pobierz artykuł w pdf

Witamina D
– stary przyjaciel
w nowej roli
Żywność dla zdrowia
8
pH w kątnicy
7
6
5
4
Fermentowany
napój mleczny
z dodatkiem B. lactis
Nie fermentowany
napój mleczny
Woda
Ryc. 3. Zmiany pH w okrężnicy po 8 godzinach od spożycia produktu
probiotycznego i produktu kontrolnego.
związanej ze wzrostem bakterii będących źródłem maślanu
w jelicie grubym. Takie warunki metaboliczne istotnie ograniczają wzrost patogennych drobnoustrojów z grupy Enterobacteriacae, w tym Escherischia coli i Salmonella spp.,
które mogą powodować i nasilać zmiany zapalne w jelicie
grubym, a u pewnej grupy chorych na chorobę Leśniowskiego-Crohna sprzyjają progresji choroby, kolonizując zmiany
w jelicie krętym (Ryc. 4) [10]. Obserwacje te mogą ułatwić
dobór pacjentów z nieswoistymi zapaleniami jelit, u których
można osiągnąć największe korzyści terapeutyczne dzięki
spożyciu funkcjonalnej żywności, zawierającej probiotyczne
szczepy bakteryjne.
Różnica poziomu bakterii przed i po spożyciu wyrażona
jako Log10 (liczba komórek/gram kału)
2
p=0,0132
1
0
-1
-2
-3
Fermentowany napój mleczny z dodatkiem B. lactis
Nie fermentowany napój mleczny
Ryc. 4. Wpływ Activii i niefermentowanego mleka na ilość bakterii
z rodziny Enterobacteriaceae
22
Piśmiennictwo
[1] Loftus E.V.: Clinical epidemiology of inflammatory bowel disease:incidence, prevalence, and
environmental influences. Gastroenterology 2004, 126, 1504-1517
[2] Santor R.B. Microbial influence in inflammatory bowel disease.: Gastroenterology 2008, 134,
577-594
[3] Glasser A.I. et al: Adherent invasive Escherichia coli strains from patients with Crohn’s disease
survive and replicate within macrophages without inducing host cell death. Infect. Immunol. 2001.
69, 5529-37
[4] Rioux K.P., Fedorak R.N.:Probiotics in the treatment of inflammatory bowel diseases. J. Clin.
Gastroenterol. 2006, 40, 260-263
[5] Vanderpool C. et al. : Mechanisms of probiotic action:implications for therapeutic applications
in inflammatory bowel diseases. Inflamm. Bowel Dis. 2008, 14, 1585-1596
[6] Guslandi M. et al : Saccharomyces boulardi in maintenance treatment of Crohn’s disease. Dig.
Dis.Sci.2000,45,1462-64
[7] Lorea Baroja M. et al : Anti-inflammatory effects of probiotic yogurt in inflammatory bowel
disease patients. Clin. Exp. Immunol. 2007,149,470-479
[8] Pardi D.S., Sandborn W.J.: Systematic review: the management of pouchitis. Aliment. Pharmacol. Ther. 2006,8,1087-96
[9] Veiga P. et al : Bifidobatcerium animalis subsp. lactis fermented milk product reduces inflammation by altering a niche for colitogenic microbes. Proc. Natl Acad. Sci USA 2010,107,18132-7
[10] Barnich N, Denizot J, Darfeuille-Michaud A.: E. coli-mediated gut inflammation in genetically
predisposed Crohn’s disease patients. Pathol Biol, 2010 (in press).
Przez ponad 500 milionów lat ewolucji życia na Ziemi witamina D była syntetyzowana przez fito- i zooplankton. Do
chwili obecnej nie w pełni poznaliśmy jej znaczenie w świecie bezkręgowców. Wiemy natomiast, że kręgowcom jej
obecność jest niezbędna do budowy i mineralizacji kości
szkieletowych [1]. Witaminę D odkryto ponad 100 lat temu
i początkowo traktowano wyłącznie jako substancję zapobiegającą rozwojowi krzywicy, która rozpowszechniona
była w miastach w czasie rewolucji przemysłowej. W 1922
roku wielki polski uczony – profesor Jędrzej Śniadecki, jako
pierwszy w świecie, opisał metodę leczenia krzywicy polegającą na zwiększonej ekspozycji na światło słoneczne.
Dziś wiemy już, że witamina D dostarczana jest drogą pokarmową lub syntetyzowana w skórze. Do produktów spożywczych, które zawierają najwięcej witaminy D należą tran i oleje
rybne, ryby (łosoś, dorsz, tuńczyk, śledź, makrela, sardynki),
wątroba, żółtka jaj i grzyby. Z uwagi na to, że dieta w żaden
sposób nie pokrywa dziennego zapotrzebowania, niektóre
produkty spożywcze są sztucznie wzbogacane. W Stanach
Zjednoczonych witaminą D wzbogaca się mleko, jogurty,
płatki śniadaniowe, sok pomarańczowy i margarynę. Jednak
z uwagi na możliwość niekontrolowanego przedawkowania witaminy D, w krajach europejskich lista produktów jest
o wiele krótsza – najczęściej suplementowana jest margaryna i płatki śniadaniowe [2]. W Polsce przykładem wzbogaconego produktu o witaminę D jest serek dla dzieci Danonki.
Zasadniczym źródłem witaminy D w ustroju jest jej fotosynteza, która zachodzi w skórze pod wpływem promieniowania UVB (290-320 nm), docierającego w widmie promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi. Substratem
reakcji jest zawarty w błonach komórkowych keratynocytów 7-dehydrocholesterol (prowitamina D3). Wytworzona
w skórze witamina D uwalnia się z błon komórkowych i po
wniknięciu do naczyń krwionośnych jest transportowana
w krążeniu, w postaci związanej z białkiem wiążącym witaminę D. W wątrobie, we frakcji mikrosomalnej i mitochondrialnej hepatocytów, na skutek reakcji hydroksylacji katalizowanej przez 25–hydroksylazę witaminy D (CYP27A1),
dzięki podstawieniu grupy hydroksylowej (OH-) przy atomie
węgla numer 25, dochodzi do powstania 25-hydroksywitaminy D3 [25(OH)D3]. Utworzona w ten sposób 25(OH)D3
(kalcydiol) jest ponownie uwalniana do krążenia i transportowana w kompleksie białkowym. Metabolit ten w kolejnym etapie aktywacji ulega wychwytywaniu przez komórki
cewek nerkowych, w których pod wpływem mitochondrialnej 1-hydroksylazy 25-hydroksywitaminy D (CYP27B1) ulega
przekształceniu we w pełni aktywny biologicznie metabolit
– 1,25(OH)2D3 (kalcytriol). Intensywność reakcji 1-alfa-hydroksylacji jest uzależniona od stanu homeostazy wapnia
Jest pobudzana przez parathormon oraz zmniejszenie stężenia Ca2+ lub fosforanów w surowicy krwi.
prof. dr hab. n. med. Anna Woźniacka
Katedra i Klinika Dermatologii i Wenerologii UM w Łodzi
Przez wiele lat uważano, że jedyną funkcją witaminy D jest
wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową i metabolizm tkanki kostnej. Powszechnie utożsamiano jej działanie
z zapobieganiem rozwojowi krzywicy u dzieci, osteomalacji
u dorosłych i zmian mięśniowych, będących następstwem
hipokalcemii. W ostatnich latach badania dotyczące roli
witaminy D w organizmie człowieka przeżywają swoisty
renesans i wskazują na znacznie szerszy zakres oddziaływań witaminy D na ludzki organizm. Dlatego zaleca się,
by racjonalnie suplementować tę witaminę w każdym
wieku.
Liczne opracowania naukowe wykazują związek pomiędzy
niedoborem witaminy D a szeregiem chorób metabolicznych
stanowiących epidemię obecnych czasów. Niskie stężenie
witaminy D nie tylko zwiększa ryzyko rozwoju osteoporozy,
ale również zespołu metabolicznego, cukrzycy typu 1, nadciśnienia, stwardnienia rozsianego, chorób autoimmunizacyjnych, nowotworowych, a nawet psychicznych.
Jednym z podstawowych problemów zdrowia publicznego krajów rozwiniętych jest zespół metaboliczny, określany
inaczej zespołem X. Stanowi on zbiór powiązanych ze sobą
metabolicznych czynników ryzyka rozwoju miażdżycy, cukrzycy i chorób sercowo-naczyniowch [3]. Do rozpoznania
konieczne jest stwierdzenie co najmniej trzech z poniższych
nieprawidłowości: otyłości brzusznej (obwód talii powyżej
88 cm u kobiet i powyżej 102 cm u mężczyzn), podwyższonego stężenia glukozy (powyżej 100mg/dl), nadciśnienia (powyżej 130 mmHg skurczowe lub powyżej 85 mmHg
rozkurczowe), zwiększonego stężenia trójglicerydów (powyżej 150 mg/dl), obniżonego stężenia frakcji HDL-cholesterolu (poniżej 40 mg/dl u mężczyzn i poniżej 50 mg/dl
u kobiet).
Występowanie zespołu metabolicznego zwiększa ryzyko rozwoju choroby niedokrwiennej serca trzykrotnie,
a śmiertelność spowodowaną chorobami sercowo-naczyniowymi nawet pięciokrotnie [4]. Dane te pokazują, jak
ważne jest wczesne wykrywanie czynników ryzyka chorób
cywilizacyjnych, tak aby wprowadzenie działań profilaktycznych mogło przeciwdziałać ich następstwom. Według
danych pochodzących z badań populacji europejskiej, częstość występowania zespołu metabolicznego sięga 15,7%
u mężczyzn i 14,2% u kobiet. U osób z zespołem metabolicznym stężenie witaminy D w surowicy krwi jest istotnie statystycznie niższe aniżeli w porównywalnej populacji
osób zdrowych. Wiele prac wskazuje, że niedobór tej wi-
23
Żywność dla zdrowia
taminy jest istotnym czynnikiem ryzyka rozwoju zespołu
metabolicznego.
Kolejnym metabolicznym następstwem niedoboru witaminy D jest zaburzenie gospodarki wapniowo-fosforanowej ustroju, przyczyniające się do rozwoju osteoporozy.
Osteoporoza jest chorobą szkieletu, charakteryzującą się
rosnącym ryzykiem złamań kości w następstwie obniżania
jej odporności mechanicznej. Wytrzymałość mechaniczna
kości jest warunkowana gęstością mineralną kości i jakością
tkanki kostnej. W Polsce osteoporozę stwierdza się u ok.
7% kobiet w wieku 45–54 lat, u około 25% w wieku 65-74
i u blisko 50% w wieku 75-84 lat [5]. Aktualnie na całym
świecie choroba ta stanowi ogromny problem zdrowotny
i socjoekonomiczny, który wraz z wydłużaniem się średniej
długości życia populacji ludzkiej stale wzrasta. Istotne więc
znaczenie ma wczesne rozpoczęcie leczenia i postępowanie
prewencyjne, zwłaszcza u osób o dużym stopniu ryzyka jej
rozwoju. W obecnych zaleceniach postępowania diagnostycznego i leczniczego zwraca się uwagę na kompleksową
profilaktykę osteoporozy, obejmującą wszystkich pacjentów
zagrożonych osteoporozą oraz wszystkie kobiety po menopauzie i mężczyzn po 65. roku życia.
Działania te obejmują:
 edukację pacjenta w zakresie oceny zagrożeń oraz
właściwego stylu życia i odżywiania,
 eliminację czynników ryzyka złamań oraz suplementację wapniem i witaminą D (uwzględniającą podaż
w diecie i ekspozycję na promieniowanie słoneczne).
Na szczególną uwagę zasługuje wpływ konsekwencji niedoboru witaminy D na metabolizm układu mięśniowo-szkieletowego. Niedobór witaminy D jest przyczyną zmniejszenia
wchłania wapnia z przewodu pokarmowego oraz hipokalcemii. Ta ostatnia powoduje powstawanie wtórnej nadczynności gruczołów przytarczycznych. Zarówno nadczynność przytarczyc, jak i niedobór witaminy D są przyczyną
nadmiernej demineralizacji kości.
Problem niedoboru witaminy D jest szczególnie nasilony
u ludzi starszych, którzy większość czasu spędzają w pomieszczeniach zamkniętych, częściej mają nadwagę, przemieszczają się głównie samochodami, ich ubiór nie odsłania
24
zbyt dużych powierzchni ciała a w codziennej pielęgnacji
skóry twarzy (zwykle jedynej okolicy eksponowanej na działanie promieniowana słonecznego) stosują kremy z filtrem
słonecznym, które skutecznie blokują syntezę witaminy D.
Coraz częściej w literaturze fachowej podkreśla się, że kampanie prowadzone przez firmy kosmetyczne i dermatologów, mające na celu ochronę przed rozwojem nowotworów skóry, często pogłębiają niechęć przed ekspozycją na
promieniowanie słoneczne i prowadzą do rozwoju niedoboru witaminy D.
Pomimo łatwości suplementacji witaminy D, wyniki
badań nadal wskazują na obecność i wagę problemu
występowania stanu niedostatecznego zaopatrzenia
organizmu w tę witaminę w wielu populacjach, również
w krajach o wysokim wskaźniku nasłonecznienia.
Piśmiennictwo
1. Reichrath J. Vitamin D and the skin: an ancient friend, revisited. Exp Dermatol 2007, 16, 618625.
2. Holick MF. Vitamin D. Clinical Reviews in Bone and Mineral Metabolism, 2003, 3/4, 181-207.
3. Grundy SM, Cleeman JI, Daniels SR, Donato KA, Eckel RH, Franklin BA, Gordon DJ, Krauss RM,
Savage PJ, Smith SC Jr, Spertus JA, Costa F; American Heart Association; National Heart, Lung, and
Blood Institute. Diagnosis and management of the metabolic syndrome: an American Heart Association/National Heart, Lung, and Blood Institute Scientific Statement. Circulation. 2005, 112(17):
2735-52.
4. Isomaa, B., Almgren, P., Tuomi, T., Forsen, B., Lahti, K., Nissen, M., Taskinen, M. R., Groop, L.
Cardiovascular morbidity and mortality associated with the metabolic syndrome. Diabetes Care,
2001, 24, 683– 689.
5. Tłustochowicz W.: Choroby metaboliczne kości. W: Choroby wewnętrzne (red.) A. Szczeklik.
Medycyna Praktyczna, Kraków, 2006, 1743-1751.
Deficyt witaminy D jako czynnik
ryzyka nadciśnienia tętniczego
i chorób sercowo-naczyniowych
Niedobory witaminy D, poza ryzykiem rozwoju krzywicy
i osteoporozy, wiążą się ze zwiększonym ryzykiem rozwoju
zaburzeń metabolicznych, takich jak cukrzyca, nadciśnienie
tętnicze, zespół metaboliczny, schorzenia autoimmunologiczne, a także z obniżeniem odporności oraz rozwojem
chorób sercowo-naczyniowych i nowotworowych. Plejotropowe działanie witaminy D ujawniono na poziomie molekularnym, komórkowym, tkankowym i narządowym. Obserwacje te zmodyfikowały dotychczasową wiedzę w zakresie
metabolizmu witaminy D i diagnostyki jej niedoborów,
stanowiąc podstawę aktualnych prób opracowania wytycznych suplementacyjnych. Zagadnieniom tym poświęcone
było posiedzenie Parlamentu Europejskiego w Brukseli 23
marca 2010 roku pod hasłem CALL FOR ACTION: Vitamin
D Nutritional Policy in Europe.
W badaniach populacyjnych wykazano niepokojąco niskie
poziomy 25(OH)D w surowicy (<10 ng/ml u około 30%
populacji, a <20 ng/ml u około 80%), świadczące o złym
zaopatrzeniu populacji europejskiej w witaminę D, zwłaszcza w okresie zimowym. Celem właściwej suplementacji jest
zapewnienie takiego zaopatrzenia organizmu w witaminę
D, które gwarantuje zarówno krótkotrwałe, jak i plejotropowe, długotrwałe efekty prozdrowotne z równoczesnym
zapewnieniem bezpieczeństwa. Ze względu na zmiany stylu życia związane z obniżeniem naturalnego żródła witaminy D, jakim jest synteza skórna, zalecane są wyższe dawki
suplementacji doustnej w ilości od 800 IU do 1000 IU na
dzień, przy czym nie wyklucza się zwiększenia tych dawek,
uznajac 4000 IU na dzień, jako górną bezpieczną dawkę
[28,29]. W zwiazku z tym dyskutowane są również zmiany
zasad suplementacji żywności witaminą D. Szczególne zainteresowanie budzą badania związane z wpływem niedoborów witaminy D na ryzyko chorób sercowo-naczyniowych,
które zalicza się do chorób cywilizacyjnych XXI wieku.
Rola witaminy D (cholekalciferolu) w nadciśnieniu tętniczym
oraz chorobach sercowo-naczyniowych jest zagadnieniem
coraz częściej dyskutowanym w piśmiennictwie naukowym [1, 2, 3, 4]. Niewątpliwy wpływ na zaburzenia układu
sercowo-naczyniowego wywierają zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej, w regulacji której witamina D
ma znaczący udział. Jak wykazują badania z ostatnich lat,
udział witaminy D w patogenezie chorób sercowo-naczyniowych wynika także z tzw. „nieklasycznego” działania
witaminy D, poprzez jej wpływ na układ renina-angiotensyna-aldosteron, komórki układu immunologicznego, funkcje kardiomiocytów, mięśni gładkich naczyń krwionośnych
oraz komórek śródbłonka naczyniowego czy regulację gruczołów dokrewnych [1, 2, 3, 4]. Oprócz tkanek i narządów
odpowiadających za utrzymanie homeostazy wapniowo-
Karczmarewicz Elżbieta
Zakład Biochemii i Medycyny
Doświadczalnej Instytut „Pomnik
– Centrum Zdrowia Dziecka”
-fosforowej (jelito cienkie, tkanka kostna, nerki, przytarczyce) receptor VDR (Vitamin D receptor) został dotychczas
zidentyfikowany w 36 innych lokalizacjach ludzkiego organizmu, m.in. w mięśniu sercowym, mięśniach gładkich,
limfocytach B i T, gruczołach dokrewnych, mózgu. Ponadto obecność 1α-hydroksylazy, enzymu konwertującego
25(OH)D do aktywnej formy 1α,25(OH)2D, stwierdzono nie
tylko w nerkach, ale także w szeregu innych tkanek. Aktywność 1α-hydroksylazy zaobserwowano m.in. w komórkach
endotelium, komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych, aktywnych makrofagach. Są to tzw. hydroksylazy
obwodowe, którym przypisuje się coraz większe znaczenie
w oddziaływaniu witaminy D na organizm ludzki [1].
Przeprowadzone w ciągu ostatnich 8 lat badania in vitro na
modelu zwierzęcym, kliniczne badania przekrojowe i prospektywne, pozytywnie zweryfikowaly następujące hipotezy badawcze:
a) 1,25(OH)2D – aktywny metabolit witaminy D ma bezpośredni wpływ na komórki i tkanki układu sercowo-naczyniowego;
b) autokrynna i parakrynna synteza 1,25(OH)2D w komórkach obwodowych (kardiomiocyty, komórki mięśni gładkich
naczyń krwionośnych, śródbłonek naczyniowy) jest zależna
od podaży 25(OH)D w organizmie i warunkuje ich czynność
niezależnie od ogólnoustrojowego poziomu 1,25(OH)2D;
c) niewłaściwe zaopatrzenie organizmu w witaminę D mierzone poziomem 25(OH)D w surowicy (stężenie 25(OH)D
<20ng/ml) zwiększa ryzyko chorób sercowo-naczyniowych
w populacji dorosłych kobiet i mężczyzn [5-9].
Badania in vitro i badania na zwierzętach
Badania podstawowe wykazały, że niedobór witaminy D
modyfikuje działanie układu sercowo-naczyniowego poprzez różne mechanizmy:
a) 1,25(OH)2D ma bezpośredni, hamujacy wpływ na ekspresję genu reniny [2, 10];.
b) 1,25(OH)2D zmienia metabolizm naczyniowy poprzez
zahamowanie proliferacji mieśni gładkich, zahamowanie
syntezy niektórych limfokin na poziomie RNA i aktywacji
limfocytów T [1, 2];
c) 1,25(OH)2D zmienia metabolizm śródbłonka naczyń
krwionośych [10];
d) 1,25(OH)2D ma bezpośredni wpływ na komórki mięśnia sercowego zapobiegając patologicznym przerostom,
zwłaszcza lewej komory serca [11].
25