SÂłoneczna tarcza
przedruk z ÂŚwiat Nauki StyczeĂą 2008


Naukowcy juÂż wiedzÂą, Âże witamina D dziaÂła nie tylko na koÂści.
Tymczasem mnĂłstwo ludzi cierpi na jej niedobĂłr.
Czy zwiêksza to zapadalnoœÌ na wiele powa¿nych chorób?


Luz E. Tavera-Mendoza i John H. White


O AUTORACH



Luz E. Tavera-Mendoza i John H. White pracowali wspĂłlnie w laboratorium White'a w McGill University, badajÂąc aktywnoœÌ witaminy D w ludzkich komĂłrkach. WyjaÂśnili niektĂłre aspekty dziaÂłania tej substancji w profilaktyce nowotworowej, a we wspó³pracy z innymi naukowcami odkryli, Âże witamina D reguluje aktywnoœÌ pewnych genĂłw uczestniczÂących w odpowiedzi komĂłrkowej na infekcje bakteryjne. Tavera-Mendoza odbywa obecnie staÂż podoktorski w Harvard Medical School, badajÂąc zwiÂązki witaminy D z rakiem piersi. Przekonani, jak istotna dla zdrowia jest witamina D, oboje zaÂżywajÂą jej suplementy w czasie, kiedy na pó³nocy, gdzie mieszkajÂą, dziaÂłanie sÂłoĂąca nie wystarcza, by wytworzyĂŚ w skĂłrze jej dostatecznÂą iloœÌ. White przyjmuje 4000 IU D3 dziennie w czasie „witaminowej zimy", Tavera-Mendoza - 1000.


W SKRÓCIE

■    Witamina 0 ma wpÂływ nie tylko na ksztaÂłtowanie koœÌca;

w rzeczywistoÂści dziaÂła na caÂły organizm, zwÂłaszcza na ukÂład odpornoÂściowy i obronĂŞ komĂłrkowÂą.

■    Substancja ta moÂże byĂŚ dostarczana z poÂżywieniem lub wytwarzana w nasÂłonecznione) skĂłrze. Pomiary poziomu witaminy D we krwi wykazujÂą jednak, Âże u wielu ludzi jest jej zbyt mato, aby mogÂła korzystnie wpÂływaĂŚ na zdrowie.

■    WyraÂźne korelacje miĂŞdzy niedoborem witaminy D a wystĂŞpowaniem nowotworĂłw, chorĂłb autoimmunologicznych, zakaÂźnych i innych sugerujÂą, Âże naleÂży zrewidowaĂŚ dotychczasowe zalecenia dotyczÂące dziennej dawki tej waÂżnej witaminy.



ZRÓD£A WITAMINY D
Witaminy D3 i D2 wystĂŞpujÂą w niektĂłrych pokarmach, a obie formy sÂą rĂłwnieÂż dodawane do niektĂłrych produktĂłw. PodaÂż w jedzeniu jest jednak niewielka w porĂłwnaniu z iloÂściÂą witaminy D produkowanÂą w skĂłrze. (IU - jednostki miĂŞdzynarodowe)

Olej z wÂątroby dorsza (1 ÂłyÂżeczkÂą):
1360 IU witaminy D3


PrzyrzÂądzony tuĂączyk sardynki, makrela lub ÂłosoÂś (85-100 g):
200-360 IU witaminy D3


ÂŚwieÂże grzyby shiitake (100g):
100 IU witaminy D2; suszone (100 g): 1600 IU witaminy D2


¯ó³tko jaja:
20 IU witaminy D3 lub D2


Wzbogacone produkty mleczne, sok pomaraĂączowy lub pÂłatki zboÂżowe (jedna porcja):
60-100 IU witaminy D3 lub D2


Ekspozycja caÂłego ciaÂła na promieniowanie UVB (15-20 min w poÂłudnie latem, jasna karnacja)
10 000 IU witaminy D3


Nazywano j¹ s³oneczn¹ kuracj¹. Na pocz¹tku XX wieku, gdy nie I znano jeszcze antybiotyków, by³a jedynym sposobem leczenia gruŸlicy. Nikt nie rozumia³, dlaczego pomaga³a, niemniej wysianie pacjenta na d³ugo-trwa³y odpoczynek w ciep³e, s³oneczne strony dawa³o mu spor¹ szansê na powrót do zdrowia. Ma³o kto kojarzy³, ¿e sto lat wczeœniej tê sam¹ metodê skutecznie zastosowano do leczenia innej choroby, krzywicy. Ta deformuj¹ca cia³o dzieciêca dolegliwoœÌ, bêd¹ca skutkiem niedostatecznego utwardzania koœci, rozpowszechni³a siê w XVIII i XIX wieku, co wi¹za³o siê z uprzemys³owieniem i migracj¹ ludnoœci do zanieczyszczonych miast. Pewien wileùski lekarz1 dostrzeg³, ¿e na polskiej wsi problem jest doœÌ rzadki. Rozpocz¹³ badania miejskich dzieci i odkry³, ¿e krzywicê mo¿na wyleczyÌ, zwiêkszaj¹c ekspozycjê na s³oùce, co opisa³ w 1822 roku.
   Dwa lata póŸniej niemieccy naukowcy ustalili, Âże podobne przeciwkrzywicze wÂłasnoÂści ma olej z wÂątroby dorsza. To leczenie jednak nie przyjĂŞÂło siĂŞ powszechnie, m.in. dlatego Âże nie wiedziano wĂłwczas, iÂż pokarm moÂże zawieraĂŚ niewidoczne skÂładniki istotne dla zdrowia. Niemal sto lat musiaÂło min¹Ì, zanim odkryto zwiÂązek miĂŞdzy obiema kuracjami. Na poczÂątku XX wieku wykazano, Âże jeÂśli szczury ze sztucznie wywoÂłanÂą krzywicÂą sÂą karmione skĂłrÂą eksponowanÂą na ÂświatÂło sÂłoneczne, skutek jest taki jak po spoÂżywaniu oleju z rybiej wÂątroby. W 1922 roku wyodrĂŞbniono kluczowy skÂładnik skĂłry i oleju i nazwano go witaminÂą D. Idea „Âżyciodajnych amin", czyli witamin, byÂła wĂłwczas bardzo popularna2, a kierunek dalszych badaĂą roli witaminy D w duÂżej mierze determinowaÂło postrzeganie jej jako jednej z substancji pochodzÂących wy³¹cznie z poÂżywienia.
Drugim czynnikiem, który w ci¹gu nastêpnego pó³wiecza w du¿ym stopniu zawa¿y³ na kierunku badaù nad witamin¹ D, by³ jej zwi¹zek z krzywic¹. Koncentrowano siê wiêc na jej roli w kszta³towaniu szkieletu oraz na dzia³aniu w nerkach, jelitach i samych koœciach, umo¿liwiaj¹cym transport wapnia miêdzy tkank¹ kostn¹ i krwi¹. Pod koniec XX wieku rozszerzono jednak badania na inne dziedziny, odkrywaj¹c, ¿e rola witaminy D nie ogranicza siê do budowania koœÌca. Mamy obecnie wiele dowodów na jej dzia³anie przeciwnowotworowe oraz reguluj¹ce odpowiedŸ uk³adu odpornoœciowego. S¹ te¿ przes³anki, by uwa¿aÌ, ¿e witamina D dzia³a najlepiej wtedy, gdy jej poziom we krwi jest wy¿szy ni¿ stwierdzany u wiêkszoœci ludzi. W powi¹zaniu z epidemiologicznymi korelacjami miêdzy jej niskim poziomem a ró¿nymi schorzeniami pozwala to przypuszczaÌ, ¿e niedobór witaminy D przyczynia siê do rozwoju wielu powa¿nych chorób.


Podstawy
Produkcja aktywnej witaminy

Nazwa „witamina D" odnosi siĂŞ do dwĂłch nieco ró¿niÂących siĂŞ czÂąsteczek: D3, produkowanej w skĂłrze, i D2, pochodzÂącej z roÂślin i trafiajÂącej do organizmu z pokarmem. Obie formy muszÂą zostaĂŚ przetworzone przez enzymy, aby staĂŚ siĂŞ biologicznie aktywnÂą formÂą 1.25D.




1.
Witamina D3 powstaje w komĂłrkach skĂłry zwanych keratyno-cytami, kiedy promienie UVB i ciepÂło dziaÂłajÂą na pochodnÂą cholesterolu, 7-dehydrocholesterol U lewej). Witamina D2, obecna w niektĂłrych pokarmach, pochodzi natomiast z podobnego sterolu wystĂŞpujÂącego w roÂślinach (powyÂżej). ZarĂłwno wytworzona w skĂłrze, jak i pochodzÂąca z roÂślin witamina D trafia do krwi.


2.
Witaminy D3 i D2 trafiajÂą z krwiÂą do wÂątroby, gdzie sÂą chemicznie przetwarzane przez enzymy do postaci L 25-hydroksywitaminy D (25D). Forma 25D wraca do krwiobiegu.

3.
WiêkszoœÌ 25D we krwi przechodzi ostateczn¹ obróbkê w nerkach. Tam enzymy przekszta³caj¹ j¹ w 1.25D. Ta postaÌ jest uwalniana do krwi, a z ni¹ dociera do ró¿nych narz¹dów i typów komórek, na których dzia³anie wp³ywa.



LOKALNA AKTYWACJA
SkĂłra jest jedynÂą tkankÂą ciaÂła, ktĂłra zarĂłwno wytwarza witaminĂŞ D3, jak i przeksztaÂłca jÂą enzymatycznie do 25D, a nastĂŞpnie do 1.25D. KomĂłrki odpornoÂściowe i niektĂłre inne tkanki mogÂą natomiast produkowaĂŚ enzym na miejscu przeksztaÂłcajÂący 25D do 1,25D.



Wielofunkcyjny prze³¹cznik
Aby lepiej zrozumieÌ nowe odkrycia dotycz¹ce witaminy D, warto sobie przypomnieÌ, czym ona jest i jak korzysta z niej nasze cia³o. Substancja ta mo¿e byÌ pozyskiwana z niektórych pokarmów, takich jak t³uste ryby i rybi olej (dzisiaj tak¿e z suplementów diety). Organizm potrafi jednak sam wytworzyÌ witaminê D. Powstaje ona w reakcji chemicznej zachodz¹cej w skórze podczas naœwietlania promieniami ultrafioletowymi B (UVB). Œciœle rzecz bior¹c, nie jest to wiêc witamina, poniewa¿ przy odpowiednim nas³onecznieniu nie musimy czerpaÌ jej z po¿ywienia. Jednak w strefie klimatu umiarkowanego przez nawet pó³ roku dawka UVB jest za ma³a do wyprodukowania w skórze dostatecznej iloœci witaminy D, a wtedy jej obecnoœÌ w jedzeniu staje siê nieodzowna.
     NazwÂą witamina D zwykle okreÂśla siĂŞ dwa podobne zwiÂązki pochodzÂące z ró¿nych ÂźrĂłdeÂł. Witamina D3, czyli cholekalcyferol, tworzy siĂŞ pod wpÂływem UVB w keratynocytach (g³ównych komĂłrkach skĂłry) z pochodnej cholesterolu, 7-dehydrocholesterolu. Witamina D2, ergokalcyferol, jest otrzymywana z roÂślinnego sterolu i ma nieco innÂą strukturĂŞ niÂż witamina D3. Obie nie wykazujÂą Âżadnej aktywnoÂści biologicznej, dopĂłki nie ulegnÂą dalszym przeksztaÂłceniom.
    Najpierw szereg enzymĂłw dokonuje procesu ich hydroksylacji, czyli przy³¹czenia grupy hydroksylowej -OH (2/3 czÂąsteczki wody). Tak powstaje 25-hydroksywitamina D (25D). ReakcjĂŞ tĂŞ przeprowadzajÂą przede wszystkim komĂłrki wÂątroby; jedynie niewielka czêœÌ 25D obecnej w krwiobiegu powstaje w niektĂłrych typach komĂłrek skĂłry. Aby 25D byÂła aktywna, musi ulec ponownej hydroksylacji do 1,25-di-hydroksywitaminy D (1,25D). Enzym odpowiedzialny za tĂŞ reakcjĂŞ, la-hydroksylazĂŞ, odkryto w nerce i to wÂłaÂśnie ten narzÂąd odpowiada za dostarczanie organizmowi wiĂŞkszoÂści potrzebnej 1,25D.
      Obecnie wiadomo jednak, Âże rĂłwnieÂż inne tkanki, w tym komĂłrki ukÂładu odpornoÂściowego i skĂłry, mogÂą wytwarzaĂŚ ten enzym i przeprowadzaĂŚ konwersjĂŞ 25D. Tak wiĂŞc skĂłrĂŞ cechuje wyjÂątkowa zdolnoœÌ do samodzielnej produkcji aktywnej biologicznie 1,25D w obecnoÂści UVB, inne tkanki zaÂś mogÂą jÂą wytwarzaĂŚ na swĂłj uÂżytek z kr¹¿¹cej 25D. Ta zdolnoœÌ lokalnej produkcji poczÂątkowo byÂła lekcewaÂżona - do czasu, gdy poznano nieklasyczne dziaÂłania witaminy D.


Cz¹steczka 1,25D dzia³a jak prze³¹cznik, który mo¿e w³¹czaÌ lub wy³¹czaÌ geny w tkankach niemal wszystkich rodzajów. 1,25D przy³¹cza siê do receptora witaminy D (VDR - vitamin D receptor), który w j¹drze komórkowym dzia³a jako tzw. czynnik transkrypcyjny. Po zwi¹zaniu 1,25D bia³ko VDR wi¹¿e siê z receptorem kwasu 9-cis-retinowego (RXR), a powsta³y kompleks rozpoznaje specyficzny odcinek DNA w pobli¿u docelowego genu. Gdy siê do niego przy³¹czy, uruchamia maszyneriê komórkow¹, która zaczyna przepisywaÌ gen na mRNA - formê, na podstawie której zostanie nastêpnie wyprodukowane bia³ko zakodowane w genie [ramka na nastêpnej stronie].
    SkÂłaniajÂąc komĂłrkĂŞ do wytworzenia okreÂślonych biaÂłek, 1.25D modyfikuje jej metabolizm i funkcje. ZdolnoœÌ do regulowania aktywnoÂści genĂłw decyduje o szerokim zakresie oddziaÂływania witaminy D. PoniewaÂż jest ona produkowana w jednej tkance i oddziaÂłuje na inne, docierajÂąc do nich z krwiÂą, moÂżna jÂą uznaĂŚ za hormon, zwÂłaszcza Âże poÂśredniczÂący w jej dziaÂłaniu VDR naleÂży do rodziny biaÂłek zwanych receptorami jÂądrowymi, za pomocÂą ktĂłrych dziaÂłajÂą tak potĂŞÂżne hormony, jak estrogen i testosteron.
    Przypuszczalnie 1,25D reguluje aktywnoœÌ co najmniej 1000 ró¿nych genĂłw. NiektĂłre kodujÂą biaÂłka biorÂące udziaÂł w metabolizmie wapnia, odpowiadajÂąc za dobrze znany wpÂływ witaminy D na formowanie koÂści. W ciÂągu minionych 20 lat uczeni zidentyfikowali takÂże wiele innych objĂŞtych regulacjÂą zaleÂżnÂą od 1.25D. NiektĂłre z nich sÂą kluczowe dla mechanizmĂłw obrony komĂłrkowej.

Uzbrojeni w witaminĂŞ D
Od lat osiemdziesi¹tych rozmaite dane wskazywa³y na przeciwnowotworowe dzia³anie witaminy D. W wielu badaniach epidemiologicznych wykazano wyraŸn¹ odwrotn¹ korelacjê miêdzy ekspozycj¹ na s³oùce a wystêpowaniem pewnych typów raka. Badania na hodowlach komórkowych i zwierzêtach potwierdzi³y tê zale¿noœÌ i pomog³y wyodrêbniÌ mechanizmy, które mog¹ to warunkowaÌ.
       Na przykÂład zwiÂązek EB1089, syntetyczny analog 1,25D, o 80% zmniejszaÂł wzrost rakĂłw gÂłowy i szyi  w mysim modelu tej choroby. Podobne wyniki uzyskano w zwierzĂŞcych modelach raka piersi i gruczoÂłu krokowego. W wyjaÂśnieniu tego efektu pomogÂła identyfikacja genĂłw aktywowanych przez zwiÂązek. KomĂłrki nowotworowe cechuje niekontrolowane dzielenie siĂŞ; tymczasem jeden ze stymulowanych przez EB1089 genĂłw, GADD45a, powoduje w normalnych komĂłrkach zahamowanie wzrostu, jeÂśli dojdzie do uszkodzenia DNA. To obniÂża ryzyko przeksztaÂłcenia komĂłrki w nowotworowÂą. EB1089 aktywuje ponadto geny, ktĂłre nakazujÂą komĂłrce rakowej ró¿nicowanie siĂŞ i osiÂąganie dojrzaÂłoÂści, a to zmniejsza jej zdolnoœÌ do podzia³ów. Przeciwrakowe dziaÂłanie tego zwiÂązku jest wiÂązane rĂłwnieÂż z kilkoma innymi genami, kodujÂącymi biaÂłka uczestniczÂące w produkcji energii i odtruwaniu komĂłrki.
EB1089 zosta³ zaprojektowany tak, aby wykazywaÌ wiêkszoœÌ aktywnoœci 1,25D, z wyj¹tkiem wp³ywu na gospodarkê wapniem, który grozi podniesieniem stê¿enia tego pierwiastka do szkodliwego poziomu. To jeden ze zwi¹zków, które firmy farmaceutyczne opracowa³y w nadziei na terapeutyczne wykorzystanie potê¿nego przeciwnowotworowego dzia³ania witaminy D.
Nasz zespó³ z McGill University tak¿e interesowa³ siê zwi¹zkiem witaminy D z nowo-tworzeniem, gdy w 2004 roku nieoczekiwanie natrafiliœmy na zupe³nie inny aspekt odpornoœci, równie¿ zale¿ny od 1,25D. Wiele genów regulowanych przez witaminê D odkryto, wyszukuj¹c we fragmentach ludzkiego genomu sekwencje DNA umo¿liwiaj¹ce odpowiedŸ na witaminê D (VDRE - vitamin D response ele-ments). W³aœnie do tych sekwencji, le¿¹cych w pobli¿u regulowanych genów, wi¹¿e siê kompleks VDR-RXR. We wspó³pracy z Sylvie Mader z Universite de Montreal, stworzyliœmy komputerowy algorytm skanuj¹cy ca³y genom. Szukaliœmy sekwencji VDRE i mapowaliœmy ich po³o¿enie w stosunku do genów.
Badania te pomog³y nam lepiej zrozumieÌ niektóre aspekty przeciwrakowej aktywnoœci witaminy D. Niespodziewanie wykaza³y równie¿, ¿e VDRE le¿¹ w pobli¿u dwóch genów koduj¹cych ludzkie peptydy przeciwbakteryjne - katelicydynê i (3-defensynê 2. Te ma³e bia³ka dzia³aj¹ na wiele drobnoustrojów tak jak naturalne antybiotyki. Pod¹¿yliœmy tym tropem. Badaj¹c komórki ludzkie w hodowli, odkryliœmy, ¿e 1,25D powoduje na ogó³ umiarkowany wzrost produkcji fidefensyny 2, natomiast w niektórych typach komórek, m.in. w komórkach uk³adu odpornoœciowego i w keratynocytach, silnie aktywuje produkcjê katelicydyny. Wykazaliœmy te¿, ¿e komórki odpornoœciowe traktowane 1,25D po kontakcie z chorobotwórczymi bakteriami uwalniaj¹ zabójczy dla nich czynnik - prawdopodobnie w³aœnie katelicydynê.
W ubieg³ym roku du¿y wk³ad w te badania wnieœli Philip Liu i Robert Modlin z University of California w Los Angeles, dowodz¹c, ¿e ludzkie komórki odpornoœciowe w odpowiedzi na kontakt ze œcian¹ komórkow¹ bakterii produkuj¹ VDR oraz enzym przekszta³caj¹cy obecn¹ we krwi 25D w biologicznie aktywn¹ 1,25D. To z kolei indukowa³o produkcjê ka-telicydyny, wykazuj¹cej aktywnoœÌ przeciw-bakteryjn¹ wobec wielu bakterii, tak¿e wobec najbardziej interesuj¹cej Mycobac³erium tu-berculosis. Po raz pierwszy znaleziono rzetelne podstawy do zrozumienia tajemniczej skutecznoœci s³onecznej kuracji przeciwgruŸliczej: stymulowana przez UVB intensywna produkcja witaminy D w skórze mo¿e siê przek³adaÌ na wytwarzanie naturalnego antybiotyku zwalczaj¹cego pr¹tki.
    W miarĂŞ jak wypeÂłniano rozliczne luki w wiedzy o witaminie D, coraz powaÂżniej rozwaÂżano, czy jej mnogie funkcje ochronne nie rozwinĂŞÂły siĂŞ pierwotnie w skĂłrze. Skoro na przykÂład UVB uszkadza DNA (co moÂże prowadziĂŚ do nowotworzenia), a rĂłwnoczeÂśnie stymuluje produkcjĂŞ witaminy D, to sprzĂŞÂżenie wzrostu jej poziomu z nasileniem obrony przeciwnowotworowej wyglÂąda caÂłkiem sensownie. NiektĂłrzy badacze spekulowali teÂż, Âże stymulacja odpowiedzi przeciwbakteryjnej moÂże kompensowaĂŚ udziaÂł witaminy D w hamowaniu niektĂłrych innych reakcji odpornoÂściowych - tych prowadzÂących do przesadnej odpowiedzi zapalnej. Jak wiele osĂłb sprawdziÂło na wÂłasnej skĂłrze, nadmiar UVB powoduje miejscowe oparzenia, ktĂłre przejawiajÂą siĂŞ stanem zapalnym i gromadzeniem siĂŞ kropelek wysiĂŞku pod naskĂłrkiem. Podczas gdy umiarkowane zapalenie sprzyja gojeniu siĂŞ ran i wspomaga zwalczanie infekcji, nasilony proces zapalny zaostrza tylko problem.
      Nie powinno wiĂŞc byĂŚ zaskoczeniem, Âże coraz wiĂŞcej badaĂą wykazuje przeciwzapalny wpÂływ witaminy D, wynikajÂący z modulowania oddziaÂływaĂą miĂŞdzy komĂłrkami ukÂładu odpornoÂściowego. Ró¿ne ich typy porozumiewajÂą siĂŞ, wydzielajÂąc tzw. cytokiny, aby zapoczÂątkowaĂŚ odpowiedniÂą reakcjĂŞ odpornoÂściowÂą. Wykazano, Âże witamina D hamuje nadmiernÂą odpowiedÂź zapalnÂą przez ograniczanie tego miĂŞdzykomĂłrkowego dialogu.
     BezpoÂśredni dowĂłd na naturalnÂą rolĂŞ witaminy D w zapobieganiu zapaleniom uzyskano po raz pierwszy na poczÂątku lat dziewiĂŞĂŚdziesiÂątych. Podanie myszom 1.25D chroniÂło przed rozwojem zapalenia w nastĂŞpstwie zranienia albo chemicznego podraÂżnienia skĂłry nitrobenzenem. Myszy majÂące niedobĂłr witaminy byÂły zaÂś nadwraÂżliwe na te czynniki. Taki efekt natychmiast zasugerowaÂł badaczom moÂżliwoœÌ zastosowania witaminy D w leczeniu chorĂłb autoagresyjnych, bĂŞdÂących prawdopodobnie wynikiem nadwraÂżliwoÂści na cytokiny - cukrzycy autoimmunologicznej, stwardnienia rozsianego (SM) czy wrzodziejÂącego zapalenia jelita grubego.
      Od tamtego czasu okazaÂło siĂŞ, Âże wiele komĂłrek, takÂże odpornoÂściowych, moÂże korzystaĂŚ z kr¹¿¹cej we krwi 1,25D, jak rĂłwnieÂż przeksztaÂłcaĂŚ 25D do formy aktywnej. Potwierdza to, Âże przeciwzapalne dziaÂłanie witaminy D nie ogranicza siĂŞ do skĂłry i zwalczania oparzeĂą sÂłonecznych.


DziaÂłanie
Uniwersalny prze³¹cznik genowy

Biologicznie aktywna forma witaminy D (1.25D) „w³¹cza" okreÂślone geny, umoÂżliwiajÂąc produkcjĂŞ kodowanych przez nie biaÂłek. BiaÂłka te mogÂą dziaÂłaĂŚ lokalnie lub ogĂłlno-ustrojowo. UwaÂża siĂŞ, Âże 1,25D reguluje co najmniej 1000 genĂłw w ró¿nych typach tkanek caÂłego ciaÂła.




TKANKI POD WPÂŁYWEM WITAMINY
Bia³ko receptorowe VDR (powy¿ej) wystêpuje w wielu tkankach ustroju, a ponadto w komórkach odpornoœciowych krwi. W nich zatem witamina D mo¿e regulowaÌ aktywnoœÌ genów. Poni¿sza lista obejmuje tkanki i komórki, w których stwierdzono dzia³anie 1.25D.

GruczoÂł mleczny             Nerwy
Jelito                     Prostata
Keratynocyty             Przysadka mĂłzgowa
KomĂłrki                     Tkanka tÂłuszczowa
odpornoÂściowe             Trzustka
KoÂści                             WÂątroba
MĂłzg                            
Nerki                    

JAK WIELE 25D POTRZEBA
DostêpnoœÌ witaminy D w ustroju szacuje siê na podstawie pomiarów stê¿enia 25D w osoczu. Poziom pomiêdzy 30 do 45 ng/ml osocza jest uwa¿any za minimalny wystarczaj¹cy do prawid³owego uwapnienia koœÌca, natomiast niektóre odpowiedzi komórkowe na witaminê D zachodz¹ optymalnie przy wy¿szych stê¿eniach. Poni¿ej 30 ng/ml wzrasta ryzyko niektórych chorób. Powy¿ej 150 ng/ml w komórkach i krwi gromadzi siê nadmiar wapnia, co mo¿e Ÿle dzia³aÌ na organizm





Epidemia niedoboru?
Odkrycie roli witaminy D w procesach nie-zwiÂązanych z regulacjÂą homeostazy wapniowej wyjaÂśniÂło nareszcie wielkÂą liczbĂŞ doniesieĂą o epidemiologicznej korelacji miĂŞdzy niskim poziomem witaminy D a pewnymi schorzeniami - nowotworowymi, autoimmu-nologicznymi, a nawet niektĂłrymi zakaÂźnymi, m.in. grypÂą. MoÂże teÂż tÂłumaczyĂŚ sezonowe wahania zapadalnoÂści. Ponadto stwierdzono, Âże wiele fizjologicznych oddziaÂływaĂą witaminy D, zarĂłwno w badaniach laboratoryjnych, jak i klinicznych, zachodzi z optymalnÂą wydajnoÂściÂą dopiero, kiedy stĂŞÂżenie 25D we krwi jest wyÂższe niÂż typowe. SpecjaliÂści zgadzajÂą siĂŞ, Âże znaczna liczba ludzi w klimacie umiarkowanym ma poziom witaminy D we krwi wyraÂźnie niÂższy od optymalnego, zwÂłaszcza w czasie zimy.
     W zwiÂązku z tym, Âże w regionach tropikalnych promienie sÂłoneczne padajÂą pod kÂątem prostym lub niewiele mniejszym, UVB Âłatwiej przenika przez atmosferĂŞ niÂż w regionach umiarkowanych, gdzie jest go pod dostatkiem tylko w lecie. PoniewaÂż dla wiĂŞkszoÂści ludzi g³ównym ÂźrĂłdÂłem witaminy D jest synteza w skĂłrze pod wpÂływem sÂłoĂąca, poziom 25D we krwi zazwyczaj spada wraz ze wzrostem szerokoÂści geograficznej. Pewne odstĂŞpstwa od tej reguÂły wynikajÂą z ró¿nic etnicznych i dietetycznych, a takÂże z lokalnych odmiennoÂści klimatu i wysokoÂści nad poziomem morza. RĂłwnoczeÂśnie obserwuje siĂŞ korelacjĂŞ miĂŞdzy szerokoÂściÂą geograficznÂą a ryzykiem wystÂąpienia pewnych chorĂłb, zwÂłaszcza autoimmunologicznych, co dobrze wspó³gra z poznanÂą rolÂą witaminy D w regulacji aktywnoÂści genĂłw.
     JednÂą z takich chorĂłb autoimmunologicznych jest stwardnienie rozsiane, bĂŞdÂące skutkiem niszczenia przez ukÂład odpornoÂściowy osÂłonek mielinowych otaczajÂących w³ókna nerwowe oÂśrodkowego ukÂładu nerwowego. Choroba wystĂŞpuje czĂŞÂściej w miejscach oddalonych od rĂłwnika - w Ameryce Pó³nocnej, Europie i Australii. Mamy przekonujÂące dowody na jego zwiÂązek z niedostatecznÂą ekspozycjÂą na UVB. Progresja choroby i okresowe zaostrzenia stanu wykazujÂą sezonowÂą zmiennoœÌ, przy czym najgorszy jest okres wczesnej wiosny, kiedy poziom 25D we krwi jest najniÂższy; wyciszenie przypada zaÂś zwykle na jesieĂą, po letniej dawce sÂłoĂąca. Naukowcy z University of Southern California, badajÂąc 79 par jednojajowych bliÂźniÂąt, znaleÂźli odwrotnÂą zaleÂżnoœÌ miĂŞdzy intensywnoÂściÂą ekspozycji na sÂłoĂące w dzieciĂąstwie a póŸniejszym ryzykiem zachorowania na SM: w przypadku bliÂźniÂąt spĂŞdzajÂących duÂżo czasu na powietrzu ryzyko choroby byÂło o 57% niÂższe.
    Podobny rozkÂład ryzyka zachorowaĂą zaob-serwowano dla cukrzycy typu I (autoimmuno-logicznej) i choroby LeÂśniowskiego-Crohna (autoimmunologicznego zapalenia jelita cienkiego i grubego), jak rĂłwnieÂż pewnych nowotworĂłw zÂłoÂśliwych. Na przykÂład w Stanach Zjednoczonych zapadalnoœÌ na raka pĂŞcherza moczowego, piersi, jelita grubego i jajnika jest na pó³nocy dwukrotnie wiĂŞksza niÂż na poÂłudniu.
     Niedawno wykazano rĂłwnieÂż bezpoÂśredni zwiÂązek pomiĂŞdzy ryzykiem zachorowania a stĂŞÂżeniem 25D we krwi. W ogromnym badaniu Harvard School of Public Health przeanalizowano archiwalne prĂłbki osocza zebrane od okoÂło 7 min ÂżoÂłnierzy i marynarzy amerykaĂąskiej armii oraz sprawdzono w ich kartach zdrowia, kto wiatach 1992-2004 zapadÂł na SM. Ryzyko póŸniejszego zachorowania byÂło znacznie mniejsze w grupie o wysokim stĂŞÂżeniu 25D (w chwili pobrania prĂłbki): w przypadku osĂłb o poziomie 25D powyÂżej 40 ng/ml byÂło o 62% niÂższe niÂż w grupie osĂłb majÂących zawartoœÌ poniÂżej 25 ng/ml.
   Pomiar stĂŞÂżenia 25D we krwi jest standardowÂą metodÂą monitorowania dostĂŞpnoÂści witaminy D w ustroju. Powszechnie uznana norma, oparta na oszacowaniu zapotrzebowania w procesach koÂściotwĂłrczych, wynosi 30--45 g/ml. StĂŞÂżenie poniÂżej 21-29 ng/ml uwaÂża siĂŞ za niewystarczajÂące i czĂŞsto towarzyszy mu zmniejszenie gĂŞstoÂści koÂści. Objawy krzywicy mogÂą siĂŞ pojawiĂŚ, gdy stĂŞÂżenie spada poniÂżej 20 ng/ml, wzrasta wtedy rĂłwnieÂż ryzyko raka okrĂŞÂżnicy.
     Niestety, tak niskie stĂŞÂżenia sÂą bardzo powszechne, zwÂłaszcza zimÂą. W lutym i marcu 2005 roku zbadano 420 zdrowych kobiet z Europy ÂŚrodkowej i Pó³nocnej: Danii (Kopenhaga - 55°N), Finlandii (Helsinki - 60°), Irlandii (Cork - 52°) i Polski (Warszawa - 52°). WykazaÂło ono, Âże 92% dziewczÂąt w okresie dojrzewania ma poziom 25D poniÂżej 20 ng/ml, przy czym 37% wykazuje powaÂżny niedobĂłr, poniÂżej 10 ng/ml. WÂśrĂłd starszych badanych kobiet 37% miaÂło niedobĂłr witaminy D, z ktĂłrych 17% - powaÂżny.
      OprĂłcz szerokoÂści geograficznej wiele innych czynnikĂłw moÂże przyczyniaĂŚ siĂŞ do niedoboru witaminy D - w tym rasa. Ciemna skĂłra produkuje witaminĂŞ D szeÂściokrotnie wolniej niÂż jasna, poniewaÂż wysoki poziom melaniny blokuje przenikanie promieni UV [patrz: Nina G. JabÂłoĂąski i George Chaplin „Barwy skĂłry"; ÂŚwiat Nauki, grudzieĂą 2002]. Na skutek tego Afroamerykanie majÂą z reguÂły poziom 25D we krwi o poÂłowĂŞ niÂższy niÂż biali mieszkaĂący USA. Dane zebrane przez US National Health and Nutrition Examination Survey wykazaÂły, Âże 42% badanych Afroamerykanek miaÂło powaÂżny niedobĂłr witaminy D, objawiajÂący siĂŞ stĂŞÂżeniem we krwi poniÂżej 15 ng/ml.
     Do niedoboru witaminy D niewÂątpliwie przyczynia siĂŞ rĂłwnieÂż narastajÂąca w spoÂłeczeĂąstwie ÂświadomoœÌ faktu, Âże sÂłoĂące uszkadza skĂłrĂŞ. Kremy ochronne, jeÂśli sÂą odpowiednio stosowane, redukujÂą produkcjĂŞ witaminy D o ponad 98%. Niemniej wystarczajÂąca iloœÌ witaminy D powstaje w skĂłrze pod wpÂływem dawki promieniowania, ktĂłre zaledwie jÂą zaró¿owi. Dla wiĂŞkszoÂści ludzi z Ameryki Pó³nocnej, majÂących jasnÂą lub umiarkowanie jasnÂą karnacjĂŞ, oznacza to 5-15 min ekspozycji pomiĂŞdzy godzinÂą 10:00 a 15:00 w lecie.
     W strefie umiarkowanej niedobĂłr witaminy D powinno siĂŞ uzupeÂłniaĂŚ suplementami diety, ale wci¹¿ nie ustalono, w jakiej dawce. American Academy of Pediatrics postuluje, by podaÂż u dzieci przekraczaÂła 200 jednostek miĂŞdzynarodowych (IU), ale wiĂŞkszoœÌ badaczy uwaÂża tĂŞ iloœÌ za niewystarczajÂącÂą nawet do zapobiegania krzywicy. Dzienna dawka zalecana dorosÂłym w X5SA. i Europie waha siĂŞ obecnie miĂŞdzy 200 a 600 IU, zaleÂżnie od wieku. Rok temu, po porĂłwnaniu wielu badaĂą oceniajÂących iloœÌ przyjmowanej witaminy D i stĂŞÂżenie 25D w osoczu, naukowcy z Harvard School of Public Health i ze wspó³pracujÂących oÂśrodkĂłw orzekli, Âże obecne rekomendacje sÂą niewystarczajÂące. Stwierdzili, Âże co najmniej poÂłowa dorosÂłych AmerykanĂłw powinna przyjmowaĂŚ dziennie przynajmniej 1000 IU witaminy D3, aby podnieœÌ stĂŞÂżenie 25D w osoczu do minimalnego satysfakcjonujÂącego poziomu 30 ng/ml. Nie ma niestety prostej metody wyliczenia stĂŞÂżenia 25D we krwi na podstawie iloÂści przyjmowanych suplementĂłw, bo indywidualne odpowiedzi sÂą zró¿nicowane i czĂŞÂściowo zale¿¹ od stopnia niedoboru. Badanie ciĂŞÂżarnych kobiet wykazaÂło na przykÂład, Âże dzienna dawka 6400 IU szybko podnosiÂła poziom 25D, dopĂłki nie osiÂągn¹³ on 40 ng/ml, po czym wzrost ustawaÂł. Efekt ten znacznie Âłatwiej uzyskaĂŚ, podajÂąc witaminĂŞ D3 niÂż D2.
    Przedawkowanie witaminy D podawanej w preparatach doustnych jest moÂżliwe, chociaÂż zdarza siĂŞ raczej przy przyjmowaniu przez dÂłuÂższy czas dziennych dawek przekraczajÂących 40 000 IU. Nigdy natomiast nie obserwowano toksycznego dziaÂłania witaminy D produkowanej pod wpÂływem sÂłoĂąca. DorosÂła kobieta o jasnej karnacji opalajÂąca siĂŞ latem w bikini, wytwarza w skĂłrze okoÂło 10 000 IU wciÂągu 15-20 min. DÂłuÂższa ekspozycja nie przekÂłada siĂŞ na wyÂższÂą produkcjĂŞ, poniewaÂż UVB rozkÂłada witaminĂŞ D, zapobiegajÂąc nadprodukcji.
Coraz wiĂŞcej obserwacji dowodzi, Âże skutki nawet niewielkiego niedoboru witaminy D, choĂŚ poczÂątkowo dyskretne, mogÂą siĂŞ przejawiaĂŚ przez caÂłe Âżycie w ró¿norodny sposĂłb, na przykÂład w postaci zwiĂŞkszonej kruchoÂści koÂści, wyÂższej podatnoÂści na infekcje czy choroby  autoimmunologiczne, a takÂże niektĂłre nowotwory. Badania jednoznacznie wskazu jÂą, Âże w celu poprawienia zdrowotnoÂści spoÂłeczeĂąstwa naleÂżaÂłoby podj¹Ì przynajmniej trzy proste dziaÂłania: upowszechniĂŚ wiedzĂŞ o wielokierunkowym dziaÂłaniu witaminy D w ustroju, osiÂągn¹Ì miĂŞdzydyscyplinarny konsensus w sprawie zalecanego czasu ekspozycji skĂłry na sÂłoĂące oraz przedstawiĂŚ jasne wytyczne w kwestii dziennego zapotrzebowania na tĂŞ waÂżnÂą witaminĂŞ.



D DuÂżo znaczy
Coraz wiĂŞcej obserwacji przemawia za tym, Âże dÂługotrwale obniÂżenie poziomu witaminy D zwiĂŞksza ryzyko niektĂłrych powaÂżnych chorĂłb. Na podstawie badaĂą poziomu witaminy D w osoczu lub ekspozycji na UVB moÂżna na przykÂład stwierdziĂŚ, Âże:

•    stĂŞÂżenie 25D w osoczu poniÂżej 20 ng/ml zwiĂŞksza o 30-50% ryzyko raka piersi, okrĂŞÂżnicy
i gruczoÂłu krokowego

•    w przypadku kobiet ÂżyjÂących na duÂżych szerokoÂściach geograficznych (np. w Norwegii
czy na Islandii) ryzyko raka jajnika jest piĂŞciokrotnie wyÂższe w porĂłwnaniu z kobietami z obszarĂłw rĂłwnikowych

•    mieszkanki Nebraski w wieku powyÂżej 55 lat, przyjmujÂące przez trzy lata 1100 IU
witaminy D3, majÂą o 77% mniejsze ryzyko wszystkich nowotworĂłw w porĂłwnaniu
z grupÂą placebo

•    poziom 25D w osoczu powyÂżej 40 ng/ml gwarantuje zmniejszenie o 62% ryzyka zachorowania na stwardnienie rozsiane, niÂż kiedy stĂŞÂżenie nie przekracza 25 ng/ml

•    fiĂąskie niemowlĂŞta otrzymujÂące dziennie 2000 IU witaminy D3 majÂą póŸniej o 80% mniejsze ryzyko zachorowania na autoimmunologicznÂą cukrzycĂŞ (typu 1)





KOMÓRKA ODPORNO¦CIOWA pod wp³ywem 1,25D odpowiada na zaka¿enie bakteri± gru¼licy {zielony i ¿ó³ty), produkuj±c antybakteryjny peptyd - katelicydynê (czerwony).

ÂŚwiatowy problem

Witaminowa Zima
DziaÂłanie promieniowania UVB jest dla wielu osĂłb jedynym lub g³ównym ÂźrĂłdÂłem witaminy D, wiĂŞc poÂłoÂżenie geograficzne i pora roku majÂą wpÂływ na ryzyko niedoboru. W okresach „witaminowej zimy" promieniowanie sÂłoneczne w niektĂłrych strefach geograficznych jest zbyt stabe, aby w ogĂłle zapoczÂątkowaĂŚ syntezĂŞ witaminy D w skĂłrze. Ozon blokuje promienie UVB, dlatego dziaÂłajÂą one najsilniej w pobliÂżu rĂłwnika, gdzie ÂświatÂło sÂłoneczne ma do przebycia najkrĂłtszÂą drogĂŞ przez atmosferĂŞ. Tam witamina D moÂże byĂŚ wytwarzana caÂły rok. ZwiĂŞkszenie kÂąta padania na wyÂższych szerokoÂściach geograficznych osÂłabia natĂŞÂżenie UVB i, zwÂłaszcza zimÂą, staje siĂŞ ono zbyt sÂłabe, aby umoÂżliwiĂŚ produkcjĂŞ witaminy D.




1    Chodzi o JĂŞdrzeja ÂŚniadeckiego (1768-1838), profesora chemii i medycyny Uniwersytetu WileĂąskiego oraz Akademii Medyko-Chirurgicznej w Wilnie.
2    TwĂłrcÂą koncepcji i nazwy „witamina" jest polski biochemik Kazimierz Funk (1884-1967). Na poczÂątku XX wieku zaintrygowaÂło go doniesienie holenderskiego lekarza Christiaana Eijkmana o tym, Âże na beri-beri chorujÂą konsumenci biaÂłego, polerowanego ryÂżu, a nie ci, ktĂłrzy jedzÂą ryÂż brÂązowy. Funk zaÂłoÂżyÂł, Âże czĂŞÂści nasion odrzucane podczas obrĂłbki zawierajÂą jak¹œ substancjĂŞ ochronnÂą. UdaÂło mu siĂŞ jÂą wyizolowaĂŚ w 1912 roku, a poniewaÂż zawieraÂła resztĂŞ aminowÂą, uznaÂł, Âże reprezentuje grupĂŞ istotnych dla Âżycia amin i ochrzciÂł jÂą „vitalaminĂŞ" albo „vitamine" (obecnie jest znana jako witamina B, albo tiamina). Wysun¹³ teÂż hipotezĂŞ, Âże kilka innych chorĂłb (w tym wÂłaÂśnie krzywica)
rĂłwnieÂż moÂże byĂŚ skutkiem niedoboru Witamin.


*► JEÂŚLI CHCESZ WIEDZIEÆ WIÊCEJ

The „Sunshine Vitamin": Benefit Beyond Bone?

CD. Davis i S. 1 Dwyer; Journal of National Canoe Institute, tom 99, nr 21, s. 1593-5 7 XI 2007. DostĂŞpne na stronie http://jnci.oxfordjournals.org/cgi/cont … 99/21/1593

The Urgent Need to Recommend to Intake of Vitamin D That Is Effective.

Reinhold Vieth i in.; Americai Journal of Clinical Nutrition, ton 85, nr 3, s. 649-650; III/2007.

Noncalcemic Actions of Vitamin D Receptor Ligands.

S. Nagpal, S Na i R. Rathnachalam, Endocrini Reviews, tom 26, nr 5, s. 662-687 VIII 2005.
DostĂŞpne na stronie
http://edru.endojournals.org/cgi/content/full/26/5/662

l,25-Dihydroxyvitamin D3 Is a Direct Inducer of Antimicrobial Pep tide Gene Expression.
Tian-Tian Wang i in. ;  Journal of Immunolog} tom 173, s. 2909-2912; 2004.

Unraveling the Enigma of Vita min D. Beyond Discovery Series National Academy of Sciences 2003. http://www.beyonddiscovery.org/content/ … .asp?a=414


I jeszcze jako ciekawostka filmik obrazujacy transkrypcje genu i budowe bialka:

http://pl.youtube.com/watch?v=41_Ne5mS2 … re=related

http://pl.youtube.com/watch?v=4PKjF7OumYo