Rola witaminy D w patomechanizmie chorób metabolicznych. Witamina D a choroby układu krążenia
Dr n. farm. Marlena Dudek-Makuch, Dział Regulacji Curtis Health Caps
Witamina D jest najbardziej znana ze swojej roli we wchłanianiu wapnia z jelit i mineralizacji kości. Jednak obserwacja sezonowych zmian ciśnienia krwi i późniejsza identyfikacja receptora witaminy D (VDR) i enzymu biorącego udział w metabolizmie witaminy D (1α-hydroksylazy) w komórkach mięśnia sercowego (kardiomiocytach), a także komórkach śródbłonka i mięśni gładkich naczyń krwionośnych, wskazuje na rolę witaminy D w układzie sercowo-naczyniowym. Badania na zwierzętach dostarczyły przekonujących dowodów na to, że witamina D jest niezbędna do zapewnienia integralności układu sercowo-naczyniowego, szczególnie dla regulacji napięcia naczyń oraz jako czynnik przeciwdziałający włóknieniu i hipertrofii. Dane epidemiologiczne wskazują, że niedobór witaminy D u ludzi jest związany ze sztywnością tętnic, nadciśnieniem, przerostem lewej komory i dysfunkcją śródbłonka, co potwierdza przekonanie, że witamina D pełni ochronną rolę w chorobach sercowo-naczyniowych i może obniżać ryzyko niewydolności serca [1].
Ryc. 1. Schemat przedstawiający potencjalny wpływ witaminy D na układ sercowo-naczyniowy [2]
Nadciśnienie
Obserwacja związku między wysokim ciśnieniem tętniczym a stężeniem metabolitu witaminy D – 25(OH)D była punktem wyjścia do rozważenia udziału witaminy D w patogenezie chorób układu krążenia. Zgodnie z danymi eksperymentalnymi, duża liczba badań obserwacyjnych potwierdza pogląd, że witamina D ma działanie ochronne przed rozwojem nadciśnienia [1].
Do rozwoju nadciśnienia przyczynia się m.in. dysfunkcja śródbłonka. Badania eksperymentalne potwierdzają rolę witaminy D w regulacji funkcji śródbłonka. Jednym z proponowanych mechanizmów działania jest aktywacja układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAA). Witamina D pełni rolę regulatora wewnątrzwydzielniczego, poprzez hamowanie ekspresji genu kodującego reninę. Zmniejszenie syntezy reniny oraz zahamowanie aktywności układu RAA umożliwia kontrolę objętości krwi krążącej w ustroju i przeciwdziała rozwojowi nadciśnienia tętniczego [3, 4].
Innym mechanizmem, za pośrednictwem którego witamina D może modulować napięcie naczyń, jest hamowanie wytwarzania cyklooksygenazy 1 (COX-1) w śródbłonku, co w efekcie powoduje zmniejszenie syntezy czynników pochodzenia śródbłonkowego powodujących skurcz naczyń [5].
Wykazano, że u osób z nadciśnieniem tętniczym eksponowanych w okresie zimowym na promieniowanie UVB trzy razy w tygodniu przez sześć tygodni nastąpił wzrost stężenia witaminy D oraz znacząco obniżyły się wartości ciśnienia tętniczego. Wykazano również, że u starszych kobiet istnieje związek między podażą witaminy D w ilości 1600 IU i wapnia w ilości 800 mg a obniżeniem ciśnienia tętniczego o 9% [6].
Przeprowadzona metaanaliza badań prospektywnych, która obejmowała 283 537 uczestników, w tym 55 816 pacjentów z nadciśnieniem, wykazała, że uczestnicy z najwyższymi poziomami 25(OH)D mieli o 30% mniejsze ryzyko rozwoju nadciśnienia tętniczego [7].
Miażdżyca tętnic
Miażdżyca tętnic jest spowodowana wieloma czynnikami, w tym zarówno czynnikami genetycznymi i środowiskowymi. Rozwojowi miażdżycy sprzyja nadciśnienie i podwyższony poziom we krwi lipoproteiny o małej gęstości (LDL). Wiele badań eksperymentalnych i klinicznych potwierdza, że witamina D może modulować patogenezę miażdżycy.
Wzrost stężenia LDL prowadzi do jego modyfikacji i pochłaniania przez makrofagi, a w efekcie tworzenia komórek piankowatych, które są cechą charakterystyczną postępu miażdżycy. Wykazano, że witamina D zmniejsza kumulację cholesterolu w makrofagach i wychwyt LDL, co przyczynia się do hamowania tworzenia blaszki miażdżycowej i rozwoju miażdżycy [8]. Witamina D może wpływać na patofizjologię miażdżycy poprzez modulację odpowiedzi zapalnej i zmniejszenie ekspresji czynników prozapalnych, takich jak TNFα, IL-6, IL-1 i IL-8 w izolowanych monocytach krwi [5, 9]. Witamina D również moduluje ekspresję trombomoduliny, wpływając na agregację płytek i aktywność trombogenną, a jej niedobór może zwiększać krzepliwość krwi i ryzyko powstawania zatorów.
W szerokim badaniu przeprowadzonym przez National Health and Nutrition Examination Survey (2001–2004), obejmującym 4 839 uczestników, wykazano większą zapadalność na miażdżycę tętnic obwodowych (PAD), ograniczającą dopływ krwi do kończyn dolnych, u osób z niskim poziomem 25(OH)D w surowicy [10].
Chociaż dowody kliniczne potwierdzające wpływ witaminy D w zapobieganiu miażdżycy nie zawsze są jednoznaczne, to jednak opierając się na dobrze ugruntowanej roli witaminy D w hamowaniu tworzenia komórek piankowatych, modulacji tworzenia prostaglandyn, w tym czynników odpowiedzialnych za skurcz naczyń oraz czynników zakrzepowych można założyć, że witamina D ma korzystny wpływ w prewencji miażdżycy.
Niewydolność mięśnia sercowego
Dane literaturowe wskazują również, iż hipowitaminoza D wiąże się z zastoinową niewydolnością serca, nagłym zawałem serca oraz chorobą niedokrwienną serca. Wyjaśnienia tych zjawisk upatruje się w fakcie, że 1,25(OH)2D wywiera znaczący efekt metaboliczny na kardiomiocyty oraz na mięśniówkę gładką i endometrium naczyń krwionośnych, a jej niedobór prowadzi m.in. do przerostu mięśniówki w lewej komorze serca [4].
Brøndum-Jacobsen i in. przeprowadził badanie trwające 29 lat, którego celem było wykazanie zależności pomiędzy niedoborami witaminy D a występowaniem choroby niedokrwiennej serca, zawału mięśnia sercowego i wczesnej śmierci. Badaniem objęto 10 170 mieszkańców Danii. Wykazano, że obniżenie poziomu witaminy D było związane ze wzrostem ryzyka chorób serca, w tym niedokrwienia serca o 72%, zawału o 99% i wczesnej śmierci o 88%.
W metaanalizie 18 badań obserwacyjnych, w których uczestniczyły 82 982 zdrowe osoby, wykazano wzrost ryzyka choroby niedokrwiennej serca o 39% u osób z niedoborem witaminy D [11].
Metaanaliza uwzględniająca wyniki 28 badań obserwacyjnych (łącznie 99 745 uczestników), wykazała, że wysokie stężenia 25(OH)D wiążą się z niższą częstością występowania zaburzeń kardiometabolicznych [12].
Podsumowanie
Liczne badania przeprowadzone zarówno na modelach zwierzęcych, jak i na ludziach donoszą o szeregu mechanizmów, za pomocą których witamina D może wpływać na układ sercowo-naczyniowy, chroniąc go przed rozwojem lub poprawiając rokowanie w przebiegu takich chorób, jak choroba niedokrwienna serca, nadciśnienie tętnicze, miażdżyca czy niewydolność serca. Brak jest niestety szczegółowych wskazań co do suplementacji witaminą D u osób z chorobami układu krążenia, w związku z tym zaleca się suplementację jak w przypadku populacji ogólnej, czyli do utrzymania optymalnego stężenia 25(OH)D w surowicy krwi wynoszącego 30-50 ng/ml (75–125 nmol/l). Istnieje istotna potrzeba prowadzenia dalszych badań nad wpływem witaminy D na układ krążenia, które pozwoliłyby sformułować wytyczne dotyczące wskazań do profilaktycznej i terapeutycznej suplementacji witaminą D u pacjentów ze schorzeniami układu sercowo-naczyniowego.
Piśmiennictwo
Latic N, Erben RG. Int J Mol Sci. 2020 Sep 4;21(18):6483.
Parker J, Hashmi O, Dutton D, et al. Maturitas. 2010;65(3):225-236.
Nota biograficzna
Dr n. farm. Marlena Dudek-Makuch,
Ekspert ds. Rozwoju w Curtis Health Caps, Wysogotowo.
Posiada 20-letnie doświadczenie w zakresie badań fitochemicznych i biologicznych oraz informacji naukowej (adiunkt w Katedrze i Zakładzie Farmakognozji Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu). Autorka prac eksperymentalnych i poglądowych z zakresu izolacji i identyfikacji związków pochodzenia roślinnego oraz oceny ich aktywności biologicznej. Od 2015 roku prowadzi zajęcia na studiach podyplomowych „Zioła w praktyce i terapii”.
Obecnie pracuje w CHC w Pionie R&D, Dziale Regulacji. Odpowiada m.in. za opracowanie raportów Eksperta (raport kliniczny, nieklinicznych) dla produktów leczniczych, raportu klinicznego do zmian kategorii dostępności produktu leczniczego (switch OTC), oceny klinicznej dla wyrobów medycznych oraz prowadzenie działań w obszarze nadzoru nad bezpieczeństwem wyrobów medycznych, a także za ocenę bezpieczeństwa surowców roślinnych stosowanych w produktach leczniczych, wyrobach medycznych i suplementach diety.
