Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Дефицит витамина D: современный взгляд на проблему (обзор литературы) 14
1.1. Метаболизм витамина D и его биологические функции в организме человека 14
1.1.1. Геномные, эпигеномные и негеномные действия витамина D 16
1.2. Содержание активных метаболитов витамина D как показатель обеспеченности витамином D 26
1.3. Понятие недостаточности и дефицита витамина D и факторы, влияющие на уровень обеспеченности витамином D 27
1.4. Распространнность низкой обеспеченности витамином D 30
1.5. Существующие схемы профилактики и коррекции гиповитами-иноза D 33
1.5.1. Фортификация продуктов питания витамином D, как способ профилактики дефицитных состояний 33
1.5.2. Антенатальная и постнатальная профилактика гиповитаминоза D 35
1.5.3. Схемы дозирования препаратов холекальциферола для профилактики и коррекции гиповитаминоза D 38
Глава 2. Материалы и методы исследования 45
2.1. Этическая экспертиза 45
2.2. Клинико-анамнестические сведения детей, включнных в исследование и опросные методы исследования 45
2.3. Этапы исследования и характеристика групп детей, сформированных для анализа данных 47
2.4. Лабораторные методы исследования 50
2.5. Статистические методы исследования 52
Глава 3. Статус витамина D у детей раннего возраста на юге России 53
3.1. Распространнность низкой обеспеченности витамином D у детей, проживающих на Юге России 53
3.2. Особенности обеспеченности витамином D у детей раннего возраста, проживающих на Юге России 54
3.3. Влияние длительности исходного прима различных профилактических доз на обеспеченность витамином D 55
Глава 4. Эффективность и безопасность коррекции гиповитаминоза D лечебными дозами ХО лекальциферола у детей раннего возраста 65
4.1. Оценка результатов месячного курса коррекции гиповитаминоза D у детей раннего возраста 67
4.2. Анализ эффективной среднесуточной дозы в рамках курса коррекции гиповитаминоза D 72
4.3. Оценка безопасности предложенной схемы коррекции 77
Глава 5. Профилактический приём водного раствора холекальциферола: оценка эффективности и безопасности 82
5.1. Оценка результатов профилактического курса у детей раннего возраста 84
5.2. Характер взаимосвязи динамики уровня кальцидиола и среднесуточной дозы холекальциферола на профилактическом этапе 88
5.3. Анализ обеспеченности витамином D у детей в зависимости от комплайенса прима холекальциферола 91
Глава 6. Результаты внедрения национальной программы у детей раннего возраста на юге России 100
6.1. Структура и эффективность использования профилактических дозировок на фоне внедрения Национальной программы 100
6.2. Сравнительная оценка обеспеченности витамином D детей в 2013-2016 гг. и 2018-2019гг. 101
6.3. Анализ среднесуточной дозы, рассчитанной на килограмм массы тела в рамках двух этапов исследования 104
Заключение 107
Выводы 116
Практические рекомендации 118
Перспективы дальнейшей разработки темы 119
Список сокращений 120
Список литературы 121
Приложения 153
- Геномные, эпигеномные и негеномные действия витамина D
- Влияние длительности исходного прима различных профилактических доз на обеспеченность витамином D
- Оценка результатов профилактического курса у детей раннего возраста
- Анализ среднесуточной дозы, рассчитанной на килограмм массы тела в рамках двух этапов исследования
Геномные, эпигеномные и негеномные действия витамина D
Витамин D и его аналоги являются природными лигандами ядерного рецептора витамина D (VDR), широко распространнного в клетках различных типов, органах и тканях (рисунок 1) [184]. В тканях-мишенях кальцитриол связывается с VDR, членом семейства ядерных рецепторов лиганд-активируемых факторов транскрипции, который индуцирует как геномную, так и негеномную регуляцию. Геномное действие витамина D зависит от его способности регулировать транскрипцию генов посредством связывания VDR с ретиноидным рецептором (RXR). VDR/RXR представляет собой гетеродимерный комплекс, способный связываться со специфическими элементами ответа на витамин D (VDRE), присутствовать в нескольких генных промоторах и активировать или ингибировать транскрипцию генетических мишеней, участвующих в различных клеточных процессах. Также показано, что активированная витамином D транскрипция гена может регулироваться из дистальных участков на промоторах гена множественными энхансерами, которые вкраплены в интронных и межгенных областях [139].
Комплекс VDR/RXR участвует в регуляции многих ключевых путей транскрипции, наиболее важными из которых являются те, которые активируются инсулином, трансформируя фактор роста и различные цитокины [47, 221]. Витамин D также способен модулировать важные клеточные процессы, такие как аутофагия, апоптоз, клеточный цикл, эндоцитоз, клеточная адгезия, аксональное наведение и ремоделирование актина [131, 184]. Следовательно, регуляция транскрипционных процессов активированным комплексом VDR/RXR ответственна за фенотипическую стабильность.
Тот же комплекс VDR/RXR способен регулировать эпигенетические механизмы, участвующие в поддержании процессов транскрипции. Примером является VDR/RXR-опосредованный рекрутинг гистонацетилтрансфераз [22]. Витамин D также способен регулировать статус метилирования островков CpG в промоторах своих генов-мишеней, индуцируя экспрессию ключевых ги стоновых лизин-специфических деметилаз 1 и 2 (LSD1, LSD2) [22, 221].
Гиперметилирование промоторов генов увеличивается с возрастом и может быть связано с возникновением ряда возрастных расстройств, таких как рак, сердечно-сосудистые и неврологические заболевания, которые связаны с низким уровнем витамина D в плазме [109, 195, 245].
Негеномные действия витамина D связаны с активацией VDR, в другой конфигурации, и ERp57/GRp58/ERp60, также известного как MARRS (мембранно-связанный быстрый ответный стероидсвязывающий белок), оба расположены в кавеолах и липидных рафтах в мембране. Стимуляция этих рецепторов связана с активацией сигнальных путей с участием киназ, фосфатаз и ионных каналов [146]. Витамин D участвует в регуляции экспрессии Klotho-трансмембранного белка [234]. Klotho проявляет антиоксидантное действие через два основных пути: (1) ингибирование инсулина/ИФР 1, и каталазы [212, 234]; (2) фосфорилирование пути PI3K/Akt, что приводит к повышенной экспрессии пероксиредоксинов и тиоредоксинредуктазы 1 [70, 212].
Дефицит витамина D, вероятно, приводит к снижению экспрессии Klotho, и, как следствие, к нарушению гомеостаза окислительно-восстановительной системы. Потеря этого контроля является определяющим фактором для возникновения многих возрастных расстройств [70, 222]
В последнее десятилетие были получены данные о связи низкого уровня витамина D с повышенным риском гипертонии, ИБС и инсульта. VDR широко распространен по всей сердечно - сосудистой системе. Рецептор витамина D присутствует в эндотелии, гладкой мускулатуре сосудов и кардиомиоцитах [5, 20, 69, 109, 249] и может защищать от атеросклероза за счет ингибирования поглощения холестерина макрофагами, уменьшения пролиферации клеток гладких мышц сосудов, уменьшения экспрессии молекул адгезии в эндотелиальных клетках и путем ингибирования высвобождения цитокинов из лимфоцитов [54].
Мета-анализ, изучающий связь между статусом витамина D и диабетом 2 типа, показал, что у людей с уровнем 25(OH)D 25 нг/мл по сравнению с людьми с уровнем 14 нг/мл риск развития диабета 2 типа был на 43% ниже, а прим витамина D 500 МЕ/сутки по сравнению с 200 МЕ/день снизил риск на 13% [107]. Проспективное исследование, в котором приняли участие более 2000 участников, показало, что прим препаратов холекальциферола снижает риск перехода от предиабета к диабету на 62% [227].
Обратная связь между уровнем материнского 25(OH)D и риском развития диабета 1 типа у потомства была показана в популяционном групповом исследовании с участием около 30 000 беременных женщин. Шансы развития диабета 1 типа у женщин с низким уровнем кальцидиола были более чем в два раза выше, чем у женщин с нормальным уровнем 25(OH)D [116].
В когортном исследовании с участием более 10 000 детей было показано, что регулярное добавление 2000 МЕ витамина D в день в течение первого года жизни сопровождалось снижением риска развития диабета 1 типа на 88% на более позднем этапе жизни по сравнению с теми, кто не принимал добавки [67, 107].
За последнее десятилетие большой объем литературных данных эпидемиологических исследований, экспериментов на животных и клинических испытаний на людях показал связь между дефицитом витамина D, полиморфизмами гена VDR и несколькими центральными или периферическими нейроде-генеративными заболеваниями, особенно рассеянным склерозом, боковым амиотрофическим склерозом, болезнью Паркинсона и болезнью Альцгеймера, а также психоневрологическими расстройствами, такими как депрессия, аутизм и шизофрения [135, 155, 194, 201, 218, 241, 271, 278]. В центральной нервной системе (ЦНС) витамин D синтезируется и локально метаболизируется благодаря экспрессии CYP27B1 в нейрональных клетках и глие. VDR в изобилии присутствует в различных областях мозга, особенно в мозжечке, гиппокампе, черной субстанции, базальном переднем мозге, префронтальной коре и гипоталамусе [104, 184].
Это может объяснить роль витамина D в регуляции основных процессов как в развивающемся, так и в зрелом мозге посредством геномных и негеномных действий. Геномные действия витамина D в развивающемся мозге включают регуляцию пролиферации и дифференцировки нервных стволовых клеток, дифференцировку олигодендроцитов и развитие дофаминергических нейронов, в то время как в мозге взрослого они модулируют нейрогенез в области гиппо-кампа и синтез нейротрансмиттеров, таких как дофамин, -аминомасляная кислота (ГАМК) и серотонин [111, 238].
Влияние длительности исходного прима различных профилактических доз на обеспеченность витамином D
В исследуемой группе проведн ретроспективный анализ профилактического прима препаратов холекальциферола. Дотация препарата осуществлялась менее чем у половины детей – 78 (47,6%). На первом году жизни частота прима препаратов холекальциферола составила 62,0%, на втором и третьем годах – 51,0% и 20,5% соответственно. Установлено, что из общей группы детей, имеющих в анамнезе прием препаратов витамина D, среди детей старше двух лет всего 9 (11,5%) детей, детей второго года - 25 (32,1%), а большую часть группы детей, принимающих холекальциферол, составляют дети первого года жизни – 44 (56,4%).
Дети этой группы, в отличие от не принимавших препараты витамина D детей, отличаются более высоким содержанием 25(ОН)D, медиана составила 28,9 [19,9–41,6] нг/мл и 21,2 [14,1–26,4] нг/мл соответственно (р0,001).
На рисунке 5 представлены сравнительные данные о структуре обеспеченности витамином D детей от 1 месяца до 3 лет, принимавших и не принимавших препараты холекальциферола накануне исследования.
В ходе анализа данных, представленных на рисунке 5 установлено, что у детей получающих дополнительную дотацию витамина D, нормальный уровень кальцидиола (более 30 нг/мл) присутствовал у 35 (44,9%) обследуемых, у детей без дотации – лишь у 11 (12,8%) детей (p 0,001), недостаточность диагностирована у 23 (29,5%) и 35 (40,7%) детей, дефицит витамина D определялся у 16 (20,5%) и 32 (37,2%) детей, тяжлый дефицит витамина D выявлен у 4 (5,1%) и у 8 (9,3%) детей соответственно (p=0,01).
На рисунке 6 представлены данные о структуре обеспеченности витамином D детей второго и третьего года жизни.
Анализ представленных на рисунке 6 данных, показывает, что среди детей второго и третьего года жизни присутствует тенденция к увеличению доли нормально обеспеченных витамином D детей при дополнительном его приеме.
В группе детей младше года, получающих дотацию холекальциферола, уровень 25(ОН)D сыворотки был достоверно выше, по сравнению с аналогичным показателем в группе детей, не принимающих препараты витамина D – 33,8 [25,7–48,1] нг/мл и 21,2 [12,0–27,2] нг/мл (р0,00001).
На рисунке 7 продемонстрированы показатели обеспеченности витамином D у детей грудного возраста в зависимости от прима препаратов холе-кальциферола.
Нормальную обеспеченность витамином D показали 26 (59,1%) детей, имеющих саплементацию рациона препаратами холекальциферола и лишь 6 (22,2%) детей, не имеющих в своем рационе дополнительной дотации (р0,01), недостаточность обнаружена у – 10 (22,7%) и 8 (29,6%) обследуемых, дефицит у – 6 (13,6%) и 7 (26,0%) детей, тяжелый дефицит зарегистрирован у 2 (4,6%) и 6 (22,2%) детей соответственно (р=0,02).
На уровень 25(ОН)D плазмы оказывают существенное влияние не только сам факт прима препаратов холекальциферола, но длительность приема и применяемая доза витамина D. Установлена прямая корреляционная связь между длительностью приема и уровнем обеспеченности кальцидиолом (r= 0,4, p=0,004)
Анализ влияния длительности приема профилактических доз демонстрирует, что использование витамина D курсом менее 8 недель не способно создать оптимального уровня витамина D в организме ребенка. Медиана уровня кальцидиола в этой группе составила 17,6 [13,2–25,9] нг/мл (рисунок 8).
Профилактический курс приема препаратов холекальциферола длительностью хотя бы 8-15 недель уже имеет преимущество перед курсом до 8 недель – 25,2 [22,0–27,2] нг/мл. Достоверно повышается уровень 25(ОН)D при длительности прима препаратов витамина D длительностью 16-23 недели – 46,1 [16,6–47,6] нг/мл (р=0,05) и более 24 недель – 34,8 [16,2–96,5] нг/мл (р0,01).
На рисунке 9 представлены данные о структуре обеспеченности витамином D детей раннего возраста в зависимости от длительности предшествующего прима препаратов холекальциферола.
При анализе обеспеченности витамином D в зависимости от длительности сапплементации рациона установлено, что прим витамина D более 8 недель приводит к значительному сокращению детей с дефицитом и недостаточностью витамина D. Так, прим на протяжении 16-23 недель свл к нулю число детей с тяжлым дефицитом и сопровождался достоверным приростом числа детей с оптимальной обеспеченностью витамином D, при сравнении с курсом приема до 8 недель – c 16,7% до 56,6% (р0,01).
Помесячный анализ динамики уровня кальцидиола сыворотки у детей на протяжении первого года жизни в зависимости от длительности приема препаратов холекальциферола представлен на рисунке 10.
На рисунке 10 продемонстрировано, что по мере увеличения возраста детей и, соответственно, длительности прима препаратов витамина D уровень 25(ОН)D сыворотки нарастает, однако эта кривая носит неравномерный характер. Максимальный повышательный тренд, что вполне закономерно, зарегистрирован в интервале от первого к четвртому месяцу, причм если в первые три месяца уровень соответствует дефициту и недостаточности, то к исходу четвртого достигает максимальных значений.
Оценка результатов профилактического курса у детей раннего возраста
Уровень 25(ОН)D по итогам профилактического курса значительно снизился, практически достигнув исходных значений – с 48,4 [46,4–52,3] нг/мл до 29,3 [24,7–38,6] нг/мл (p 0,00000001) ( таблица 12).
На рисунке 20 представлена структура обеспеченности детей витамином D до, на фоне месячного курса коррекции и по итогам профилактического курса прима препаратов холекальциферола.
Из представленных на рисунке 20 данных видно, что в целом по сравнению с исходными результатами по итогам исследования удалось полностью ликвидировать тяжлый дефицит витамина D (уровень ниже 10 нг/мл), дефицит в диапазоне от 10 нг/мл до 20 нг/мл в начале работы выявлялся у 36 (29,8%), а по окончании профилактического курса – лишь у 13 (10,7%) детей (p 0,001), число удовлетворительно обеспеченных витамином D детей возросло с 30 (24,8%) детей до 58 (47,9%) (p 0,001).
С другой стороны, при сопоставлении уровня 25(ОН)D после курса коррекции лечебными дозами и по итогам профилактического курса выявлено, что число детей с нормальной обеспеченностью сократилось вдвое – с 102 (84,3%) до 58 (47,9%) (p 0,001), а число детей с недостаточностью, напротив, возросло в 5,0 раз и составило 50 (41,4%) человек (p 0,001), количество детей с дефицитом также выросло до 13 (10,7%) случаев.
Детальный анализ динамики уровня 25(ОН)D в ходе третьего этапа исследования представлен в таблице 13.
Анализ структуры обеспеченности после коррекционного и профилактического курса демонстрирует, что у 7 детей, уровень которых после месячного курса лечебными дозировками холекальциферола превышал безопасный уровень 100 нг/мл, по итогам профилактического прима картина рапределения выглядела следующим образом: дефицит не выявлен ни в одном случае, у 2 (28,6%) детей зафиксирована недостаточность и у 5 (71,4%) отмечен нормальный уровень обеспеченности витамином D.
Дети, у которых при втором визите исследования наблюдалась нормальная обеспеченность, спустя несколько месяцев профилактического прима распределились следующим образом: у 9 (8,8%) детей выявлен дефицит, у 45 (44,1%) наблюдалась недостаточность и только у 48 (47,1%) уровень 25(ОН)D соответствовал нормальным значениям. Среди 10 детей с недостаточностью витамина D на втором визите, спустя несколько месяцев у 4 (40,0%) отмечался дефицит, у 2 (20,0%) сохранялась недостаточность и у 4 (40,0%) детей уровень кальцидиола достиг нормальных значений. И, по одному ребенку с исходным дефицитом и тяжлым дефицитом на фоне профилактического прима дозы 1000 МЕ/сут переместились соответственно в группу с нормальным уровнем и недостаточностью витамина D.
Дети первого года жизни продемонстрировали лучшую обеспеченность витамином D, медиана уровня кальцидиола у них составила 32,6 [27,1–48,9] нг/мл, у детей второго года – 31,9 [24,9–41,9] нг/мл, третьего года жизни 27,7 [22,0–35,3] нг/мл.
На рисунке 21 представлены данные о структуре обеспеченности витамином D детей первого, второго и третьего лет жизни. Наглядно продемонстрировано, что с возрастом число детей с дефицитом и недостаточностью возрастает, а тенденция к нормальной обеспеченности, напротив, снижается. Так, у детей младше года нормальный уровень 25(ОН)D отмечен у 13 (59,0%) детей, у детей второго года жизни – у 21 (56,8%), у детей третьего года – 24 (38,7%), недостаточность зафиксирована у 9 (41,0%), у 13 (35,1%) и 28 (45,2%) детей соответственно.
Дефицит витамина D в возрастной группе детей первого года не зарегистрирован, но в группе детей от года до двух лет отмечен у 3 (8,1%) детей, а среди детей трехлетнего возраста – уже в 10 (16,1%) случаях. Уровень кальци-диола менее 10 нг/мл по итогам курса профилактического прима холекальци-ферола не встречался ни в одной из возрастных групп.
В таблице 14 проанализированы сведения о сравнении результатов определения кальцидиола у детей, оказавшихся по итогам исследования в группе нормально обеспеченных, детей с недостаточностью и дефицитом витамина D.
Данные, представленные в таблице 14 свидетельствуют, что дети, имеющие после профилактического курса уровень, соответствующий дефициту – 17,3 [16,7–17,8] нг/мл (p=0,000001), на первом визите имели похожие результаты – 15,3 [11,7–20,7] нг/мл (p 0,05), а на этапе коррекции лечебными дозировками смогли достичь нормальных показателей, но их уровень был наименьшим из детей анализируемых групп – 41,0 [24,2–44,1] нг/мл (p=0,0002).
Дети с уровнем 25(ОН)D 20-30 нг/мл после профилактического этапа имели схожую картину – их исходный уровень составил 23,9 [18,6–29,4] нг/мл, после коррекционного курса повысился до 48,8 [43,3–64,6] нг/мл (p 0,00000001), а на фоне профилактического курса также приблизился к исходным значениям 25,5 [24,2–27,7] нг/мл (p 0,00000001).
Иную картину продемонстрировали дети с нормальным уровнем кальци-диола по итогам профилактического курса. Исходный уровень 25(ОН)D у этих детей составил 26,0 [18,3–30,9] нг/мл, посткоррекционный – 57,0 [39,4–74,9] нг/мл (p 0,00000001), а уровень после курса профилактики хоть и имел тенденцию к снижению, но все же остался в пределах нормы – 39,6 [34,8–48,6] нг/мл (p=0,0003). Очевидно, что итоговый результат был тем выше, чем выше был исходный уровень 25(ОН)D и чем более высоких цифр достиг показатель каль-цидиола на фоне курса коррекции.
На фоне профилактического курса препаратами холекальциферола положительный прирост уровня кальцидиола был зафиксирован лишь у 19 (15,7%), в то время, как отрицательный прирост уровня 25(ОН)D отмечается у 102 (84,3%) детей (p 0,00001). Медиана отрицательного прироста уровня кальци-диола в общей группе составила –21,0 [–35,4–(–7,7)] нг/мл. Причем, у детей младше года выявлен самый глубокий уровень падения, медиана которого составила –33,6 [–51,4 – (–21,4)] нг/мл, у детей второго года - –22,5 [–35,0–(– 13,8)] нг/мл (p=0,03) и у детей третьего года - –18,0 [–29,1–(–5,0)] нг/мл (p 0,01). По итогам курса профилактики, несмотря на отрицательный прирост 25(ОН)D 42 (41,2%) ребнка остались в группе с нормальной обеспеченностью, у 47 (46,1%) зафиксирована недостаточность, а у 13 (12,7%) – дефицит витамина D.
В группе детей с положительным приростом посткоррекционный уровень кальцидиола на втором визите исследования составлял 31,9 [27,3–39,4] нг/мл, а по окончании профилактического курса – 44,5 [34,9–48,6] нг/мл (p=0,01), медиана прироста составила 9,7 [3,8–12,3] нг/мл.
Следующим этапом анализа явилось сопоставление динамики уровня кальцидиола в зависимости от среднесуточных доз холекальциферола у детей.
Анализ среднесуточной дозы, рассчитанной на килограмм массы тела в рамках двух этапов исследования
Проведн сравнительный анализ дозирования препаратов водного раствора холекальциферола у детей на двух этапах исследования.
В таблице 17 представлены данные о средней дозе на килограмм массы тела препаратов витамина D, используемых на двух этапах (первом и четвр-том) исследования.
Медиана среднесуточной дозировки холекальциферола в 2013-2016 гг. составляла 74,2 [52,1–111,1] МЕ/кг в сутки, тогда как после внедрения рекомендаций, изложенных в Национальной программе (2018–2019 гг.), – 125,0 [102,0– 148,7] МЕ/кг в сутки (р 0,000001).
В ходе исследования проведн сравнительный анализ используемой в качестве медикаментозной дотации среднесуточной дозы витамина D на килограмм массы тела (рисунок 35).
Среди детей первого года, вошедших в наше исследование после выхода Национальной программы, среднесуточная дозировка витамин D при пересчте на килограмм массы тела составила 129,0 [119,0–157,9] МЕ/кг в сутки, у детей той же возрастной когорты – 86,5 [62,5–127,8] МЕ/кг в сутки (р=0,0003), у детей от года до двух лет – 102,6 [100,0–157,9] МЕ/кг в сутки и 69,4 [48,6–84,2] МЕ/кг в сутки (р=0,0004), а у детей третьего года жизни – 97,4 [76,9–107,1] МЕ/кг в сутки и 36,6 [35,2–39,1] МЕ/кг в сутки (р 0,00001). Крайне важно, что ни в одном возрастном интервале верхний уровень среднесуточной дозы не превышает 300 МЕ/кг в сутки – пороговый уровень, после достижения которого возрастает риск развития гипервитаминоза D.
Резюмируя изложенные в главе 6 результаты, можно констатировать, что повсеместное обсуждение и широкое освещение проблемы гиповитаминоза D в нашей стране, а в ещ большей степени – внедрение в широкую практику рекомендаций по профилактическому приму холекальциферола, изложенных в Национальной программе «Недостаточность витамина D у детей и подростков в Российской Федерации: современные подходы к коррекции» позволило за последние годы добиться повышения доли принимающих витамин D детей, привело к повышению среднесуточной дозы и в результате способствовало увеличению численности детей раннего возраста с нормальными показателями обеспеченности витамином D.
Эмпирически рассчитанные дозы на килограмм массы тела в диапазоне от 100 до 150 МЕ/кг в сутки, положенные в основу рекомендаций по профилактическому приму холекальциферола в раннем возрасте, подтверждены, причм несмотря на прогрессирующее снижение, поддержание дозировки в районе не менее 100 МЕ/кгв сутки позволяет у большинства детей поддерживать концентрацию кальцидиола на уровне выше 30 нг/мл, соответствующем диапазону нормальной обеспеченности.