Vitamín D bol prvýkrát identifikovaný v kvasinkách a zaradený medzi vitamíny. Vzhľadom na to, že v organizme dochádza k jeho premene na aktívny metabolit, možno ho považovať za hormón. Rozlišujeme ergokalciferol (D2) rastlinného pôvodu a cholekalciferol (D3) živočíšneho pôvodu.
Hlavným zdrojom vitamínu D3 je endogénna produkcia v koži, kde vzniká pôsobením ultrafialového žiarenia UVB z provitamínu 7-dehydrocholesterolu. V menšej miere pochádza vitamín D zo stravy, či už rastlinnej, živočíšnej alebo z potravín obohatených o vitamín D. Vitamín D2 alebo D3 (endogénny či zo stravy) je v tele dvakrát hydroxylovaný - najprv v pečeni a potom v obličkách - za vzniku kalcitriolu, ktorý je aktívnym metabolitom vitamínu D. Kalcitriol je v krvi transportovaný viazaný na vitamín D viažuci proteín (DBP), tvorený v pečeni. Pôsobí cez intracelulárny vitamín D receptor (VDR) a má krátky metabolický polčas (približne 4 hodiny).
Denná potreba vitamínu D sa pohybuje medzi 200 - 2000 IU a odporúča sa neprekračovať túto hodnotu. Výrazne zvýšená potreba je počas tehotenstva. Predávkovanie vitamínom D je veľmi zriedkavé a zvyčajne spôsobené umelým podaním liekov, pri denných príjmoch 5000 - 10 000 IU.
Dôsledky deficitu vitamínu D
Deficit vitamínu D sa prejavuje poruchou mineralizácie. U rastúceho organizmu spôsobuje rachitídu, u dospelých osteomaláciu. Menší stupeň deficitu vedie k zníženému vstrebávaniu vápnika, čo má za následok pokles jeho koncentrácie v cirkulácii (predovšetkým ionizovaného vápnika) a následný vzostup koncentrácie parathormónu (sekundárna hyperparatyreóza). Zvýšená koncentrácia parathormónu zvyšuje aktivitu 1-α-hydroxylázy, čo vedie k vzostupu aktívnej formy vitamínu D a zároveň stimuluje kostnú resorpciu.
Mateřské mlieko má nízky obsah vitamínu D, preto sa u novorodencov odporúča suplementácia vitamínom D3, ktorý sa lepšie vstrebáva a má lepšie farmakokinetické a farmakodynamické vlastnosti ako vitamín D2.
Faktory ovplyvňujúce syntézu vitamínu D v koži
Hlavným zdrojom vitamínu D3 je endogénna produkcia v koži pôsobením ultrafialového žiarenia UVB (s vlnovou dĺžkou 290-315 nm) z 7-dehydrocholesterolu. Množstvo syntetizovaného vitamínu D3 závisí od viacerých faktorov:
- Dostupnosť 7-dehydrocholesterolu
- Expozícia UV žiareniu: ročné obdobie, zemepisná šírka, znečistenie vzduchu, používanie opaľovacích krémov, zahalovanie tela.
Melanín v koži súťaží s 7-dehydrocholesterolom o fotóny UV žiarenia, čím znižuje produkciu vitamínu D3. Ľudia s tmavou pleťou preto potrebujú dlhšiu expozíciu slnečnému žiareniu. V oblastiach severne od 40. stupňa zemepisnej šírky v zimných mesiacoch slnko nevychádza nad obzor v dostatočnom uhle na tvorbu vitamínu D v koži.
Zdroje vitamínu D v potrave
Vitamín D možno v menšej miere získať aj zo stravy. Vitamín D3 sa nachádza v oleji z rybích pečienok, v tučných rybách a vo vaječnom žĺtku. Vitamín D2 môže byť syntetizovaný rastlinami a hubami pôsobením UVB na ergosterol.
Metabolizmus a aktivácia vitamínu D
Vitamín D2 aj D3 sú biologicky neaktívne a aktivujú sa v dvoch krokoch (dvojstupňovou hydroxyláciou):
- V pečeni sa menia pôsobením 25-hydroxylázy na biologicky neaktívny 25-hydroxycholekalciferol (25-OHD, kalcidiol).
- Ďalej sa premieňajú predovšetkým v obličkách, ale aj v iných tkanivách, pôsobením 1α-hydroxylázy na aktívnu formu vitamínu D - 1,25-dihydroxycholekalciferol (1,25(OH)2D, kalcitriol).
Hlavnými regulačnými faktormi tejto hydroxylácie sú hladina parathormónu, fosforu a vápnika. Hoci sa táto aktivácia odohráva primárne v obličkách, mnohé ďalšie tkanivá majú potrebnú enzymatickú výbavu na lokálnu produkciu aktívneho vitamínu D pre svoje vlastné metabolické procesy. Lokálna produkcia kalcitriolu prebieha napríklad v makrofágoch, lymfocytoch, placente, keratinocytoch, vlasových folikuloch, pankrease, endoteli, nadobličkách, hrubom čreve, prostate, mozgu a mliečnych žľazách.
Kalcidiol a kalcitriol cirkulujú v krvi prevažne viazané na vitamín D binding protein (DBP).
Odporúčaná denná dávka a hladina vitamínu D
Podľa DACH 2000 je odporúčaná denná dávka vitamínu D pre osoby od 1 do 65 rokov 5 µg a nad 65 rokov 10 µg. Denná strata vápnika z organizmu je približne 200 mg, ktorá musí byť doplnená. Pri pasívnom transporte v črevnej stene by denný príjem vápnika musel byť minimálne 2500 mg, aby sa z neho vstrebalo potrebných 200 mg.
Za nedostatok vitamínu D sa najčastejšie považuje sérová koncentrácia 25-OHD <50 nmol/l, aj keď neexistuje jednotná zhoda na tejto hodnote. Táto hodnota bola stanovená na základe analýzy vplyvu 25-OHD na markery kostného metabolizmu, najmä vo vzťahu k parathormónu (PTH).
Normálne plazmatické hodnoty vápnika, fosforu, alkalickej fosfatázy (ALP) a parathormónu tiež svedčia o adekvátnom príjme vitamínu D. Pri nedostatku vitamínu D sa vstrebáva málo vápnika, vylučuje sa PTH, aktivujú sa osteoklasty a stúpa ALP v sére. Nedostatočná mineralizácia kostí vedie k ich deformácii.
Nedostatok vitamínu D v neskoršom veku prispieva k vzniku osteoporózy. Na rozdiel od osteomalácie sa pri osteoporóze redukuje normálne mineralizovaná kostná hmota, kosti sú krehké a ľahko sa lámu, ale nedeformujú sa.
Hypervitaminóza sa vyskytuje pri predávkovaní potravinovými doplnkami, najčastejšie u dojčiat pri nesprávnej prevencii rachitídy.
Extraskeletálne účinky vitamínu D
V posledných rokoch sa venuje značná pozornosť aj možným ďalším úlohám vitamínu D v ľudskom organizme. Receptory pre vitamín D (VDR) sa nachádzajú prakticky všade, aj v tkanivách nesúvisiacich s homeostázou vápnika a fosforu. Genetické štúdie ukazujú, že kalcitriol ovplyvňuje transkripciu niekoľko sto génov, čo predstavuje približne 5 % ľudského genómu. Odborníci preto hypotetizujú o potenciálnej preventívnej a terapeutickej úlohe vitamínu D v súvislosti s radom ochorení, ako sú nádorové a autoimunitné ochorenia (vrátane diabetu 1. typu), diabetes mellitus 2. typu, kardiovaskulárne choroby a infekčné ochorenia.
Vitamín D sa študuje pre svoj protiinfekčný vplyv pri tuberkulóze a akútnych respiračných ochoreniach. Pozitívne vplýva na centrálny nervový systém, zabezpečuje správny vývoj kostry plodu počas tehotenstva, prispieva k tvorbe mlieka v období dojčenia, podieľa sa na správnom vývoji organizmu v puberte a na dobrej kondícii kostí a chrupu v dospelosti. Môže zlepšovať glukózovú toleranciu u diabetikov a znižovať riziko rozvoja diabetes mellitus. Je účinný pri liečbe niektorých kožných ochorení (psoriáza) a stimuluje rast a rozvoj buniek pokožky.
Najnovšie výskumy v súvislosti so sklerózou multiplex (SM) naznačujú, že vitamín D nielen pomáha predchádzať progresii ochorenia, ale podieľa sa aj na opravách poškodeného myelínu. Pacienti s SM s vyššími hladinami vitamínu D trpia menej často relapsami ochorenia. Podobné pozitívne účinky boli zaznamenané aj u pacientov so zápalovými ochoreniami čreva (ulcerózna kolitída a Crohnova choroba).
Vitamín D a imunitný systém
Dopĺňanie vitamínu D
V letných mesiacoch si telo vytvára zásoby vitamínu D v pečeni. Na jeseň a v zime, keď je uhol dopadu slnečného žiarenia zmenený a ozónová vrstva zachytáva UV žiarenie, vitamín D sa v koži netvorí. Organizmus čerpá zo svojich letných zásob.
V zimných a jesenných mesiacoch je riešením zvýšiť príjem vitamínu D prostredníctvom doplnkov stravy alebo stravy. Problémom je, že vitamín D sa v bežnej diéte vyskytuje v malých množstvách, s výnimkou rýb konzumujúcich planktón.
Suplementácia vitamínu D sa odporúča najmä rizikovým skupinám, ako sú starší pacienti a pacienti s viacerými ochoreniami. Vstrebávanie vitamínu D, ako vitamínu rozpustného v tukoch, závisí od schopnosti čreva absorbovať tuk. Znížená schopnosť sa týka napr. pacientov po resekcii žalúdka alebo tenkého čreva, alebo pacientov trpiacich chronickými zápalovými ochoreniami čreva.
Nedostatok vitamínu D však nie je doménou len starších ľudí. Štúdie na Slovensku ukázali vysoký výskyt závažnej hypovitaminózy D aj u mladších vekových kategórií. U žien vo veku 20-30 rokov bol zaznamenaný deficit u 23 %, zatiaľ čo u žien vo veku 50-80 rokov malo viac ako 90 % pacientiek deficit, z toho 38 % závažný. U mužov bol deficit zaznamenaný u 55 %.
Pri deficite je potrebné suplementovať vitamín D vo vyšších dávkach. Na trhu sú dostupné prípravky vitamínu D v prirodzenej forme, vo forme cholekalciferolu alebo jeho aktívnych metabolitov (napr. alfakalcidol), ktoré sú výhodnejšie u starších pacientov s nedostatkom receptorov pre vitamín D alebo so zníženou funkciou obličiek.
Cieľom liečby je dosiahnuť optimálnu sérovú hladinu kalcidiolu v rozmedzí 30 - 100 ng/ml. Maximálna bezpečná denná dávka u zdravého dospelého človeka je 100 μg (4000 IU).
Profylaktické podávanie vitamínu D by malo byť individualizované s ohľadom na vek, hmotnosť, sezónnosť, expozíciu slnku, stravovacie návyky a životný štýl. Dobre pripravený imunitný systém, aj vďaka doplnkom vitamínu D, dokáže organizmus v jesenných mesiacoch účinnejšie ochrániť pred infekčnými ochoreniami.
Interakcie vitamínu D s inými živinami
Vitamín D reguluje metabolizmus vápnika a fosforu. Zvyšuje ich absorpciu v čreve a obličkách prostredníctvom aktivácie receptorov vitamínu D (VDR). Spolu s parathormónom, kalcitonínom a nadobličkovými hormónmi pomáha udržiavať minerálnu rovnováhu.
Vápnik a vitamín D3 majú synergický účinok na zdravie kostí. Vitamín D3 zvyšuje hladinu vápnika v krvi zlepšením jeho absorpcie z čreva.
Horčík hrá tiež úlohu v regulácii PTH. Pre rozumnú reguláciu parathormónu a zdravý stav vitamínu D je dôležitý pomer vápnika a horčíka 1:1 až 2:1.
Bór pôsobí na enzýmy, ktoré degradujú zásobnú formu vitamínu D (25-OH-D). Dostatočné množstvo bóru zabraňuje nadmernej degradácii 25-OH-D a pomáha udržať priaznivý pomer medzi kalcidiolom a kalcitriolom.
Zinok je základnou zložkou receptora vitamínu D (VDR). Nedostatok zinku môže narušiť tvorbu a funkciu VDR. Suplementácia zinkom preukázateľne zvyšuje aktivitu vitamínu D.
Vitamín A pôsobí ako kofaktor aj antagonista vitamínu D. Aktivovaný VDR sa spája s receptorom RXR aktivovaným vitamínom A, čo umožňuje niektoré účinky vitamínu D. Pri nedostatku vitamínu A nemôže VDR plne rozvinúť svoj účinok. Oba vitamíny aktivujú receptor kyseliny retinoidnej (RAR) a konkurujú si, preto je rovnováha medzi nimi kľúčová.
Vitamín K2 sa podieľa na metabolizme vápnika, zabezpečuje jeho transport z krvi a zabudovanie do kostí. Pri liečbe vysokými dávkami vitamínu D a súčasnom vysokom príjme vápnika sa zvyšuje vstrebávanie vápnika. Bez vitamínu K2 môže nevyužitý vápnik v krvi spôsobiť poškodenie organizmu, napr. tvorbu cievneho plaku (arterioskleróza, ischemická choroba srdca) alebo obličkových kameňov.
Vitamín D je rozpustný v tukoch a jeho hlavnou úlohou je regulácia hladiny vápnika v krvi. Nedostatok sa prejavuje krivicou, rednutím kostí a svalovou slabosťou. Podporuje tiež funkciu imunitného systému a pôsobí protizápalovo. Jeho nedostatočná tvorba môže zhoršiť priebeh sklerózy multiplex, cukrovky typu 1 alebo reumatoidnej artritídy.
Nízke hladiny vitamínu D v krvi výrazne zhoršujú priebeh sklerózy multiplex a zvyšujú riziko rednutia kostí. Liečba spočíva v podávaní vitamínu D vo forme liekov alebo doplnkov stravy. Hladinu vitamínu D možno zvýšiť pobytom na slnku, konzumáciou rýb, mlieka, masla alebo vajec.
Podpora imunity zahŕňa aj stredomorskú diétu, pobyt na slnku a cvičenie. Okrem vitamínu D sú dôležité vitamín C, vitamín A, betaglukán, zinok a omega-3 mastné kyseliny. Nesmieme zabúdať na psychické zdravie a dostatok spánku.
Pri nedostatočnom oslnení je potrebné vitamín D prijímať aj v potrave. Za normálnych okolností sa vitamín D tvorí v koži pôsobením slnečného žiarenia z provitamínu 7-dehydrocholesterolu. Krátkodobé opaľovanie (10-15 minút) bez ochranného faktora vytvorí dostatok vitamínu D. Následne je potrebné použiť ochranný faktor.
Faktory limitujúce tvorbu vitamínu D v koži zahŕňajú ročné obdobie, lokalitu, čas dňa, smog a vek. Starší ľudia majú zníženú schopnosť syntetizovať vitamín D. Opálení alebo ľudia s tmavšou pokožkou prijímajú menej vitamínu D, pretože ich pigment pôsobí ako filter.
V zime (november-február) nie je slnečné žiarenie dostatočné na produkciu vitamínu D v pokožke. V tomto období sa vitamín D získava z potravy živočíšneho pôvodu (rybí olej, sleď, sardinka, losos), mäsa, vaječného žĺtku, mlieka a mliečnych výrobkov. Vegáni majú k dispozícii iba slnekom sušené huby, kvasnice, kakao, kokos, datle alebo rastlinné tuky a oleje obohatené o vitamín D.
Nedostatok vitamínu D môže spôsobiť únavu, depresívne ladenie a uvažuje sa o jeho význame v etiológii roztrúsenej sklerózy a neutralizácii toxických účinkov ťažkých kovov. Posledné štúdie naznačujú, že vitamín D môže zlepšiť glukózovú toleranciu a znížiť riziko cukrovky 1. typu.
Pri liečbe vysokými dávkami vitamínu D je dôležité prijímať dostatok vápnika, inak sa zvýši množstvo aktívneho vitamínu D v krvi, čo paradoxne vedie k poškodeniu kostí a chronickým zápalom.
Najnižšia koncentrácia 25-hydroxy-vitamínu D3 v krvi pre väčšinu ľudí je 30 - 32 ng/ml (74 - 80 nmol/l). Denný príjem by mal celoročne zodpovedať odporúčanej dávke. Dávka získaná z potravy (napr. 200 g ryby, 3 vajcia či 100 g avokáda) je v zime pre dospelého človeka nedostačujúca.