Jednym z aktualnych problemów zdrowotnych w Polsce i na świecie jest niedobór witaminy D3, czyli cholekalcyferolu. Witamina D3 jest często kojarzona ze słońcem, a to dlatego, że w 80-90% jest wytwarzana w skórze pod wpływem promieniowania UVB. Pozostała ilość witaminy D3 jest dostarczana z pożywieniem lub poprzez suplementację. Źródło pokarmowe witaminy D3 nabiera szczególnego znaczenia w jesienno-zimowych porach roku oraz w przypadkach rzadkiego przebywania na słońcu. Aktywną formą witaminy D3 jest kalcytriol (1,25-dihydroksycholekalcyferol), który jest niezbędny dla prawidłowej mineralizacji kości i rozwoju układu kostnego. Witamina D3 jest odpowiedzialna za równowagę pomiędzy wapniem i fosforanami w organizmie oraz oddziałuje korzystnie na układ immunologiczny, krążenia, a także na układ nerwowy.
Historia witaminy D3 – od odkrycia aż do dzisiaj
Korzyści dla zdrowia ze spożywania witaminy D3 jest o wiele więcej i są one obiektem badań od ponad 100 lat. Już w 1645 r. w Wielkiej Brytanii powstało pierwsze opracowanie opisujące problem krzywicy, którego autorem był Daniel Whistler. Została ona dokładniej opisana 5 lat później przez prof. Francisa Glissona. Krzywica u dzieci stanowiła duży problem w Anglii, co było powiązane z rozwojem przemysłu i zanieczyszczeniem powietrza, dlatego nazwano ją „angielską chorobą”. Charakteryzowała się upośledzonym rozwojem układu kostnego jak m.in. zahamowanie wzrostu kości i zębów u dzieci, deformacje klatki piersiowej i kręgosłupa.
W 1822 roku światło słoneczne zostało uznane za element zapobiegania i terapii krzywicy przez Jędrzeja Śniadeckiego. Z tego powodu polski lekarz zalecał spacery z dziećmi na świeżym powietrzu, zwłaszcza na słońcu. Był to przełomowy moment w rozumieniu i leczeniu krzywicy, jednakże struktura witaminy D została określona dopiero w 1930 r. przez Adolfa Windausa. Wiedza o tej witaminie była stopniowo rozwijana. Stopniowo również odkrywano jej zależność od szerokości geograficznej i intensywności nasłonecznienia oraz wpływ m.in. na gospodarkę wapniową w organizmie.
Struktura chemiczna i formy witaminy D
Witamina D jest rozpuszczalna w tłuszczach i należy do związków sekosteroidowych, co oznacza zawiera przerwany pierścień cykliczny w strukturze chemicznej. Witaminę D można spotkać w żywności w postaci dwóch izomerów różniących się pochodzeniem oraz strukturą chemiczną:
- witamina D2 – czyli ergokalcyferol, który jest postacią witaminy D pochodzenia roślinnego,
- witamina D3 – cholekalcyferol pochodzenia zwierzęcego.
Oba izomery witaminy D są wykorzystywane do produkcji suplementów i wzbogacania żywności. Skuteczniejsze za to wchłanianie w jelitach wykazane zostało dla witaminy D3. Witamina D3 wytwarza się również pod skórą na skutek promieniowania słonecznego UVB. Witamina D jako prohormon posiada zdolność przekształcenia się w aktywną formę wewnątrz organizmu, ponieważ jej postać zarówno spożyta, jak i wyprodukowana pod skórą, jest formą nieaktywną.
Synteza w organizmie – czyli jak organizm wytwarza witaminę D3 pod skórą
Za wytwarzanie witaminy D3 w organizmie odpowiedzialne są keranocyty, czyli komórki naskórka. Na skutek oddziaływania promieniowania słonecznego UVB na naskórek, znajdujący się w jego komórkach 7-dehydrocholesterol (7-DHC) ulega przekształceniu do prewitaminy D. Następnie prewitamina D na skutek samorzutnej reakcji ulega przemianie do witaminy D3. Spożyta i wyprodukowana witamina D3 przekształca się do aktywnej formy w wątrobie oraz w nerkach i innych narządach.
Warto również wspomnieć, że komórki naskórka posiadają receptory dla witaminy D3. Dzięki temu, jako hormon, witamina D3 w swojej aktywnej w organizmie formie komunikuje się z komórkami naskórka i reguluje ich pracę. Tym samym naskórek posiada samodzielny system produkcji witaminy D3.
Rola witaminy D3 w organizmie
Receptory witaminy D3 (VDR) zostały odkryte w wielu narządach jak mózg, serce, płuca, nerki i jelita, co może świadczyć o jej dużym wpływie na cały organizm. Jednakże najlepiej poznane funkcje to:
- wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową i utrzymanie wapnia na odpowiednim poziomie w organizmie – przekłada się to na prawidłowy rozwój układu kostnego i pracę mięśni, zapobieganie krzywicy, osteoporozie i innym powikłaniom związanym z niedoborem wapnia,
- wpływ na pracę mięśnia sercowego oraz aktywność układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAA) – układ ten reguluje ciśnienie krwi, równowagę płynów i elektrolitów w organizmie,
- rola w odpowiednim funkcjonowaniu komórek beta trzustki – oddziaływanie na wydzielanie insuliny,
- działanie przeciwwirusowe, przeciwzapalne i ochronne przed infekcjami dróg oddechowych,
- wpływ na procesy zachodzące w skórze jak produkcja melaniny (odpowiedzialnej za pigmentację skóry) oraz sprzyjanie naprawie uszkodzonych tkanek i gojeniu się ran.
Zapotrzebowanie organizmu na witaminę D3 i normy spożycia
Istnieje wiele czynników decydujących o tym ile dany organizm potrzebuje witaminy D3, aby uzyskać jej optymalne stężenie. Najtrafniej zapotrzebowanie na witaminę D3 można określić za pomocą pomiaru jej stężenia w surowicy krwi.
Ile powinno wynosić korzystne stężenie witaminy D3 w organizmie? W polskich rekomendacjach z 2018 roku (opracowanych na podstawie światowych wytycznych) przyjęto:
- > 30-50 ng/ml (> 75-125 nmol/l) jako stężenie optymalne,
- > 20-30 ng/ml (> 50-75 nmol/l) jako stężenie suboptymalne,
- > 10-20 ng/ml (> 25-50 nmol/l) jako znaczny niedobór,
- 0-10 ng/ml (0-25 nmol/l) jako ciężki niedobór.
Jeśli chodzi o zalecane spożycie witaminy D3 to jedyne polskie normy zostały opracowane na podstawie wystarczającego spożycia (AI) przez Instytut Żywności i Żywienia. Witamina D3 – norma dla niemowląt do 11 miesiąca życia określona została na poziomie 10 µg na 1 osobę na dzień. Następnie wystarczające dzienne spożycie dla dzieci powyżej 1 r.ż., kobiet (również w okresie ciąży i karmienia), mężczyzn i osób starszych wynosi 15 µg na 1 osobę.
Czynniki wpływające na zapotrzebowanie na witaminę D3
Czynniki decydujące o zapotrzebowaniu organizmu na witaminę D3 są głównie związane ich niekorzystnym wpływem na jej skórną syntezę. Możemy je podzielić i określić jako czynniki środowiskowe i osobnicze.
Czynniki wpływające na syntezę witaminy D3
| Czynniki środkowiskowe: | Czynniki osobnicze: |
|
|
Źródła witaminy D3 z żywności oraz suplementy
Niestety wśród żywności, lista produktów spożywczych, które możemy określić jako dobre źródło witaminy D, jest bardzo krótka. Znajdują na niej przede wszystkim tłuste ryby morskie i jaja. Z powodu istniejącego w Polsce obowiązku wzbogacania miękkich margaryn do smarowania witaminą D również możemy zaliczać je do dobrego źródła tej witaminy w diecie. Należy jednak pamiętać, że do tych tłuszczów nie zalicza się masło. Bardzo małe ilości witaminy D3 znajduje się w mleku i przetworach mlecznych.
Witamina D3 – lek czy suplement?
Gdy istnieją wskazania do suplementacji witaminy D3 (rzadkie przebywanie na słońcu, małe spożycie ryb, okres jesienno-zimowy) to najlepiej jest zawsze wybierać witaminę D3 w postaci leku, a nie suplementu. Produkcja leków jest objęta większą kontrolą, a więc mamy wtedy pewność, że faktycznie spożywamy deklarowaną przez producenta dawkę.
Witamina D3 – a co z suplementami?
Pomimo rekomendacji specjalistów o stosowaniu witaminy D3 w postaci leku, istnieje bardzo duży asortyment suplementów. Jeszcze nie tak dawno temu od suplementacji samej witaminy D3 popularniejsze było przyjmowanie tranu, najczęściej podawano go dzieciom dla wspomagania odporności i prawidłowego rozwoju. Tran jest źródłem kwasów omega-3, witaminy A i witaminy D3. Warto jednak pamiętać, że w zależności od producenta, trany różnią się jakością, zawartością witaminy D3, a ponadto nie mamy pewności czy na pewno w suplemencie znajduje się deklarowana przez producenta zawartość składnika. Tak samo jest w przypadku w przypadku innych suplementów (również z samą witaminą D3) w odróżnieniu od leków. Jeśli chodzi o tran to szczególną ostrożność należy zachować w trakcie ciąży przez wysoką zawartość witaminy A i negatywnym wpływie jej nadmiaru na dziecko.
Obecnie na rynku jest szeroka gama suplementów, w tym z witaminą D3, które częściowo wyparły już stosowanie tranu. Między innymi popularne jest połączenie witamina D3+K2. Jest to korzystne połączenie, ponieważ witamina D3 m.in. sprzyja większemu wchłanianiu wapnia, co może powodować jego nadmiar we krwi. Za to witamina K2 MK7 reguluje zawartość wapnia we krwi, wspomaga jego wbudowywanie w kości, przez co zapobiega niepożądanemu odkładaniu się w tętnicach i narządach. Pomaga zwiększyć gęstość mineralną kości (czyli kości są bardziej wytrzymałe).
Kiedy zaleca się spożywanie połączenia witamin D3 + K2?
Głównie przy przyjmowaniu bardzo dużych dawek witaminy D3, czyli o wiele wyższych niż te, które są najczęściej rekomendowane i uznane za bezpieczne. Witamina K2 znajduje się w produktach roślinnych i zwierzęcych oraz częściowo jest produkowana w organizmie, przez co rzadko zauważane są jej niedobory. A warto mieć na uwadze, że suplementy zawierające to połączenie są zwykle droższe od tych tylko z witaminą D3.
Witamina D3 jest również dostępna w połączeniu z magnezem dla poprawy jej wchłaniania oraz mieszankach składających z wielu witamin i składników mineralnych. Ale czy lepiej jest przyjmować mieszanki wieloskładnikowych suplementów zamiast samej witaminy D3? Bez stwierdzonego przez lekarza niedoboru lub ryzyka niedoboru danej witaminy czy też składnika mineralnego nie zaleca się nadmiernej suplementacji (tzw. „na ślepo”). Niekontrolowana suplementacja w przypadku wielu mikroskładników może prowadzić do niepożądanych konsekwencji, podczas gdy w przypadku witaminy D3 są jasne rekomendacje odnośnie suplementacji w jesienno-zimowych porach roku lub przy rzadszej ekspozycji na promienie słoneczne.
Witamina D3 – jaka najlepsza będzie dla Ciebie?
Najbardziej rekomendowana jest witamina D3 powstająca w organizmie dzięki promieniom słonecznym. Warto również zadbać, aby w diecie nie zabrakło produktów będących jej dobrym źródłem. Niestety, zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym, podaż z żywności i słońca nie będzie wystarczająca. Ważna jest wtedy suplementacja witaminą D3, ale powinna być dobrana indywidualnie na podstawie wyników badania jej stężenia w organizmie i po skonsultowaniu ich z lekarzem.
Witamina D3 – niedobór i jego konsekwencje
Niepokojący aktualnie jest fakt, że pomimo większej wiedzy i świadomości o wpływie witaminy D3 na zdrowie to 80-90% populacji, nawet w regionach o dobrym nasłonecznieniu, mają jej niedobór. Wpływ na to ma przede wszystkim styl życia, praca i długie przebywanie w pomieszczeniach, unikanie słońca, ochrona przed słońcem (ubiór, kremy z filtrem UV) oraz zanieczyszczone środowisko.
Niedobór witaminy D3 jest przede wszystkim niekorzystny dla poziomu wapnia w organizmie, co skutkuje zaburzeniem mineralizacji kości. Jest to powodem krzywicy u dzieci oraz osteomalacji i osteoporozy u osób dorosłych.
| Krzywica | objawia się rozmiękaniem rosnących kości, ich deformacjami, osłabieniem siły mięśniowej i bólem, może też powodować opóźniony rozwój, napady drgawek hipokalcemicznych, większe ryzyko infekcji układu oddechowego |
| Osteomalacja | niewystarczające uwapnienie tkanki kostnej, które objawia się mniejszą masą i siłą mięśniową, rozlanymi bólami kostnymi i złamaniami |
| Osteoporoza
(najbardziej narażone są kobiety po menopauzie i mężczyźni po 50 r.ż.) |
spadek masy kostnej i zaburzenia struktury tkanki, ale od osteomalacji odróżnia ją prawidłowe uwapnienie kości, skutkuje łatwiejszą łamliwością kości, objawy nie są odczuwalne do momentu złamania |
Coraz więcej dowiadujemy się również o związku niedoboru witaminy D3 z rozwojem wielu chorób, w tym chorób autoimmunologicznych, układu krążenia i neurodegeneracyjnych, a także nowotworów. Jednakże rola witaminy D3 w tych jednostkach jest dopiero poznawana.
Czy witaminę D3 można przedawkować?
Nie można uzyskać nadmiernego stężenia wit. D3 w organizmie na skutek zbyt częstego przebywania na słońcu. Jednakże można uzyskać za duże stężenie w organizmie na skutek częstego przebywania na słońcu w połączeniu z suplementacją lub poprzez samą suplementację zbyt dużymi dawkami w stosunku do potrzeb organizmu.
Zgodnie z aktualną wiedzą już 50-100 ng/ml witaminy D3 w krwi jest za dużym stężeniem, za to stężenie powyżej 100 ng/ml jest już uznawane za toksyczne. Najbardziej narażone są osoby z mutacją genów odpowiedzialnych za metabolizm witaminy D. Toksyczne działanie nadmiernego stężenia witaminy D3 może powodować hiperkalciurię (stan nadmiernego wydalania wapnia z moczem, co może prowadzić do kamicy moczowej, a nawet zaburzenia pracy nerek) i hiperkalcemię (stan za dużego stężenia wapnia we krwi – powyżej 2,75 mmol/l, może prowadzić do kamicy moczowej, a nawet ostrego zapalenia trzustki).
Aby zapobiec suplementacji witaminą D3 w zbyt dużej dawce to zawsze należy wykonać najpierw pomiar jej stężenia we krwi. Wyniki należy omówić z lekarzem i wtedy może zostać zaplanowana suplementacja. Dawkowanie jest zawsze dopasowywane pod względem wieku, masy ciała, stanu zdrowia i ekspozycji na promienie słoneczne.
Witamina D3: suplementacja, aby była bezpieczna, w przypadku dorosłych zalecana jest najczęściej na poziomie 800-2000 IU/dobę w jesienno-zimowych porach roku (od września do kwietnia) lub przez cały rok przy rzadkim przebywaniu na słońcu.
Witamina D3 – badania bieżące i ich przyszłe kierunki
Rola witaminy D3 jest ciągle badana w wielu jednostkach chorobowych. Aktualnie rozpatruje się jej działanie:
- pod kątem elementu terapii COVID-19 w związku z jej korzystnym działaniem w infekcjach wirusowych – w badaniach zauważono ponad dwukrotnie niższe stężenie witaminy D3 u osób zakażonych koronawirusem w porównaniu do osób zdrowych, niedobór witaminy D3 wiązał się z cięższym przebiegiem COVID-19 i dłuższym czasem jego trwania, a osób starszych – z wyższym ryzykiem zgonu (suplementacja wit. D3 obniżała ryzyko ciężkiego przebiegu tej choroby i przeniesienia na OIOM),
- pod kątem roli w cukrzycy typu 1 i 2 – wykazuje stymulowanie układu odpornościowego i ochronę komórek trzustki przed autoagresją poprzez hamowanie prozapalnych cytokin,
- pod kątem roli w chorobach sercowo-naczyniowych – w związku z regulacją ciśnienia krwi, ochroną naczyń krwionośnych, poprawą insulinowrażliwości i zmniejszeniem ryzyka chorób sercowo-metabolicznych,
- pod kątem neuroprotekcyjnym – możliwe jest m.in. zmniejszanie ryzyka demencji, hamowanie progresji chorób neurodegeneracyjnych i neuropsychiatrycznych,
- pod kątem ochrony przed nowotworami – badania pokazują, że wyższe stężenia witaminy D zmniejszają ryzyko wielu nowotworów, w tym raka jelita grubego, jajnika, piersi i prostaty,
- pod kątem roli w PCOS i chorobie Hashimoto z powodu wykrytych współistniejących niedoborów witaminy D3 w tych jednostkach chorobowych.
Podsumowanie
Pomimo wielu lat badań nadal nie poznaliśmy w pełni działania witaminy D3 w organizmie. Pewna jest jej korzystna rola w regulowaniu gospodarki wapniowo-fosforanowej i prawidłowym rozwoju układu kostnego. W wielu jednostkach chorobowych stwierdzany jest niedobór witaminy D3, co jest obiektem dalszych badań. Ze względu na jej korzystne działanie na organizm i konsekwencje niedoboru wiemy jak ważna jest suplementacja, zwłaszcza w porach roku i miejscach, gdzie promieniowanie słoneczne jest ograniczone.
Pamiętajmy jednak, że w przypadku suplementacji należy zadbać o stałą kontrolę jej stężenia w surowicy krwi, gdyż niekontrolowany nadmiar witaminy D3 jest toksyczny dla organizmu. Przede wszystkim zalecanie jest przyjmowanie jej za pomocą promieni słonecznych, ponieważ ten sposób nie można jej „przedawkować”. Zgodnie z literaturą wystawienie skóry twarzy, dłoni i przedramion na około 20 minut na słońce umożliwia syntezę witaminy D3 odpowiadającej dawce 2000-4000 j.m./dzień.
Źródła – bibliografia:
1. Błaszczak K. D., Skotnicka J., Śliwińska W. L., Halicki P., Lubas A., Niemczyk S., 2023. Ocena stosowania suplementów diety oraz leków przeciwbólowych dostepnych bez recepty przez chorych z przewlekłą chorobą nerek.
2. Carlberg C., Raczyk M., Zawrotna N., 2023. Vitamin D: A master example of nutrigenomics. Redox Biol. 2023 Jun;62:102695. doi: 10.1016/j.redox.2023.102695. Epub 2023 Apr 5. PMID: 37043983; PMCID: PMC10119805.
3. Cosentino N., Campodonico J., Milazzo V., De Metrio M., Brambilla M., Camera M., Marenzi G., 2021. Vitamin D and Cardiovascular Disease: Current Evidence and Future Perspectives. Nutrients. 2021 Oct 14;13(10):3603. doi: 10.3390/nu13103603. PMID: 34684604; PMCID: PMC8541123.
4. Gellert R., 2011. Hipo-i hiperkalcemia—patogeneza i problemy terapeutyczne. In Renal Disease and Transplantation Forum (Vol. 4, No. 4, pp. 373-382).
5. Iwaszkiewicz C., Leszczyński P., 2023. Znaczenie witaminy D w ortopedii i traumatologii osób dorosłych. Ortopedia Traumatologia Rehabilitacja, 25(5), 279-285.
6. Jarosz M., Rychlik E., Stoś K., Charzewska J., 2020. Normy żywienia dla populacji Polski i ich zastosowanie (Vol. 83), 177-180. Warsaw, Poland: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego-Państwowy Zakład Higieny.
7. Kamińska K., Tchurzyk M., Grzesiak M., 2022. Rola witaminy D3 w prewencji oraz terapii COVID-19. Wszechświat, 123(1-3).
8. Kuang X., Liu C., Guo X., Li K., Deng Q., Li D., 2020. The combination effect of vitamin K and vitamin D on human bone quality: A meta-analysis of randomized controlled trials. Food & function, 11(4), 3280-3297.
9. Lulewicz-Sobczak L. U., 2021. Stężenie witaminy D3 w surowicy krwi, określane metabolitem 25-(OH)-D, u niemowląt i dzieci do lat 3 z miasta Poznania.
10. Milart J., Jobs K., Anna J., 2016. Hiperkalciuria idiopatyczna. Pediatria i Medycyna Rodzinna, 12(1), 22-27.
11. Muñoz A., Grant W.B., 2022. Vitamin D and Cancer: An Historical Overview of the Epidemiology and Mechanisms. Nutrients. 2022 Mar 30;14(7):1448. doi: 10.3390/nu14071448. PMID: 35406059; PMCID: PMC9003337.
12. Płudowski P., Thacher T. D., Zakharova I. N., Czech-Kowalska J., Konstantynowicz J., 2016. Krzywica niedoborowa–aktualne spojrzenie na epidemiologię, leczenie i zapobieganie. Postępy Nauk Medycznych, 29(10), 760-766.
13. Sawicki K. B., Skawiński W., 2021. Witamina D3–fundamentalny komponent zdrowia człowieka oraz potencjalny suplement w zapobieganiu i terapii COVID-19. Medycyna Ogólna i Nauki o Zdrowiu, 27(3), 227-234.
14. Vernia F., Valvano M., Longo S., Cesaro N., Viscido A., Latella G., 2022. Vitamin D in Inflammatory Bowel Diseases. Mechanisms of Action and Therapeutic Implications. Nutrients. 2022 Jan 9;14(2):269. doi: 10.3390/nu14020269. PMID: 35057450; PMCID: PMC8779654.
