Co znajdziesz w artykule?
- W niniejszym artykule autorka analizuje, jakie znaczenie w profilaktyce obniżania mineralizacji kostnej mają witamina D oraz suplementacja cholekalcyferolu (witaminy D3)
Spis treści
- Wpływ witaminy D na układ immunologiczny
- Genetyczne czynniki ryzyka rozwoju stwardnienia rozsianego związane z metabolizmem kostnym
- Wpływ witaminy D na ryzyko rozwoju oraz przebieg stwardnienia rozsianego
- Objawy zatrucia witaminą D
- Zaburzenia metabolizmu kostnego u chorych ze stwardnieniem rozsianym
- Podsumowanie
Witamina D jest produkowana pod wpływem promieni ultrafioletowych B (UVB – ultraviolet B), a jej ilość zależy od stopnia nasłonecznienia. Zalecane stężenie w surowicy krwi przy schorzeniach układu immunologicznego wynosi 30-60 mg/ml. Po jednym nasłonecznieniu lub pojedynczej dawce witamina D wyczerpuje się w ciągu 6-8 tygodni. Jej toksyczność koreluje z dawką >100 000 j.m. w dobowym przyjęciu. Z pożywieniem dostarczamy średnio jedynie ok. 100 j. dziennie 1 .
Wpływ witaminy D na układ
immunologiczny
Wpływ witaminy D na układ immunologiczny ma charakter przeciwzapalny, a jej działanie polega m.in. na zwiększeniu stężenia interleukiny 10 (IL-10), zmniejszeniu IL-6, IL-17 oraz obniżeniu liczby limfocytów prozapalnych Th17 1 . Co więcej, dane z badań wskazują, że zarówno witamina D, jak i estrogeny oraz progesteron działają synergistycznie, stymulując korzystny przeciwzapalny efekt immunomodulujący. Wydaje się, że w kontekście powszechnej hipowitaminozy D w krajach o niskim poziomie nasłonecznienia zjawisko to nasiliło się w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat ze względu na zmianę stylu życia 2 . Immunomodulacyjne synergie występują również między witaminą D i testosteronem 3, 4 . Mogą one mieć bardziej szkodliwy wpływ na kobiety niż na mężczyzn, a w konsekwencji przyczyniać się do dobrze znanej i rosnącej przewagi częstości występowania stwardnienia rozsianego u żeńskiej populacji 5 . Takie immunomodulujące synergie mogą też wyjaśniać bardziej korzystne działanie suplementacji witaminy D obserwowane u tej grupy 1 .
Genetyczne czynniki ryzyka rozwoju stwardnienia rozsianego związane z metabolizmem kostnym
Stwardnienie rozsiane (SM – sclerosis multiplex) jest chorobą, u podłoża której leżą predyspozycje genetyczne i czynniki środowiskowe. Geny biorące udział w metabolizmie witaminy D3, będące jednocześnie genami ryzyka SM, należą do enzymów CYP27B1 oraz CYP24A1. Pierwszy kontroluje syntezę kalcytriolu 6 , drugi zaś odpowiada za inicjację degradacji tego związku 7 .
Szczególną rolę wśród genetycznych czynników ryzyka stwardnienia rozsianego odgrywa allel DRB1*1501 w układzie antygenu zgodności tkankowej (HLA – human leukocyte antigen). Odpowiada on za 11% genetycznego ryzyka choroby, podczas gdy inne allele, w tym HLA-A*0201, mogą mieć działanie ochronne 8 . W obrębie genu HLA DRB1*1501 w rejonie promotora znajduje się element reagujący na witaminę D (VDRE – vitamin D response element). W jednym z badań przeprowadzonych u dzieci i młodzieży allel HLA DRB1*1501 był istotnie powiązany ze stężeniem 25-hydroksywitaminy D (25[OH]D) w surowicy i częstością rzutów SM 9 , podczas gdy w innym allel ten był powiązany z niską ekspozycją na słońce i otyłością 10 . Obecność VDRE zlokalizowanego w regionie promotora wielu, ale nie wszystkich, alleli HLA-DRB1 sugeruje, że to właśnie różnice środowiskowe dotyczące witaminy D mogą oddziaływać z HLA-DRB1, wpływając na ryzyko stwardnienia rozsianego 11 . Wskazywałoby to, że czynniki związane ze zmiennością HLA mogą mieć większy wpływ na ryzyko SM niż regulacja ekspresji HLA-DR przez witaminę D.
W badaniu przeprowadzonym na populacji Australijczyków rasy białej, w którym porównano 466 przypadków SM z grupą kontrolną liczącą 498 osób, wykazano, że sama zmienność sekwencji VDRE nie była niezależnie powiązana z ryzykiem SM, chociaż zależna od witaminy D regulacja ekspresji HLA-DR może nadal odgrywać istotną rolę. Stwierdzono ponadto, że allele HLA-DRB1*04/*07/*09 (DR53) wykazujące „niereagujący” wariant VDRE były powiązane ze znacznie zmniejszonym ryzykiem SM 12 . Co więcej, w badaniu przeprowadzonym na Sardynii, gdzie częstość występowania SM jest wysoka, VDRE powiązane z kilkoma wariantami HLA-DRB1 łączonymi z ryzykiem tej choroby u Sardyńczyków były często zmutowane i niefunkcjonalne. Wyniki te pokazują, że na Sardynii brak jest wpływu witaminy D na ekspresję HLA-DRB1, w której pośredniczy VDRE 13 .
Wpływ witaminy D na ryzyko rozwoju oraz przebieg stwardnienia rozsianego
Niedobór witaminy D oraz zmniejszona ekspozycja na światło są uznanymi niezależnymi czynnikami ryzyka rozwoju stwardnienia rozsianego, co potwierdziły liczne badania 2 . Zapadalność na SM jest niższa na obszarach większego nasłonecznienia, niemniej istnieją również badania pokazujące, że u młodzieży i dzieci spędzających aktywnie więcej czasu na świeżym powietrzu występuje mniejsze ryzyko rozwoju SM 14 . Te same czynniki mogą ponadto wpływać na postać oraz aktywność choroby 15 . Z drugiej strony w małych randomizowanych badaniach (co prawda o niewystarczającej mocy) z wykorzystaniem rezonansu magnetycznego (MR) i innych pomiarów niepełnosprawności suplementacja witaminy D nie przyniosła korzyści w zmniejszaniu zmian w mózgu ani postępu choroby u pacjentów z SM 16, 17 . Mimo wielu sprzecznych danych eksperci zalecają oznaczanie stężenia cholekalcyferolu w surowicy i stosowanie jego suplementacji w dawce 2000-5000 j.m./24 godziny, chociaż niektóre osoby z niskim wyjściowym stężeniem w surowicy wymagają krótkotrwałego podawania witaminy D3 w dawce 10 000 j.m./24 godziny lub 50 000 j.m. raz w tygodniu 17, 18 .
W opublikowanym w 2018 r. przeglądzie Cochrane stwierdzono, że dotychczasowe dowody o bardzo niskiej jakości wskazują na brak korzyści ze stosowania witaminy D w odniesieniu do wyników leczenia istotnych z punktu widzenia chorych z SM. Witamina ta nie ma wpływu na występowanie rzutów choroby, pogorszenie niepełnosprawności mierzone za pomocą rozszerzonej skali stanu niepełnosprawności (EDSS – Expanded Disability Status Scale) ani na zmiany w obrazowaniu za pomocą MR. Wpływ na jakość życia związaną ze zdrowiem i zmęczenie jest niejasny. Witamina D3 w dawkach i czasie trwania leczenia stosowanych we włączonych badaniach wydaje się bezpieczna, chociaż dostępne dane są ograniczone 19 . W podsumowaniu z komentarzem do powyższego przeglądu opublikowanym w 2019 r. podtrzymano wnioski, że suplementacja witaminy D, niezależnie od stosowanej formy i dawki, nie zapewnia korzyści w postaci zmniejszenia tempa narastania niepełnosprawności ani nawrotów SM 20 .
Objawy zatrucia witaminą D
W 2019 r. grupa włoskich lekarzy z Modeny opublikowała opis przypadku 56-letniej pacjentki z SM, która przez 20 miesięcy stosowała witaminę D w dawce całkowitej 78 mln j.m. – średnio na dobę 130 000 j.m. Przy przyjęciu do szpitala stwierdzono u niej hiperkalcemię (3,23 mmol/l) i ostre uszkodzenie nerek (współczynnik przesączania kłębuszkowego [eGFR – estimated glomerular filtration rate] 20 ml/min) związane z wysokim stężeniem 25(OH)D (920 nmol/l), co potwierdziło zatrucie witaminą D. Po tygodniu leczenia unormowało się stężenie wapnia, po blisko 6 miesiącach powróciła do normy funkcja nerek, a stężenie witaminy D – po 18 miesiącach. Przypadek ten potwierdza, że zatrucie witaminą D jest możliwe, choć przy dużej dawce. Te stosowane w praktyce klinicznej są znacznie niższe, dlatego też rzadko dochodzi do zatrucia, nawet u osób, którym nigdy nie oznaczono wyjściowego stężenia w surowicy. Potwierdza to wniosek, że powtarzane pomiary witaminy D nie są konieczne u pacjentów objętych standardową terapią 21 .
Zaburzenia metabolizmu kostnego u chorych ze stwardnieniem rozsianym
Witamina D jest również ważna dla metabolizmu kostnego. U pacjentów z SM występują dodatkowo inne czynniki ryzyka nieprawidłowego metabolizmu kostnego, w tym steroidoterapia, unikanie nasłonecznienia, zapalenie lub przewlekłe unieruchomienie. W pracy opublikowanej w 2016 r. przez polską grupę badawczą oceniono metabolizm kostny u tej grupy chorych. Do badania włączono 72 osoby, z czego 52 stanowiły kobiety. Średni wiek wyniósł 40,3 ±10,5 roku, a średni wynik EDSS 3,3 ±1,9 pkt. Stwierdzono, że 36,1% polskich pacjentów z SM miało osteopenię, a 15,3% osteoporozę. Densytometryczne parametry korelowały z nasileniem niesprawności mierzonej skalą EDSS 22 .
Podobne dane dostarczyło badanie wykonane na Śląskim Uniwersytecie Medycznym, gdzie obserwowano 82 chorych, z czego 73% stanowiły kobiety (średnia wieku 38,2 ±10,3 roku, EDSS 2,54 ±0,99 pkt). Osteopenia została stwierdzona u 11,4%, a osteoporoza – 40,5%. Potwierdzono korelację między niskim stężeniem witaminy D w krwi i nasileniem niesprawności w skali EDSS 23 .
Dane wskazują, że pacjenci ze stwardnieniem rozsianym są bardziej narażeni na osteoporozę w porównaniu z populacją ogólną, a czynnikami ryzyka redukcji gęstości mineralnej kości są długość trwania choroby >7 lat, przyjmowanie glikokortykosteroidów (GKS) oraz stopień niesprawności >3 pkt mierzonej skalą EDSS 24 . Informacje te są niezwykle ważne w kontekście holistycznej opieki nad tą grupą chorych, zwłaszcza że u mniej więcej 70% z nasiloną niesprawnością stwierdza się niedobór witaminy D 25 .
W kolejnej analizie przeprowadzonej na polskiej populacji stwierdzono, że stężenie witaminy D u pacjentów z długotrwałym przebiegiem choroby (5-6 lat) jest niższe w porównaniu z tymi na wczesnym jej etapie 26 .
Krótkotrwałe stosowanie wysokich dawek GKS nie zwiększa ryzyka obniżenia masy kostnej 27 . Natomiast chorzy z SM są bardziej narażeni na złamania kości, a ryzyko to jest większe w ostatnim czasie u stosujących doustne lub dożylne GKS bądź leki antydepresyjne 28, 29 .
Podsumowanie
Należy uznać, że suplementacja witaminy D u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym jest ważnym elementem holistycznej opieki i ma szczególne znaczenie w profilaktyce obniżania mineralizacji kostnej, zwłaszcza u kobiet narażonych na spadek stężenia estrogenów, obniżoną aktywność fizyczną w przebiegu narastania niesprawności, leczenie GKS, aktywny proces zapalny. Nie ma aktualnie dowodów na terapeutyczny wpływ suplementacji witaminy D na przebieg SM. Nie można również jednoznacznie stwierdzić, czy niskie stężenie tej witaminy jest czynnikiem patogenicznym dla SM, czy raczej wynikiem narastającej niesprawności chorych, zwłaszcza tych znajdujących się w izolacji. Obecnie należy przyjmować prawidłowe wartości witaminy D za ochronny czynnik ryzyka rozwoju SM, suplementacja cholekalcyferolu zaś ma znaczenie również w ograniczeniu powikłań choroby. Jest ona ponadto bezpieczna, dlatego nie jest uzasadnione klinicznie ani kosztowo monitorowanie jej stężenia. Podobnie nie ma uzasadnienia oznaczanie stężenia parathormonu. Zgodnie z aktualnymi wytycznymi zaleca się natomiast wykonywanie badań densytometrycznych.
Abstract
Bone metabolism in multiple sclerosis patients
Patients with multiple sclerosis are increasingly often at risk of osteoporosis and osteopenia as compared to the general population, and this risk tends to increase with each year. Genetic risks for multiple sclerosis, associated with the metabolism of vitamin D, are mostly regulated by environmental factors. The supplementation of vitamin D, which is recognized as an unfavorable prognosis factor for multiple sclerosis, has no effect on the progression of the disease, however, it has a crucial role in the prevention of bone metabolism disorders and it is a component of holistic patient treatment.
- 1. Pierrot-Deseilligny C, Souberbielle JC. Vitamin D and multiple sclerosis: An update. Mult Scler Relat Disord 2017;14:35-45
- 2. Looker AC, Pfeiffer CM, Lacher DA, et al. Serum 25-hydroxyvitamin D status of the US population: 1988-1994 compared with 2000-2004. Am J Clin Nutr 2008;88(6):1519-27
- 3. Bove R, Musallam A, Healy BC, et al. Low testosterone is associated with disability in men with multiple sclerosis. Mult Scler 2014;20(12):1584-92
- 4. Zhao D, Ouyang P, de Boer IH, et al. Serum vitamin D and sex hormones levels in men and women: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Maturitas 2017;96:95-102
- 5. Spanier JA, Nashold FE, Mayne CG, et al. Vitamin D and estrogen synergy in Vdr-expressing CD4(+) T cells is essential to induce Helios(+)FoxP3(+) T cells and prevent autoimmune demyelinating disease. J Neuroimmunol 2015;286:48-58
- 6. Karaky M, Alcina A, Fedetz M, et al. The multiple sclerosis-associated regulatory variant rs10877013 affects expression of CYP27B1 and VDR under inflammatory or vitamin D stimuli. Mult Scler 2016;22(8):999-1006
- 7. Ramasamy A, Trabzuni D, Forabosco P, et al. Genetic evidence for a pathogenic role for the vitamin D3 metabolizing enzyme CYP24A1 in multiple sclerosis. Mult Scler Relat Disord 2014;3(2):211-9
- 8. Sawcer S, Hellenthal G, Pirinen M, et al. Genetic risk and a primary role for cell-mediated immune mechanisms in multiple sclerosis. Nature 2011;476(7359):214-9
- 9. Graves JS, Barcellos LF, Shao X, et al. Genetic predictors of relapse rate in pediatric MS. Mult Scler 2016;22(12):1528-35
- 10. Laursen JH, Søndergaard HB, Albrechtsen A, et al. Genetic and environmental determinants of 25-hydroxyvitamin D levels in multiple sclerosis. Mult Scler 2015;21(11):1414-22
- 11. Ramagopalan SV, Maugeri NJ, Handunnetthi L, et al. Expression of the multiple sclerosis-associated MHC class II Allele HLA-DRB1*1501 is regulated by vitamin D. PLoS Genet 2009;5(2):e1000369
- 12. Nolan D, Castley A, Tschochner M, et al. Contributions of vitamin D response elements and HLA promoters to multiple sclerosis risk. Neurology 2012;79(6):538
- 13. Cocco E, Meloni A, Murru MR, et al. Vitamin D responsive elements within the HLA-DRB1 promoter region in Sardinian multiple sclerosis associated alleles. PLoS One 2012;7(7):e41678
- 14. Ascherio A, Munger KL. Environmental risk factors for multiple sclerosis. Part II: Noninfectious factors. Ann Neurol 2007;61(6):504
- 15. Ascherio A, Munger KL, White R, et al. Vitamin D as an early predictor of multiple sclerosis activity and progression. JAMA Neurol 2014;71(3):306
- 16. Kampman MT, Steffensen LH, Mellgren SI, et al. Effect of vitamin D3 supplementation on relapses, disease progression, and measures of function in persons with multiple sclerosis: exploratory outcomes from a double-blind randomised controlled trial. Mult Scler 2012;18(8):1144
- 17. Alharbi FM. Update in vitamin D and multiple sclerosis. Neurosciences (Riyadh) 2015;20(4):329
- 18. Mesliniene S, Ramrattan L, Giddings S, et al. Role of vitamin D in the onset, progression, and severity of multiple sclerosis. Endocr Pract 2013;19(1):129
- 19. Jagannath VA, Filippini G, Di Pietrantonj C, et al. Vitamin D for the management of multiple sclerosis. Cochrane Database Syst Rev 2018;9(9):CD008422
- 20. Engkasan JP. Does Vitamin D reduce disease activity in people with multiple sclerosis? A Cochrane Review summary with commentary. NeuroRehabilitation 2019;45(1):135-6
- 21. De Vincentis S, Russo A, Milazzo M, et al. How Much Vitamin D is Too Much? A Case Report and Review of the Literature. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets 2021;21(9):1653-9
- 22. Kępczyńska K, Zajda M, Lewandowski Z, et al. Bone metabolism and vitamin D status in patients with multiple sclerosis. Neurol Neurochir Pol 2016;50(4):251-7
- 23. Niedziela N, Pierzchała K, Zalejska-Fiolka J, et al. Assessment of Biochemical and Densitometric Markers of Calcium-Phosphate Metabolism in the Groups of Patients with Multiple Sclerosis Selected due to the Serum Level of Vitamin D3. Biomed Res Int 2018;2018:9329123
- 24. Huang Z, Qi Y, Du S, et al. BMI levels with MS Bone mineral density levels in adults with multiple sclerosis: a meta-analysis. Int J Neurosci 2015;125(12):904-12
- 25. Duan S, Lv Z, Fan X, et al. Vitamin D status and the risk of multiple sclerosis: a systematic review and meta-analysis. Neurosci Lett 2014;570:108-13
- 26. Kubicka K, Pierzchała K. Concentration of 25(OH)D 3 and calcium and phosphorus metabolism in patients suffering from relapsing-remitting multiple sclerosis. A pilot study. Neurol Neurochir Pol 2013;(2):126-30
- 27. Olsson A, Oturai DB, Sørensen PS, et al. Short-term: high-dose glucocorticoid treatment does not contribute to reduced bone mineral density in patients with multiple sclerosis. Mult Scler 2015;21(12):1557-65
- 28. Bazelier MT, van Staa TP, Uitdehaag BM, et al. The risk of fractures in patients with multiple sclerosis: the UK general practice research database. J Bone Miner Res 2011;26(9):2271-9
- 29. Bazelier MT, van Staa TP, Uitdehaag BM, et al. Risk of fractures in patients with multiple sclerosis. Neurology 2012;78(24):1967-73
Następny artykuł:
Centralna sensytyzacja w migrenie Część 2. Występowanie i leczenie