Роль вітаміну D у період пандемії COVID‑19

Вітамін D є жиророзчинним вітаміном, який діє як стероїдний гормон. У людей основним його джерелом є індуковане ультрафіолетовим випромінюванням перетворення 7-дегідрохолестерину на вітамін D у шкірі (LauA. H., 2007). Також його можна отримати з їжею.

Вітамін D, який утворюється в шкірі або надходить з їжею, є біологічно інертним і потребує першого гідроксилювання в печінці за допомогою 25-гідроксилази до 25(OH)D. 25(OH)D перетворюється нирковою або позанирковою 1α-гідроксилазою на біологічно активну форму 1,25-дигідроксивітамін D (1,25(OH)2D), який циркулює в сироватці крові у значно нижчих концентраціях, ніж 25(OH)D, але має набагато вищу спорідненість із рецепторами до вітаміну D (Dusso A.S., 2005).

Важливо, що позаниркова експресія 1α-гідроксилази також лежить в основі різних регуляторних механізмів. У цьому контексті позаниркова продукція 1,25(OH)2D, наприклад, у макрофагах, стимулюється Toll-подібним рецептором як частина вродженої імунної відповіді проти внутрішньоклітинних бактерій (LiuP. T., 2006). До того ж рецептори вітаміну D містяться в більшості тканин і клітин організму (ChlebowskiR. T., 2008), тому 1,25(OH)2D має широкий спектр біологічної дії на кістки, кишечник, імунну і серцево-судинну системи, підшлункову залозу, м’язи, мозок та ін. (ThomasM. K., 1998).

Наслідки дефіциту вітаміну D у дітей

Недостатність вітаміну D і рахіт

1,25(OH)2D стимулює всмоктування кальцію в кишечнику (MoyadM. A., 2010). Без вітаміну D з їжею засвоюється лише 10–15% кальцію і близько 60% фосфору. Достатній рівень вітаміну D покращує засвоєння кальцію і фосфору на 30–40% і 80% відповідно (LappeJ. M., 2007).

Дефіцит вітаміну D призводить до порушення обміну кальцію і фосфору, погіршує всмоктування цих мікроелементів з їжі, що призводить до підвищення рівня паратгормону (HolickM. F., 2007). Внаслідок цього збільшується активність остеокластів, зменшується мінеральна щільність кісток, виникає остеопенія та остеопороз. У дітей раннього віку зниження мінералізації кісток призводить до різноманітних деформацій скелета, класично відомих як рахіт (HolickM. F., 2006). Недостатність вітаміну D також може спричинювати м’язову слабкість: ураженим дітям важко стояти і ходити (GordonC.M., 2008).

Епідемія рахіту в ХІХ ст., зумовлена дефіцитом вітаміну D, призвела до затримки росту, м’язової слабкості, деформації скелета, гіпокальціємії, тетанії та судом у багатьох дітей. Втім заохочення до перебування на сонці і збагачення молока вітаміном D дали можливість майже повністю перемогти це захворювання. Однак на сьогодні дефіцит вітаміну D знову став епідемією серед дітей, а рахіт став глобальною проблемою охорони здоров’я (HolickM. F., 2006).

Нещодавнє дослідження захворюваності дітей на рахіт у Великобританії (Julies P., 2020), яке охоплювало дані від 3500 педіатрів-консультантів, показало, що річна частота рахіту становила 0,48 (95% довірчий інтервал (ДІ) 0,37–0,62) на 100 тис. дітей віком до 16 років. 116 дітей були віком до 5 років (річна частота захворюваності 1,39 (95% ДІ 1,05–1,81) на 100 тис.). Хлопчики (70%) уражались значно частіше, ніж дівчата (30%). 77,6% дітей не прий­мали добавки вітаміну D, незважаючи на те, що відповідали критеріям для його призначення. Ускладненнями були затримка загального моторного розвитку (26,4%), переломи (9,6%), судоми внаслідок гіпокальціємії (8%) і дилатаційна кардіоміопатія (3%).

У Кокранівському огляді (Lerch С., 2007) розглядалися ефекти кількох заходів для запобігання розвитку харчового рахіту в доношених дітей. У дослідженні, проведеному в Туреччині, у жодного з 300 дітей, які отримували вітамін D, не розвинувся рахіт у порівнянні з 14 з 372 дітей контрольної групи. Рандомізоване контрольоване дослідження, проведене за участю китайських дітей, показало, що прийом вітаміну D запобігає рентгенографічним ознакам рахіту у віці 6 міс (SpeckerB. L., 1992). Аналогічно, дворічні дані канадського дослідження показали, що не було жодного випадку рентгенологічно підтвердженого рахіту серед немовлят, які регулярно отримували вітамін D (WardL. M., 2007).

Згідно з дослідженнями Winzenberg (2010), добавки вітаміну D добре переносилися. Так само жодне з досліджень, включених у огляд Yakoob (2016), не повідомляло про будь-який несприятливий вплив добавок вітаміну D. У нещодавньому Кокранівському огляді оцінювались побічні ефекти перорального прийому вітаміну D. Було виявлено, що суттєвих відмінностей у ризику розвитку гіперкальціурії, гіперкальціємії чи гіперфосфатемії між пероральним прийомом вітаміну D і плацебо немає (Huey S., 2019). Таким чином, прийом вітаміну D у ранньому дитячому віці дає змогу запобігти розвитку рахіту і сприяє здоровому розвитку опорно-рухової системи дитини.

Дефіцит вітаміну D та інфекційні захворювання

Cannell та співавт. (2008) припустили, що грип є сплячим вірусним захворюванням, яке активується в разі дефіциту вітаміну D, оскільки сезонні коливання захворюваності на грип пояснювали річні коливання рівня 25(OH)D через відсутність сонячного світла.

Гіпотеза дефіциту вітаміну D так само пояснювала наступні спостереження (Mawson, 2013):

• поява грипу взимку, коли рівень вітаміну D є найнижчим;
• зниження частоти грипу в сонячну пору року;
• збільшення поширеності грипу в тропіках та інших районах під час сезону дощів;
• зниження захворюваності на застудні захворювання в дітей, які зазнають впливу сонячного світла.

Інші спостереження Cannell та співавт. (2006) також свідчать про зв’язок між рівнем вітаміну D і захворюваністю на респіраторні інфекції:

• у добровольців, заражених живим вірусом грипу, ймовірність розвитку лихоманки і серологічних ознак імунної відповіді була більшою взимку, ніж у літні місяці;
• дефіцит вітаміну D підвищує сприйнятливість дітей до респіраторних інфекцій;
• ультрафіолетове випромінювання знижує захворюваність на вірусні респіраторні інфекції;
• добавки вітаміну D зменшують частоту респіраторних інфекцій у дітей.

Greiller і Martineau (2015) також повідомили, що дефіцит вітаміну D пов’язаний з більшим ризиком розвитку гострих респіраторних вірусних інфекцій (ГРВІ). Інше дослідження (TelcianA. G., 2017) з використанням епітеліальних клітин бронхів людини, інфікованих респіраторно-синцитіальними вірусами і риновірусами, показало, що ці віруси зменшують кількість рецепторів до вітаміну D, а екзогенний вітамін D підвищує противірусний захист. У роботі M. W. Pletz (2014) був виявлений негативний зв’язок між рівнем 1,25(OH)2D і тяжкістю пневмонії.

Urashima та співавт. (2010) провели рандомізоване подвійне сліпе плацебо-контрольоване дослідження, у якому порівнювали вплив добавок вітаміну D і плацебо на частоту сезонного грипу А у школярів. Грип А виник у 10,8% зі 167 дітей групи, що приймала вітамін D, порівняно з 18,6% зі 167 у групі плацебо. У дітей з попереднім діагнозом астми частота нападів також була значно нижчою в групі, що приймала добавки вітаміну D, порівняно з групою плацебо (р = 0,006). Це дослідження показує, що добавки вітаміну D взимку можуть знизити захворюваність на грип А.

Наше розуміння метаболізму і біологічних ефектів вітаміну D за останні роки зросло в геометричній прогресії. Стало зрозуміло, що він виявляє широку імуномодулювальну дію. Активний фермент, що утворює вітамін D, 1α-гідроксилаза, експресується епітелієм дихальних шляхів, альвеолярними макрофагами, дендритними клітинами й лімфоцитами, що вказує на те, що активний вітамін D може вироблятися локально в легенях і чинити імуномодулювальну дію (Hansdottir, 2011).

Вважається, що в основі захисного ефекту вітаміну D лежить його здатність стимулювати вроджений імунітет і зменшувати запалення (Chin C., 2005). Вроджений імунітет відрізняється від адаптивного тим, що перший швидко реагує на мікроорганізми за допомогою генетично закодованих ефекторів, зокрема антимікробних пептидів (АМП; Holzinger D., 2007). Активна форма вітаміну D, 1,25(OH)2D, стимулює експресію «ендогенних антибіотиків» АМП у моноцитах, нейтрофілах та епітеліальних клітинах людини (MoraJ. R., 2008). AMП захищають епітеліальні поверхні, руйнуючи ліпопротеїнові мембрани мікроорганізмів, таких як віруси грипу.

При інвазії патогену розпізнавання мікробних частинок Toll-подібними рецепторами індукує вітамін D-залежний внутрішньоклітинний ланцюг, що призводить до експресії кателіцидину, який посилює мікробіцидну здатність моноцитів (BakerA. R., 1988) і дефензинів, що блокують вірусну інфекцію, впливаючи безпосередньо на віріон або на клітину-мішень і опосередковано запобігаючи вірусній інфекції (SuttonA. L., 2003). Один із дефензинів (ретроциклін-2) пригнічує інфекцію вірусу грипу, блокуючи злиття мембран, опосередковане вірусним гемаглютиніном (DebD. K., 2004).

Враховуючи імунорегуляторні властивості вітаміну D, його застосування має широкі перспективи у профілактиці інфекційної патології в дітей, у тому числі ГРВІ дихальних шляхів, що особливо актуально в період пандемії COVID-19.

Діти і COVID-19

Про тяжкість COVID-19 у педіатричної популяції відомо небагато. C. Eastin та співавт. (2020) провели ретроспективне дослідження, яке охоплювало пацієнтів віком до 18 років (n=2 143), у яких підозрювали (65,9%) або підтвердили (34,1%) наявність COVID-19. Серед дітей безсимптомний перебіг мали 4,4%, легкий – 50,9%, перебіг середньої тяжкості – 38,8%, і лише 5,9% мали тяжкий або критичний COVID-19. Найбільшу частку тяжких або критичних хворих становили немовлята (32%), далі – діти дошкільного віку (1–5 років) – 28,8%. Половина (7) з 13 критичних пацієнтів були віком до 1 року.

І хоча більша частина дітей переносить COVID-19 досить легко, деякі з них мають високий ризик тяжкого перебігу захворювання, а саме:

• немовлята віком до 1 року;
• діти, які мають хронічні хвороби легень, бронхіальну астму, цукровий діабет, вроджені хвороби серця або ожиріння;
• діти з імуносупресивними станами;
• діти з орфанними захворюваннями.

Результати клінічних досліджень свідчать, що недостатній рівень вітаміну D є незалежним фактором ризику інфікування COVID-19 і госпіталізації. У дослідження M. Gündüz (2020), яке охоплювало 262 пацієнта з підтвердженим COVID-19 і 157 здорових представників групи контролю, середній рівень вітаміну D у групі COVID-19 (12,8±8,9 нг/мл) був значно нижчим, ніж у контрольній групі (15,2±12,1 нг/мл; p=0,015). Показник пацієнтів з умістом вітаміну D <10 нг/мл у групі COVID-19 (49,6%) був значно вищим, ніж у контрольній групі (39,5%; p=0,044). Було виявлено, що в тих, у кого рівень вітаміну D був <10 нг/мл, ризик зараження COVID-19 був у 1,508 раза вищий порівняно з тими, хто мав рівень ≥10 нг/мл (відношення шансів (ВШ) 1,01–2,252).

У роботі E. Merzon (2020), n=14 000, також було показано зв’язок між низьким рівнем 25(OH)D у плазмі і підвищеною ймовірністю зараження COVID-19 і госпіталізацією через SARS-CoV-2-інфекцію. Дослідження K. Yılmaz (2020) показало, що пацієнти з COVID-19 мали значно нижчий рівень вітаміну D, ніж пацієнти контрольної групи. Лихоманка була значно вищою в пацієнтів із COVID-19, які мали дефіцит вітаміну D, ніж у пацієнтів, які мали достатній його рівень. До того ж А.G. Panagiotou та співавт. (2020) показали, що вища поширеність дефіциту вітаміну D спостерігалася в пацієнтів, які потребували госпіталізації до відділення інтенсивної терапії, порівняно з пацієнтами, які перебували в медичних відділеннях.

Добавки вітаміну D для профілактики інфекцій

Враховуючи імунорегуляторні властивості віта­міну D, а також підвищений ризик тяжкого перебі­гу інфекційних захворювань, зокрема COVID-19, при його нестачі, застосування вітаміну D доцільне не лише для профілактики рахіту, а й для підтрим­ки імунітету в період пандемії. Важливо також мати на увазі, що ризик розвитку дефіциту вітаміну D у зимово-весняний період ви­щий, що пов’язано з недостатньою кількістю уль­трафіолетового випромінювання в цей період. Саме тому в 2021 р. NICE (Національний інститут охо­рони здоров’я та досконалості медичної допомоги) опублікував рекомендації щодо застосування віта­міну D у період пандемії, в яких зазначено, що діти від народження до 1 року повинні обов’язково от­римувати щоденну добавку вітаміну D до 1000 МО на добу.

На вітчизняному ринку представлена добавка вітаміну D у зручній формі крапель – Кроха D3 (дистриб’ютор – компанія Євролек-­Україна). Одна крапля масляного розчину містить 250 МО вітаміну D3 (6,25 мкг холекальциферолу), що дає змогу легко підібрати необхідне для дитини дозування.

Кроха D3 рекомендується дітям раннього і грудного віку, які знаходяться на грудному та змішаному вигодовуванні, в якості додаткового джерела холекальциферолу. Дозу та тривалість прийому Кроха D3 у дітей визначає лікар відповідно до затверджених протоколів.

Таким чином, додаткове надходження вітаміну D в грудному і ранньому віці необхідне не лише у зв’язку з підвищеною потребою у вітаміні D у період активного росту й розвитку скелету, але й для захисту від інфекційних захворювань, що особливо важливо в період пандемії COVID-19.

Список літератури

1. Holick M. ^F. Resurrection of vitamin D deficiency and rickets. J Clin Invest. 2006;116(8):2062–72. doi: 10.1172/JCI29449.

2. Julies P. et al. Nutritional rickets under 16 years: UK surveillance results. Arch Dis Child. 2020;105(6):587–592. doi: 10.1136/archdischild-2019–317934

3. Jullien S. Vitamin D prophylaxis in infancy. BMC Pediatrics. Vol. 21, Article number: 319 (2021).

4. Mawson A. R. Role of Fat-Soluble Vitamins A and D in the Pathogenesis of Influenza: A New Perspective. International Scholarly Research Notices. Vol. 2013, Article ID246737, 26 p., 2013. https://doi.org/10.5402/2013/246737

5. Derbyshire E., Delange J. COVID-19: is there a role for immunonutrition, particularly in the over 65s? BMJNPH. 2020;0:1–6. doi:10.1136/bmjnph-2020–000071

6. Hansdottir S., Monick M. M. Chapter Nine – Vitamin D Effects on Lung Immunity and Respiratory Diseases. Vitamins & Hormones. 2011;86:217–237.

7. Hansdottir S. et al. Vitamin D decreases respiratory syncytial virus induction of NF-kappaB-linked chemokines and cytokines in airway epithelium while maintaining the antiviral state. J Immunol. 2010;184(2):965–74. doi: 10.4049/jimmunol.0902840. Epub 2009 Dec 11.

8. Dong Y., Mo X., Hu Y. et al. Epidemiological characteristics of 2143 pediatric patients with 2019 coronavirus disease in China. Pediatrics. 2020. doi: 10.1542/peds.2020–0702.

9. Gündüz M., Karaaslan E. COVID-19 reminds us: community vitamin D deficiency. Ann Ital Chir. 2020;91:673–678.

10. Merzon E. et al. Low plasma 25(OH) vitamin D level is associated with increased risk of COVID-19 infection: an Israeli population-based study. FEBS J. 2020;287(17):3693–3702. doi: 10.1111/febs.15495

11. NICE guideline. COVID-19 rapid guideline: vitamin D. 17 December 2020.

12. Nair R., Maseeh A. Vitamin D: The «sunshine» vitamin. J Pharmacol Pharmacother. 2012;3(2):118–126. doi: 10.4103/0976–500X.95506

Підготувала Анастасія Романова