Vitamin D – víc než jen vitamin

Vitamin D přirozeně vzniká účinkem slunečních paprsků (složky UVB) na kůži, kde se tvoří ze 7-dehydrocholesterolu cholekalciferol, vitamin D3. Přijímáme jej také ve stravě, hlavně v tučných mořských rybách, méně je obsažen v mléce, vaječných žloutcích, vepřovém sádle. Lidé již dnes netráví tolik času na slunci jako předchozí generace, navíc používání opalovacích krémů syntézu vitaminu D drasticky snižuje. Častý pobyt na slunci dnes už málokdo zvládne – a konzumace mořských ryb v našich podmínkách také není velká. V houbách a rostlinách je přítomen vitamin D2 ergokalciferol. Přeměna na další formu vitaminu D dále probíhá v játrech kde je syntetizován 25-hydroxyvitamin D (kalcidiol), který ještě není biologicky aktivní a je hlavní zásobárnou vitaminu D v lidském těle. Jeho hladinu v krvi běžně měříme v laboratořích pro posouzení celkového stavu vitaminu D. V ledvinách (a některých dalších tkáních) z něj vzniká 1,25-dihydroxyvitamin D (kalcitriol), který je vlastní aktivní biologicky účinnou formou vitaminu D. Jeho hladina je citlivě regulována parathormonem, hormonem příštítných tělísek. Většina biologických aktivit vitaminu D je zprostředkována jaderným receptorem, na který se 1,25-dihydroxyvitamin D váže, vstupuje s ním do jádra cílové buňky a ovlivňuje cílové geny. Receptor pro vitamin D je  přítomen v mnoha lidských tkáních jako je střevo, kosti, ledviny, vlasové folikuly, slinivka, myokard, cévy, mozek, pohlavní žlázy, děloha, placenta, nadledviny, kůže, lymfocyty, makrofágy a další. Receptor je součástí rodiny steroidních receptorů, vitamin D vzhledem k molekulární struktuře, mechanismu účinku i univerzální roli v organismu je řadou odborníků považován spíše za hormon. V tomto sdělení se bohužel nelze věnovat všem jeho efektům podrobněji, na řadu závěrů je také ještě brzy.

Jak častý je nedostatek vitaminu D?

Deficitem vitaminu D je v Evropě v současné době ohroženo 30–50% populace, dospělých i dětí. Výsledky podrobnější studie Státního zdravotního ústavu z roku 2016 u 419 českých dětí ve věku 5–9 let ukázaly dostatečné zásobení vitaminem D v průběhu většiny roku jen u jedné třetiny, na jaře již jen 14%, více než třetina dětí měla hodnoty snížené a polovina nedostatečné (1). Nejvyšší hodnoty byly zjištěny v září, jako důsledek zvýšené letní expozice slunečnímu záření.

Měření vitaminu D v laboratoři 

25-hydroxyvitamin D, jedna z forem vitaminu D, se dnes v klinických laboratořích běžně stanovuje (s doporučením i bez doporučení lékaře za přímou platbu), jako posouzení dostatku vitaminu D v organismu. I když se názory někdy nepatrně liší, lze hladiny 25-hydroxyvitaminu D hodnotit takto:

Klasický efekt vitaminu D

Klasická mnoho let známá role vitaminu D je podpora vstřebávání vápníku a fosforu ve střevě, vliv na kostní metabolismus a tedy zdraví kostí a zubů. Nedostatek vitaminu D vede u dětí k malformacím známým jako rachitida. I u dospělých je jeho nedostatek rizikový stav. Nedostatečné hladiny vedou ke zvýšení parathormonu v séru, který se snaží udržet „normální“ hladiny kalcia i za cenu jeho zvýšené resorbce z kostí, což vede k narušení skladby kosti (osteoporóza, osteopenie) a zvýšenému výskytu fraktur. U starších lidí jsou nízké hladiny vitaminu D velmi časté a jsou spojovány s osteoporózou, nižší svalovou silou a hmotou (sarkopenie), nižší fyzickou aktivitou a častějšími pády seniorů. Svoji roli hraje i nedostatečná výživa, často z důvodů nechuti k jídlu u starších lidí. Důsledkem častějších pádů seniorů jsou pak zlomeniny, zejména kosti stehenní, což souvisí i s mortalitou. Pokles potenciálu zdraví u starších lidí, který souvisí s dobou přežití – „stařecká křehkost – frailty syndrom“ je na rozdíl od chronologického věku vratný.

Vitamin D a imunita

Vitamin D ovlivňuje stimulačně jakimunitu vrozenou, tak získanou v průběhu života.

Antiinfekční imunita
Stále roste okruh odborníků, kteří připisují zimní a jarní infekce způsobené viry a bakteriemi oslabení funkce imunitního systému nedostatkem vitaminu D, jehož zásoby vytvořené v letních slunných dnech se již vyčerpaly a nebyly adekvátně doplněny jeho imunologie 29 imunologie přísunem ze stravy či suplementací. Zjištění, že dostatek vitaminu D je nezbytným klíčovým faktorem aktivace T lymfocytů a dalších složek buněčné imunity, bez které nejsou schopny zajistit řádnou obranu organismu a explozivně zvyšovat svoje počty, patří k významným objevům. Velká studie z února 2017 vyhodnocující data 11 000 participantů ze 14 zemí publikovaná v British Medical Journal (2) asi poprvé přesvědčivě dokazuje, že vitamin chrání proti respiračním infekcím tak, že zvyšuje hladiny antimikrobiálních peptidů (AMP) – přírodních substancí s efektem antibiotik v plicích. Výsledky korelují se známými fakty výskytu respiračních infekcí včetně chřipky v zimních a jarních měsících, kdy jsou hladiny vitaminu D nejnižší (3). Nová data tak navíc vysvětlují i pozorování, že normální hladiny vitaminu D snižují výskyt astmatu, který je běžně aktivován právě respiračními viry. Zejména u skupiny s nejnižšími hladinami vitaminu D (pod 25 nmol/l) se výskyt respiračních infekcí po suplementaci vitaminem D zmenšil na polovinu (2).
Obecně byl efekt doplnění vitaminu D u osob s původně vážně nedostatečnými hladinami vitaminu D zhruba shodný jako efekt vakcinace proti chřipce. Význam těchto zjištění je akcentován tím, že právě respirační infekce jsou celosvětově hlavní příčinou nemocnosti a úmrtí. Suplementace vitaminem D je přitom bezpečná a není drahá, takže snižování počtu respiračních infekcí touto formou je velmi efektivní.

Autoimunita
Lidé žijící ve vyšších zeměpisných šířkách jsou podstatně více ohroženi autoimunitními onemocněními, kdy se imunita obrací proti vlastním tkáním, směrem k rovníku ohrožení klesá, což se dává právě do souvislosti s efektem vitaminu D a slunečního záření. Například u roztroušené sklerózy je výskyt ve vyšších zeměpisných šířkách až dvojnásobný oproti rovníkovému pásmu. Onemocnění jako roztroušená skleróza, TBC, sarkoidóza se také častěji poprvé objeví v zimních měsících.

Onkologická onemocnění
Již v polovině dvacátého století byl odborníky diskutován jev, že se zvyšující se vzdáleností od rovníku stoupá riziko výskytu zhoubných nádorů. Výjimkou byly jen nádory kůže, kde riziko naopak klesalo. Velké množství publikací připisuje tento efekt slunečnímu UVB záření a vitaminu D, například jej popisuje velká meta-analýza zahrnující data z více než 100 zemí, která dokládá silnou inverzní korelaci se slunečním UVB zářením“ u 15 typů nádorů: vaječníků, prsů, prostaty, močového měchýře, jícnu, žaludku, tlustého střeva, rekta, plic, ledvin, pankreatu, vulvy a maligních lymfomů (4). I když se stále hromadí se podklady, které benefit dostatečných  hladin vitaminu D potvrzují (5) (byť ne všechny studie význam vitaminu D uznávají), je třeba zároveň mít na mysli riziko vzniku kožních nádorů a hladinu vitaminu doplnit substitučními přípravky či vhodnou stravou. Je známo, že nemocní s různými typy již diagnostikovaných nádorů mají při nedostatku vitaminu D vyšší riziko smrti na progresi nádoru (6), měření hladin 25- hydroxyvitaminu D i korekce deficitu vitaminu je v onkologii řadou autorů doporučována a používána (6). Antiproliferativní účinky na nádorové  buňky se uplatňují řadou metabolických cest, ovlivněním apoptózy, angiogeneze a zánětu, jak potvrzují mnohé in vitro studie. I studie na zvířatech prokazují inhibiční efekt vitaminu D na progresi tumorů tlustého střeva, prsů, prostaty a dalších a potvrzují chemoprotektivní účinek vitaminu D v karcinogenezi (5). Zásadním činitelem je zřejmě biologicky aktivní verze vitaminu 1,25 – dihydroxyvitamin D. Většina lidských tkání má pro aktivní verzi vitaminu receptor, navíc řada lidských tkání je schopna tuto formu sama vytvářet z cirkulujícího 25-hydroxyvitaminu D. Lze tedy předpokládat, že protinádorový efekt funguje v organismu velmi obecně.

Diabetes I. a II. typu
Obdobně se poukazuje na souvislost nízkých hladin vitaminu D a diabetu I. a II. typu, na definitivní závěry je ale asi ještě brzy. U diabetu typu I. se poukazuje na vyšší výskyt tohoto onemocnění u dětí narozených v jarním období, předpokládá se i nedostatek vitaminu u matky v době těhotenství. Suplementace vitaminem D zřejmě snižuje incidenci diabetu 1. typu u dětí (7). Diabetes II. typu patří k k celosvětovým problémům. Většina prací včetně zcela nových (8) vztah mezi hladinami vitaminu D a vlivem na vznik a průběh onemocnění dokladuje. Vitamin D zvyšuje syntézu inzulinu a jeho uvolňování z beta buněk pankreatu, zvyšuje expresi inzulinových receptorů a tlumí prozánětlivé cytokiny, které zhoršují inzulinovou rezistenci. Genetické faktory obecně hrají velmi důležitou roli v metabolismu glukózy a i když na rozdíl od diabetu I. typu je známo jen několik genů  asociovaných s diabetem II. typu, role je zjevně i zde významná (9). Nedostatek vitaminu D je často spojen s vyšším BMI (25-dihydroxyvitamin D je vázán na tukovou tkáň a hůře se uvolňuje do oběhu), vyšší hladinou LDL-cholesterolu a triacylglycerolů, vyšším krevním tlakem a inzulinovou rezistencí, což jsou vše faktory předcházející rozvoj cukrovky 2. typu. Doklady o protektivní funkci  suplementace vitaminu D u diabetu 2.typu jsou ale zatím často rozporné, nicméně studie pokračují (10).

Vitamin D a kardiovaskulární systém, cévy a hypertenze

Míru kardiovaskulárního rizika rutinním laboratorním vyšetřením lipidového spektra dnes asi nejlépe odráží hodnota non-HDL cholesterolu, tedy výsledek po odečtení hodnoty HDL- Cholesterolu od celkového cholesterolu. Nízké hladiny vitaminu D jsou spojeny s vyšší hladinou LDL cholesterolu, nižší hladinou HDL-cholesterolu a vyšším poměrem celkového cholesterolu a HDL-cholesterolu (11). Pokračování této studie (11), se bude snažit dokázat, že suplementace vitaminem D zvýší hladinu HDL-cholesterolu což se zatím neprokázalo. Buňky srdečního svalu, hladké svalstvo stěny cév i endoteliární výstelka cév obsahují četné receptory vitaminu D. Studie na zvířatech potvrzují účinek aktivní formy vitaminu D (1,25- -dihydroxyvitaminu D na relaxaci srdeční svaloviny, která je zásadní pro 30 normální diastolickou periodu, a dále i pro funkci kalciových kanálů, které umožňují rychlý /explozivní/ vstup kalcia do buněk a tedy svalové kontraktility (12). Vitamin D je negativním regulátorem renin-angiotensin-aldosteronového systému skrze supresi reninového genu. Vyšší hladiny reninu korelují s hypertrofií levé komory a hypertenzí. Nízké hladiny vitaminu D také způsobují snížené vstřebávání kalcia ve střevě a následné zvýšení hladin parathormonu. Zvýšené hladiny parathormonu vedou též k hypertrofii levé komory (13). Nízké hladiny vitaminu D jsou považovány za nezávislý rizikový faktor kardiovaskulární morbidity a mortality (14,15).  Výskyt hypertenze v populaci roste se zvyšující se vzdáleností od rovníku a tedy snižující se expozicí slunečnímu záření. Předpokládá se, že nízké hladiny vitaminu D snižují elasticitu tepen a sekundárně zvyšují krevní tlak. Může tak docházet k urychlení procesu stárnutí cév (zvýšené ukládání kolagenu). Uvažuje se o efektu nízkých hladin vitaminu na aktivaci renin-angiotensin-aldosteronového systému i zvýšené produkci enzymu eNOS ((endotheliální synthetáza kysličníku dusnatého / NO/), který je silným vasodilatátorem)
v endotelu cév (14).

Vitamin D a kosterní svaly

Současná data ukazují pozitivní efekt vitaminu D na stav, rozvoj, objem svalové hmoty a výkon kosterního svalu. Receptory pro aktivní formu vitaminu D, 1,25-dihydroxyvitaminu D, jsou v kosterním svalu přítomny a vitamin se zde jeví jako výrazný a pro funkci svalu klíčový modulátor. Zvyšuje syntézu svalových proteinů, má vliv na transport vápníku a fosfátů skrze buněčné membrány, metabolismus fosfolipidů, růst a diferenciaci svalových vláken, pozitivní efekt na kontraktilní vlákna a tedy svalovou sílu. Navíc snižuje syntézu myostatinu, který působí jako negativní regulátor objemu svalové hmoty (16). Předpokládá se, že anabolický efekt na kosterní svaly znamená i rychlejší regeneraci svalu po intenzivním tréninku a spekuluje se i o udržování výkonové kapacity sportovců. Intenzivní sportovní výkon vede ke zvýšení prozánětlivých látek v krvi. Ty mohou být snižovány doplněním hladiny vitaminu D, zjevně díky jeho řadě účinků na metabolismus svalu (včetně protizánětlivých – ovlivnění prostaglandinů, protizánětlivých cytokinů a dalších), což může být zásadní metodou i ke snížení  výskytu „syndromu přetrénování“ (17). Výše zmíněné efekty nízkých hladin vitaminu D se projevují zejména u svalových vláken typu II, které mají vyšší rychlost kontrakce a větší sílu (nežli vlákna typu I ) a jsou hlavní determinantou explozivního typu lidského pohybu s vysokým výdejem energie (18). Proto se tento efekt projeví zejména u sportů jako jsou skoky, sprint, náhlé zrychlení, zpomalení či změna směru, což zahrnuje většinu sportovních aktivit.

Vitamin D a nervový systém

Vitamin D ovlivňuje skrze své receptory řadu funkcí centrálního i periferního nervového systému – rychlost převodu  signálů motorických neuronů a neurotransmisi zprostředkovanou dopaminem, serotoninem, acetylcholinem, GABA (gamaaminomáselná kyselina) a katecholaminy. Ovlivňuje diferenciaci, zrání a růst nervových buněk (19). Vitamin D má vliv též na kognitivní funkce, např. u seniorů s nedostatkem vitaminu D je riziko nejen osteoporózy a sarkopenie + časté malnutrice, ale vyšší počet zlomenin je přičítán i snížené koordinaci pohybů a vnímání rovnováhy, který se též přičítá deficienci vitaminu D.

Vitamin D a těhotenství

Léčba nízkých hladin vitaminu D působí pozitivně na plodnost, riziko osteoporózy u žen a celkový vývoj a růst plodu k normální porodní hmotnosti, dále na snížení výskytu některých komplikací jako je například těhotenská cukrovka a preeklampsie. Pozornost se věnuje také roli nízkých hladin vitaminu D už v těhotenství u matky ve vztahu širokému spektru onemocnění v dětském věku včetně poruch jako je např. schizofrenie či autismus.

Vitamin D a tuková tkáň

Hladiny vitaminu D jsou nepřímo úměrné procentu tělesného tuku (BFP) (v adipocytech jsou receptory pro vitamin D hojně přítomny), body mass indexu (BMI) a obvodu pasu. Je obecně známým faktem, že zvýšené hodnoty BFP vedou k insulinové rezistenci a chronickému mírnému posunu k prozánětlivému stavu. U osob s nadváhou jsou hladiny vitaminu D obecně nižší, neboť je zvýšeně ukládán a vázán v tukové tkáni. Zatím je jasné, že obezita způsobuje snížení vitaminu D, s malými výjimkami se bohužel nepotvrzuje, že doplnění hladiny vitaminu D pozitivně ovlivní obezitu.

Doporučené dávkování

V řadě doporučení je uváděna (pro populaci od 1 roku výše) denní potřeba vitaminu D3 (cholekalciferol) ve stravě nebo suplementaci (pokud chybí zdroj vitaminu D „ze slunce“) na 15–20 ug/den (600-800 IU)/den (20). Tato hodnota je dnes některými autory považována za poměrně nízkou. Dávku 800 IU/den (20ug/den) považují za vyhovující pouze u jedinců s pravidelnou expozicí UV slunečnímu záření, – je-li expozice UV omezená, u pacientů s prokázanou osteoporózou, malabsorpcí,u obézních osob a řady neevropských etnik doporučují 2000 IU denně či vyšší (21). Potřebná dávka se liší dle vstupní hladiny 25-hydroxyvitaminu D, Body Mass Indexu (BMI), podílu tukové tkáně, expozici slunečnímu záření, fyzické zátěže a dalších faktorů. Suplementace není nutná každý den, součet denních dávek lze vzít v kratších intervalech např. 1 x týdně p.o. V doporučení denních dávek se zatím odborníci ne vždy shodují, je třeba zmínit, že nekritickým množstvím vitaminu je možné se i předávkovat – i když poměrně obtížně. Dobrou orientací je měření hladin 25-hydroxyvitaminu D v laboratoři s cílovými hodnotami 75–125 nmol/l.
Poznámka: V denním tisku se občas setkáváme s poměrně rozšířeným  omylem, že opálení rovná se i získání vitaminu D. Zarudnutí kůže a změnu pigmentace způsobí i složka slunečního záření UVA, zatímco produkce vitaminu D vyžaduje složku záření UVB (vln.délka 280–315 nm). Zda jej sluneční světlo obsahuje, lze zjistit jednoduchým testem. Pokud délka našeho stínu je delší nežli naše výška (špatně se to ale takto měří, analogicky lze použít tužku), je záření UVB vzhledem k velmi nízkému úhlu dopadu paprsků pohlceno ozónovou vrstvou Země, prochází v ní delší drahou či se od níodráží a na zem UVB nedopadá. Proto i v létě – třeba v měsíci červnu se „včetně produkce vitaminu D“ opálíme zhruba mezi 10–16 hodinou, dříve ráno či později je opalování z hlediska produkce vitaminu záření neúčinné. A protože i v období podzim–jaro slunce klesá nízko nad obzor – opět nedochází k průchodu UVB záření na zem. U nás v České republice lze získat vitamin D „ze slunce“ naposledy v prvním týdnu měsíce září a pak znovu až asi od poloviny měsíce dubna, tedy velkou část roku nám tento zdroj chybí. Průchod UVB záření snižují mraky, znečištění ovzduší, účinek silně snižují opalovací krémy, oděv, také je ovlivněno typem kůže (typy I.–VI.), tj. její reakcí na oslunění a pigmentací. U starších  lidí kůže produkuje násobně méně vitaminu D ve srovnání s mladšími lidmi a stejnou dávkou slunečního záření.

Závěr

Počet důkazů o významné roli vitaminu D na lidské zdraví od přelomu tohoto tisíciletí roste velmi rychle, v článku jsou uvedeny jen některé. Široké spektrum účinků zejména na kardiovaskulární, neuromuskulární a imunitní systém jej staví spíše do role hormonu nežli vitaminu. Přestože nemůžeme tento vitamin považovat za univerzální lék, je zjevné, že jeho dostatečné hladiny v krvi mohou předejít mnoha zbytečným potížím. Občasné kontrolní měření hladiny 25-hydoxyvitaminu D v laboratoři je vhodné (zjištění nižších hladin totiž velmi často překvapí) – lze provést i za přímou úhradu bez doporučení lékaře. V podmínkách České republiky výsledky Centra zdraví, výživy a potravin Státního zdravotního ústavu Brno ukazují, že jen asi 1 % osob ve věku 18–90 roků doplní svou potřebu vitaminu D z obvyklé české stravy. Substituce vitaminovými přípravky je tedy zjevně nutností.

autor:  MUDr. Petr Podroužek, CSc.
EUC Laboratoře s.r.o., Praha

Literatura:
1. Dostupné na internetu: http://www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/vitamin-d-u-deti
2. Martineau, A.R. et al.: BMJ, 2017; i6583 DOI: 10.1136/bmj.i6583
3. Berry, D.J. et al.: Br.J.Nutr., 106, 2011, s. 1433–1440
4. Grant W.B.: Anticancer Res.,32, 2012, s. 223–36
5. Budhathoki, S.et al.: BMJ 2018, 360, doi: https://doi.org/10.1136/bmj.k671
6. Tomíška M.et al.: Klin Onkol, 28(2), 2015, s. 99-104
7. Al-Agha AE, Ahmad IA.: J Diabetes Metab
6: 2015, 594. https://doi:10.4172/2155-6156.1000594
8. Rafiq S, Jeppesen P.B.:, Nutrients 2018, 10(1), 59; https://doi.org/10.3390/nu10010059
9. Xia, Z. et al.: Asia Pac. J. Clin. Nutr. 25, 2016, s.614–624
10. Gulseth, H-L. et al.: Diabetes Care 2017 Jul; 40(7): 872-878. https://doi.org/10.2337/dc16-2302
11. Faridi,K.F.et al.: Nutrition 38, 2017, s. 85-93
12. Simpson RU.et al.: J Steroid Biochem Mol Biol.,103, 2007, s.521–4
13. Saleh FN et al.: Eur Heart J. 24,2003,  2054–60
14. Al Mheid I.A. et al.: Eur Heart J., 34(48), 2013, s. 3691–8. doi: 10.1093/eurheartj/eht166
15. Mheid, I.A., Quyyumi, A.A. : J. Am.Coll. Cardiol.,70 (1), 2017, s. 89–100 doi: 10.1016/j.jacc.2017.05.031
16. Garcia LA.et al.: Endocrinology, 152(8), 2011; s. 2976–86. doi: 10.1210/en.2011-0159
17. Shuler FD. Et al.: Sports Health, 4(6), 2012; s. 496–501. doi: 10.1177/1941738112461621
18. Angeline ME.et al.: Am J Sports Med., 41, 2013, s.461–4. doi: 10.1177/0363546513475787
19. Wrzosek M. et al.: Vitamin D and the central nervous system. Pharmacol Rep. 2013;65(2):271–8.
20. Dostupné na internetu: http://www.szu.cz/tema/bezpecnost-potravin/mene-nez-1--osob-ma-dostatek-vitaminu-d
21. Rosa,J. et al.: Stanovisko Společnosti pro metabolická onemocnění skeletu ČLS JEP 2015, Dostupné na internetu: http://smos.cz/wp-content/uploads/2014/10/DP_2015.