fbpx

Witamina D a choroby przewodu pokarmowego

Witamina D3 (cholekalcyferol) powstaje w keratynocytach warstwy rozrodczej (warstwa Malpighiego) ludzkiego naskórka z 7-dehydrocholesterolu, pod wpływem promieniowania nadfioletowego
w zakresie długości fal 290–320 nm (UVB). Reakcja fotolityczna umożliwia przekształcenie
7-dehydrocholesterolu do prowitaminy D3, która pod wpływem energii cieplnej ciała ulega konwersji do cholekalcyferolu. Natężenie promieniowania ultrafioletowego oraz stopień pigmentacji skóry wpływają na ilość produkowanej prowitaminy D. Jednak, ciągła ekspozycja na światło nie doprowadza do wytwarzania toksycznych stężeń witaminy D, bowiem pro-witamina D3 przy przedłużającej się ekspozycji na światło słoneczne ulega przekształceniu do biologicznie nieaktywnego lumisterolu
i tachysterolu [1].

Produkcja witaminy D w organizmie – ograniczenia

Witamina D to jedna z nielicznych witamin, które produkuje organizm człowieka. Efektywność syntezy witaminy D w skórze zależy m.in. od szerokości geograficznej. W naszej szerokości geograficznej kąt padania promieni słonecznych i warunki pogodowe, odpowiednie dla syntezy witaminy D w skórze, panują od kwietnia do sierpnia. W sezonie letnim optymalna synteza witaminy D zachodzi przez
9 godzin, a w okresie wiosennym (marzec) oraz jesiennym (wrzesień) już tylko przez 3 godziny dziennie, zaś w miesiącach zimowych jest ona jeszcze mniejsza. Aby w naszym naskórku powstało 10 tysięcy jednostek witaminy D potrzebna jest 1 dawka rumieniowa, czyli lekkie zaczerwienienie około 18% powierzchni skóry [2]. Dodatkowo, na ograniczenie syntezy witaminy D wpływa także zanieczyszczenie powietrza, ubranie oraz powszechne stosowanie kremów z filtrem przeciwsłonecznym, np. krem z filtrem SPF15 blokuje syntezę witaminy D w 99%. Zdolność do syntezy skórnej maleje też z wiekiem, wskutek zrogowacenia naskórka. Większość witaminy D powstaje w skórze, ale może być ona dostarczana także z pożywieniem. Egzogennym źródłem witaminy D są przede wszystkim tłuste ryby (witamina D jest rozpuszczalna w tłuszczu), jednak spożycie tych ryb w Polsce jest zbyt małe, by uzupełnić niedobory. Ponadto hodowlane ryby (łosoś) nie są już tak bogatym źródłem witaminy D jak dzikie odmiany. Inna forma prowitaminy D ergokalcyferol (prowitamina D2) występuje naturalnie w roślinach i m.in. w drożdżach.

Witamina D pełni ważną rolę w gospodarce wapniowo-fosforanowej człowieka. Wspomaga wchłanianie wapnia w jelitach i utrzymuje odpowiednie stężenie wapnia i fosforanów w surowicy, tak aby umożliwić prawidłową mineralizację kości i zapobiec hipokalcemicznej tężyczce (mimowolnemu skurczowi mięśni prowadzącemu do skurczów i skurczów). Jest również potrzebna do wzrostu i przebudowy kości przez osteoblasty i osteoklasty. Bez wystarczającej ilości witaminy D kości mogą stać się cienkie, łamliwe lub zniekształcone. Wystarczająca ilość witaminy D zapobiega krzywicy u dzieci i osteomalacji u dorosłych. Wraz z wapniem witamina D pomaga również chronić osoby starsze przed osteoporozą.

Obniżone stężenie witaminy D, a zwiększona zachorowalność na określone jednostki chorobowe

Wpływ witaminy D na gospodarkę wapniowo-fosforanową jest bardzo dobrze poznany, jednak w ostatniej dekadzie opisano także wiele nieklasycznych działań tej witaminy. Udało się wykazać związek między obniżonym stężeniem witaminy D, a zwiększoną zachorowalnością na określone jednostki chorobowe lub występowaniem zaostrzeń tych chorób. Zaburzenia wchłaniania i metabolizmu witaminy D powodują choroby układu pokarmowego takie jak: choroba trzewna, choroby wątroby, choroba Leśniowskiego-Crohna, nowotwory jelita grubego i wiele innych (np.: reumatoidalne zapalenie stawów, stwardnienie rozsiane, cukrzyca typu 1, astma oskrzelowa, nowotwory sutka, prostaty, pierwotne nadciśnienie tętnicze, miażdżyca tętnic kończyn dolnych, choroba wieńcowa, niewydolność serca). Niskie stężenie witaminy D pogarsza rokowania w przypadku tych chorób oraz utrudnia odpowiedź na terapie i opóźnia odzyskanie pełnego zdrowia. Zarówno nadmiar, jak i niedobór witaminy D mają wpływ na układ odpornościowy, co ma związek z występowaniem m.in. chorób zapalnych jelit [3].

Niedobory witaminy D, a choroby przewodu pokarmowego

Prawidłowo zbudowany i właściwie funkcjonujący przewód pokarmowy – szczególnie jelito cienkie, wątroba i trzustka – jest niezbędny do prawidłowego wchłaniania i metabolizmu witaminy D. Przewód pokarmowy jest przede wszystkim miejscem wchłaniania witaminy D przy jej podaży doustnej, która w naszej strefie klimatycznej stanowi znaczącą drogę zaopatrzenia w witaminę D [3]. Wchłanianie jelitowe witaminy D zachodzi poprzez prostą bierną dyfuzję w jelicie cienkim. Receptory witaminy D znajdują się w kilku tkankach układu pokarmowego: w niektórych komórkach żołądka, w nabłonku światła i uchyłkach dwunastnicy, jelita czczego, jelita krętego i okrężnicy. Świadczy to, że witamina D może oddziaływać na przemiany nabłonka jelitowego [4]. Receptory witaminy D znajdują się również w wątrobie i trzustce. Niedobór witaminy D jest związany z cholestazą wewnątrzwątrobową, (pierwotna marskość żółciowa). Ponadto wyniki niektórych badań sugerują, że marskość wątroby może predysponować pacjentów do rozwoju osteoporozy z powodu zmienionej homeostazy wapnia i witaminy D [5].

Choroba Leśniowskiego-Crohna

Szczególne znaczenie ma związek pomiędzy niedoborem witaminy D a ryzykiem rozwoju nieswoistego zapalania jelit, choroby Leśniowskiego-Crohna, osłabieniem działania bariery nabłonkowej jelit, a nawet nowotworami jelit. Patogeneza nieswoistego zapalenia jelit (w tym choroba Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejące zapalenie okrężnicy) jest złożona i nie do końca poznana. Uważa się, że rozwój tych chorób to wynik złożonych zależności między strukturą genetyczną organizmu, wpływem środowiska zewnętrznego oraz funkcjonowaniem mikrobiomu jelitowego. Splot tych czynników prowadzi do niewłaściwej i nieprawidłowej aktywacji układu odpornościowego. W szczególności rozregulowana jest odpowiedź immunologiczna błony śluzowej jelit, w której pośredniczą limfocyty T. Prowadzi to do wytwarzania prozapalnych cytokin, takich jak interferon-gamma; (IFN-gamma) i czynnik martwicy nowotworu-alfa (TNF-alfa;). Wyniki badań genetycznych wskazują na silne powiązania molekularne między niedoborem witaminy D a chorobą Leśniowskiego-Crohna. Patogeneza tej choroby jest związana z osłabioną funkcją białek NOD2, odgrywających dużą rolę w regulacji układu odpornościowego, a witamina D jest bezpośrednim induktorem ekspresji NOD2 [6, 7, 8]. W chorobie Leśniowskiego-Crohna w 80% przypadków procesem chorobowym zajęty jest końcowy odcinek jelita cienkiego, co prowadzi do zaburzeń wchłaniania witaminy D. Wyniki badań wykazują, że 22-70% pacjentów pediatrycznych z chorobą Leśniowskiego-Crohna ma obniżone stężenie witaminy D (< 15 ng/ml), u chorych z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego ten odsetek sięga 45% [3]. U dorosłych z nieswoistymi chorobami zapalnymi jelit obniżenie stężenia witaminy D występuje w bardziej zaawansowanym stadium choroby, a za czynniki ryzyka niedoboru witaminy D uważane jest: palenie papierosów, zmniejszona ekspozycja na światło słoneczne, przebyta resekcja jelita cienkiego [3].

Innym potencjalnym czynnikiem chorobotwórczym w nieswoistych zapaleniach jelit jest upośledzenie funkcji bariery śluzowej jelit i wynikająca z tego zwiększona przepuszczalność jelit. Wykazano, że witamina D, ważny modulator układu odpornościowego, chroni homeostazę bariery śluzowej. Bariera nabłonkowa jelit stanowi pierwszą linię obrony przed urazami zewnętrznymi. Komórki nabłonka są ściśle ze sobą połączone i tworzą barierę ochronną przed toksynami i patogenami jelitowymi. Dysfunkcja bariery nabłonkowej może być również spowodowana zmianami w składzie mikroflory jelitowej. Zmieniony mikrobiom wydaje się być istotnym czynnikiem powodującym zaburzenia odpowiedzi immunologicznej, które są charakterystyczne dla nawracających zapaleń błony śluzowej w nieswoistym zapaleniu jelit. Co ciekawe, na podstawie wyników badań na zwierzętach stwierdzono, że witamina D ma bezpośredni wpływ na skład jakościowy mikrobiomu jelitowego. Te ustalenia przyczyniają się do lepszego zrozumienia mechanizmów, za pomocą których niedobór witaminy D zwiększa podatność jelit na choroby [9].

Choroby nowotworowe jelit

Już jedne z pierwszych wyników badań laboratoryjnych oraz badań prowadzonych na zwierzętach sugerowały, że witamina D może hamować karcinogenezę i spowolnić progresję nowotworu, poprzez promowanie różnicowania komórek i hamowanie przerzutów oraz że witamina D może mieć także działanie przeciwzapalne, immunomodulujące, proapoptotyczne i antyangiogenne. Mechanizm hamowania proliferacji komórek nowotworowych przez witaminę D może być różny w zależności od rodzaju komórek i tkanek, jednak warunkiem skutecznego działania witaminy D jest obecność w tkance jej aktywnego, niezmutowanego receptora. Zdolność witaminy D do pobudzania apoptozy wykazano w różnych komórkach nowotworowych, między innymi także w przypadku raka jelita grubego, jednak dokładny mechanizm tego działania nie został jeszcze poznany . Jednym ze szlaków aktywacji apoptozy pobudzanym przez pochodne witaminy D jest hamowanie ekspresji protoonkogenu bcl-2 [10].

Wyniki badań epidemiologicznych przeprowadzonych w ciągu ostatnich 20 lat sugerują, że zapadalność na wiele nowotworów jest proporcjonalna do szerokości geograficznej i stężenia witaminy D w surowicy. Już w 1941 roku zaobserwowano, że w populacji osób białych, zwiększona ekspozycja na światło słoneczne koreluje ze zmniejszoną śmiertelnością z powodu nowotworów jelita grubego, piersi i prostaty, co potwierdzają wyniki badań współczesnych. U osób ze stężeniem witaminy D wynoszącym 50 nmol/l (20 ng/ml), ryzyko rozwoju nowotworów prostaty i jelita grubego jest mniejsze o 30 – 50% [11].

Aktywny metabolit witaminy D jest syntetyzowany w nabłonku okrężnicy, co może tłumaczyć mniejszą zapadalność na raka okrężnicy i polipów gruczolakowych jelita grubego u osób z wyższym stężeniem witaminy D. Osoby, u których stężenie witaminy D jest niższe niż 30 ng/ml mają w przybliżeniu dwa razy większe ryzyko rozwoju raka okrężnicy niż osoby z wyższym poziomem. Ponadto osoby ze stwierdzonym niedoborem witaminy D (poniżej 30 ng/ml) częściej zapadają na gruczolaka jelita grubego. Tłumaczy to również związek zamieszkania na słonecznych szerokościach geograficznych z niższymi wskaźnikami śmiertelności nie tylko na raka okrężnicy, ale także piersi, jajników, i prostaty. [12].

W ostatnich latach, wraz ze wzrostem wiedzy na temat roli witaminy D w utrzymaniu homeostazy organizmu człowieka, zmieniono kryteria oceny zaopatrzenia w witaminę D. Według najnowszych zaleceń, wartości stężenia witaminy D w surowicy krwi poniżej 25 nmol/l (10 ng/ml) definiowane są jako ciężki niedobór witaminy D. W okresie jesienno-zimowym zaleca się doustną suplementację. Wyniki badań przeprowadzonych w 2002 roku, dotyczących dziennego spożycia witaminy D w grupie dziewcząt 12-let-nich oraz starszych kobiet w wieku 70 – 75 lat, w 4 państwach europejskich: Danii, Finlandii, Irlandii i Polsce wykazały, że niezależnie od badanego kraju, dzienne spożycie witaminy D było niższe od zalecanego, przy czym najniższe wartości stwierdzono w Polsce (3,1 mg/d u dziewcząt i 3,8 mg/d u starszych kobiet) i w Danii (odpowiednio 2,4 mg/d i 3,4 mg/d). W Polsce stwierdzono również najniższą częstość suplementacji witaminą D: 23% wśród starszych kobiet i 11% wśród dziewcząt [11].

Suplementacja witaminą D

Wyniki badań populacyjnych wskazują, że niedobory witaminy D występują u ludzi na całym świecie, niezależnie od płci i nieomal w każdej grupie wiekowej i jest to poważny problem zdrowotny. W Polsce niedobór witaminy D o różnym nasileniu stwierdzono u 90% dorosłych, dzieci i młodzieży. Profilaktyczne dawkowanie witaminy D w populacji powinno być indywidualizowane w zależności od wieku, masy ciała, nasłonecznienia (pora roku), nawyków żywieniowych i stylu życia. Ogólnie poziom witaminy D w surowicy krwi powinien wynosić ok. 50 ng/ml.

W Polsce witamina D jest dostępna bez recepty w dawkach dobowych 400, 500, 800, 1000, 2000 i 4000 IU, a także w postaci preparatów multiwitaminowych, w złożonych suplementach wapnia, oleju z wątroby dorsza oraz rzadziej w niektórych produktach spożywczych. Witaminy D nie należy podawać razem ze zbożami bogatymi w błonnik (płatki owsiane i otręby), środkami przeczyszczającymi lub zmiękczającymi stolec [13].

Przedawkowanie witaminy D

Przedawkowanie witaminy D (hiperwitaminoza) nie jest częstym zjawiskiem i nie zachodzi przy stosowaniu zwykłej diety czy też ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Nadmiar witaminy D wytworzonej pod wpływem promieniowania słonecznego magazynowana jest w organizmie w tkance tłuszczowej. Do krwioobiegu uwalniana jest przez około dwa miesiące, jest to bardzo istotne w szczególności w okresie zimowym. Do przedawkowania witaminy D, może dojść podczas stosowania preparatów doustnych w momencie, gdy dostarczymy organizmowi dawkę cztery razy większą od dawki zalecanej. Przedawkowanie witaminy D jest niebezpieczne, ponieważ prowadzi do zatrucia organizmu. Nadmiar witaminy D prowadzi do utlenienia lipidów błon komórkowych, które zawierają kwasy tłuszczowe nienasycone i powstaniu szkodliwych nadtlenków (wolnych rodników) w ludzkim organizmie. Nadmiar sprzyja odkładaniu się wapnia w tkankach m.in.: w tętnicach, nerkach oraz sercu. W konsekwencji dochodzi do zaburzenia pracy serca, a także ośrodkowego układu nerwowego [13, 14].

Wiedza na temat mechanizmów działania witaminy D na patofizjologię przewodu pokarmowego szybko się poszerza. W związku z tym pojawiają się nowe możliwości interwencji terapeutycznych, opartych na metabolizmie witaminy D w chorobach gastroenterologicznych. Dotyczy to szczególnie osób z predyspozycjami do raka żołądka i jelit, u których można by zastosować suplementację witaminą D jako część strategii terapeutycznej. Suplementacja witaminą D może mieć także wpływ na poprawę funkcji bariery śluzowej jelit w nieswoistych zapaleniach jelit. Wyniki badań nad wpływem witaminy D na homeostazę organizmu człowieka uzasadniają monitorowanie poziomu witaminy D w całej populacji w celu zapobiegania skutkom niedoboru tej witaminy. Witamina D wydaje się atrakcyjnym celem spersonalizowanego podejścia dla leczenia chorób gastrologicznych [15].

Bibliografia

  1. Tuchendler, Dominika, and Marek Bolanowski. „Sezonowość zmian stężeń witaminy D w organizmie człowieka.” Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii 6.1 (2010): 36-41.
  2. Kaczmarewicz E., Łukaszkiewicz J.,Lorenc R.: Witamina D — mechanizmdziałania, badania epidemiologiczne, zasady suplementacji. Lab. Forum2007; 11: 3–8.
  3. Katarzyna Perzanowska-Brzeszkiewicz, Ewa Marcinowska-Suchowierska, Witamina D a choroby przewodu pokarmowego, Postępy Nauk Medycznych, t. XXV, nr 3, 2012. Silva MC, Furlanetto TW. Intestinal absorption of vitamin D: A systematic review. Nutr Rev 2018;76:60-76.
  4. Froicu, Monica, Yan Zhu, and Margherita T. Cantorna. „Vitamin D receptor is required to control gastrointestinal immunity in IL‐10 knockout mice.” Immunology 117.3 (2006): 310-318.
  5. Arteh, J. I. H. A. D., Srilakshmi Narra, and Satheesh Nair. „Prevalence of vitamin D deficiency in chronic liver disease.” Digestive diseases and sciences 55.9 (2010): 2624-2628.
  6. Raman M, Milestone AN, Walters JR, Hart AL, Ghosh S. Vitamin D and gastrointestinal diseases: inflammatory bowel disease and colorectal cancer. Therap Adv Gastroenterol. 2011 Jan;4(1):49-62.
  7. Wang TT, Dabbas B, Laperriere D, et al. Direct and indirect induction by 1,25-dihydroxyvitamin D3 of the NOD2/CARD15-defensin beta2 innate immune pathway defective in Crohn disease. J Biol Chem. 2010;285(4):2227-2231.
  8. Kong, Juan, et al. „Novel role of the vitamin D receptor in maintaining the integrity of the intestinal mucosal barrier.” American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology 294.1 (2008): G208-G216.
  9. Amit Assa, Linda Vong, Lee J. Pinnell, Naama Avitzur, Kathene C. Johnson-Henry, Philip M. Sherman, Vitamin D Deficiency Promotes Epithelial Barrier Dysfunction and Intestinal Inflammation, The Journal of Infectious Diseases, Volume 210, Issue 8, 15 October 2014, Pages 1296–1305.
  10. Roger Bouillon, Guy Eelen, Lieve Verlinden, Chantal Mathieu, Geert Carmeliet, Annemieke Verstuyf, Vitamin D and cancer, The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, Volume 102, Issues 1–5, 2006, Pages 156-162.
  11. Alina Kuryłowicz, Tomasz Bednarczuk, Janusz NaumanWpływ niedoboru witaminy D na rozwój nowotworów i chorób autoimmunologicznych, Endokrynologia Polska/Polish Journal of EndocrinologyTom/Volume 58; Numer/Number 2/2007.
  12. Garland CF, Garland FC, Gorham ED, et al. The role of vitamin D in cancer prevention. Am J Public Health. 2006;96(2):252-261.
  13. Rusińska A, Płudowski P, Walczak M, et al. Vitamin D Supplementation Guidelines for General Population and Groups at Risk of Vitamin D Deficiency in Poland-Recommendations of the Polish Society of Pediatric Endocrinology and Diabetes and the Expert Panel With Participation of National Specialist Consultants and Representatives of Scientific Societies-2018 Update. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:246. Published 2018 May 31.
  14. Marcinowska-Suchowierska E, Kupisz-Urbańska M, Łukaszkiewicz J, Płudowski P, Jones G. Vitamin D Toxicity-A Clinical Perspective. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:550. Published 2018 Sep 20.
  15. Peppelenbosch, Maikel, et al. „Action and function of vitamin D in digestive tract physiology and pathology.” Current medicinal chemistry 24.9 (2017): 928-936.
YouTube