koncentrace-hydroxyvitamin D 1 1 Obr. 3 Procentuální rozložení letních hodnot vitohd v české populaci Obecně jsou uznávané jako vysoce rizikové skupiny, které je potřeba monitorovat a eventuálně suplementovat, novorozenci i děti, těhotné, staré osoby, obézní, osoby v dlouhodobé ústavní péči, pracující v sérová nočních koncentrace-hydroxyvitamin směnách a s omezenou D solární expozicí (např. obava z rozvoje melanomu). Pokud se týká specifických skupin nemocných, pak to budou pacienti s osteoporózou, malabsorpčním syndromem, opakovanými infekcemi, chronickými autoimunitními onemocněními včetně diabetu a roztroušené mozkomíšní sklerózy, hypertenzí, metabolickým syndromem, pacienti po CMP, s poruchou hydroxylace OH (s jaterním onemocněním, léčbou antiepileptiky a některými dalšími léky), předčasným ovariálním selháním. V současné době už je vitamin D v USA doporučován jako součást léčby většiny maligních onemocnění (až 4 IU/den). Další velmi specifickou otázkou jsou pacienti s ledvinným onemocněním. Zde je zapotřebí hodnotit nejen status vitohd, 4 medicína po promoci // ročník 14 / číslo 1 / leden únor 213

5 ale i vit1,(oh) 2 D (kalcitriolu). Doporučované denní dávky se pohybují dle výchozí hladiny a ročního období v rozmezí 6 4 IU/ den. Je pravděpodobné, že zajištění optimální saturace vitaminem D bude v budoucnosti stále více závislé na fortifikaci přirozených zdrojů potravy. Tato práce byla podpořena projektem SVV Vitamin D. Literatura 1. Chiellini G, DeLuca HF. The importance of stereochemistry on the actions of vitamin D. Curr Top Med Chem 211;11: Webb AR, Kline L, Holick MF. Influence of season and latitude on the cutaneous synthesis of vitamin D3: Exposure to winter sunlight in boston and edmonton will not promote vitamin D3 synthesis in human skin. J Clin Endocrinol Metab 1988;67: Armas LA, Dowell S, Akhter M, et al. Ultraviolet B radiation increases serum hydroxyvitamin D levels: The effect of UVB dose and skin color. J Am Acad Dermatol 27;7: Chen TC, Chimeh F, Lu Z, et al. Factors that influence the cutaneous synthesis and dietary sources of vitamin D. Arch Biochem Biophys 27;46: Webb AR, DeCosta BR, Holick MF. Sunlight regulates the cutaneous production of vitamin D3 by causing its photodegradation. J Clin Endocrinol Metab 1989;68: Bikle DD. Vitamin D: An ancient hormone. Exp Dermatol 211;2: Christakos S, Ajibade DV, Dhawan P, et al. Vitamin D: Metabolism. Rheum Dis Clin North Am 212;38:1,11, vii. 8. Spustova V, Dzurik R. Vitamin D: Synthesis, metabolism, regulation, and an assessment of its deficiency in patients with chronic renal disease. Vnitr Lek 24;: Kawakami M, Blum CB, Ramakrishnan R, et al. Turnover of the plasma binding protein for vitamin D and its metabolites in normal human subjects. J Clin Endocrinol Metab 1981;3: Adams JS, Hewison M. Update in vitamin D. J Clin Endocrinol Metab 21;9: Wallace AM, Gibson S, de la Hunty A, et al. Measurement of hydroxyvitamin D in the clinical laboratory: Current procedures, performance characteristics and limitations. Steroids 21;7: Lissner D, Mason RS, Posen S. Stability of vitamin D metabolites in human blood serum and plasma. Clin Chem 1981;27: Cianferotti L, Marcocci C. Subclinical vitamin D deficiency. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 212;26: Taylor AV, Wise PH. Vitamin D replacement in asians with diabetes may increase insulin resistance. Postgrad Med J 1998;74: Avenell A, Cook JA, MacLennan GS, McPherson GC, RECORD trial group. Vitamin D supplementation and type 2 diabetes: A substudy of a randomised placebo controlled trial in older people (RECORD trial, ISRCTN ). Age Ageing 29;38: Guessous I, Dudler V, Glatz N, et al. Vitamin D levels and associated factors: A population based study in switzerland. Swiss Med Wkly 212;142:. 6 medicína po promoci // ročník 14 / číslo 1 / leden únor 213