The role of supplying population with vitamin D in conditions of COVID-19 pandemic: foreign publications review

  • Authors: Mingazova E.N.1,2,3, Gureev S.A.1, Sidorov V.V.1
  • Affiliations:
    1. N. A. Semashko National Research Institute of Public Health
    2. The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «N. I. Pirogov Russian National Research Medical University» of Minzdrav of Russia
    3. The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Kazan State Medical University» of Minzdrav of Russia
  • Issue: Vol 29, No 1 (2021)
  • Pages: 32-36
  • Section: Articles
  • URL: https://journal-nriph.ru/journal/article/view/469
  • DOI: https://doi.org/10.32687/0869-866X-2021-29-1-32-36
  • Cite item

Abstract


The overview of scientific information concerning actual characteristics of population's supply with vitamin D and its role in case of risk of development of infectious diseases and COVID-19 is presented. The analysis established that vitamin D deficiency contributes both to higher risk of susceptibility to infectious agent and to negative impact to course and outcome of disease. The significant role of vitamin D in prevention and treatment of viral diseases is established. The international research studies confirm that at infectious diseases and early stages of COVID-19 protective immune response is responsible for elimination of the virus. Therefore, using vitamin D in treatment of COVID-19 is the strategy of immune protection. The authors consider that in case of infectious risks, preventive application of vitamin D is necessary. In case of initial manifestations of COVID-19, it is appropriate to promptly achieve levels of optimal status of micro-nutrient supply.

Full Text

В связи с большой нагрузкой на систему здравоохранения, вызванной пандемией COVID-19, перед исследователями встали задачи изучения мер по улучшению состояния пациентов с целью ускорения выздоровления и уменьшения негативных последствий для их здоровья и жизни, а также задачи выработки стратегий защиты и профилактики. Ученые полагают, что у пациентов с COVID-19 на ранних стадиях заболевания защитный иммунный ответ отвечает за элиминацию вируса, поэтому большое значение имеют стратегии улучшения иммунного ответа населения. Особая роль в поддержке иммунитета при вирусных заболеваниях и, возможно, для профилактики и лечения COVID-19, отводится витамину D [1-4]. Исследования показали, что дефицит в обеспеченности населения витамином D часто встречается у жителей Европы независимо от возраста, этнической принадлежности и места проживания. Так, около 40% европейцев испытывают дефицит [уровни 25(ОН)D < 50 нмоль/л], а 13% страдают от серьезного дефицита витамина D (25(ОН)D < 30 нмоль/л). Авторы также отмечают серьезный дефицит витамина D у населения стран в субтропических регионах и средних широтах: в Саудовской Аравии (46%), Катаре (46%), Иране (33,4%), Чили (26,4%), Франции (27,3%), Португалии (21,2%), Австрии (19,3%). При этом в некоторых странах, расположенных на высоких широтах, например в Норвегии, Финляндии, Швеции, Дании и Нидерландах, отмечается отсутствие острого дефицита витамина D. Но все же именно жители северных регионов Европы и представители отдельных этнических групп наиболее подвержены риску дефицита витамина D [5, 6]. Авторы отмечают, что в европейских странах дефицит витамина D чаще встречается у людей с черной кожей, азиатов и представителей других этнических групп с темной кожей, объясняя это тем, что кожа более темного цвета продуцирует намного меньше витамина D, чем белая [7]. Также исследователи отмечают, что в Чикаго (США) более половины случаев COVID-19 и около 70% случаев смерти от COVID-19 наблюдались у афроамериканцев, которые подвержены большему риску дефицита витамина D [8]. Вместе с тем подмечено, что дефицит витамина D, особенно часто проявляющийся в зимний период, связан с сезонными вирусными заболеваниями. Оптимальный статус витамина D в организме снижает риск не только вирусных заболеваний, но и риск развития ряда хронических заболеваний (онкологические и сердечно-сосудистые, сахарный диабет, гипертензия), значительно утяжеляющих протекание сезонных инфекционных заболеваний [9, 10]. Известно, что распространенным признаком ожирения является дефицит витамина D, который увеличивает риск системных инфекций и ослабляет иммунный ответ. Эпидемиологические данные на примере Италии подтверждают высокую распространенность гиповитаминоза D в Европе, особенно среди лиц с ожирением и пожилых женщин с диабетом [11-13]. Как показал проведенный в Китае анализ статуса витамина D, у 16,1% детей обнаружен дефицит витамина D (<50 нмоль/л), у 38,8% детей его уровень достаточный (50-74,9 нмоль/л), у 45,1% детей младшего возраста - оптимальный статус витамина D (75 нмоль/л). При этом распространенность дефицита витамина D была выше осенью (19,5%), чем летом (12,1%) [14]. Другое исследование, проведенное в Китае на популяционном уровне, показало, что статус витамина D у детей и подростков зависит от времени года и возраста. В работе был оценен статус витамина D с учетом возраста, пола, типа региона проживания, этнической принадлежности, продолжительности времени, которое ребенок обычно проводит на открытом воздухе, и приема витамина D [15]. Дополнительный прием витамина D оказывает дозозависимое благоприятное воздействие на здоровье костей и мышечную силу, что особенно важно ввиду возможности отягощения инфекционного заболевания переломами костей у пациентов с недостаточным питанием в анамнезе [16, 17]. Витамин D, обладая широким спектром иммуномодулирующих, противовоспалительных, антифибротических и антиоксидантных действий, может дать преимущества при возникновении аутоиммунных заболеваний, таких как диабет, ревматоидный артрит и астма, а низкие уровни обеспеченности населения 25-гидроксивитамином D - 25(OH)D - оказывают негативное влияние на здоровье, в частности на риск инфекционных заболеваний дыхательных путей [18-20]. Витамин D защищает дыхательные пути, убивает вирусы с оболочкой путем индукции кателицидина и дефензинов, уменьшает выработку провоспалительных цитокинов врожденной иммунной системой, тем самым снижая риск цитокинового штурма, приводящего к пневмонии. Добавление витамина D может предотвратить респираторные инфекции с помощью нескольких иммунорегуляторных функций, включая снижение выработки провоспалительных цитокинов врожденной иммунной системой, вызывающих пневмонию [21, 22]. Показано, что витамин D участвует в ингибировании экспрессии воспалительных цитокинов, в то время как дефицит витамина D связан со сверхэкспрессией цитокинов Th1, при этом тяжелая недостаточность витамина D (<25 нмоль/л) связана с прогрессированием заболевания и повышенной смертностью у пациентов с аутоиммунными заболеваниями печени. Это приводит авторов к предположению, что дефицит витамина D можно рассматривать как патогенный фактор, который можно измерять, отслеживать и корректировать [8]. С целью оценки общего влияния приема витамина D на риск развития острой инфекции дыхательных путей были проведены комплексные исследования, включающие в себя рандомизированные двойные слепые, а также плацебоконтролируемые тесты потребления пищевых добавок с витамином D3 или витамином D2, скорректированные с данными о частоте возникновения острой инфекции дыхательных путей. На материалах исследования, включавшего 11 321 участника в возрасте от 0 до 95 лет, было обнаружено, что обогащение рационов питания витамином D снижает риск острой инфекции дыхательных путей. Введение витамина D было безопасным и защищало от риска острых инфекций дыхательных путей, причем наибольший защитный эффект наблюдался у пациентов с дефицитом витамина D в анамнезе [22]. Показано, что для снижения риска заражения гриппом и/или COVID-19 людям, более подверженным этим рискам, рекомендуется принимать 10 000 МЕ/сут витамина D3 в течение нескольких недель, чтобы быстро повысить концентрацию 25(OH)D, а затем снизить суточную дозу приема до 5000 МЕ/сут, при этом целевой нормой должно быть повышение концентрации 25(OH)D выше 40-60 нг/мл (100-150 нмоль/л) [10]. Исследования статуса витамина D у пациентов с COVID-19 показали, что лечение высокой дозой витамина D (250 000-500 000 МЕ) является безопасным для пациентов при искусственной вентиляции легких, находящихся в критическом состоянии. Употребление витамина D связано со снижением длительности пребывания пациентов в стационаре, улучшением способности крови переносить кислород и повышением уровня гемоглобина. Риск острых вирусных инфекций дыхательных путей был в два раза ниже, если уровень витамина D в сыворотке был l95 нмоль/л (отношение рисков 0,51; 95% ДИ 0,25-0,84; р<0,0001), а доля дней заболевания была в 5 раз меньше (0,8% против 3,9%; р=0,02) по сравнению с пациентами при уровне <95 нмоль/л. Хотя инфекция COVID-19 является разновидностью острой респираторной инфекции, авторы признают, что у них нет данных, позволяющих утверждать, что добавка витамина D снизит частоту инфицирования COVID-19. Однако они считают безопасным ежедневное употребление в умеренных дозах витамина D3, за исключением некоторых редких случаев повышенной чувствительности к витамину D (например, мутация в гене CYP24A1 или саркоидоз) [8]. Интересной представляется работа, в которой более подробно рассмотрено использование витамина D при лечении COVID-19. Авторами признается необходимость измерения уровней 25(OH)D в сыворотке во всех стационарных и амбулаторных группах больных с COVID-19 на разных стадиях заболевания для определения необходимости поддержания или быстрого повышения уровней циркулирующего 25(OH)D до оптимального диапазона 40-60 нг/мл (100-150 нмоль/л). Считается важным сначала определить взаимосвязь между исходным статусом витамина D и тяжестью заболевания с помощью лабораторных биохимических анализов на концентрацию лейкоцитов, С-реактивного белка, лимфоцитов, лактатдегидрогеназы, интерлейкина-6, тромбоцитов, альбумина и ферритина в сыворотке. Авторы признают, что основной стадией лечения дефицита витамина D является измерение базовых уровней 25(OH)D в сыворотке, а затем рассмотрение дозы добавки на основе целевого уровня и того, как быстро этот уровень должен быть достигнут. Для быстрого и безопасного повышения уровней 25(OH)D в сыворотке рекомендуется при уровне витамина D ниже 50 нмоль/л вводить его в количестве 50 000 МЕ 2 раза в неделю при постановке диагноза (всего 100 000 МЕ). В целом для достижения концентрации 25(ОН)D в сыворотке выше 100 нмоль/л необходимы дозы выше 6000 МЕ/сут, потребление витамина D до 15 000 МЕ/сут признается безопасным. Необходимо изучить связь между первоначальной реакцией пациентов на прием витамина D с развитием заболевания, выздоровлением и различными клиническими исходами. После 100 000 МЕ стартовой дозы авторы предлагают продолжить прием дозы 50 000 МЕ, принимаемой один раз в неделю в течение второй и третьей недель. Предполагается, что последующие дозы 50 000 МЕ достигают оптимального уровня 25(ОН)D у пациентов с низким исходным статусом витамина D. Исследование показало необходимость наблюдения за пациентами, принимавшими витамин D, для обеспечения нормализации уровня циркулирующих витаминов и поддержки достигнутых уровней в течение пандемии COVID-19. Таким образом, учитывая высокую распространенность дефицита витамина D, а также для быстрого, безопасного и значительного повышения концентрации в сыворотке авторами предлагается добавление в высоких дозах витамина D с потенциальной пользой в снижении риска тяжести и смертности от COVID-19, что является безопасным и неинвазивным лечением. Большие дозы витамина D, принимаемые пациентами в течение 1 нед, а затем несколько тысяч международных единиц (МЕ) в сутки витамина D в течение 2 нед обеспечат быстрое и устойчивое восстановление уровня витамина D в сыворотке, что потенциально может привести к улучшению клинического состояния и прогноза. Авторы исследования также признают необходимость дальнейших клинических исследований для уточнения роли витамина D в качестве адъювантной терапии у пациентов с COVID-19 [23]. Применение добавок витамина D в лечебных целях выше рекомендуемой нормы, но в пределах рекомендуемых верхних пределов безопасности считают оправданным и другие исследователи [24]. Поскольку дефицит витамина D является сопутствующим признаком ожирения, некоторые авторы полагают, что дефицит этого витамина потенциально может быть связан с большим риском осложнений и смертности от COVID-19 [10]. Для поддержания иммунной системы при риске инфекционных заболеваний исследователи рекомендуют здоровый образ жизни, сбалансированное питание, прием добавок, особенно витаминов D и С, омега-3 жирных кислот, регулярную физическую активность и снижение воздействия других факторов среды, негативно влияющих на иммунитет [2]. Во время карантина из-за ограниченного пребывания людей на солнце исследователи рекомендуют получать больше витамина D из натуральных продуктов питания, содержащих витамин D (рыба, печень, яичный желток и кисломолочные продукты) [9, 21]. Заключение Большинство исследователей особо подчеркивают значимость обеспеченности населения витамином D для сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и COVID-19. Исследователи полагают, что дефицит витамина D является легко модифицируемым фактором риска острого респираторного заболевания и должен активно корректироваться с помощью недорогих, безопасных и легкодоступных витаминно-минеральных комплексов, содержащих витамин D. Даже небольшое уменьшение числа случаев заболевания COVID-19 оправдывает применение витамина D при лечении. Можно предположить, что, с учетом высокой распространенности дефицита витамина D, особенно в холодное время года, из-за недостатка солнечного света, для многих людей, остающихся в домашних условиях из-за пандемии даже весной и летом, а также для людей с такими факторами риска его дефицита, как ожирение, пожилой возраст, темная кожа, отсутствие солнечного света, прием витамина D особенно необходим. Высокая распространенность дефицита витамина D у пожилых людей, курильщиков, пациентов с хроническими заболеваниями и избыточным жиром как наиболее тяжело переносящих COVID-19 делает возможным изучение роли витамина D в качестве терапевтического агента при лечении COVID-19 и других инфекционных заболеваний. Витамин D защищает дыхательные пути, сохраняя плотные соединения, убивая вирусы с оболочкой путем индукции кателицидина и дефензинов и уменьшая выработку провоспалительных цитокинов врожденной иммунной системой, тем самым снижая риск цитокинового штурма, приводящего к пневмонии. Исследование не имело спонсорской поддержки. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

About the authors

E. N. Mingazova

N. A. Semashko National Research Institute of Public Health; The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «N. I. Pirogov Russian National Research Medical University» of Minzdrav of Russia; The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «The Kazan State Medical University» of Minzdrav of Russia

Email: elmira_mingazova@mail.ru

S. A. Gureev

N. A. Semashko National Research Institute of Public Health


V. V. Sidorov

N. A. Semashko National Research Institute of Public Health


References

  1. Lauretani F., Ravazzoni G., Roberti M. F. Assessment and treatment of older individuals with COVID 19 multi-system disease: Clinical and ethical implications. Acta Biomed. 2020;91(2):150-68. doi: 10.23750/abm.v91i2.9629
  2. Galli F., Reglero G., Bartolini D., Visioli F. Better prepare for the next one. Lifestyle lessons from the COVID-19 pandemic. Edit. Pharma Nutr. 2020 Jun;12:100193. doi: 10.1016/j.phanu.2020.100193
  3. Gasmi A., Noor S., Tippairote T., Dadar M., Menzel A., Bjørklund G. Individual Risk Management Strategy and Potential Therapeutic Options for the COVID-19 Pandemic. Rev. Clin. Immunol. 2020;215:108409. doi: 10.1016/j.clim.2020.108409. Online ahead of print.
  4. Jayawardena R., Sooriyaarachchi P., Chourdakis M., Jeewandara C., Ranasinghe P. Enhancing Immunity in Viral Infections, With Special Emphasis on COVID-19: A Review. Diabetes Metab. Syndr. 2020;14(4):367-82. doi: 10.1016/j.dsx.2020.04.015. Online ahead of print.
  5. Kara M., Ekiz T., Ricci V., Kara Ö., Chang K. V., Özçakar L. 'Scientific Strabismus' or Two Related Pandemics: COVID-19 & Vitamin D Deficiency. Brit. J. Nutrit. 2020;12:1-20. doi: 10.1017/S0007114520001749
  6. Tylavsky F., Cheng S., Lyytikäinen A., Viljakainen H., Lamberg-Allardt C. Strategies to Improve Vitamin D Status in Northern European Children: Exploring the Merits of Vitamin D Fortification and Supplementation. J. Nutrit. 2006;136(4):1130-4. doi: 10.1093/jn/136.4.1130
  7. Uday S., Fratzl-Zelman N., Roschger P., Klaushofer K., Chikermane A., Saraff V., Tulchinsky T., Thacher T. D., Marton T., Högler W. Cardiac, bone and growth plate manifestations in hypocalcemic infants: revealing the hidden body of the vitamin D deficiency iceberg. BMC Pediatr. 2018;18(1):183. doi: 10.1186/s12887-018-1159-y
  8. Zemb P., Bergman P., Camargo Jr C. A., Cavalier E., Cormier C., Courbebaisse M. Vitamin D Deficiency and COVID-19 Pandemic. J. Glob. Antimicrob. Resist. 2020;S2213-7165(20):30132-6. doi: 10.1016/j.jgar.2020.05.006. Online ahead of print.
  9. Muscogiuri G., Altieri B., Annweiler C., Balercia G., Pal H. B., Boucher B. J. Vitamin D and chronic diseases: the current state of the art. Arch. Toxicol. 2017;91:97-107.
  10. Grant W. G., Lahore H., McDonnell S. L. Evidence that Vitamin D Supplementation Could Reduce Risk of Influenza and COVID-19 Infect Deaths Nutr. 2020;12(4):988.
  11. Bouillon R., Marcocci C., Carmeliet G. Skeletal and extraskeletal actions of vitamin D: current evidence and outstanding questions. Endocr. Rev. 2019;40:1109-51. doi: 10.1210/er.2018-00126
  12. Isaia G., Giorgino R., Rini G. B. Prevalence of hypovitaminosis D in elderly women in Italy: clinical consequences and risk factors. Osteoporos Int. 2003;14:577-82. doi: 10.1007/s00198-003-1390-7
  13. Formenti A. M., Tecilazich F., Frara S. Body mass index predicts resistance to active vitamin D in patients with hypoparathyroidism. Endocrine. 2019;66:699-700. doi: 10.1007/s12020-019-02105-6
  14. Zhao X., Xiao J., Liao X. Vitamin D Status among Young Children Aged 1-3 Years: A Cross-Sectional Study in Wuxi, China. PLoS One. 2015;10(10):1-11. doi: 10.1371/journal.pone.0141595
  15. Hu Y., Chen J., Wang R. Vitamin D Nutritional Status and Its Related Factors for Chinese Children and Adolescents in 2010-2012. Nutrients. 2017;9(9):1024. doi: 10.3390/nu9091024
  16. Bischoff-Ferrari H. A., Dawson-Hughes B., Staehelin H., Orav J., Stuck A., Theiler R., Wong J., Egli A., Kiel D., Henschkowski J. Fall prevention with supplemental and active forms of Vitamin D: A meta-analysis of randomised controlled trials. Brit. Med. J. 2009;339(7725):843-6. doi: 10.1136/bmj.b3692
  17. Bischoff-Ferrari H. A., Shao A., Dawson-Hughes B., Hathcock J., Giovannucci E., Willett W. C. Benefit-risk assessment of vitamin D supplementation. Osteoporosis Int. 2010;21(7):1121-32. doi: 10.1007/s00198-009-1119-3
  18. Rejnmark L., Bislev L. S., Cashman K. D. Non-skeletal health effects of vitamin D supplementation: A systematic review on findings from meta-analyses summarizing trial data. PLoS One. 2017 Jul 7;12(7):e0180512. doi: 10.1371/journal.pone.0180512
  19. Ginde A. A., Mansbach J. M., Camargo C. A. Association between serum 25-hydroxyvitamin D level and upper respiratory tract infection in the Third National Health and Nutrition Examination Survey. Arch. Intern. Med. 2009;169(4):384-90. doi: 10.1001/archinternmed.2008.560
  20. Bouillon R., Bischoff-Ferrari H., Willett W. Vitamin D and health: perspectives from mice and man. J. Bone Mineral Res. 2008;23(7):974-9. doi: 10.1359/jbmr.080420
  21. Muscogiuri G., Barrea. L., Savastano. S. Nutritional recommendations for COVID-19 quarantine. Eur. J. Clin. Nutrit. 2020;74:850-1. doi: 10.1038/s41430-020-0635-2
  22. Martineau A. R., Jolliffe D. A., Hooper R. L. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. BMJ. 2017;356:i6583. doi: 10.3310/hta23020.20
  23. Ebadi M., Montano-Loza A. J. Perspective: improving vitamin D status in the management of COVID-19. Eur. J. Clin. Nutrit. 2020;74:856-9. doi: 10.1038/s41430-020-0661-0
  24. Calder P. C., Carr A. C., Gombart A. F., Eggersdorfer M. Optimal Nutritional Status for a Well-Functioning Immune System Is an Important Factor to Protect Against Viral Infections. Nutrients. 2020;12(4):1181. doi: 10.3390/nu12041181

Statistics

Views

Abstract - 69

Cited-By


PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2021 АО "Шико"

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Mailing Address

Address: 105064, Vorontsovo Pole, 12, Moscow

Email: ttcheglova@gmail.com

Phone: +7 (495) 916-29-60

Principal Contact

Tatyana Sheglova
Head of the editorial office
FSSBI «N.A. Semashko National Research Institute of Public Health»

105064, Vorontsovo Pole st., 12, Moscow


Phone: +7 (495) 916-29-60
Email: redactor@journal-nriph.ru

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies