ABSTRAKT: Prezentace poskytuje informaci o aktuálních doporučeních z roku 2011 k hodnocení hladin 25 OH vitaminu, indikací k měření 25 OH vitaminu D a doporučených hodnotách denního příjmu dle věkových skupin. Zároveň shrnuje základní poznatky o fyziologii tvorby a základních účincích vitaminu D.
SLOVNÍK: D2 - ergokalciferol = izomer vitaminu D, který vzniká UV ozářením fungálního (houby) steroidu ergosterolu a je v přírodě vzácnou formou vitamínu D. Je hlavním vitaminem D produkovaným ve farmaceutickém průmyslu, a proto je naopak NEJČASTĚJŠÍ FORMOU vitaminu D v potravinových doplňcích. D3 – cholekalciferol = izomer vitaminu D, který vzniká UV ozářením z prekurzoru 7 - dehydrocholesterolu v kůži. Je přirozeným izomerem vitaminu D v lidském těle. Dobu pro dosažení maximální hladiny prekursoru D3 v kůži určuje intenzita UV záření, doba expozice a pigmentace kůže. UV záření zároveň brání nadprodukci cholekalciferolu, neboť po dosažení maximálního nasycení tkáně dochází k fotodegradaci na neúčinné metabolity (lumisterol, tachysterol). Užívání krémy s vysokými ochrannými faktory oproti UV (OF nad 15) záření redukuje množství tvořeného D3 o 75 % a více. DBP = vitamin D vázající protein (vitamin D binding protein) je specifickým transportérem lipofilních forem vitaminu D v lidské plazmě. Podílí se na transportu prekurzorů z kůže či trávicího traktu do jater a transportu kalcidiolu i kalcitriolu do cílových tkání. 25OH VITAMIN D – KALCIDIOL = kalcidiol vzniká konverzí cholekalciferolu a ergokalciferolu v játrech pomocí 25 alfa hydroxylázy. Jedná se o pro-hormon a jeho hladiny v plazmě indikuje stav zásobení vitaminem D. Po transportu do cílových tkání je konvertován na aktivní hormon kalcitriol (85%) a pouze asi 15 % je konvertováno na kalcitriol v ledvinách. 1,25(OH)2 VITAMIN D – KALCITRIOL = aktivní vitamin D, je tím aktivním hormonem, který se váže na specifické intercelulární receptory. Vzniká hydroxylací kalcidiolu (25OH vitaminu D) enzymem 1-alfa- hydroxylázou v ledvinách či tkáních, které enzym obsahují (imunitní systém, nervové buňky, prsní žláza, prostata atd.). Produkce kalcitriolu v ledvinách slouží především k regulaci kalciofosfátového metabolizmu a zásobení tkání, které vitamin D samy tvořit nedovedou např. enterocyty, pankreas, protože nemají vlastní 1-alfa hydroxylázu. Má poměrně krátký biologický poločas v plazmě desítky minut a jeho koncentrace v plazmě je obrazem aktuální aktivity 1-alfahydroxylázy v ledvinách za předpokladu dostatečné hladiny prekurzoru kalcidiolu VDR = Specifický nitrobuněčný receptor pro kalcitriol. Efekt kalcitriolu je zprostředkován skrze vznik komplexu VDR a RXR (X receptoru kyseliny retinové). Komplex kalcitriol-VDR-RXR se váže na specifická místa DNA nazývané VDRE (vitamin D response elements). Tato vazba zahajuje transkripci specifické DNA a RNA s tvorbou příslušných proteinů. V současnosti je odhadováno, že kalcitriol ovlivňuje expresi cca 2000 genů v lidském těle
JAKÁ MÁ BÝT HLADINA VITAMINU D A DOPORUČENÉ DÁVKOVÁNÍ? MUDr. Richard Pikner, Ph.D. Přednosta Odd. klinických laboratoří a kostního metabolizmu, Klatovská nemocnice a.s. Pro zjištění stavu zásobení vitaminem D a jeho monitoraci či kontrolu suplementace (mimo aktivní metabolity vitaminu D) je indikováno výhradně stanovení sérových hladin 25 OH vitaminu D.
ÚVOD Mechanizmem účinku se aktivní vitamin D (1,25 (OH)2D-kalcitriol) řadí mezi lipofilní hormony a jeho buněčný efekt je zprostředkován skrze specifický intracelulární vitamin D receptor (VDR). Existuje ve 2 základních formách: vitamin D2 (ergokalciferol) a vitamin D3 (cholekalciferol). D3 je přirozenou izoformou v lidském těle, ale biologický efekt D2 i D3 je ekvivaletní. Zdrojem Ergosterolu a cholekalciferol jsou buď strava, nebo slunění. Následně jsou transportovány v krevním řečišti vázané z 85% na DBP (D vitamin binding protein) a z 15% na albumin do jater. Játra jsou místem konverze ergokalciferolu a cholekalciferolu na 25(OH) vitamin D (kalcidiol). Vlastní transformace na aktivní kalcitriol, pomocí 1 alfa hydroxylázy, probíhá z 85 % v periferních tkáních a z 15 % v ledvinách. Kalcitriol produkovaný v ledvinách je pak transportován pomocí DBP do tkání, které nemají vlastní 1-hydroxylázu (např. enterocyty, pankreas). 85 % kalcidiolu je transformováno v periferních tkáních s vlastní 1-hydroxylázou (epiteliální buňky, nervový, imunitní systém, prostata, prs, kolorektum). Zde má roli především autokrinní a parakrinní a je zodpovědný a neskeletární účinky vitaminu D. Vitamin D účinkuje skrze specifický nitrobuněčný VDR (vitamin D receptor) a následně X receptor kyseliny retinové (RXR). Vzniká komplex kalcitriol-VDRRXR, který se váže na specifická místa DNA – tzv. VDRE (vitamin D response elements). Tato vazba zahajuje transkripci specifické DNA a RNA s tvorbou příslušných proteinů. V současnosti je odhadována, že kalcitriol ovlivňuje exprese cca 2000 genů v lidském těle. Produkce kalcitriolu je v ledvinách limitována účinkem 24 hydroxylázy, která tvoří metabolicky neaktivní 24, 25 (OH)2D. Tento enzym tedy reguluje produkci kalcitriolu a zároveň je deaktivuje kalcitriol na 1,24,25 (OH)3D, který je rovněž metabolicky inaktivní. Dále je tvorba kalcitriolu regulována hormony PTH, který stimuluje tvorbu a FGF23, který naopak tvorbu kalcitriolu blokuje. Produkce cholekalciferolu je limitována kromě intenzity a délky osvitu kůže UV zářením i věkem. S narůstajícím věkem klesá schopnost kůže tvořit vitamin D, především ve věku na 65 let. Hladina kalcidiolu v plazmě je dále ovlivněna množstvím tělesného tuku. Vitamin D jako lipofilní látka se v tuku ukládá a je uvolňována až při redukci tukových
zásob. Naopak zvětšení tukových zásob představuje zvětšení distribučního prostoru pro vitamin D a zvýšení nároků na jeho denní příjem. Obr.1 znázorňuje základní fyziologicky cyklus produkce vitaminu D
BIOLOGICKÝ EFEKT VITAMINU D Již dlouhodobě je znám efekt kalcitriolu na kalciofosfátový metabolizmus, kdy: zvyšuje vstřebávání kalcia a fosforu z tenkého střeva, snižuje tvorbu PTH v příštítných tělíscích. V kosti má minimální přímý efekt, vznik rachitidy je dán deficitem vápníku a fosforu, ale reguluje tvorbu regulačních proteinů RANKL a OPG (osteoprotegerin) ve prospěch RANKL, což vede ke stimulaci osteoklastické aktivity. To může být i jedním z důvodů hyperkalcémie při hypervitaminóze D. Kromě klasických účinků na kalciofosfátový metabolizmus, byl prokázán efekt vitaminu D na regulaci homeostázy v celé řadě dalších tkání. Především jeho dlouhodobý nedostatek je pak příčinou poruch funkce těchto tkání. Většinově se jedná u o tkáně s vlastní 1-alfa hydroxylázou, rozhodující je tedy nedostatek 25 OH vitaminu D (kalcidiolu) na NE 1,25 (OH)2D (kalcitriolu), který vzniká v ledvinách.
Mezi hlavní neskeletální tkáňové efekty vitaminu D je možné zařadit: Svalový aparát – kalcitriol stimuluje tvorbu svalových bílkovin, jeho deficit vede k sarkopénii. Imunitní systém - kalcitriol je nezbytný k regulaci činnosti jak T, tak B lymfocytů, makrofágů, a jeho deficit je spojen se sníženou obranyschopností, tj. vede ke zvýšenému riziku především respiračních infekcí. Kardiovaskulární systém - kalcitriol na jedné straně snižuje produkci reninu v ledvinách a tím ovlivňuje krevní tlak a dále ovlivňuje činnost endoteliálních buněk. Nedostatek vede k edoteliální dysfunkci a potencuje rozvoj aterosklerózy. Diabetes mellitus - kalcitriol ovlivňuje produkci inzulinu. Koncentrace kalcitriolu i kalcidiolu negativně korelují s hadinou glykémie na lačno a inzulínu, naopak pozitivně korelují s indexem citlivosti k inzulínu a HDL cholesterolu. Nízké hladiny kalcidiolu jsou spojeny s vyšším rizikem vzniku roztroušené sklerózy. Nádorová onemocnění - vitamin D potencuje diferenciaci buněk a blokuje jejich proliferaci. Dlouhodobě nízké hladiny kalcidiolu jsou spojeny s vyšším rizikem vzniku karcinomu prsu, prostaty, tlustého střeva.
NEDOSTATEK VITAMINU D JE ČASTÝ Jako dostatečná je definovaná hladina jako hladina kalcidiolu (25 OH vitaminu D) mezi 75-150 nmol/l (30 – 60 ng/ml). Průměrně nedostatečná hladina kalcidiolu postihuje cca 50% populace, mezi rizikové skupiny patří lidé nad 65 let, lidé vyhýbající se slunečnímu záření, obézní, těhotné a kojící ženy (zvýšené nároky při laktaci) a institucionalizovaní pacienti (LDN, domovy důchodců, léčebny) s omezeným pohybem venku. V klatovském regionu jsme během 2 let vyšetřili 2900 pacientů, u kterých se hladiny 25OH vitaminu D pod 75 nmol/l vyskytly cca v 75 % měření v zimním období a cca 65 % a v letním období.
KLASIFIKACE NEDOSTATEČNOSTI ZÁSOBENÍ VITAMINEM D (DLE SÉROVÝCH HLADIN 25 OH VITAMINU D) Těžká nedostatečnost
< 25 nmol/L (10 ng/ml)
Nedostatečnost
25 - 49 nmol/L
Mírný nedostatek
50 – 74 nmol/l
Dostatečná hladina Riziko intoxikace
75 -150 nmol/L > 500 nmol/l
PROBLEMATIKA STANOVENÍ 25 OH VITAMINU D Stanovení se provádí ze séra, analyt je stabilním nevyžaduje speciální podmínky pro transport ani skladování. Nejčastěji je v současnosti stanovován pomocí imunoanalytických metod. Stanovení je prováděno na automatických analyzátorech bez nutnosti před přípravy vzorku. VÝHODY: rychlost stanovení, dostupnost NEVÝHODY: nedostatečná standardizace mezi výrobci (rozdílné výsledky), různá zkřížená reaktivita mez izomery D2 a D3 a metabolity 24,25 OH vitamin D, nelze kvantifikovat jednotlivé frakce a izomery v séru. Imunonalaytické metody jsou nevhodné ke stanovení a sledování hladin vitaminu D u pacientů léčených aktivními metabolity (např. kalcitriol, kalcidiol), neboť tyto aktivní metabolity nedetekují. U imunoanalytických metod je asi největším problémem schopnost detekovat ekvivalentně jak D2 a D3 25 OH vitaminu D. Zdrojem D3 je slunce a živočišná strava, naopak D2 patři mezi nejčastější součást vitaminové suplementace (průmyslově vyráběný vitamin D). HPLC (vysokoúčinná kapalinová chromatografie) nebo LC-MS (kapalinová chromatografie s hmotnostní spektrofotometrií) VÝHODY: přesnost, možnost stanovení jak 25 OH vitaminu D, tak 1,25 (OH)2D a jejich metabolitů a izomerů D2 a D3, možnost sledování pacientů léčených aktivními metabolity (především pacientů s chronickým renálním selháním). NEVÝHODY: dostupnost, rychlost analýz - obtížně zpracovává velké série.
INDIKACE STANOVENÍ 25 OH VITAMINU D Přes velkou prevalenci deficitu vitaminu D není doporučeno screeningové vyšetřování hladin 25 OH vitaminu D. Toto podporuje i poměrně široké terapeutické rozmezí vitaminu D, kdy předávkování hrozí až při neúměrném užívání vitaminu D.
Endocrine Society ve svých guidelines z roku 2011 doporučuje pravidelné sledování u těchto rizikových skupin: Osteoporóza, křivice, osteomalacie Senioři s anamnézou opakovaných pádů Senioři s anamnézou netraumatických zlomenin Obézní děti a dospělí (BMI nad 30 kg/m2) Chronické renální selhání Chronická jaterní insuficience/selhání Malabsorpční syndromy Granulomatózní choroby (sarkoidóza, TBC, histoplazmóza, Kokcidiomykoza)
Lymfomy Cystická fibróza Zánětlivá onemocnění tenkého střeva, postiradiační enteritida Resekce a bandáže žaludku Těhotné a kojící ženy Afroameričané a hispánci žijící v mírném pásmu Chronicky užívané léky: Antikonvulziva, glukokortikoidy, léčba AIDS, antimykotika, cholestyramine Kromě již výše uvedených diagnóz bych rovněž doporučil pacienty léčené pro nádorová onemocnění, pacienty s roztroušenou sklerózou a pacienty s manifestní formou ICHS.
DOPORUČENÉ DÁVKOVÁNÍ VITAMINU D Zde vycházím z doporučení Endocrine Society 2011 EMAS (European Menopause and Andropause Society) 2011. Je však nutné si být vědom rozdílnosti mezi udržovací dávkou a substituční, která je obvykle vyšší a měla by být laboratorně monitorována po adekvátně snížena na udržovací dávku při dosažení hadiny 25 OH vitaminu D nad 72 nmol/l. Substituce izomery D2 a D3 je ekvivalentní tj. se stejným biologickým efektem. 100 IU vitaminu D = 2,5 µg
Věk
udržovací dávka (IU/denně)
substituční dávka (IU/denně)
0 -1 rok
400
1 – 18 let
600 -1000
18 – 50 let
min 600
50 – 65 let
600 – 800
nad 65 let
800
Postmenopauzální ženy (EMAS) Kojící ženy
800 – 1000
2000/den nebo 50 000/6 týdnů 2000/den nebo 50 000/6 týdnů 6000/d či 50 000 týdně 2 měsíce 6000/d či 50 000 týdně 2 měsíce 6000/d či 50 000 týdně 2 měsíce 4000-10 000/den
min 600
optimum 1500-2000
Obézní pacienti
vyžaduji 2-3 násobné dávky
Pacienti s malabsorpčními syndromy, primární hyperparatyrezou a léčení kortikoidy, antikonvulzivy (léky viz předchozí kapitola) vyžadují individuální dávkování s monitorací hladin vitaminu D. Monitoraci hladiny 25 OH vitaminu D je vhodné provádět nejdříve za 3 měsíce zahájení substituce či po změně terapie.
LITERATURA: Pérez-López F. R.,, Brincat M., ErelC.T et al: EMAS position statement: Vitamin D and postmenopausal health Maturitas 71 (2012) 83– 88 Holick M.F., Binkley N.C., Bischoff-Ferrari H.A. et al : Evaluation, Treatment, and Prevention of Vitamin D Deficiency: An Endocrine Society Clinical Practice Guideline Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, July 2011, 96(7): 1911–1930.
