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:
- 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
- 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
Keywords
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
- 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
- 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
- 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.
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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