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.

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].

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].

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].

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.

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].

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.

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].