Im niższy jest poziom tej witaminy, tym większe prawdopodobieństwo otyłości?

Niedawne studia nad wpływem niedoboru witaminy D u matek na programowanie biologii tkanki tłuszczowej u dzieci potwierdziły jednak prewencyjny efekt metaboliczny odpowiedniego poziomu witaminy D. Celem niniejszego przeglądu jest podsumowanie stanu wiedzy na temat związku między witaminą D a otyłością oraz wpływu niedoboru witaminy D u matek na metabolizm u dzieci. Artykuł jest skróconą i uproszczoną wersją publikacji naukowej.

***

Witamina D odgrywa ważną rolę w utrzy­maniu homeostazy fosforanów i wapnia oraz istotną funkcję w utrzymaniu zdrowia kości i mięśni. Od kilku lat przyciąga coraz większą uwagę, ze względu na ponowny wzrost jej niedoborów u dzieci i dorosłych na całym świecie oraz korzyści, z jakimi wiąże się jej przyjmowanie, w tym dla zdrowia kardiometabolicznego.

W kontek­ście tego ostatniego badania in vitro jasno określiły wpływ witaminy D na kluczowe parametry tkanki tłuszczowej i biologię adipocytów, czyli komórek tłuszczowych, w tym adipogenezę (tworzenie tkanki tłuszczowej) i regulację ekspresji genów, w odpowiedzi na homeostazę (stan zdrowej równowagi) energetyczną i stan zapalny.

Wszystkie badania dowodzą, że witamina D korzystnie wpływa na fizjologię tkanki tłuszczowej, co skłania do dalszych badań nad związkiem pomiędzy poziomem wita­miny D a nadwagą i otyłością. Niniejszy przegląd ma na celu podsumowanie stanu wiedzy na temat tego związku.

Źródła i wchłanianie witaminy D

Witamina D jest wyjątkowa, ponieważ może być pozy­skiwana zarówno z pożywienia, jak i wytwarzana przez nasz organizm, co oznacza, że ma właściwości zarówno witaminy, jak i hormonu. Powstaje w skórze wystawionej na działanie promieniowania słonecznego, w szczególności promieni UVB, które syntetyzują pre-witaminę D3.

Ta jest następnie przekształcana do witaminy D3 pod wpływem ciepła i wchłaniana do krążenia. Tam łączy się z białkiem wiążącym witaminę D i zostaje przetransportowana do wątroby, a następnie nerek, gdzie ostatecznie powstaje jej aktywna forma.

Rzeczywisty udział endogennej produk­cji witaminy D jest nadal przedmiotem dyskusji: niektóre artykuły twierdzą, że endogenna synteza zaspokaja 70–90% potrzeb organizmu, podczas gdy inne sugerują, że jest to tylko 10–25%. Ilość endogennie wytwarzanej wita­miny D3 pozostaje zmienna i zależy od kilku czynników, w tym między innymi od szerokości geograficznej, stopnia zanieczyszczenia powietrza, pory roku, stosowania ochrony przeciwsłonecznej, rodzaju noszonej odzieży, trybu życia, koloru skóry i wieku.

Witamina D występuje w dwóch formach: witaminy D3, która jest wytwarzana w skórze i znajduje się w żywności, oraz wita­miny D2, która jest wytwarzana przez rośliny i grzyby. 

Metabolizm witaminy D

Po spożyciu i wymieszaniu z kwasami żółciowymi, wita­mina D ulega wchłonięciu w środkowej części jelita cienkiego i wraz z osoczem trafia do wątroby, gdzie ulega przemianie, podobnie jak witamina wytwarzana w skórze pod wpływem promieni słonecznych, w kalcydiol (meta­bolit witaminy D–25-(OH)D). Następnie kalcydiol trafia do nerek, gdzie powstaje aktywna forma witaminy D, czyli 1α,25-dihydroksywitamina D (1,25(OH)2D).

Receptor witaminy D, czyli miejsce na powierzchni komórek, z którym łączy się aktywna witamina D, pośredniczy w większości reakcji biologicznych. Jego wszechobecna dystrybucja wyjaśnia, dlaczego aż ponad 1000 genów jest bezpośrednio lub pośrednio regulowa­nych przez witaminę D.

Podejrzewa się, że ten genomowy efekt napędza znaczną część procesów biologicznych, powiązanych z witaminą D, zachodzących w kontekście otyłości.

Opisano przy tym kilka epigenetycznych efektów działania witaminy D (działanie epigenetyczne polega na wywieraniu pływu na ekspresję określonych genów – obrazowo rzecz ujmując, ich włączanie i wyłączanie – bez zmiany sekwencji genetycznej), w tym metylację DNA (przyłączanie grup metylowych do określonych nukleotydów w celu regulacji ekspresji genu), regulację ekspresji niektórych mikro-RNA (miRNA, to jedno­niciowa cząsteczka RNA, regulująca ekpresję innych genów), ekspresję miRNA związaną ze stanem zapalnym w adipocytach (komórki tłuszczowe).

Jaki jest związek między witaminą D a otyłością?

Wysunięto wiele hipotez na ten temat. Nie można przy tym wykluczyć różnic w stylu życia między osobami z oty­łością i bez otyłości, w tym nawyków żywieniowych, sie­dzącego trybu życia lub nawyków odzieżowych.

Z powodu wtórnej nadczynności przytarczyc związanej z otyłością może także dochodzić do zahamowania syntezy wątro­bowej witaminy D, ale kluczowym mechanizmem wydaje się być sekwestracja (wyłapywanie) witaminy D, ponieważ nadmiar tkanki tłuszczowej towarzyszący otyłości może magazynować witaminę D, zmniejszając tym samym jej stężenie w osoczu.

Wysunięto także alternatywne hipotezy, które winą za obniżenie poziomu witaminy D obarczają zmiany w jej metabolizmie, zwłaszcza w tkance tłusz­czowej. 

Wspomniana hipoteza sekwestracji witaminy D w tkance tłuszczowej, wyjaśnia także, dlaczego otyłość zmniejsza efekt jej suplementacji – stężenie witaminy D w surowicy było niższe u osób otyłych w porównaniu z grupą o prawidłowej masie ciała, a zwiększenie dawek nie wpłynęło znacząco na poziom witaminy D w osoczu. Istnieje zatem pilna potrzeba opracowania sposobu opty­malnej suplementacji dla osób z otyłością.

Niski poziom witaminy D w osoczu jest również związany z częstym występowaniem otyłości u dzieci, dorosłych i starszych kobiet, a jej niskie spożycie może być predyk­torem (czynnikiem pozwalającym na przewidywanie wystąpienia choroby) późniejszej otyłości i zespołu metabo­licznego.

Niektóre badania wykazały także związek między polimorfizmami (różnorodnością) receptorów witaminy D a BMI, markerami otyłości i otyłością. Co ciekawe, donie­siono, że owa różnorodność może wpływać na zmiany trzewnej tkanki tłuszczowej i obwodu talii u osób suple­mentowanych witaminą D.

Jedno z badań sugeruje nato­miast, że niski poziom 25(OH)D ma niewielki lub żaden wpływ na BMI, że otyłość powoduje obniżenie poziomu witaminy D w osoczu i że wzrost masy ciała o 1 kg pro­wadzi do spadku stężenia 25(OH)D o 1,15%. Wykazano również, że utrata masy ciała może poprawić stężenie witaminy D w osoczu, a utrata masy ciała o około 10 kg bez suplementacji może zwiększyć jej stężenie w osoczu.

Jak niedobór witaminy D u matki wpływa na otyłość dziecka?

Badania odkrywają przed nami rolę witaminy D podczas ciąży. Jej odpowiednie spożycie w tym czasie jest nie­zbędne zarówno dla zdrowia matki, jak i płodu. Niedo­bory mogą bowiem zwiększać ryzyko stanu przedrzu­cawkowego i cukrzycy ciążowej, ryzyko hipotrofii (płód jest zbyt mały względem wieku ciążowego) i zmniejszenia masy urodzeniowej oraz mniejszego obwodu głowy dziecka.

Zasugerowano ponadto, że istnieje związek między zawartością witaminy D w osoczu matki a para­metrami, charakteryzującymi otyłość u dzieci. W kohorcie 977 ciężarnych kobiet niskie stężenie witaminy D w 34 tygodniu ciąży wiązało się z niską procentową masą tkanki tłuszczowej przy urodzeniu i wysoką procentową masą tkanki tłuszczowej u dzieci w wieku 4 i 6 lat.

Podobne wyniki zaobserwowano w kohorcie 922 par matka­-dziecko, gdzie zwiększone stężenie witaminy D w osoczu matki w 15 tygodniu ciąży wiązało się ze zmniejszonym procentem tkanki tłuszczowej u potomstwa. 

W innej kohorcie obejmującej 4903 matek i ich dzieci, poważny niedobór witaminy D u matki w czasie ciąży wiązał się z wyższym procentem masy tłuszczowej i niższym procentem beztłuszczowej masy ciała u dzieci w wieku 6 lat.

W kohorcie 568 par matka-dziecko, chłopcy, urodzeni przez matki z niedoborem witaminy D, mieli wyższy procent masy tłuszczowej i niższy procent masy beztłuszczowej w wieku 5 lat. Z kolei w kohorcie 292 par matka-noworodek niski poziom witaminy D u matki był związany z większą powierzchowną i głęboką objętością podskórnej tkanki tłuszczowej brzucha u noworod­ków.

Inne badania kliniczne wykazały, że poziom wita­miny D matki ma wpływ na BMI, masę ciała i obwód talii u potomstwa. Rzeczywiście, stężenia witaminy D podczas ciąży były odwrotnie skorelowane z BMI i obwodem talii u dzieci w wieku 4 i 6 lat, ale także z wysokim ryzykiem nadwagi u płodu i noworodka.

Dowody ze wszystkich wymienionych badań epidemio­logicznych potwierdzają zatem rolę stężenia witaminy D u matki w programowaniu rozwoju otyłości u potom­stwa. Jednak nie ma zbyt wielu badań długoterminowych (obserwacja do wieku dorosłego) w tej materii.

Jedyne badanie z długoterminową obserwacją, trwającą 20 lat, nie wykazało związku między statusem witaminy D u matki a późniejszymi czynnikami ryzyka kardiometabolicznego, a wczesne mechanizmy zaangażowane w to programowa­nie pozostają do wyjaśnienia. 

Wnioski

Nawet jeśli lecznicza rola suplementacji witaminy D pozostaje do ustalenia, jej rola zapobiegawcza wydaje się dowiedziona, a niski poziom witaminy D w osoczu zde­finiowano, jako predyktor przyrostu masy ciała. Należy zauważyć, że ten zapobiegawczy efekt jest wspierany przez badania obserwacyjne, opisujące wpływ niedoboru witaminy D u kobiet w ciąży na programowanie metabo­liczne ich dzieci.

Podsumowując, dowody z badań wskazują na prewencyjny wpływ odpowiedniego poziomu witaminy D na otyłość, ale potencjalna terapeutyczna rola suplementacji w przy­padku otyłości pozostaje nierozstrzygnięta. W praktyce klinicznej konieczne jest zatem utrzymanie prawidłowego poziomu witaminy D w celu zapobiegania otyłości.