Uloga i važnost vitamina D

ASTMA I ALERGIJSKE BOLESTI – ULOGA I VAŽNOST VITAMINA D

 

Vitamin D ima dobro poznate učinke na zdravlje pluća i funkciju imunog sistema koji mogu biti važni i u razvoju, težini i toku alergijskih bolesti među koje spadaju i astma, ekcem kao i alergije na hranu. Kako je maj vrhunac sezone za bolesnike sa astmom i alergijama, od 1984. godine u ovom se mesecu u SAD-u obeležava nacionalni mesec svesti o astmi i alergiji. Takođe, prvi utorak u maju je označen kao svetski dan astme. Napretkom naučnih istraživanja ustanovljeno je kako manjak vitamina D prevladava u celom modernom svetu, posebno u područjima bližim polovima i time se može delom objasniti porast astme i alergijskih bolesti među stanovništvom u poslednjih 50–60 godina.

astma i alergija

Uvod

Alergijske (atopijske) bolesti proizlaze iz interakcije između genetske osetljivosti pojedinca i njegove izloženosti faktorima sredine. Prema istraživanjima sprovedenim na blizancima, genetski doprinos alergijskoj bolesti procenjuje se na oko 50%, a procene o efektu naslednosti kreću se u rasponu od 36–79% [1]. Od početka 20. veka alergijska bolest pokazuje kontinuirani trend porasta prevalencije među stanovništvom, tako da su astma, atopijski dermatitis i alergije na hranu trenutno uobičajena hronična stanja u zapadnjačkim društvima [2].

Mnoštvo faktora sredine pokrenulo je nagli porast ovog trenda u poslednjih pet decenija [3]. Prema tome, stope preosetljivosti na jedan ili više uobičajenih alergena među školskom decom i odraslima globalno su porasle i sada se približavaju udelu od 40-50% [3]. Kao rezultat, alergijska stanja šesta su kategorija najskupljih hroničnih bolesti u Sjedinjenim Američkim Državama [4].

Uz jasnu genetsku osnovu u alergijskim bolestima, ekološki faktori uključujući ranu neonatalnu ishranu mogu imati važan uticaj na razvoj alergija i samim tim pružaju potencijalnu priliku za sprečavanje ili odgađanje pojave alergijskih bolesti [1,5]. Vitamin D je jedan od važnih ekoloških faktora. Evolucijski gledano, rani ljudi su se razvili u okruženjima bogatim suncem (najstarija nalazišta ljudskih ostataka se nalaze u današnjim državama Južnoj Africi, Etiopiji, Maroku i Izraelu), a povećana učinkovitost proizvodnje vitamina D u koži smatra se glavnim pokretačkim faktorom u depigmentaciji ljudske kože dok su ljudi migrirali dalje od ekvatorijalnih područja [6,7].

7-dehidrohoterol (7-DHC) u koži nastaje nakon izlaganja UV-B sunčevim zracima, a zatim se termički indukovanom izomerizacijom pretvara u vitamin D3 (holekalciferol). Vitamin D3 može doći u organizam i kroz creva, putem ishrane ili dodataka ishrani. Vitamin D3 u cirkulaciji zatim podleže hidroksilaciji u jetri do oblika 25-hidroksivitamin-D3 (25OHD), koji se zatim hidroksilira dalje u bubrezima do biološki aktivnog oblika 1,25-dihidroksi-vitamin D (1,25 [OH] 2D ili kalcitriola) [8, 9].

proizvodnja vitamina D

 

Vitamin D i imunomodulacijska uloga

 

Vitamin D posreduje svoj biološki učinak kroz receptor vitamina D (VDR), čija je prisutnost otkrivena u raznim tkivima, što sugeriše važnost i ulogu vitamina D u različitim ćelijskim i tkivnim funkcijama [9–13]. Stoga su u poslednjih nekoliko godina istraživači posvetili veliku pažnju uticaju vitamina D na imunosne mehanizme kao jednog od potencijalno promenjivih ekoloških faktora [14, 15]. To je moguće zbog sposobnosti da se danas lako izmere nivoi oblika 25OHD i drugih metabolita vitamina D u serumu ili plazmi i sve većeg naučnog konsenzusa da nedostatak vitamina D (definisan kao nivoi 25OHD manje od 30 µg/ml) postoji u većini populacije u modernom svetu [16]. U SAD-u postoje dokazi koji pokazuju da se insuficijencija vitamina D povećala gotovo dvostruko tokom desetogodišnjeg razdoblja, od kraja 1980-ih i početka 1990-ih do početka 2000-ih [17].

Doista, zaključeno je da insuficijencija vitamina D doprinosi porastu astme i alergijskih bolesti [18], te su predloženi različiti biološki mehanizmi uloge vitamina D u razvoju i lečenju astme i alergija [19]. Istorijski gledano, naučnik Rappaport i njegove kolege [20,21] istraživali su učinak vitamina D na alergijska stanja već u 1930-im i izvestili su o ublažavanju simptoma kod većine alergijskih bolesnika lečenih viosterolom (preparat vitamina D) u poređenju s kontrolnim grupama. Taj nalaz je naknadno potkrepljen s nekoliko novijih studija [19, 22–25].

Vitamin D

Nivo 25OHD oblika vitamina D u serumu od 30-40 µg/ml predložena je kao niži prag optimalnog nivoa za imunosne učinke vitamina D [8,26,27]. Prema nižoj definisanoj graničnoj vrednosti za zdravlje kostiju [28, 29], više od jedne trećine stanovništva u svetu pokazuje nizak nivo vitamina D (25OHD <20 µg/ml) [30]. Ova činjenica naglašava mogućnost promene rizika koji niski nivoi vitamina D u populaciji imaju na svetski porast stope alergijske preosetljivosti.

Vitamin D ima imunomodulatorne učinke na upalne puteve izazvane alergenom [15], delujući na VDR receptore koji su izraženi na različitim imunosnim ćelijama uključujući B ćelije, T ćelije, dendritičke ćelije i makrofage [31, 32]. Mnoge od ovih ćelija, poput aktiviranih makrofaga i dendritičnih stanica, sposobne su da sintetišu biološki aktivni oblik vitamina D iz cirkulišućeg neaktivnog oblika 25OHD [33–35]. Ovaj mehanizam omogućava imunim ćelijama da brzo povećaju lokalni nivo vitamina D, što je potencijalno potrebno za oblikovanje adaptivnih imunosnih odgovora [34–36]. U tom kontekstu, klinička studija koja uključuje blage alergijske astmatičare koji su podvrgnuti izloženosti alergena pokazala je značajno povećanje proteina koji vežu receptor vitamina D (VDBP) i oblik 25OHD u bronhoalveolarnoj tečnosti (ali ne i u njihovom nivou i u serumu) 24 sata nakon izlaganja alergenu, sugerišući povezanost imunosne reakcije i prisustva vitamina D u lokalnoj astmatičnoj reakciji [37].

Razlike u opažanjima ravnoteže Th1-Th2 (proupalnih-protivupalnih) limfocita među osobama koje pate od alergijskih stanja pripisane su promenama u početnom statusu vitamina D u organizmu, vremenu izloženosti alergenu i hroničnosti primene vitamina D, razmatrano u odnosu na osetljivost ispitanika na alergen [19]. Vrsta i koncentracija alergena, kao i ravnoteža imunosnih odgovora (proupalni Th1 citokini/protivupalni Th2 citokini) na različite vrste alergena dodatni su faktori koji doprinose varijabilnosti u odgovoru organizma [38, 39].  Dodatno, vitamin D i njegov receptor (VDR) dokazano su ključni za razvoj Natural Killer imunosnih ćelija(NK) i za proizvodnju IL-4 i IFN-y tipova citokina [40].

Zaključak

Do sada je detaljno naučno istraženo i potvrđeno da postoje koristi povećanja nivoa vitamina D u organizmu za zdravstveni status pojedinca. Dodatne buduće naučne studije potrebne su kako bi se utvrdilo mogu li se promene unosa hranjivih sastojaka pojedinca, od strane majke tokom trudnoće i/ili strategiju suplementacije ishrane deteta/odrasle osobe vitaminom D, koristiti kao zdrava jeftina javno-zdravstvena mera za smanjenje učestalosti alergija i astme [41]. Takva buduća ispitivanja trebalo bi da sprovedu dodatne analize kojima se pokušava identifikovati odgovarajući nivo vitamina D koji pruža maksimalne korisne učinke za zdravlje.

Poboljšanje zdravlja

Vitamin D može regulisati epigenetske događaje [42] koji podstiču alergijska stanja [43]. Novije studije o molekularno genetskim i epigenetskim mehanizmima vitamina D u alergijskim bolestima i ozbiljnosti bolesti (imunoinflamatorni odgovori, steroidna rezistencija, obrana domaćina), posebno kao odgovor na visoku i nisku dozu vitamina D u organizmu, pružile bi dodatan uvid u upravljanje i sprečavanje alergijskih bolesti. Kao primer takvog istraživanja, sprovedena je studija na zdravim odraslim osobama koje su tokom zime dnevno primale 400 ili 2000 IU (10 ili 50 µg) vitamina D3 tokom 3 meseca. Rezultati su pokazali povećanje ili smanjenje regulacije ponašanja kod čak 291 različitih gena. Navedeni su geni izvršili čak 80 različitih metaboličkih puteva, uključujući imunosnu modulaciju i pojačanu antioksidacijsku aktivnost, što naglašava potencijalnu važnost statusa vitamina D za regulaciju transkripcije gena povezanih sa alergijskim stanjima i astmom [15, 44, 45].

 

Literatura

  1. Jenerowicz D, Silny W, Danczak-Pazdrowska A, Polanska A, Osmola-Mankowska A, Olek-Hrab K. Environmental factors and allergic diseases. Annals of agricultural and environmental medicine : AAEM. 2012;19:475–81.
  2. Calderon MA, Demoly P, Gerth van Wijk R, Bousquet J, Sheikh A, Frew A, Scadding G, Bachert C, Malling HJ, Valenta R, Bilo B, Nieto A, Akdis C, Just J, Vidal C, Varga EM, Alvarez-Cuesta E, Bohle B, Bufe A, Canonica WG, Cardona V, Dahl R, Didier A, Durham SR, Eng P, Fernandez-Rivas M, Jacobsen L, Jutel M, Kleine-Tebbe J, Klimek L, Lotvall J, Moreno C, Mosges R, Muraro A, Niggemann B, Pajno G, Passalacqua G, Pfaar O, Rak S, Senna G, Senti G, Valovirta E, van Hage M, Virchow JC, Wahn U, Papadopoulos N. EAACI: A European Declaration on Immunotherapy. Designing the future of allergen specific immunotherapy Clinical and translational allergy. 2012;2:20.
  3. Pawankar R, Canonica GW, Holgate STLR. White Book on Allergy: Executive Summary. 2011–2012.
  4. American Academy of Allergy, Asthma and Immunology (AAAAI) The Allergy Report: Science Based Findings on the Diagnosis & Treatment of Allergic Disorders. 1996–2005.
  5. Greer FR, Sicherer SH, Burks AW. American Academy of Pediatrics Committee on N, American Academy of Pediatrics Section on A, Immunology, Effects of early nutritional interventions on the development of atopic disease in infants and children: the role of maternal dietary restriction, breastfeeding, timing of introduction of complementary foods, and hydrolyzed formulas. Pediatrics. 2008;121:183–91.
  6. Jablonski NG, Chaplin G. The evolution of human skin coloration. Journal of human evolution. 2000;39:57–106. [PubMed] [Google Scholar]
  7. Chaplin G, Jablonski NG. The human environment and the vitamin D compromise: Scotland as a case study in human biocultural adaptation and disease susceptibility. Human biology. 2013;85:529–52.
  8. Holick MF. Vitamin D deficiency. The New England journal of medicine. 2007;357:266–81.
  9. Lips P. Vitamin D physiology. Progress in biophysics and molecular biology. 2006;92:4–8.
  10. Plum LA, DeLuca HF. Vitamin D, disease and therapeutic opportunities. Nature reviews Drug discovery. 2010;9:941–55.
  11. Borradale D, Kimlin M. Vitamin D in health and disease: an insight into traditional functions and new roles for the ‘sunshine vitamin’ Nutrition research reviews. 2009;22:118–36.
  12. Kato S. The function of vitamin D receptor in vitamin D action. Journal of biochemistry. 2000;127:717–22.
  13. Prentice A, Goldberg GR, Schoenmakers I. Vitamin D across the lifecycle: physiology and biomarkers. The American journal of clinical nutrition. 2008;88:500S–06S.
  14. Wacker M, Holick MF. Sunlight and Vitamin D: A global perspective for health. Dermato-endocrinology. 2013;5:51–108.
  15. Hossein-Nezhad A, Holick MF. Vitamin D for health: a global perspective. Mayo Clinic proceedings Mayo Clinic. 2013;88:720–55.
  16. Lips P. Worldwide status of vitamin D nutrition. The Journal of steroid biochemistry and molecular biology. 2010;121:297–300.
  17. Ginde AA, Liu MC, Camargo CA., Jr Demographic differences and trends of vitamin D insufficiency in the US population, 1988–2004. Archives of internal medicine. 2009;169:626–32.
  18. Litonjua AA, Weiss ST. Is vitamin D deficiency to blame for the asthma epidemic? The Journal of allergy and clinical immunology. 2007;120:1031–5.
  19. Litonjua A. The Role of Vitamin D in the Development, Exacerbation, and Severity of Asthma and Allergic Diseases. Vitamin D and the Lung: Mechanisms and Disease Associations. In: Litonjua AA, editor. Respiratory medicine. Vol. 3. 2012. pp. 201–38.
  20. Rappaport BZ, Reed CE. Viosterol of high potency in seasonal hay fever and related conditions. JAMA : the journal of the American Medical Association. 1933;101(2):105–9.
  21. Rappaport BZ, Reed CI, Hathaway ML, Struck HC. The treatment of hay fever and asthma with viosterol of high potency. J Allergy. 1934;5(6):541–53.
  22. Canon P. The therapy of nasal allergy; results obtained by high dose vitamin D therapy and calcium. Acta oto-rhino-laryngologica Belgica. 1951;5:495–508.
  23. Jakso G. Studies on the anti-allergic effects of vitamin D2. Borgyogyaszati es venerologiaia szemle. 1950;4:223–5.
  24. Reeve J, Meunier PJ, Parsons JA, Bernat M, Bijvoet OL, Courpron P, Edouard C, Klenerman L, Neer RM, Renier JC, Slovik D, Vismans FJ, Potts JT., Jr Anabolic effect of human parathyroid hormone fragment on trabecular bone in involutional osteoporosis: a multicentre trial. British medical journal. 1980;280:1340–4.
  25. Utz G, Hauck AM. Oral application of calcium and vitamin D2 in allergic bronchial asthma. MMW, Munchener medizinische Wochenschrift. 1976;118:1395–8.
  26. Vieth R, Bischoff-Ferrari H, Boucher BJ, Dawson-Hughes B, Garland CF, Heaney RP, Holick MF, Hollis BW, Lamberg-Allardt C, McGrath JJ, Norman AW, Scragg R, Whiting SJ, Willett WC, Zittermann A. The urgent need to recommend an intake of vitamin D that is effective. The American journal of clinical nutrition. 2007;85:649–50.
  27. Bischoff-Ferrari HA, Giovannucci E, Willett WC, Dietrich T, Dawson-Hughes B. Estimation of optimal serum concentrations of 25-hydroxyvitamin D for multiple health outcomes. The American journal of clinical nutrition. 2006;84:18–28.
  28. Holick MF, Binkley NC, Bischoff-Ferrari HA, Gordon CM, Hanley DA, Heaney RP, Murad MH, Weaver CM, Endocrine S. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: an Endocrine Society clinical practice guideline. The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2011;96:1911–30.
  29. Rosen CJ, Abrams SA, Aloia JF, Brannon PM, Clinton SK, Durazo-Arvizu RA, Gallagher JC, Gallo RL, Jones G, Kovacs CS, Manson JE, Mayne ST, Ross AC, Shapses SA, Taylor CL. IOM committee members respond to Endocrine Society vitamin D guideline. The Journal of clinical endocrinology and metabolism. 2012;97:1146–52.
  30. Hilger J, Friedel A, Herr R, Rausch T, Roos F, Wahl DA, Pierroz DD, Weber P, Hoffmann K. A systematic review of vitamin D status in populations worldwide. The British journal of nutrition. 2014;111:23–45.
  31. Provvedini DM, Tsoukas CD, Deftos LJ, Manolagas SC. 1,25-dihydroxyvitamin D3 receptors in human leukocytes. Science. 1983;221:1181–3.
  32. Adorini L, Penna G, Giarratana N, Roncari A, Amuchastegui S, Daniel KC, Uskokovic M. Dendritic cells as key targets for immunomodulation by Vitamin D receptor ligands. The Journal of steroid biochemistry and molecular biology. 2004;89–90:437–41.
  33. Adams JS, Hewison M. Unexpected actions of vitamin D: new perspectives on the regulation of innate and adaptive immunity. Nature clinical practice Endocrinology & metabolism. 2008;4:80–90.
  34. Barbour GL, Coburn JW, Slatopolsky E, Norman AW, Horst RL. Hypercalcemia in an anephric patient with sarcoidosis: evidence for extrarenal generation of 1,25-dihydroxyvitamin D. The New England journal of medicine. 1981;305:440–3.
  35. Adams JS, Sharma OP, Gacad MA, Singer FR. Metabolism of 25-hydroxyvitamin D3 by cultured pulmonary alveolar macrophages in sarcoidosis. The Journal of clinical investigation. 1983;72:1856–60.
  36. Baeke F, Takiishi T, Korf H, Gysemans C, Mathieu C. Vitamin D: modulator of the immune system. Current opinion in pharmacology. 2010;10:482–96.
  37. Bratke K, Wendt A, Garbe K, Kuepper M, Julius P, Lommatzsch M, Virchow JC. Vitamin D binding protein and vitamin D in human allergen-induced endobronchial inflammation. Clinical and experimental immunology. 2014
  38. Tiemessen MM, Van Ieperen-Van Dijk AG, Bruijnzeel-Koomen CA, Garssen J, Knol EF, Van Hoffen E. Cow’s milk-specific T-cell reactivity of children with and without persistent cow’s milk allergy: key role for IL-10. The Journal of allergy and clinical immunology. 2004;113:932–9.
  39. Larche M. Regulatory T cells in allergy and asthma. Chest. 2007;132:1007–14.
  40. Yu S, Cantorna MT. The vitamin D receptor is required for iNKT cell development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2008;105:5207–12.
  41. Bozzetto S, Carraro S, Giordano G, Boner A, Baraldi E. Asthma, allergy and respiratory infections: the vitamin D hypothesis. Allergy. 2012;67:10–7.
  42. Sundar IK, Rahman I. Vitamin d and susceptibility of chronic lung diseases: role of epigenetics. Frontiers in pharmacology. 2011;2:50.
  43. Wjst M. Is vitamin D supplementation responsible for the allergy pandemic? Current opinion in allergy and clinical immunology. 2012;12:257–62.
  44. Hossein-Nezhad A, Spira A, Holick MF. Influence of vitamin D status and vitamin D3 supplementation on genome wide expression of white blood cells: a randomized double-blind clinical trial. PloS one. 2013;8:e58725.
  45. Mirzakhani H, Al-Garawi A, Weiss ST, Litonjua AA. Vitamin D and the development of allergic disease: how important is it? Clin Exp Allergy. 2015 Jan; 45(1): 114–125.
  • Tags: alergija, astma, vitamin d
  • Blog

    RSS
    KOLAGEN - PUT DO ZDRAVLJA I MLADOLIKOG IZGLEDA
    KOLAGEN - PUT DO ZDRAVLJA I MLADOLIKOG IZGLEDA

    Zdrava koža pruža aktivnu granicu između unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja tela čoveka i omogućuje trajnu adaptaciju i aklimatizaciju organizma tokom...

    Pročitaj više
    Prehrambene navike i raspoloženje
    UTIČU LI PREHRAMBENE NAVIKE NA NAŠE RASPOLOŽENJE I HORMONALNU RAVNOTEŽU? MITOVI I ISTINE O UGLJENIM HIDRATIMA

    UTIČU LI PREHRAMBENE NAVIKE NA NAŠE RASPOLOŽENJE I HORMONALNU RAVNOTEŽU? MITOVI I ISTINE O UGLJENIM HIDRATIMA   Tokom aktuelne pandemije...

    Pročitaj više