Vitamin D3

Cholekalciferol

Vitamin D byl dlouho považován pouze za látku, která je nezbytná pro metabolismus vápníku v těle. Postupně se ovšem ukázalo, že jeho nedostatek může hrát zásadní roli při vzniku mnoha nemocí a poruch, včetně nádorových chorob, poruch imunity, nemocí srdce a cév, diabetu či roztroušené sklerózy. Poslední výzkumy navíc prokázaly, že se vyznačuje velice silným epigenetickým působením – nedokáže sice měnit naši genetickou informaci, prostřednictvím chemických reakcí však může ovlivnit, které z našich genů se projeví, a které nikoliv.

Historie

Vitamin D dostal svoje jméno proto, že byl objeven jako čtvrtý vitamin v pořadí. K tomu došlo v roce 1918. Izolován byl v roce 1932, o čtyři roky později byla určena jeho chemické struktura a až v roce 1959 se jej poprvé podařilo vyrobit syntetickou cestou.

Jinak jde ale o jednu z nejstarších molekul v rámci živé přírody, dokázaly ji vytvářet již jednobuněčné organismy žijící před 750 milióny let. Protože se tento vitamin zásadním způsobem podílí na výstavbě kostní hmoty, stoupla jeho důležitost v okamžiku, kdy živé organismy začaly opouštět vodní prostředí – pobyt na souši totiž zvýšil potřebu pevné opory těla.

Projevy nedostatku vitaminu D, zejména rachitida neboli křivice jsou pak známy již řadu století. Poprvé byla tato choroba popsána již v roce 1582.

Popis

Vitamin D neboli kalciferol se vyskytuje v několika formách. Nejdůležitější je D2 (ergokalciferol), který se vyskytuje v rostlinné říši, a D3 (cholekalciferol), jenž je původu živočišného. Pro lidské tělo je přitom důležitá zejména jeho forma známá jako D3, která je mnohem lépe využitelná než vitamin D2 pocházející z rostlinných zdrojů. (14)

Velmi důležité je již zmíněné epigenetické působení vitaminu D. Z chemického hlediska jde totiž o steroidní hormon, a proto se může vázat na specifický steroidní receptor přímo na buněčném jádře, který se označuje zkratkou VDR (vitamin D-receptor). Díky tomu pak může ovlivňovat řadu funkcí buňky, jako je proliferace (rychlé opakované množení), diferenciace (přeměna z nespecializované buňky, například kmenové, na buňku specializovanou) či apoptóza (programovaná buněčná smrt). (12)

Účinky

Osteoporóza a podpora správného růstu

Asi nejznámější funkcí vitaminu D je jeho vliv na výstavbu kostní tkáně. Reguluje totiž rovnováhu vápníku a fosforu prostřednictvím řady mechanismů. Ve střevě například zvyšuje produkci proteinu, který zajišťuje vstřebávání vápníku do krevního řečiště, zlepšuje rovněž vstřebávání fosforu z trávicího traktu a zvyšuje resorpci čili zpětné vstřebávání vápníku v ledvinách. Vitamin D rovněž stimuluje systém známý pod zkratkou RANKL (receptor-activator of nuclear factor), který aktivuje kostní buňky jménem osteoklasty, jež umožňují přestavbu kostní hmoty.

Díky tomu je vitamin D zásadně důležitý nejen v prevenci osteoporózy, ale i pro zajištění správného růstu a vývoje kostí. Jeho dostatečný příjem je proto zásadní u žen po menoupauze, u dětí, ale i u těhotných žen, protože hladina vitaminu D v těhotenství prokazatelně ovlivňuje růst kostí dítěte v časném dětství (15).

Imunita a respirační onemocnění

Vliv vitaminu D na imunitu a obranyschopnost je poměrně rozsáhlý. Zaprvé zde hraje roli jeho protizánětlivé působení, které je při obraně proti infekcím důležité, a za druhé má přímé imunoregulační účinky, kdy ovlivňuje jak vrozenou, tak i adaptivní imunitu. Jde zejména o přímé ovlivnění aktivity buněk imunitního systému – makrofágů, T-buněk, B-buněk či dendritických buněk. Zajímavé přitom je, že může jejich funkci jak zvyšovat, tak i potlačovat, čímž může bránit vzniku a rozvoji autoimunitních onemocnění (viz níže) (16, 17, 33, 48).

Nízká hladina vitaminu D prokazatelně souvisí s náchylností vůči infekcím, zejména pak vůči infekcím respiračním. Platí to přitom i pro infekci COVID-19 – u osob, které byly s touto nemocí hospitalizovány, byla zaznamenána nízká hladina „déčka“, která zároveň zvyšovala i riziko úmrtí. Vitamin D také svým protizánětlivým působením pomáhá snižovat tzv. cytokinovou bouři, tj. prudkou zánětlivou reakci, která je jednou z příčin těžkého průběhu covidu i dalších infekcí, a také další typickou komplikaci covidu – vznik krevních sraženin. Navíc jeho užívání při nemoci zmírňuje následné poškození plic. (31, 32, 48-50)

Hladiny vitaminu D v těle rovněž úzce souvisí i s odolností vůči chřipce. Není náhoda, že chřipkové epidemie přicházejí v chladné polovině roku, kdy se v těle hladina „déčka“ výrazně snižuje – tuto souvislost opakovaně prokázaly i vědecké výzkumy. Tento vitamin má totiž proti chřipkovému onemocnění preventivní účinky způsobené zejména posílením vrozené imunity (jedna ze studií například prokázala trojnásobný pokles rizika nákazy při jeho užívání), a díky svému protizánětlivému působení omezuje i vznik akutního onemocnění dýchacích cest, čímž v případě nákazy výrazně zkracuje dobu léčby. (51-53)

Nízká hladina vitaminu D může dokonce hrát roli i při tuberkulóze, tj. bakteriálním onemocněním plic, které se ani po objevu antibiotik nepodařilo vymýtit, protože jeho původce vůči nim vykazuje vysokou míru rezistence. Tato souvislost je přitom známá již dlouho – v dobách před objevem antibiotik byl k léčbě tuberkulózy běžně užíván olej z tresčích jater, který patří mezi nejbohatší zdroje „déčka“. Účinnost podávání vitaminu D spolu s antibiotiky ale prokázalo i několik nedávných studií. (34-37)

Astma a alergie

Velmi nadějně vypadají také výsledky výzkumů zkoumajících souvislost vitaminu D a astmatu – jeho nedostatek opět patří mezi nejdůležitější rizikové faktory vzniku této nemoci. „Déčko“ zaprvé snižuje produkci zánětlivých cytokinů v některých typech T-lymfocytů a za druhé snižuje aktivitu genu FKN, který způsobuje rezistenci vůči steroidům. Rozvoj astmatu může také přímo souviset i s VDR receptorem, na nějž se v buňkách vitamin D váže – u myší, které měly tento receptor nefunkční, například v rámci jedné studie docházelo ve zvýšené míře k ukládání kolagenu do dýchacích cest a rozvoje hyperplazie (zmnožení buněk) plicní tkáně. (34, 38-40)

Náchylnost k astmatu přitom může vznikat již v době nitroděložního vývoje – výzkumy prokázaly, že pokud má těhotná žena ve stravě dostatek vitaminu D, riziko rozvoje astmatu u jejích potomků výrazně klesá. To samé přitom platí i pro další typy alergií – nedostatek vitaminu D u matky například zvyšuje riziko výskytu atopických ekzému v prvních dvou letech života dítěte a výskytu alergické rýmy v prvních pěti letech. Užívání „déčka“ pak může u dětí přímo snížit závažnost astmatu. (34, 41-44)

Chronická obstrukční plicní nemoc

Dalším onemocněním dýchacích cest, které mohou s vitaminem D souviset, je chronická obstrukční plicní choroba (CHOPN), zánětlivé onemocnění, které vede ke zúžení dýchacích cest. Přestože jde o nemoc vznikající v dospělém věku, její vznik může mít kořeny již v dětství, přičemž roli tu může hrát právě vitamin D, který ovlivňuje ranný vývoj plic. U pacientů s CHOPN navíc často dochází k narušení signalizačních drah vitaminu D, což vede k narušení regulace zánětlivých procesů v dýchacích cestách. Jeho užívání přitom může mít pozitivní efekt, protože reguluje aktivitu imunitních buněk, zlepšuje sílu hladké svaloviny dýchacích cest a moduluje zánětlivou reakci. (34, 45-47)

Nádorová onemocnění

Možná největší pozornost v poslední době vzbudily výzkumy, které se zabývají rolí vitaminu D3 v prevenci a léčbě nádorových onemocnění. Podstatou této role je především epigenetické působení.

Vitamin D3 reguluje základní dráhy buněčného metabolismu a diferenciace prostřednictvím steroidního receptoru v buněčném jádře známého pod zkratkou VDR. Jak jsme již řekli výše, může jeho prostřednictvím ovlivňovat procesy proliferaci (rychlého množení) a apoptózy (buněčné smrti), jejichž poruchy obvykle provázejí nádorové bujení. Ovlivňuje také další molekulární mechanismy, které hrají klíčovou roli při procesu vzniku rakoviny – konkrétně jde o aktivaci enzymů CYP27A1 a CYP27B1 a inaktivaci enzymů CYP24). (1) Vitamin D3 také působí proti metylaci DNA, což je negativní proces, který znemožňuje některým genům plnit jejich funkci. Epigenetické mechanismy vedoucí k metylaci DNA jsou přitom rovněž společným rysem většiny typů nádorového bujení. (7)

Několik studií prokázalo, že vitamin D3 může zastavit buněčný cyklus a ovlivnit diferenciaci nádorových buněk různých typů nádorů (2-5). Platí to například pro rakovinu tlustého střeva (5), prsu (8), či prostaty (9). U osob trpících některými druhy rakoviny, zejména nádory prsu, prostaty a vaječníků, byla zároveň prokázána snížená hladina vitaminu D v těle. (18)

Kardiovaskulární onemocnění

Deficit vitaminu D byl opakovaně nalezen prakticky u všech sledovaných osob, které utrpěly infarkt myokardu. (22) Nízké hladiny tohoto vitaminu byla prokázána i u dalších kardiovaskulárních chorob, jako je angina pectoris, srdeční selhání a mozková příhoda. (20, 21)

I zde jsou s největší pravděpodobností na vině epigenetické mechanismy, jako je metylace DNA či modifikace histonů. (23, 25, 26) Zajímavé přitom je, že epigenetické změny způsobující pozdější vyšší náchylnost ke kardiovaskulárním chorobám vnikají již v průběhu nitroděložního vývoje, i když zde byla zatím prokázána jen souvislost nedostatečné výživy matky v těhotenství, zejména pak nízkého příjmu bílkovin. (24, 27)

Důležitou roli v ochraně před srdečně cévními chorobami také hraje fakt, že vitamin D pomáhá regulovat tzv. systém renin – angiotenzin, což je neurohumorální sytém, který se mj. podílí i na regulaci krevního tlaku. (48)

Roztroušená skleróza

Nadějně vypadají i výzkumy mapující pozitivní vliv vitaminu D3 na osoby trpící roztroušenou sklerózou, přičemž i tady hraje důležitou roli jeho epigenetické působení. I když výzkumy na toto téma jsou záležitostí zhruba posledních deseti let, ukazuje se, že epigenetické změny se na vzniku nemoci podílejí významnou měrou – procesy zánětu a demyelinizace (tj. narušení obalů nervových vláken) jsou například dávány do souvislosti se zvýšenou diferenciací T buněk, která prokazatelně souvisí s epigenetickými mechanismy (např. acetylací histonů). Receptor VDR navíc dokáže regulovat aktivitu genů, které se na vzniku roztroušené sklerózy podílejí.

Studie z roku 2014 například potvrdila, že se zvyšující se hladinou vitaminu D3 v těle se snižuje aktivita roztroušené sklerózy (10). Klinická studie z roku 2010 (6) přitom prokázala, že výraznější ochranný faktor má vitamin D3 u nemocných žen, což je dáno tím, že ženský pohlavní hormon estrogen podporuje metabolismus tohoto vitaminu.

Zánětlivá střevní onemocnění

Další autoimunitní onemocnění, která s hladinou vitaminu D prokazatelně souvisejí, jsou ta postihující střeva, tedy zejména Crohnova choroba a ulcerózní kolitida. Lidé, kteří těmito chorobami trpí, mají obvykle jeho hladinu výrazně sníženou, zatím ale není přesvědčivě prokázáno, co je zde příčina a co důsledek – tedy jestli nízká hladina „déčka“ způsobuje zánětlivá střevní onemocnění, nebo naopak tyto choroby vedou k nedostatku „déčka“. Jisté ale je, že vitamin D je nezbytný pro udržování optimální bariérové funkce střeva, jež je u zánětlivých střevních onemocnění narušena, podporuje rovnováhu v oblasti střevního mikrobiomu a působí výrazně protizánětlivě. A také platí, že pacienti s jeho deficitem jsou častěji nuceni podstoupit hospitalizaci a chirurgické zákroky. Doplňování déčka je proto u těchto chorob jednoznačně doporučováno. (54)

Lupus

Systémový lupus erythematosus je další autoimunitní onemocnění, pro které je typická nízká hladina vitaminu D3. Jde o chronický zánět, který poškozuje řadu orgánů a tkání v těle (včetně mozku) a může končit i smrtí. Problém navíc je, že lidé s tímto onemocněním často trpí vyrážkami citlivými na světlo, takže se vyhýbají pobytu na slunci, což deficit „déčka“ (a s tím i průběh nemoci) dále zhoršuje. Užívání tohoto vitaminu je zde proto nezbytností. (55)

Revmatoidní artritida

Výjimkou mezi autoimunitními chorobami není co do vztahu k vitaminu D ani zánětlivé onemocnění kloubů jménem revmatoidní artritida. Deficit „déčka“ je pro ni typický a jeho míra přitom odpovídá závažnosti jejích projevů. Doplňování tohoto vitaminu má za následek zejména snížení bolestivosti postižených kloubů, ale i snížení rizika vzniku osteoporózy. (64)

Diabetes

Je známo, že lidé trpící cukrovkou I. typu nají v těle sníženou hladinu vitaminu D. V pokusech na zvířatech pak vyšší dávky tohoto vitaminu potlačovaly zánětlivé procesy ve slinivce břišní a bránily tak vzniku diabetu. (19) U cukrovky II. Typu byla nalezena souvislost mezi hladinou vitaminu D a schopností metabolizovat glukózu a tento vitamin také ovlivňuje sekreci inzulinu. (28) Rozsáhlá studie (29) také prokázala, že osoby, které mají v krvi hladinu vitaminu D vyšší než 32 ng/ml mají o 41 % nižší pravděpodobnost, že onemocní cukrovkou 2. typu, než lidé s hladinou nižší než 19,5 ng/ml.

Testosteron, sexualita, plodnost

V řadě typů buněk mužských pohlavních orgánů, tj. varlat, se nacházejí VDR receptory i enzymy, které se účastní metabolismu vitaminu D. Navíc se zdá, že vitamin D se přímo účastní regulace funkce varlat. (62)

Proto je například nezbytný pro produkci testosteronu, a pokud člověk trpí jeho deficitem, je hladina tohoto mužského pohlavního hormonu snížena. To může mít za následek nejen snížené libido a problémy s erekcí, ale i přibývání na váze, úbytek svalové hmoty a fyzické výkonnosti, nedostatek energie i psychické potíže. Dlouhodobé užívání vitaminu D3 přitom výzkumů vede ke zvýšení hladiny testosteronu. (56)

„Déčko“ navíc výrazně ovlivňuje i plodnost, a to jak u mužů, kde ovlivňuje objem a kvalitu spermatu (VDR receptory se totiž nacházejí i přímo v samotných spermiích), tak i u žen. Není náhoda, že v severských zemích, kde je v zimě výrazný nedostatek slunečního svitu, existují výrazné rozdíly v porodnosti v různých obdobích roku – nejčastěji zde páry počnou potomka v létě a na podzim, tedy v tobě, kdy je v těle hladina vitaminu D nejvyšší. A i v našich zeměpisných šířkách platí, že žena s vyšší hladinou tohoto vitaminu má větší šanci na úspěšné početí a zároveň i nižší riziko potratu v ranných stádiích těhotenství. Což mimochodem platí i v případě asistované reprodukce. (57-60, 62)

S nedostatkem vitaminu D navíc souvisejí i dvě nejčastější gynekologická onemocnění, která snižují šanci na otěhotnění – endometrióza a syndrom polycystických vaječníků. (61)

Hubnutí

Také obézní lidé mají oproti štíhlým hladinu vitaminu D3 v těle značně sníženou, což může být způsobeno tím, že tento vitamin se právě v tukové tkáni ukládá, a i když se z ní samozřejmě může opět uvolnit, tento proces je velmi pomalý. Když je tedy v těle tukové tkáně hodně, ukládá se do ní i velké množství „déčka“, které pak v těle chybí. Tento stav ale bohužel komplikuje i snahu hubnout. Jedním z důvodů je fakt, že se podílí na syntéze adiponektinu, hormonu, který je vytvářen v tukové tkáni a podílí se na rozkladu tuků a regulaci hladiny glukózy. Snížená tvorba adiponektinu je ostatně typická i pro tzv. metabolický syndrom. Doplňování „déčka“ proto může u obézních osob podpořit hubnutí. Velmi užitečné přitom může být zejména pro ženy po menopauze. (63)

Zdroje a způsob užívání

Největší množství vitaminu D3, za normálních okolností až 90 %, vzniká v pokožce při interakci se UVB zářením. S věkem se ovšem schopnost jeho produkce výrazně snižuje, a to až o 75 %. Negativní vliv na jeho tvorbu má i fakt, že většina populace tráví stále méně času na slunci, a pokud už ve vyrazí, používá opalovací krémy. V současnosti je tak nedostatkem vitaminu D ohroženo odhadem 30-35 % světové populace (12), u evropské populace se počet lidí trpících jeho deficitem může pohybovat až okolo 70 %! (30)

Vitami D3 je však zastoupen i v řadě potravin živočišného původu. Nejvýznamnějším zdrojem je rybí tuk (zvláště bohatým zdrojem jsou tresčí játra), dále vaječný žloutek, játra a mléko. Lze jej také užívat ve formě doplňků stravy, kdy platí, že právě ty s vitaminem D3 jsou efektivnější než s rostlinnou formou D2. (14)

Pokud jde o doporučené dávky, tak ty se výrazně liší od těch, které byly uváděny dříve. V současnosti je minimální dávkou 800 IU denně (12), pro terapeutické účely však mohou být použity i dávky několikanásobně vyšší.

Vhodné kombinace

Vitamin D je rozpustný v tucích, takže coby doplněk stravy je třeba jej konzumovat zásadně v kombinaci s nějakým tukem. Velmi vhodný je rybí tuk (tj. omega-3), který je i sám o sobě zdrojem „déčka“. Další častým „parťákem“ vitaminu D bývá vápník, protože právě „déčko“ nutné pro jeho vstřebávání.  Vitamin D3 rovněž zvyšuje biologickou aktivitu resveratrolu, proto je vhodná i tato kombinace. (76) Možností je ale daleko více, zde jsou některé z nich:

Osteoporóza: D3 + vápník (66), D3 + omega-3 (67), D3 + vitamin K2 (69), D3 + genistein + vápník (70), D3 + K2 + omega-3 + genistein (71)

Revmatoidní artritida: D3 + vápník (65), D3 + omega-3 + kurkumin (73), D3 + kurkumin (74)

Kardiovaskulární choroby: D3 + omega-3 (67), D3 + vitamin K2 (69), D3 + astaxantin (75)

Plodnost žen: D3 + omega-3 (67), D3 + resveratrol (76)

Imunita: D3 + zinek + vitamin C (68), D3 + kurkumin (72), D3 + astaxantin (75)

Menopauza: D3 + genistein + vápník (70), D3 + K2 + omega-3 + genistein (71)

Alzheimerova choroba: D3 + kurkumin (72)

Zánětlivá střevní onemocnění: D3 + kurkumin (74)

Testosteron: D3 + zinek

Diabetes: D3 + resveratrol (77)

Sportovní výkonnost: D3 + kvercetin