Zbigniew Krzyżaniak – Wpływ witaminy D na ludzki organizm

Wstęp
Witaminę D odkrył Elmer McCollum w 1922 roku, uznając ją za kluczową dla gospodarki kostnej i metabolizmu wapnia. Przez dłuższy okres uważano, że jej rola ogranicza się tylko do tych aspektów, jednak odkrycie receptora VDR (receptor VDR umożliwia organizmowi reagowanie na witaminę D) w komórkach poza kośćmi ukazało, że witamina D ma znacznie szersze znaczenie dla zdrowia, niż pierwotnie zakładał jej odkrywca. Ponad 100 lat badań ukazało nam wszechstronny obraz witaminy D. W poniższym artykule zajmiemy się omówieniem wpływu witaminy D na kilka aspektów pracy ludzkiego organizmu.    

Układ ruchowy
Witamina D jest niezwykle istotna dla utrzymania zdrowia i prawidłowego funkcjonowania organizmu, a jej wpływ na układ kostno-mięśniowy ma szczególne znaczenie. Ta rozpuszczalna w tłuszczach witamina nie tylko wspiera mineralizację kości, ale również odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu siły i funkcjonowania mięśni, aktywując szereg procesów metabolicznych niezbędnych dla ich prawidłowej pracy.

Niedobory witaminy D mogą prowadzić do znaczącego osłabienia mięśni i spadku sprawności ruchowej. To z kolei zwiększa ryzyko kontuzji czy złamań, szczególnie u osób starszych, których układ kostno-mięśniowy jest naturalnie bardziej podatny na degenerację. Suplementacja witaminy D, zwłaszcza gdy jest połączona z regularną aktywnością fizyczną, potrafi znacznie poprawić funkcjonowanie mięśni, zwiększając ich siłę i wytrzymałość. Co więcej, odpowiednie poziomy witaminy D w organizmie mogą zmniejszać ryzyko kontuzji, poprzez wspieranie szybkości reakcji mięśni oraz ich zdolności do efektywniejszego napięcia i relaksacji.

W kontekście wpływu witaminy D na kości, jej rola w regulacji metabolizmu kostnego jest podwójna. Z jednej strony, witamina D wspomaga utrzymanie równowagi między resorpcją (usuwanie starej tkanki kostnej), a formacją (tworzenie nowej tkanki kostnej), co jest kluczowe dla utrzymania zdrowych i silnych kości. Z drugiej strony, witamina D reguluje wchłanianie wapnia w jelitach, co jest niezbędne dla prawidłowej mineralizacji kości. Wapń, będący głównym składnikiem kości, wymaga wystarczającej ilości witaminy D do swojego efektywnego wchłaniania i wykorzystania przez organizm. Dzięki temu witamina D ma bezpośredni wpływ na wytrzymałość kości i zębów, zmniejszając ryzyko osteoporozy, krzywicy u dzieci oraz innych zaburzeń związanych z gęstością mineralną kości.

Układ oddechowy
Witamina D odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu układu oddechowego, co jest ściśle powiązane z jej wpływem na system odpornościowy człowieka. Znaczenie witaminy D dla zdrowia oddechowego manifestuje się poprzez jej zdolność do pośredniego uczestnictwa w produkcji tzw. naturalnych antybiotyków, takich jak katelicydyna i defensyna. 

W kontekście badań epidemiologicznych, wykazano związek między poziomem witaminy D, a częstotliwością występowania infekcji górnych dróg oddechowych. Osoby z niedoborem witaminy D częściej doświadczały tego typu infekcji, co sugeruje, że odpowiedni poziom tej witaminy  może odgrywać rolę w zapobieganiu infekcjom oddechowym. To odkrycie jest szczególnie istotne w świetle rosnącej liczby osób cierpiących na choroby układu oddechowego, gdzie suplementacja witaminy D może stanowić dodatkową strategię wspomagającą terapię.

Historia użycia witaminy D w kontekście leczenia chorób układu oddechowego sięga dawnych czasów, kiedy to naturalne metody ekspozycji na słońce były intuicyjnie stosowane w sanatoriach dla chorych na gruźlicę. Dzisiejsza nauka potwierdza, że syntezowana pod wpływem słońca witamina D może mieć znaczący wpływ na poprawę jakości funkcjonowania układu oddechowego. W związku z tym właściwa suplementacja może okazać się bezcennym wsparciem w procesie regeneracji organizmu po doświadczeniu COVID-19.

Układ pokarmowy
Wchłanianie witaminy D w organizmie ludzkim odbywa się głównie w jelicie cienkim. Po tym, jak witamina D zostaje uwolniona z komórek jelitowych, wchodzi w skład komórek tłuszczowych – chylomikronów, które są następnie transportowane przez układ chłonny do układu krążenia. W krwiobiegu witamina D jest rozprowadzana do różnych tkanek, w tym do mięśni i tkanki tłuszczowej, gdzie jest magazynowana. Proces ten jest niezbędny dla utrzymania odpowiedniego poziomu witaminy D w organizmie, zapewniając jej dostępność dla różnych procesów metabolicznych.

Niemniej jednak, różne choroby przewodu pokarmowego mogą znacząco wpłynąć na zdolność organizmu do wchłaniania witaminy D. Dolegliwości takie jak nieswoiste choroby zapalne jelit, choroba trzewna, a także choroby wątroby i trzustki mogą zakłócać normalny proces absorpcji i metabolizmu tej witaminy. W wyniku tych zaburzeń często dochodzi do niedoborów witaminy D, co ma poważne konsekwencje zdrowotne, takie jak pogorszenie metabolizmu wapnia i mineralizacji kości. W szczególności dzieci cierpiące na mukowiscydozę są wyjątkowo narażone na niedobory witaminy D, ze względu na upośledzone wchłanianie tłuszczów, co dodatkowo pogłębia problemy z gospodarką wapniową organizmu.

Ponadto, badania naukowe wskazują na związek między niedoborem witaminy D, a integralnością śluzówki jelitowej, sugerując, że niski poziom witaminy może zwiększać podatność na uszkodzenia i stany zapalne jelit. Obniżone stężenie witaminy D obserwowane jest również u pacjentów z niealkoholowym stłuszczeniem wątroby oraz u dzieci z cholestazą, co wskazuje na jej ważną rolę w utrzymaniu zdrowia wątroby i prawidłowej mineralizacji kości. Te odkrycia podkreślają znaczenie witaminy D nie tylko dla zdrowia kości, ale również dla ogólnego stanu zdrowia, w tym funkcjonowania przewodu pokarmowego i wątroby.

Rola witaminy D w kontekście otyłości również przyciąga uwagę naukowców – badania sugerują, że może ona odgrywać istotną rolę w regulacji metabolizmu tkanki tłuszczowej. Ten aspekt jest szczególnie interesujący w świetle rosnącej liczby przypadków otyłości na świecie, co czyni zrozumienie wpływu witaminy D na gospodarkę lipidową i tkankę tłuszczową ważnym kierunkiem badań.

Depresja
Suplementacja witaminy D jest coraz częściej rozważana jako jeden z elementów terapii w walce z depresją, zwłaszcza w przypadkach, gdy tradycyjne metody leczenia nie przynoszą oczekiwanych rezultatów. Badania wykazały, że pacjenci z depresją, którzy suplementowali witaminę D, często zgłaszali poprawę nastroju oraz wzrost energii i motywacji. Jest to szczególnie istotne w miesiącach zimowych i w regionach o ograniczonej ekspozycji na słońce, gdzie naturalna synteza witaminy D w skórze jest znacznie zredukowana. Nie bez przyczyny w krajach skandynawskich jest tak wysoki procent społeczeństwa korzystający z leków psychotropowych. 

Choć potencjalne korzyści z suplementacji witaminy D w kontekście zdrowia psychicznego są obiecujące, ważne jest, aby podejście to było częścią szerszej strategii leczenia, która uwzględnia indywidualne potrzeby pacjenta oraz możliwe przyczyny zaburzeń nastroju. Należy również pamiętać o konsultacji z lekarzem przed rozpoczęciem suplementacji, aby uniknąć nadmiernego dawkowania i związanych z tym ryzyk zdrowotnych. Włączenie witaminy D do kompleksowego planu leczenia może przynieść znaczące korzyści dla osób zmagających się z depresją, obniżoną energią oraz zespołem amotywacyjnym, wspierając ich drogę do lepszego samopoczucia psychicznego i fizycznego.

Cukrzyca typu 1 i typu 2
Cukrzyca typu 1, będąca wynikiem autoagresji, jest ściśle związana z działaniem witaminy D na układ immunologiczny. Receptory VDR witaminy D są obecne w komórkach układu odpornościowego, co wpływa na zwiększenie tolerancji i zmniejszenie aktywności autoimmunologicznej. Badania na myszach oraz badania epidemiologiczne wskazują, że suplementacja witaminą D może zmniejszać nasilenie zapalenia komórek trzustki i częstość występowania cukrzycy typu 1. U osób z nowo zdiagnozowaną cukrzycą typu 1 często stwierdza się niedobór witaminy D, co sugeruje związek między jej niedoborem, a rozwojem choroby.

Cukrzyca typu 2, związana z zaburzeniami funkcji komórek β trzustki i insulinoopornością, również wykazuje powiązania z poziomami witaminy D. Badania wykazały odwrotną korelację między stężeniem kalcydiolu, a ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2, insulinoopornością oraz glikemią. Suplementacja witaminą D i wapniem może odgrywać rolę w prewencji cukrzycy typu 2, szczególnie w populacji wysokiego ryzyka.

Wpływ witaminy D na gospodarkę węglowodanową został potwierdzony w badaniach prowadzonych przez duńskich naukowców. Suplementacja witaminą D prowadziła w nich do wzrostu stężenia kalcydiolu w surowicy, poprawy funkcji komórek β trzustki i zwiększenia wrażliwości na insulinę. Wykazano również, że niedobór witaminy D może negatywnie wpływać na funkcjonowanie komórek β i insulinooporność.

Wśród czynników ryzyka cukrzycy typu 2 zwraca się uwagę na polimorfizmy genu receptora VDR, co sugeruje potencjalne znaczenie witaminy D w regulacji aktywności insuliny. Zdolność witaminy D do modulowania ekspresji receptora VDR i wpływu na aktywność insuliny podkreśla potencjalne korzyści płynące z jej odpowiedniego poziomu w profilaktyce i leczeniu cukrzycy.

Układ sercowo-naczyniowy
Receptor witaminy D (VDR) został wykryty w różnych komórkach ludzkiego organizmu, w tym w komórkach naczyniowych i fibroblastach serca. VDR wpływa na ekspresję genów odpowiedzialnych za różne aspekty funkcjonowania ścian naczyń, w tym na białka strukturalne i czynniki wzrostu, co ma znaczenie dla procesów takich jak przebudowa naczyń czy regulacja ciśnienia krwi. Ta zdolność witaminy D do wpływania na ekspresję genów sugeruje jej udział w patogenezie chorób naczyń oraz potencjalne bezpośrednie i pośrednie oddziaływanie na układ sercowo-naczyniowy.

Badania nad wpływem witaminy D na układ sercowo-naczyniowy ujawniły zależności takie jak zmniejszone ryzyko zaburzeń krążenia mózgowego u osób z wysokim stężeniem kalcydiolu oraz związek między niską podażą witaminy D, a większym ryzykiem udarów. Eksperymenty na zwierzętach również wykazały, że brak receptorów VDR prowadzi do negatywnych zmian w układzie sercowo-naczyniowym, takich jak nadciśnienie tętnicze i hipertrofia serca, co sugeruje ważną rolę witaminy D w utrzymaniu zdrowia sercowo-naczyniowego.

Witamina D może również odgrywać rolę w profilaktyce chorób sercowo-naczyniowych poprzez wpływ na układ krzepnięcia krwi, działając przeciwkrzepliwie. Ponadto sugeruje się jej pośredni wpływ na kondycję pacjentów po udarze mózgu, zarówno przez oddziaływanie na układ mięśniowo-szkieletowy, jak i potencjalne działanie neuroprotekcyjne. Takie właściwości witaminy D podkreślają jej znaczenie w utrzymaniu zdrowia sercowo-naczyniowego.

Układ immunologiczny
Witamina D, dzięki obecności receptora VDR na komórkach immunologicznie kompetentnych, odgrywa kluczową rolę w modulowaniu nabytego i wrodzonego systemu odpornościowego, co ma istotne znaczenie w kontekście chorób autoimmunizacyjnych takich jak nieswoiste zapalenie jelit, stwardnienie rozsiane czy cukrzyca typu 1 i 2. Badania wskazują, że niedobory witaminy D są częstsze w krajach z ograniczonym nasłonecznieniem, co sugeruje związek między niskim poziomem witaminy D, a większą częstotliwością występowania tych chorób. Eksperymenty na zwierzętach i obserwacje kliniczne u ludzi potwierdzają, że witamina D może wpływać na reakcje immunologiczne, redukując aktywność prozapalnych komórek i wspierając działanie immunosupresyjne, co ma znaczenie w łagodzeniu objawów i progresji chorób autoimmunizacyjnych.

W dermatologii  witamina D może być pomocna szczególnie w chorobach autoimmunologicznych, poprzez wpływanie na produkcję cytokin i wzmacnianie ochrony skóry przed bakteriami. Obserwacje dotyczące stwardnienia rozsianego wskazują, że witamina D może zmniejszać ryzyko rozwoju tej choroby i wpływać korzystnie na efekty leczenia. Wartość witaminy D w kontekście reumatoidalnego zapalenia stawów również jest badana, przy czym wstępne wyniki sugerują wpływ na aktywność choroby.

Nowotwory
Hipotezę o związkach promieniowania słonecznego UVB, witaminy D i nowotworów zaproponowali bracia Cedric i Frank Garlandowie, zauważając odwrotną korelację między nasłonecznieniem, a śmiertelnością z powodu raka okrężnicy w USA. Dalsze badania rozszerzyły listę nowotworów, które negatywnie korelują z ekspozycją na słońce, w tym raka piersi, jajnika, pęcherza, płuc, przełyku, głowy, szyi i białaczkę.

Witamina D ma ważną funkcję w walce z nowotworami, oddziałując na dwa główne procesy: kontrolę działania genów i zarządzanie poziomem wapnia w komórkach. Działa na geny, które są kluczowe dla rozmnażania się komórek, ich programowanej śmierci i dojrzewania. Badania pokazały, że może zatrzymywać rozwój komórek rakowych, skłaniać je do samozniszczenia (apoptozy) i wpływać na ważne białka oraz geny, które naprawiają DNA i regulują cykl życia komórki.

Wyniki te sugerują potencjalne znaczenie witaminy D w walce z określonymi rodzajami nowotworów. Jednak pomimo obiecujących wyników badań na temat działania przeciwnowotworowego witaminy D, konieczne są dalsze, dobrze zaplanowane badania randomizowane, aby jednoznacznie określić jej miejsce w prewencji i terapii nowotworów. 

Płudowski i współpracownicy zwracają uwagę, że często mylone są pojęcia deficytu witaminy D z deficytem jej aktywnego metabolitu, kalcytriolu. Podkreślają, że niedobory witaminy D mogą być uzupełniane przez suplementację różnymi formami witaminy D, takimi jak ergokalcyferol (D2), cholekalcyferol (D3), czy kalcydiol, z których ten ostatni jest stosowany w leczeniu deficytów spowodowanych problemami z wątrobą czy leczeniem przeciwpadaczkowym.

Suplementacja
Zaleca się elastyczne podejście do dawkowania witaminy D, uwzględniające jej długi okres półtrwania w organizmie, co umożliwia przyjmowanie zalecanej dawki np. co drugi dzień czy raz na tydzień, z maksymalną jednorazową dawką nieprzekraczającą 60000 j.m. Nowe standardy EFSA czy WHO określają bezpieczną dzienną dawkę dla dorosłych na 4000 j.m., a w przypadkach zaburzeń wchłaniania czy otyłości patologicznej – do 10000 j.m. Nasz rodzimy GIS wyznaczył natomiast dopuszczalne dawki na 2000 j.m. w suplementach dla  osób poniżej 75 roku życia i 4000 j.m. dla  osób powyżej 75 roku życia. Przyjmowanie ponad 30000 j.m. na dobę przez więcej niż 3 miesiące jest uznawane za dawkę toksyczną, z ryzykiem hiperkalcemii. Jeśli natomiast zajrzymy na karty historii, okaże się, że kilkadziesiąt lat temu zalecane dawki witaminy D były nawet kilkanaście razy większe, niż te uznane za dzisiejsze normy. 

Witamina K2MK7 jest kluczowa dla efektywnego działania witaminy D w procesach regulującym gospodarkę wapniową. Przy stosowaniu suplementacji witaminą D, bez pomocy K2MK7 może dojść do powikłań, takich jak zwapnienia kości czy stawów. Zalecany stosunek dawek to 10 000 IU witaminy D3 – 200 mg witaminy K2 MK7. Choć często mówi się też, że należy przyjmować 100-200 mg K2MK7 bez względu na przyjmowaną dawkę witaminy D. 

Warto zaznaczyć, że suplementacja witaminy D może być szczególnie korzystna w okresach, kiedy naturalna ekspozycja na słońce, będąca głównym źródłem tej witaminy, jest ograniczona, jak to ma miejsce w miesiącach zimowych czy w regionach o mniejszej ilości dni słonecznych. Ponadto, osoby starsze, takie które spędzają dużo czasu w pomieszczeniach, czy te z ograniczoną zdolnością do syntezy witaminy D w skórze, mogą szczególnie skorzystać na suplementacji jako strategii wspomagającej pracę wielu regulacyjnych funkcji organizmu.