Uloga vitamina D u tretmanu virusnih oboljenja (poput COVID-19 bolesti)

Mjere svih država svijeta u borbi sa novom COVID-19 bolesti popuštaju, svakog tjedna se otvaraju nove grane gospodarstva, omogućava veća mobilnost stanovništva i ljudi se polako vraćaju starim, ili kako bi epidemiolozi rekli, “novim starim” životnim navikama. Srećom, i dani su sve sunčaniji i duži, što može biti vrlo bitan faktor u jenjavanju ove pandemije. Jedan od razloga zašto je tome tako jest i što sve veći broj ljudi boravi više vremena na zraku i suncu čime svom tijelu omogućavaju i optimalne količine D vitamina, uz ostale zdravstvene benefite povezane sa kretanjem i fizičkom aktivnošću.

Dokazano u svježim znanstvenim radovima (2019/2020), izlaganje suncu i nadopuna prehrani vitaminom D može biti korisna strategija tijekom trajanja svake virusne bolesti, pa tako i aktualne pandemije izazvane koronavirusom SARS-CoV-2. Aktualna znanstvena istraživanja podržavaju uporabu vitamina D i u prevenciji zaraze i kao pomoćnu terapiju ukoliko je već došlo do razvoja simptoma nakon infekcije virusom. Naravno, treba naglasiti da do pojave cjepiva nijedna strategija neće biti globalno efikasna za konačno suzbijanje ove bolesti.

Vitamin D ima važnu ulogu kako u imunosnom i protu-upalnom odgovoru, tako i u prevenciji nastanka sepse za koju je primjećeno da se javlja kod teže oboljelih pojedinaca. Jedan znanstveni pregledni članak (1) o prehrambenim navikama komentirao je uporabu vitamina D za liječenje COVID-19 kao i nekoliko drugih poznatih prehrambenih intervencija (2), ali još uvijek nisu provedene službene studije. U različitim objavljenim službenim smjernicama za liječenje COVID-19 bolesti nije spomenut vitamin D, no mnogi se stručnjaci slažu da se radi o vrlo važnom vitaminu koji bi definitivno trebalo uzeti u obzir za poboljšanje funkcije imunosnog sustava, i generalno, ali i tijekom aktualne pandemije.

Postoji nekoliko potencijalnih načina na koje vitamin D može pomoći kod virusnih oboljenja, pa tako i u tretmanu aktualne pandemijske bolesti. Tijek neke virusne bolesti se može podijeliti u 4 faze:

  • Infekcija: virus zarazi pojedinca
  • Replikacija: virus se umnožava u organizmu domaćina
  • Imunosni odgovor: način na koji se tijelo pokušava boriti protiv virusa
  • Napredna bolest: sepsa, septički šok, akutni respiratorni distres sindrom

Vitamin D je u novije vrijeme vrlo detaljno znanstveno istražen. Postoji 27 sustavnih znanstvenih pregleda koji proučavaju različita klinička stanja - 10 koji procjenjuju učinke vitamina D za prevenciju i 17 procjena učinkovitosti vitamina D kao terapije za liječenje bolesti. Ovi su pregledi pokazali, između ostalih, i dobrobiti vitamina D za trudnice (3) i bolesnike s astmom. Koristan utjecaj vitamina D za pacijente s astmom može biti važan pokazatelj i za tretman bolesti COVID-19.

 

Znanost

Vitamin D je važan vitamin (zapravo hormon) koji se može stvoriti ili apsorbirati u ljudskom organizmu (4). Vitamin D je ključan za održavanje integriteta kostiju, ali i za sazrijevanje različitih imunosnih stanica (1) te ima važan učinak i za zdravlje pluća pružanjem podrške funkciji dišnog sustava (5). Pokazuje i modulacijsku i regulatornu ulogu u imunosnoj obrani organizma domaćina, tretmanu upale, funkciji imuniteta i popravcima stanica epitela kože (6).

Na staničnoj razini vitamin D obavlja više funkcija. U jednoj veže receptor vitamina D (VDR) i retinoidni receptor X (RXR) koji pokreću različite signalne kaskade i djeluju kao moćan faktor transkripcije gena. Receptor vitamina D prisutan je na makrofazima, monocitima i epitelnim stanicama pluća. Otkriveno je da vitamin D također inducira LL37, poznat kao snažan antimikrobni spoj. Iako je SARS-CoV-2 virus (a ne bakterija), virolozi su na LL37 počeli gledati kao na antivirusni “lijek” (7,8).

Dakle, jedna od najvažnijih činjenica koje treba uzeti u obzir jest potencijalni nedostatak vitamina D u organizmu. Manjak vitamina D u organizmu može se pojaviti na nekoliko različitih načina, uključujući malapsorpciju, smanjenu sintezu te kao posljedica velikog broja okolišnih i životnih čimbenika. Jedan od najvećih problema vezanih uz nedostatak vitamina D jest da je uobičajen među starijim odraslim osobama, s najnižim razinama tijekom zimskih mjeseci. Manjak vitamina D obično je vidljiv i kod osoba koje su smještene u zdravstvene ustanove i domove za starije i nemoćne. Upravo se za ovaj dio stanovništva diljem planete pokazalo da su najkritičnija i najugroženija skupina u aktualnoj pandemiji.

U smislu prevencije, nedostatak vitamina D kontinuirano vodi ka povećanom riziku od akutnih infekcija dišnog sustava i virusnih infekcija. Nekoliko studija pokazalo je da imunosni putevi aktivirani vezanjem vitamina D mogu inhibirati virusnu infekciju. Pregledni rad znanstvenika Teymoori-Rad i suradnika nabraja sve do sad otkrivene mehanizme (9). S druge strane, konzumacija vitamina D u suvišku u odnosu na potrebne i preporučene dnevne/tjedne količine, dokazano nema dodatnih utjecaja na prevenciju. 

 

Infekcija i imunosni odgovor organizma

Nakon infekcije virus se počinje razmnožavati u organizmu. Važno je napomenuti da vitamin D sam po sebi nema antivirusno djelovanje, ali daljnji putevi njegovog vezanja mogu imati takvu odliku. Na primjer, vitamin D inducira spoj humani-B-defenzin koji interferira sa sintezom virusa glikoproteina i virusnom replikacijom na viruse poput HIV-1, adenovirusa, RV-a (rinovirusa) i virusa gripe (10-15).

U pogledu imunosnog odgovora koji nastaje kada je tijelo zaraženo virusom SARS-CoV-2, vitamin D može igrati više važnih uloga. Većina utjecaja vitamina D na imunosni sustav djeluje pozitivno. U aktivaciji imunosnog odgovora, kod bolesnika sa COVID-19, primjećen je hiperimunosni proupalni odgovor koji vodi do "citokinske oluje" (16). U ovom je slučaju aktivacija imunosnog sustava prejaka. Za najbolje pregledne radove na temu utjecaja vitamina D na imunosni sustav pogledajte radove Dankersa i sur., Teymoori-Rad i sur., Zdrenghea i suradnika te Caltona i sur. (4,6,9,17). Dodatno, postoje istraživanja koja pokazuju da vitamin D može povećati razine IL1b, važnog citokina u pro-upalnom odgovoru na virus (18).

 

Napredna bolest

Neka od najperspektivnijih istraživanja potiču iz studija koje proučavaju učinak vitamina D na prevenciju nastanka sepse te uspješno liječenje i smanjenje postotka smrtnog ishoda. U većini slučajeva ove su studije proučavale su učinak nedostatka vitamina D ili učinak vitamina D kao pomoćne terapije. Tri neovisne metaanalize zaključile su slične rezultate da nedostatak vitamina D ili povećava podložnost sepsi ili povećava smrtnost odraslih bolesnika sa sepsom (19-21). Takeuti i suradnici raspravljali su o primjeni vitamina D u prevenciji sepse (22), a drugi su istraživači proučavali rezultate učinaka vitamina D kod onih pacijenata koji razvijaju sepsu (23,24). Watkins i suradnici (25) objavili su istraživanje na temu uloge koju manjak vitamina D ima kod nastanka sepse. Vitamin D može igrati ulogu i u trombozi, koagulaciji i hemostazi. Mnogi pružatelji zdravstvenih usluga, koji rade na prvoj liniji fronte, primijetili su hiper-koagulabilno stanje kod nekih pacijenata s težim oblikom COVID-19, sa ugrušcima koji su primjećeni u više organa.

 

Doziranje

Uz evidentno povećan rizik od nedostatka vitamina D u aktualno doba socijalne izolacije i smanjenog boravka na suncu, Harvard's School of Public Health preporuča nadopunu prehrane sa 1000-2000 IU (25-50 µg) vitamina D dnevno, za održavanje odgovarajuće razine tog vitamina u organizmu. Za osobe s tamnijom kožom preporučeno je i do 4000 IU (100 µg) vitamina D dnevno. Uz konzumaciju prehrambenih namirnica bogatih vitaminom D i/ili dodataka prehrani, možete povećati proizvodnju tog vitamina u svom organizmu tako što ćete boraviti na suncu barem 15 minuta dnevno, ili 3-4 puta duže za osobe s tamnijom kožom (26).

Što se tiče prehrambenih izvora, vrlo malo prirodnih, ne-obogaćenih proizvoda, kao što su masna riba (losos, skuša, sardine, ulje jetre bakalara) ili neke vrste gljiva, posebno sušene (Shiitake), sadrže odgovarajuće količine jednog od dva glavna oblika ovog vitamina, kolekalciferola (vitamin D3) ili ergokalciferola (vitamin D2). Osim navedenih namirnica određene količine vitamina D sadrže crveno meso, jetrica i žumanjci jaja.

S druge strane, treba pripaziti i na gornje granice konzumacije. Iako je prevalenca akutne toksičnosti vitamina D većinom nepoznata, a mnoge studije su pokazale da se može konzumirati i do 20 000 IU (500 µg) dnevno bez toksičnog efekta na ljudski organizam, nijedna studija nije pokazala da viša razina od preporučene sprječava virusne infekcije ili dodatno podržava rad vašeg imunosnog sustava (27). Iz tih razloga, nema potrebe za prekoračenjem preporučene doze od strane Harvard's School of Public Health, dakle do 2000 IU ili 50 µg dnevno. 

 

Literatura

1. Zhang, L., & Liu, Y. (2020). Potential interventions for novel coronavirus in China: A systematic review. Journal of Medical Virology92(5), 479–490.  COVID-19 FAQ (n.d.). Retrieved April 9, 2020, from  https://integrativemedicine.arizona.edu/COVID19/FAQ.html

2. Ask the Expert: The role of diet and nutritional supplements during COVID-19. (2020, April 1). Retrieved April 9, 2020, fromhttps://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/2020/04/01/ask-the-expert-the-role-of-diet-and-nutritional-supplements-during-covid-19/

3. Hansen, K. E., Johnson, R. E., Chambers, K. R., Johnson, M. G., Lemon, C. C., Vo, T. N. T., & Marvdashti, S. (2015). Treatment of Vitamin D Insufficiency in Postmenopausal Women: A Randomized Clinical Trial. JAMA Internal Medicine175(10), 1612–1621

4. Dankers, W., Colin, E. M., van Hamburg, J. P., & Lubberts, E. (2017). Vitamin D in Autoimmunity: Molecular Mechanisms and Therapeutic Potential. Frontiers in Immunology7.

5. Walker, V. P., & Modlin, R. L. (2009). The vitamin D connection to pediatric infections and immune function. Pediatric Research65(5 Pt 2), 106R-113R.

6. Zdrenghea, M. T., Makrinioti, H., Bagacean, C., Bush, A., Johnston, S. L., & Stanciu, L. A. (2017). Vitamin D modulation of innate immune responses to respiratory viral infections. Reviews in Medical Virology27(1).

7. Bergman, P., Walter-Jallow, L., Broliden, K., Agerberth, B., & Söderlund, J. (2007). The antimicrobial peptide LL-37 inhibits HIV-1 replication. Current HIV Research5(4), 410–415.

8. Barlow, P. G., Svoboda, P., Mackellar, A., Nash, A. A., York, I. A., Pohl, J., … Donis, R. O. (2011). Antiviral activity and increased host defense against influenza infection elicited by the human cathelicidin LL-37. PloS One6(10), e25333.

9. Teymoori-Rad, M., Shokri, F., Salimi, V., & Marashi, S. M. (2019). The interplay between vitamin D and viral infections. Reviews in Medical Virology29(2), e2032.

10. Ganguly, D., Chamilos, G., Lande, R., Gregorio, J., Meller, S., Facchinetti V., Gilliet, M. (2009). Self-RNA-antimicrobial peptide complexes activate human dendritic cells through TLR7 and TLR8. The Journal of Experimental Medicine206(9), 1983–1994.

11. Sun, L., Finnegan, C. M., Kish-Catalone, T., Blumenthal, R., Garzino-Demo, P., La Terra Maggiore, G. M., Garzino-Demo, A. (2005). Human β-Defensins Suppress Human Immunodeficiency Virus Infection: Potential Role in Mucosal Protection. Journal of Virology79(22), 14318–14329.

12. Quiñones-Mateu, M. E., Lederman, M. M., Feng, Z., Chakraborty, B., Weber, J., Rangel, H. R., Weinberg, A. (2003). Human epithelial beta-defensins 2 and 3 inhibit HIV-1 replication. AIDS (London, England)17(16), F39-48.

13. Bastian, A., & Schäfer, H. (2001). Human alpha-defensin 1 (HNP-1) inhibits adenoviral infection in vitro. Regulatory Peptides101(1–3), 157–161.

14. Proud, D., Sanders, S. P., & Wiehler, S. (2004). Human rhinovirus infection induces airway epithelial cell production of human beta-defensin 2 both in vitro and in vivo. Journal of Immunology (Baltimore, Md.: 1950)172(7), 4637–4645.

15. Aguilar-Jiménez, W., Zapata, W., Caruz, A., & Rugeles, M. T. (2013). High Transcript Levels of Vitamin D Receptor Are Correlated with Higher mRNA Expression of Human Beta Defensins and IL-10 in Mucosa of HIV-1-Exposed Seronegative Individuals. PLOS ONE8(12), e82717.

16. Zhou, F., Yu, T., Du, R., Fan, G., Liu, Y., Liu, Z., Cao, B. (2020). Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. The Lancet, S0140673620305663.

17. Calton, E. K., Keane, K. N., Newsholme, P., & Soares, M. J. (2015). The Impact of Vitamin D Levels on Inflammatory Status: A Systematic Review of Immune Cell Studies. PLoS ONE10(11).

18. Taimi, M., Defacque, H., Commes, T., Favero, J., Caron, E., Marti, J., & Dornand, J. (1993). Effect of retinoic acid and vitamin D on the expression of interleukin-1 beta, tumour necrosis factor-alpha and interleukin-6 in the human monocytic cell line U937. Immunology79(2), 229–235.

19. Li, Y., & Ding, S. (2020). Serum 25-Hydroxyvitamin D and the risk of mortality in adult patients with Sepsis: a meta-analysis. BMC Infectious Diseases20(1), 189.

20. Upala, S., Sanguankeo, A., & Permpalung, N. (2015). Significant association between vitamin D deficiency and sepsis: a systematic review and meta-analysis. BMC Anesthesiology15, 84.

21. de Haan, K., Groeneveld, A. B. J., de Geus, H. R. H., Egal, M., & Struijs, A. (2014). Vitamin D deficiency as a risk factor for infection, sepsis and mortality in the critically ill: systematic review and meta-analysis. Critical Care (London, England)18(6), 660

22. Takeuti, F. A. C., Souza-Fonseca-Guimaraes, F., & Guimaraes, P. S. F. (2018). Applications of Vitamin D in Sepsis Prevention. Discovery Medicine25(140), 291–297.

23. Vipul, P., Shuchi, C., Avinash, A., Manish, G., Sukriti, K., & Ved, P. (2017). Correlation of Serum Vitamin D Level with Mortality in Patients with Sepsis. Indian Journal of Critical Care Medicine : Peer-Reviewed, Official Publication of Indian Society of Critical Care Medicine21(4), 199–204.

24. Shojaei, M., Sabzeghabaei, A., Valaei Barhagh, H., & Soltani, S. (2019). The Correlation between Serum Level of Vitamin D and Outcome of Sepsis Patients; a Cross-Sectional Study. Archives of Academic Emergency Medicine7(1).

25. Watkins, R. R., Yamshchikov, A. V., Lemonovich, T. L., & Salata, R. A. (2011). The role of vitamin D deficiency in sepsis and potential therapeutic implications. Journal of Infection63(5), 321–326.

26. http://frankcusimano.com/vitamin-d-for-covid-19/#zp-ID-414-6254199-GT4KD8B9

27. Marcinowska-Suchowierska, E., Kupisz-Urbańska, M., Łukaszkiewicz, J., Płudowski, P., & Jones, G. (2018). Vitamin D Toxicity–A Clinical Perspective. Frontiers in Endocrinology9.