Vitamín D a kvalita kosti

Vitamin D and bone quality

Introduction: The contribution of vitamin D to the reduction of fractures can be attributed, at least in part, to a beneficial effect on BMD, but also to an effect on bone microstructure. There is little evidence to explain the effect of vitamin D on bone microarchitecture. Objective: To assess the relationship between 25(OH)D3 levels and quantitative / qualitative bone parameters in postmenopausal women. Methods: A cross-sectional analysis of the effect of vitamin D levels on bone quality in postmenopausal women from endocrinology clinics undergoing DXA examination during 10/2015 to 03/2017, measured by BMD and TBS, was performed. Levels of 25 (OH) D3 were determined by chromatography using an HPLC system with UV detection (Chromsystem^®; interassay variability CV: 0.8–3.0 %). A total of 129 patients were included in the final analysis. They were divided into two groups according to the serum concentration of vitamin D, the level of 30 ng/ml was considered as the cut-off value. Results: The prevalence of vitamin D deficiency was more than 49,6 %. When comparing bone parameters between the two groups, we confirmed in the group with sufficient vitamin D levels a significantly higher number of patients (35 vs 55; p = 0.05) with prescribed vitamin D preparation and at the same time higher TBS values (1,241 vs 1,276; p = 0.05). BMD and bone turnover markers did not differ significantly. BMD in the total hip area was significantly lower in the group with sufficient vitamin D levels compared to the group with insufficient vitamin D levels. Conclusion: Vitamin D affects bone metabolism and at the same time positively affects bone quality. Optimal vitamin D levels contribute to good bone structure.

Keywords:

BMD – calcium – DXA – HR-pQCT – TBS – vitamin D

Autori: Kužma Martin; Kršáková Eva; Kužmová Zuzana; Smaha Juraj; Jackuliak Peter; Killinger Zdenko; Payer Juraj
Pôsobisko autorov: V. interná klinika LF UK a UNB, Nemocnica Ružinov, Bratislava
Vyšlo v časopise: Clinical Osteology 2020; 25(4): 207-211
Kategória: Přehledové články

Súhrn

Úvod: Prínosy vitamínu D na redukciu výskytu zlomenín môžu byť prinajmenšom čiastočne pripisované priaznivým účinkom na BMD, ale aj efektom na mikroštruktúru kosti. Prác, ktoré efekt vitamínu D na kostnú mikroarchitektúru objasňujú, je málo. Cieľ: Posúdenie vzťahu medzi hladinami 25(OH)D3 a kvantitatívnymi/kvalitatívnymi kostnými parametrami u postmenopauzálnych žien. Metódy: Prierezová analýza vplyvu hladiny vitamínu D na kvalitu kosti u postmenopauzálnych žien z endokrinologickej ambulancie podstupujúcich DXA-vyšetrenie v priebehu 10/2015 až 03/2017, meraná pomocou BMD a TBS. Hladiny 25(OH)D3 boli stanovené chromatograficky pomocu HPLC-systému s UV-detekciou (Chromsystem^®;interassay variability CV: 0,8–3,0 %). Celkovo bolo do finálnej analýzy zaradených 129 pacientok. Tie, boli následne rozdelené do dvoch skupín podľa sérovej koncentrácie vitamínu D, pričom hladinu 30 ng/ml sme považovali za cut-off hodnotu. Výsledky: Prevalencia deficitu vitamínu D v súbore dosiahla 49,6 %. Pri porovnaní kostných parametrov medzi oboma skupinami sme potvrdili v skupine s dostatočnou hladinou vitamínu D signifikantne vyšší počet pacientok (35 vs 55; p = 0,05), ktoré mali predpísaný preparát vitamínu D a zároveň vyššie hodnoty TBS (1,241 vs 1,276; p = 0,05). Hodnoty BMD a markerov kostného obratu sa významne nelíšili. Hodnota BMD v oblasti proximálnej časti femuru (total hip) bola hranične signifikantne nižšia v skupine s dostatočnou hladinou vitamínu D oproti skupine s nedostatočnou hladinou vitamínu D. Záver: Vitamín D ovplyvňuje metabolizmus kostí a zároveň pozitívne ovplyvňuje kvalitu kosti. Optimálna hladina vitamínu D prispieva k dobrej štruktúre kosti.

Klíčová slova:

BMD – DXA – HR-pQCT – TBS – vápnik – vitamín D

Úvod

Vitamín D spolu s vápnikom sú základnou súčasťou liečby a prevencie osteoporózy. Viaceré práce sa v minulosti zaoberali vplyvom vitamínu D na kostnú minerálnu hustotu (Bone Mineral Density – BMD) v rôznych vekových kategóriách. Väčšina štúdii preukázala pozitívnu asociáciu medzi hladinou vitamínu D a BMD vo viacerých oblastiach [1–4], pričom už dávka > 400 IU bola spojená s dostatočným efektom na BMD. Aj keď vitamín D podávaný samostatne môže viesť k zvýšeniu BMD, k zabezpečeniu redukcie rizika fraktúr je potrebná kombinácia s vápnikom. V najnovšej metaanalýze 13 randomizovaných štúdii na 34 243 participantov sa potvrdilo, že kombinácia vitamínu D (800 IU) s vápnikom (1 000–1 200 mg) viedla k významnej redukcii rizika akejkoľvek zlomeniny o 6 % a zlomeniny bedra o 16 % [5]. Hoci prínosy vitamínu D na výskyt zlomenín môžu byť prinajmenšom čiastočne pripisované priaznivým účinkom na BMD, vitamín D môže prispievať k zníženiu rizika zlomenín aj inými mechanizmami. Patria medzi ne vplyv na svalovú silu a zníženie rizika pádov [6] ako aj efekt na mikroštruktúru kosti. Medzi základné možnosti stanovenia kvality kosti patria kostná biopsia, vysoko rozlišovacie periférne kvantitatívne CT (HR-pQCT) a trabekulárne kostné skóre (Trabecular Bone Score – TBS) [7].

Cieľom tejto práce je posúdenie vzťahu medzi hladinami 25(OH)D3 a kvantitatívnymi/kvalitatívnymi kostnými parametrami u pacientov podstupujúcich denzitometrické vyšetrenie (DXA) na endokrinologickej ambulancii.

Metódy a pacienti

Prierezová analýza vplyvu hladiny vitamínu D na kostné parametre u postmenopauzálnych žien z endokrinologickej ambulancie podstupujúcich DXA vyšetrenie v priebehu 10/2015 až 03/2017.

Použité metódy

Údaje použité v tejto štúdii pochádzajú z dotazníkov, ktoré vypĺňali pacienti endokrinologickej ambulancie v čase od 10/2015 až do 03/2017. V dotazníkoch sa nachádzajú údaje o užívaných liekoch, rizikových faktoroch, prekonaných fraktúrach a o užívaní suplementov vitamínu D a vápnika.

Denzitometrické vyšetrenie bolo indikované u pacientov na základe indikácie podľa vestníka MZ SR z r. 2006. Z DXA scanov sme stanovili:

BMD – kostná hustota v oblasti lumbálnej chrbtice, krčku femuru a total hip (proximálna časť femuru) v g/cm² bola meraná pomocou prístroja Hologic Discovery^®

TBS v oblasti lumbálnej chrbtice bolo odvodené od DXA-snímok chrbtice L1-L4 pomocou software TBS INSight^® (Medimaps SASU, Pessac, Francúzsko)

Hladiny 25(OH)D3 boli stanovené chromatograficky pomocou HPLC systému s UV-detekciou (Chromsystem^®; interassay variability CV: 0,8–3 %).

Pacienti

V období od októbra 2015 do marca 2016 bolo pôvodne zaradených 347 žien, ktoré podstúpili DXA-vyšetrenie na základe akejkoľvek indikácie a zároveň mali vyplnený dotazník. Dotazník obsahuje základné údaje o pacientke, otázky týkajúce sa liečby (antiporotiká, kortikoidy, imunosupresíva atď), otázky o prekonaných nízko traumatických fraktúrach a rizikové faktory osteoporózy. V ďalšej časti sa nachádzali otázky o užívaní vitamínu D a vápnika, či už vo forme preparátov alebo odhad príjmu vápnika v strave. Z celkového počtu bolo vyradených 60 žien pre sekundárnu osteoporózu, 130 pacientok pre predchádzajúcu alebo aktuálnu špecifickú liečbu osteoporózy a 28 pacientok bolo vyradených kvôli chýbajúcej informácii o hladine vitamínu D (schéma).

Celkovo bolo do finálnej analýzy zaradených 129 pacientok. Tie boli následne rozdelené do dvoch skupín podľa sérovej koncentrácie vitamínu D, pričom hladinu 30 ng/ml sme považovali za cut-off hodnotu.

skupina (n = 64) vitamín D < 30 ng/ml

skupina (n = 67) vitamín D > 30 ng/ml

Výsledky

Základné charakteristiky súboru uvádza tab. 1.

Priemerný vek pacientok v sledovanom súbore bola 63,9 roka, bez rozdielu na základe hladiny vitamínu D. Pacientky v skupine 1 mali vyššiu telesnú hmotnosť. Nelíšili sa v ostatných rizikových faktoroch ani súčasnej medikácii. Vyšší počet pacientok s liečbou levotyroxínom bol podmienený tým, že pacientky pochádzali z endokrinologickej ambulancie.

Pri porovnaní kostných parametrov medzi oboma skupinami sme potvrdili v skupine s dostatočnou hladinou vitamínu D signifikantne vyšší počet pacientok liečených preparátom vitamínu D a zároveň vyššie hodnoty TBS (tab. 2). Hodnoty BMD a markerov kostného obratu sa významne nelíšili (graf 1–4). Hodnota BMD v oblasti total hip bola hranične signifikantne nižšia v skupine s dostatočnou hladinou vitamínu D oproti skupine s nedostatočnou hladinou vitamínu D. V korelačných analýzach sme asociáciu medzi kostnými parametrami a hladinou vitamínu D nepotvrdili.

Diskusia

Vitamín D je dôležitý pre normálny vývoj ako aj pre udržanie kostného zdravia počas celého života. Hypovitaminóza D ovplyvňuje kalciový metabolizmus, aktivitu osteoblastov aj osteklastov, osifikáciu kostnej matrix, kostnú remodeláciu a kostnú hustotu. V našej analýze sme potvrdili vysokú prevalenciu nedostatočnej hladiny vitamínu D. V minulosti bol dostatok vitamínu D definovaný ako hladina 25OHD dostatočná na prevenciu rachitídy u detí a osteomalácie u dospelých. Hladiny 25OHD < 5 ng/ml (sú spojené s vysokou prevalenciou rachitíd alebo osteomalácie. Z hľadiska prevencie osteoporózy ako aj redukcie rizika fraktúr sa v metaanalýze niekoľkých randomizovaných klinických štúdií stanovil cut-off pre dostatočnú hladinu 25OHD 30 ng/ml a primeraná dávka 700 až 800 IU cholekalciferolu denne [8,9], čo neskôr akceptovali aj väčšina odborných spoločností. Problémom však zostáva biochemické stanovenie hladiny vitamínu D, keďže viaceré štúdie potvrdili významnú diskrepanciu medzi jednotlivými komerčnými metódami stanovenia hladiny 25OHD₃ [10].

V našej analýze sme potvrdili vyššie hodnoty TBS ako markera kvality kosti u pacientov s dostatočnou hladinou vitamínu D, čo svedčí o lepšej kostnej mikroarchitektúre v prospech pacientov s dostatočnou hladinou vitamínu D. Zaujímavým zistením v tejto skupine, sú hodnoty BMD ,ktoré boli vo všetkých oblastiach znížené. Tieto rozdiely však neboli štatisticky významné. Určitým vysvetlením tohto pozorovania je v skupine s dostatočným vitamínom D zaradenie pacientov pravdepodobne s vyšším rizikom osteoporózy a ich pravidelné kontroly, čo vyplýva zo zloženia pacientov endokrinologickej ambulancie. Zároveň, vyššia hmotnosť pacientov v skupine s nedostatočnou hladinou vitamínu D nadhodnocuje BMD. Limitáciou tejto štúdie je prierezový dizajn a čiastočný self-reporting v dotazníkoch s nemožnosťou kvantifikovať jednoznačne rizikové faktory, ako aj dĺžku liečby vitamínom D.

Viaceré štúdie sa venovali vzťahu hladín vitamínu D a zmenami mikroštruktúry kosti u inak zdravých jedincov. Histologické štúdie poukazujú na vysokú prevalenciu defektov mineralizácie, to znamená patologické zvýšenie/akumuláciu osteoidu a výrazné zníženie objemu kosti bez ohľadu na vek u pacientov s hladinou vitamínu D < 30 ng/ml [11]. V inej štúdii, v populácii mladých dospelých (18–35 rokov) bola takisto zistená vysoká prevalencia deficitu vitamínu D a zároveň pozitívna asociácia medzi vitamínom D a TBS u oboch pohlaví [12]. Aj keď trabekulárna kosť je pri deficite vitamínu D pravdepodobne výraznejšie postihnutá, objavujú sa práce, ktoré zistili vplyv na kortikálnu porozitu [13]. Efekt suplementácie vitamínu D na kostnú štruktúru bol pozorovaný v zvieracom modeli [14], ale aj humánnych štúdiách. U postmenopauzálnych žien viedlo podávanie 2 800 IU denne počas 3 mesiacov k významným nárastom predovšetkým v trabekulárnych parametroch kosti v porovnaní s placebom [15].

Na záver možno povedať, že u pacientov zaradených do analýzy sme potvrdili vysokú prevalenciu deficitu vitamínu D v zhode s epidemiologickými údajmi. Vitamín D ovplyvňuje metabolizmus kostí a zároveň pozitívne ovplyvňuje kvalitu kosti. Optimálna hladina vitamínu D prispieva k dobrej štruktúre kosti. TBS lepšie odráža skutočný kostný status vo vzťahu k hladine vitamínu D a mohlo by byť nástrojom, ktorý vo včasnom štádiu odhalí zvýšené riziko fraktúry.

doc.MUDr. Martin Kužma, PhD.

martin.kuzma@fmed.uniba.sk

www.fmed.uniba.sk

Received | Doručeno do redakce | Doručené do redakcie 8. 10. 2020
Accepted | Přijato po recenzi | Prijaté po recenzii 1. 12. 2020

Zdroje

Khaw KT, Sneyd MJ, Compston J. Bone density parathyroid hormone and 25-hydroxyvitamin D concentrations in middle aged women. BMJ 1992; 305(6848): 273–277. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1136/bmj.305.6848.273>.
Bischoff-Ferrari HA, Dietrich T, Orav EJ et al. Positive association between 25-hydroxy vitamin D levels and bone mineral density: a population-based study of younger and older adults. Am J Med 2004; 116(9): 634–639. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.amjmed.2003.12.029>.
Adams JS, Kantorovich V, Wu C et al. Resolution of vitamin D insufficiency in osteopenic patients results in rapid recovery of bone mineral density. J Clin Endocrinol Metab 1999; 84(8): 2729–2730. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1210/jcem.84.8.5899>.
Ooms ME, Roos JC, Bezemer PD et al. Prevention of bone loss by vitamin D supplementation in elderly women: a randomized double-blind trial. J Clin Endocrinol Metab 1995; 80(4): 1052–1058. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1210/jcem.80.4.7714065>.
Yao P, Bennett D, Mafham M et al. Vitamin D and Calcium for the Prevention of Fracture. JAMA Netw Open 2019; 2(12): e1917789. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2019.17789>.
Laird E, Ward M, McSorley E et al. Vitamin D and bone health: potential mechanisms. Nutrients 2010; 2(7):693–724. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.3390/nu2070693>.
Payer J, Killinger Z (eds) et al. Osteoporóza. Herba: Bratislava 2012. ISBN 9788089171941.
Bischoff-Ferrari HA, Willett WC, Wong JB et al. Fracture prevention with vitamin D supplementation: a meta-analysis of randomized controlled trials. JAMA 2005; 293(18): 2257–2264. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1001/jama.293.18.2257>.
Bischoff-Ferrari HA, Willett WC, Wong JB et al. Prevention of nonvertebral fractures with oral vitamin D and dose dependency: a meta-analysis of randomized controlled trials. Arch Intern Med 2009; 169(6): 551–561. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1001/archinternmed.2008.600>.
Shah I, Akhtar MK, Hisaindee S et al. Clinical diagnostic tools for vitamin D assessment. J Steroid Biochem Mol Biol 2018; 180: 105–117. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jsbmb.2017.10.003>.
Priemel M, von Domarus C, Klatte TO et al. Bone mineralization defects and vitamin D deficiency: histomorphometric analysis of iliac crest bone biopsies and circulating 25-hydroxyvitamin D in 675 patients. J Bone Miner Res 2010; 25(2): 305–312. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1359/jbmr.090728>.
Alwan A, Al Rassy N, Berro A et al. Vitamin D and Trabecular Bone Score in a Group of Young Lebanese Adults. J Clin Densitom 2018; 21(3): 453–458. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jocd.2018.02.002>.
Sundh D, Mellström D, Ljunggren Ö et al. Low serum vitamin D is associated with higher cortical porosity in elderly men. J Intern Med 2016; 280(5): 496–508. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1111/joim.12514>.
Shiraishi A, Higashi S, Masaki T et al. A comparison of alfacalcidol and menatetrenone for the treatment of bone loss in an ovariectomized rat model of osteoporosis. Calcif Tissue Int 2002; 71(1): 69–79. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1007/s00223–001–2090-y>.
Bislev LS, Langagergaard Rodbro L, Rolighed L et al. Effects of Vitamin D3 Supplementation on Muscle Strength, Mass, and Physical Performance in Women with Vitamin D Insufficiency: A Randomized Placebo-Controlled Trial. Calcif Tissue Int 2018; 103(5): 483–493. Dostupné z DOI: <http://dx.doi.org/10.1007/s00223–018–0443-z>.

Štítky

Biochémia Detská gynekológia Detská rádiológia Detská reumatológia Endokrinológia Gynekológia a pôrodníctvo Interné lekárstvo Ortopédia Praktické lekárstvo pre dospelých Rádiodiagnostika Rehabilitácia Reumatológia Traumatológia Osteologie

Článek Mnohostranné dopady pandemie

Článek Může být FRAX přínosnější? Editorial

Článek Adjusting conventional FRAX estimates of fracture probability according to the recency of sentinel fractures

Článek Diagnostika a léčba Pagetovy kostní choroby: aktualizace 2020

Článek Kost a imunitní systém – osteoimunologie

Článek Nutriční (vitamin D deficitní) rachitis – opomíjená diagnóza? Kazuistika

Článok vyšiel v časopise