![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
LAM 2001;12(1):8-17.
ÖSSZEFOGLALÓ KÖZLEMÉNYEK
A D-vitamin biológiai és klinikai hatásai
dr. Lakatos Péter (levelező szerző/correspondent), dr. Speer Gábor
Semmelweis Egyetem, ÁOK, I. Belgyógyászati Klinika/Semmelweis University Faculty of Medicine, 1st Department of Internal Medicine;
H-1083 Budapest, Korányi Sándor u. 2/A
E-mail: lakpet@bel1.sote.hu
ÖSSZEFOGLALÁS
A D-vitamin széles körű, hormonszerű hatásait az utóbbi években egyre mélyrehatóbban tárták fel. Mai ismereteink szerint a D-vitamin hatásainak kulcsa receptorának szerkezetében, a D-vitamin-receptor komplex kölcsönhatásaiban, illetve az általuk szabályozott gének befolyásolásában van. A D-vitamin-receptor szerkezetének részletei az elmúlt években váltak ismertté. Ennek kapcsán számos érdekes adatra derült fény a D-vitamin hatásaival kapcsolatban, amelyek sok esetben már klinikai jelentőségűek is, és a jövő további új terápiás felhasználási lehetőségekkel kecsegtet. Ez a közlemény a D-vitaminnal kapcsolatos jelenlegi ismereteket foglalja össze.
D-vitamin, D-vitamin-receptor, kalcium-anyagcsere, élettani hatások, klinikai hatások
Érkezett: 2001. július 2. Elfogadva: 2001. október 24.
A magasabb rendű szervezetekben szteránvázas vegyületek képezik három nagy hormoncsoport alapvegyületeit, ezek a kortikoidok, a nemi hormonok és a D-vitamin. A legújabb irodalomban D-vitamin helyett inkább D-hormonról írnak, ugyanis a vitaminoktól eltérően a szervezet felnőttkorban kellő mennyiségben állítja elő, másrészt nem kofaktora semelyik enzimnek sem. A D-vitamint nem belső elválasztású mirigy termeli, az idegrendszerrel való kapcsolata sem jelentős, bár van (igaz, nem közvetlen) összefüggése a neurohumorális rendszerrel, a mellékpajzsmirigy hormonján keresztül.
|
A legújabb irodalomban D-vitamin helyett inkább D-hormonról írnak. |
A szervezet D2-vitaminhoz (ergokalciferol) táplálékkal (növények termelik), D3-vitaminhoz (kolekalciferol) a 7-dehidrokoleszterin biohasznosulásával jut. A legfontosabb D3-vitamin-forrás a halolaj, a tojáshéj és a máj, de számos más táplálék is tartalmaz D-vitamint. A 7-dehidrokoleszterin a bőrben a nap ultraibolya-sugárzásának (290310 nm) hatására fotolitikus átalakulással (azaz nem enzimatikus úton) D3-previtaminná konvertálódik, majd D3-vitaminná izomerizálódik. Ezek után a májban folytatódik metabolikus aktivációja: a 25-ös szénatom hidroxilálódik, így alakul ki a 25-hidroxi-kolekalciferol [25-(OH)-D3]. A hidroxilációt végző enzim a mitokondriális citokróm P-450 monooxigenáz (CYP27). Érdekes, hogy a CYP27 mutációja okozta úgynevezett cerebrotendinus xanthomatosisban szenvedőknél a 25-(OH)-D3 szintjét normálisnak találták, amely egyéb hidroxilációs enzim létéről tanúskodik. A 25-hidroxiláció csak a D3-vitamin-szinttől függ, így a 25-(OH)-D3 plazmaszintje tökéletes jelzője a D-vitamin-háztartás állapotának. A második lépés a D3-vitamin bioaktivációja, amelyet a vese 1-alfa-hidroxiláz (CYP1) enzime (a szintén mitokondriális citokróm P-450 monooxigenáz) végez. Így alakul ki az aktív D-vitamin-metabolit, az 1,25-dihidroxi-kolekalciferol vagy kalcitriol [1,25-(OH)2-D3] (1). Más szövetek is tartalmaznak 1-alfa-hidroxiláz enzimet, de ez az extrarenalis 1,25-(OH)2-D3-vitamin-forrás csak terhességben, illetve bizonyos ritkább betegségekben (sarcoidosis, tbc, granulomatosus betegségek, rheumatoid arthritis) aktivizálódik (1. táblázat), a plazmában magas 1,25-(OH)2-D3- és kalciumszintet eredményezve. Ha az 1-alfa-hidroxiláz génje az enzim működése szempontjából fontos ponton mutációt tartalmaz, akkor a beteg nem képes 1,25-(OH)2-D3-vitamint képezni (a D-vitamin-függő rachitis I. típusa alakul ki). A betegséget az alkalikus foszfatáz aktivitásának nagymérvű fokozódása, a szérum emelkedett parathormon- (PTH-) szintje, hypocalcaemia, hypophosphataemia, hypocalciuria, hypophosphaturia, valamint a plazma alacsony 1,25-(OH)2-D3-koncentrációja jellemzi.
|
Az 1,25-(OH)2-D3 lebontását a mitokondriális 24-hidro-xiláz enzim végzi (ez is P-450) (CYP24), a végső termék a kalcitroiksav, amely biológiailag teljesen hatástalan. A D-vitamin szintézisét végző enzimekkel ellentétben ez az enzim minden D-vitamin-függő (target) szövetben jelen van. A D-vitamin katabolizmusának másik útja esetén az 1,25-(OH)2-D3 1,25(R)-(OH)2-23(S),26-laktonná alakul. Érdekes, hogy ez a vegyület anti-D-vitamin hatású, így egérben például gátolja a csontvelői mononukleáris sejtek 1,25-(OH)2-D3 okozta fúzióját. A legújabb vizsgálatok azt mutatják, hogy az 1,25-(OH)2-D3 3-béta-hidroxil-csoportja 3-alfa-pozícióba is tud epimerizálódni. Ez az 1,25-(OH)2-3-epi-D3-átalakulás szövetspecifikus; ez az epimer sokkal lassabban bomlik le, így biológiai hatása tartósabb (2).
Az 1,25-(OH)2-D3-szint szabályozása
Az 1,25-(OH)2-D3-szintézis legfontosabb regulátorai a PTH, a kalcium, a foszfát és maga az 1,25-(OH)2-D3, de számos egyéb faktor is létezik, azonban ezek mind a fentieken keresztül befolyásolják a plazma 1,25-(OH)2-D3-koncentrációját. A hypocalcaemia önmagában stimulálja a vesében az 1-alfa-hidroxilázt [növelve így az 1,25-(OH)2-D3-szintet], míg a hypercalcaemia gátolja az enzimet, emellett stimulálja a 24-hidroxilázt. A PTH emeli az 1,25-(OH)2-D3-szintet, közvetlenül hat a vesében az 1-alfa-hidroxilázra. Hypoparathyreosisban a hypocalcaemia ellenére alacsony az 1,25-(OH)2-D3-szint. A PTH az aktív D-vitamin trophormonjaként is felfogható (3).
A metabolikus acidózis is befolyásolja, mégpedig kétféle módon az 1,25-(OH)2-D3-szintet. Egyrészt növeli a plazma ionoskalcium-szintjét a plazmafehérjék kalciumkötő képességének csökkentése révén, másrészt növeli a 24-hidroxiláz aktivitását, azaz az 1,25-(OH)2-D3 degradációját, illetve gátolja a PTH (többek között az 1-alfa-hidroxiláz) serkentő hatásait a vesén (2).
|
A PTH az aktív D-vitamin trophormonjaként is felfogható. |
A táplálékkal felvett foszfát növeli az 1,25-(OH)2-D3-szintet és a vese 1-alfa-hidroxiláz-aktivitását. A hatásmechanizmus még ismeretlen, de annyi bizonyos, hogy a PTH-tól és a kalciumtól független, sőt, a korábbi feltételezésekkel szemben, nem függ a vese corticalisának foszfáttartalmától sem. Állatkísérletek bizonyítják az inzulin és az inzulinszerű növekedési faktor I (insulin-like growth factor I, IGF-I) D-vitamin-anyagcserére kifejtett pozitív hatásait. Ezek az anyagok különösen a PTH-nak az 1,25-(OH)2-D3-termelődésre kifejtett hatását erősítik (2).
Az 1,25-(OH)2-D3 is gátolja (feed-back) a saját szintézisét, védve a szervezetet a D-vitamin-intoxikációtól. D-vitamin-hiányos állatokban az 1-alfa-hidroxiláz-aktivitás maximális, míg a 24-hidroxiláz alacsony vagy mérhetetlen. D-vitamin-kezeléssel az utóbbi aktivitása növelhető. Az 1,25-(OH)2-D3 egyrészt közvetlen módon hat az enzimekre, másrészt azok mRNS-ének átíródását is befolyásolja, így például a 24-hidroxiláz-enzim génje két, úgynevezett VDRE-t (vitamin D responsive element) is tartalmaz, ami az enzim átíródásának szabályozását jelzi (4, 5). (A VDRE olyan része a génnek, amelyhez a D-vitamin kötődik, és azt szabályozza, hogy az illető gén működjék-e vagy sem.)
A D-vitamin transzportja
A D-vitamin és az összes hidroxilált metabolitja lipofil, jól kötődnek a plazma fehérjéihez és így is szállítódnak. A legfontosabb szállító a D-vitamin-kötő fehérje (vitamin D binding protein, DBP). A D-vitamin-kötő fehérje a májban szintetizálódik, és molárisan hússzor nagyobb koncentrációban kering a vérben, mint a D-vitamin-metabolitok mennyisége. Általában a D-vitamin-kötő fehérjének csak 5%-a telített D-vitaminnal, azaz normális körülmények között az összes D-vitamin és -metabolit fehérjekötött állapotban található. Ebben az állapotban kevésbé metabolizálódnak a májban, aminek az a következménye, hogy megnő a keringésben töltött félélet-idő. A D-vitamin-kötő fehérjéhez nem kapcsolódó D-vitamin-metabolitoknak viszont jobb a biológiai hasznosulása, és az úgynevezett szabadhormon-elmélet szerint a nem kötött szteroidok egyszerűen csak diffundálnak a D-vitamin-függő (target) sejtek membránján, vagyis a D-vitamin-kötő fehérjék mintegy védőhatásúak a D-vitamin-intoxikáció ellen (2).
A D-vitamin-kötő fehérjékhez kötődő D-vitamin a glomerulus membránján keresztül filtrálódik és a proximális tubulussejtjeinek megalinmediált receptorán keresztül endocytosissal kerül a sejtbe. Ez az az út, amivel a D-vitamin-kötő fehérjékhez kötődő 25-(OH)2-D3-at a vese az 1-alfa-hidroxiláz segítségével 1,25-(OH)2-D3-má aktiválja. A megalingén knock out egérnek (működésképtelenné tett génnel rendelkező állat) magas a vizeletben a 25-(OH)2-D3-ürítése, és számos, D-vitamin-hiányra jellemző tünet és csonteltérés mutatható ki nála. Ugyanakkor D-vitamin-kötő fehérje hiányában, annak ellenére, hogy D-vitamin-túlterhelés áll fenn, a vese 25-(OH)2-D3-felvétele csökken, így aktivációja is; ezáltal a szervezet védett a D-vitamin-intoxikáció ellen. A D-vitamin-kötő fehérje szintje májbetegségben, nephrosis szindrómában, malnutritióban csökken, terhességben és ösztrogénterápia során nő (2). Érdekesség, hogy a D-vitamin-kötő fehérjének eltérő variánsai is léteznek, egyes típusok előfordulását összefüggésbe hozták a 2-es típusú diabetes mellitussal. Az albumin és a lipoproteinek is fontos D-vitamin-kötő molekulák, azonban affinitásuk sokkal kisebb.
A D-vitamin receptora
A D-vitamin receptora (VDR) a sejtmagon belüli szteroidreceptor-, azon belül a thyroidreceptor-család tagja, amely a retinsav X-receptorával (RXR) és számos más (ko)faktorral kapcsolódva a ligandkötés után a szabályozott gén VDRE-régiójához kötődve befolyásolja annak működését (1. ábra). A VDR-gén a 12-es kromoszómán helyezkedik el. Szerkezete több részből épül fel, amelyek fontosak működésének megértéséhez. Ilyen az úgynevezett ligandkötő domén (LBD), amely az 1,25-(OH)2-D3-at köti meg. A li-gandkötés után a VDR/ligand komplex a nukleáris transzlokációs szignál (NLS) segítségével a sejtmagba kerül. A VDR-en az NLS-hely pontmutációi D-vitamin-rezisztens rachitist okoznak, ugyanis sérül a VDR/D-vitamin komplex sejtmagba való bejutása (transzlokációja). Majd a VDR/D-vitamin komplex a retinsav X-receptorával képez heterodimert, ez konformációváltozást idéz elő a VDR-ben, ami az aktivációjához szükséges. Ha a D-vitamin receptorának a retinsav X-receptorával kapcsolódó részei szenvednek pontmutációt, szintén D-vitamin-rezisztencia alakul ki (4).
![]() |
1. ábra. A D-vitamin/VDR komplex hatásmechanizmusa; a genomikus és a nem genomikus (nem VDR-en keresztül történő, másodlagos hírvivőket aktiváló) útvonal bemutatása |
| A 25-(OH)2-D3-vitamin a vese 1-alfa-hidroxiláz enzime segítségével aktív formába kerül, majd nagyrészt a D-vitamin-kötő fehérjéhez kapcsolódik, azután bejut a sejtbe. A sejt citoplazmájában a D-vitamin-receptorhoz kapcsolódik (illetőleg inaktiválódik is, a 24-alfa-hidroxiláz útján). A D-vitamin/D-vitamin-receptor komplex a sejtmagba transzlokálódik, a receptor pedig foszforiláció és az aktivációsfaktor-hely szabaddá tétele útján aktiválódik. A sejtmagban a D-vitamin/D-vitamin-receptor komplex kapcsolódik a retinsav X-receptorával, valamint bekötődik a szabályozott gén promóter régiójának speciális szekvenciájához (VDRE) (az aktivációs helyhez számos aktivációs komplex is kapcsolódik). Ez a komplex elindítja az mRNS átíródását, és a szabályozott funkció beindul vagy gátlódik. Ez a D-vitamin genomikus hatásmódja. Egy másik, kevésbé ismert út a nem genomikus hatás, amelynél az aktivált D-vitamin eddig még ismeretlen receptoron keresztül jut be a sejtbe, és ott úgynevezett másodlagos hírvivőket kapcsol be, amelyek azután számos (foszforiláció útján aktiváló/inaktiváló) jelátvivő kaszkádrendszert bekapcsolva gyorsan jelentkező hatásokat váltanak ki. CYP1: 1-a-hidroxiláz enzim; CYP24: 24-hidroxiláz enzim; DBP: aktivált D-vitamint (és metabolitjait) kötő fehérje; DAG (diacil-glicerol), cAMP (ciklikus adenozin monofoszfát), IP3 (inozitol-trifoszfát): úgynevezett másodlagos hírvivők (second messenger); PKA (proteinkináz A), PKC (proteinkináz C), kazein-kináz, MAPK (mitogénaktivált proteinkináz), Raf és STAT (signal transducer and activator of transcription): jelátvivő rendszerek; VDR: D-vitamin-receptor; RXR: a retinsav X-receptora; AF: aktivációs faktor; VDRE: D-vitamin responsive element |
A D-vitamin receptorának további fontos része a D-vitamin-kötő régió (DBD), amely a D-vitamin által szabályozott gének specifikus régióját (VDRE) ismeri fel és kötődik hozzá, egyeseket pozitívan, másokat negatívan szabályozva (2. táblázat). Számos nukleáris transzkripciós koaktivátor és komponens kapcsolódik még a VDR/RXR/ligand komplexhez, amelyek szükségesek a regulált gén transzkripciójához (46). Uraemiában gátlódik a VDR/RXR kapcsolódása a DNS-hez.
| ||||||||||||||||||
A D-vitamin-receptor génjének mutációi herediter D-vitamin-rezisztens rachitist okoznak (HVDRR), amely csontmineralizációs zavart, a bélből csökkent kalciumabszorpciót, hypocalcaemiát és emelkedett kalcitriolszintet eredményez (kompenzatorikusan). Ezek a betegek csökkent vagy teljesen hiányos válaszszal rendelkeznek a D3-, a D2-vitamin vagy ezek 25-hidroxilált formáinak hatására.
|
A D-vitamin-receptort újabban mint tumorszuppresszort említik. |
A D-vitamin-receptor fontosságát bizonyítja az a transzgenikus egérmodell, amelyben a VDR-gént kiütötték (knock out), azaz az újszülött egér nem rendelkezik D-vitamin-receptorral (7, 8). A D-vitamin-receptor nélküli egér csontjainak ásványianyag-tartalma mintegy 40%-kal alacsonyabb a kontrollokénál, az egér hypocalcaemiás, hypophosphataemiás, és gyakran jelenik meg hyperparathyreosis. Az 1,25-(OH)2-D3 szérumszintje ezekben az állatokban magas, gyakran jelentkezik alopecia, az ovariumok működése gátolt. Az egerek hamarabb elpusztulnak, azonban az összes fenti tünet kivédhető magas kalciumtartalmú diétával (rescue diet). Ez egyúttal a kalcium szerepét is jelzi a fenti folyamatokban.
Biológiai hatások
A D-vitamin legfőbb hatását a kalcium-anyagcserére fejti ki (3. táblázat). Az 1,25-(OH)2-D3 a vékonybélben közvetlenül segíti a kalcium felszívódását az enterocytákban (onnét a sejtek citoplazmáján és bazolaterális membránján keresztül a kalcium a keringésbe jut). Ez a hatás annál kifejezettebb, minél szegényebb a táplálék kalciumban. A foszfát felszívódását a Na-Pi kotranszporter expressziójának stimulálásán keresztül segíti (D-vitamintól függetlenül is folyik foszfátfelvétel). A D-vitamin a csontképzés esszenciális faktora, a csontmátrixfehérje-képzésen és az ásványi anyag beépítésén keresztül. Érdekes, hogy a 24-hidroxiláz-gén knock out egerekben is fennáll csontképzési defektus. Az 1,25-(OH)2-D3 a normális plazmakalcium- és -foszfát-homeosztázist a csont reszorpcióján keresztül is szabályozza, mégpedig az osteoclastogenesis és osteoclast-aktivitás fokozásával. A kalcium homeosztázisát a PTH és a D-vitamin szoros egységben re-gulálja: az 1,25-(OH)2-D3 gátolja a PTH szekrécióját és kontrollálja a mellékpajzsmirigysejtek növekedését. A D-vitamin hiánya a parathyreoida hyperplasiáját és szekunder hyperparathyreosist is okoz. Egyes feltételezések szerint a D-vitamin-receptor a primer hyperparathyreosis kialakulásának gátlásában is fontos szerepet játszhat, emiatt a D-vitamin-receptort újabban mint tumorszuppresszort említik (9). A vesében az 1,25-(OH)2-D3 növeli a kalcium reabszorpcióját és segíti a PTH-függő kalciumtranszportot a distalis tubulusokba.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D-vitamin-hiányban anaemiát, csökkent csontvelő-cellularitást és extramedullaris erythropoesist írtak le. Kísérletekben a D-vitamin számos leukaemia-sejtvonal klonális expanzióját gátolja, sőt, a leukaemiás sejtek differenciálódását, azaz kevéssé malignus irányú átalakulását is serkenti, így a jövőben potenciális gyógyszerként szerepelhet a leukaemiák és más myeloproli-ferativ kórképek kezelésében (10, 11).
Az 1,25-(OH)2-D3 serkenti a macrophagok és az érett monocyták antibakteriális és tumorellenes funkcióját, fokozza a macrophagok életidejét, serkenti a hősokkfehérjék (HSP) szintézisét. A lymphocytákra szuppresszorként hat. Gátolja a B- és T-sejtek proliferációját, emiatt hatásos lehet autoimmun betegségekben (szisztémás lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, sclerosis multiplex, 1-es típusú diabetes mellitus, transzplantációs kilökődés) (12). Sclerosis multiplexben (SM) D-vitamin-deficientiát írtak le, csökkent csontsűrűséggel és magas csonttörési gyakorisággal. Kísérletes autoimmun encephalomyelitisben (az SM modellje) D-vitamin-kezeléssel gátolni tudták a progressziót (13).
|
A D-vitamin potenciális gyógyszerként szerepelhet a leukaemiák és más myeloproliferativ kórképek kezelésében. |
Régóta kísérleteznek a psoriasis D-vitamin-kezelésével. Egyes közlések szerint hatásosabb a kortikoszteroidoknál. Psoriasisban az úgynevezett antigénprezentáló sejtek aktivitása látható, amelyek növelik az aktivált T-sejtek számát a bőrben. Ezt gátolja a D-vitamin. Sclerodermában és melanomában is hatásos. A kezelés alapja a keratinocytákra, melanocytákra és fibroblastokra kifejtett antiproliferatív és differenciálódást serkentő, illetőleg immunoszupresszív és a bőr antigénprezentáló sejtjeit gátló hatása (14, 15). Herediter D-vitamin-rezisztens rachitisben szenvedők alopeciásak (amint említettük a VDR knock out egér modelljénél is). Ez a tény (valamint a haj follicularis sejtjeiben található VDR-expresszió) a D-vitaminnak a bőr- és hajfejlődésben játszott fontos szerepére utal.
D-vitamin-hiányban, krónikus veseelégtelenségben és az antikonvulzív szerek tartós szedése esetén [amely csökkenti a plazma 1,25-(OH)2-D3-koncentrációját], izomgyengeség és atrophia, izom-összehúzódási és -elernyedési nehézségek jelentkeznek. D-vitamin-hiányban cardiomegalia is észlelhető, mivel az 1,25-(OH)2-D3 befolyásolja a myocyták hypertrophiáját és a pitvari natriureticus faktor (ANF) elválasztását is. A D-vitamin analógjai jól hasznosíthatók a D-vitamin-dependens myopathiák kezelésében. Krónikus veseelégtelenségben a myopathiát és a csökkent balkamra-funkciót jól korrigálta az 1,25-(OH)2-D3-kezelés (2). A D-vitamin szerepet játszhat az ischaemiás szívbetegség kivédésében is, ugyanis a coronaria epithelsejtjeiben D-vitamin-receptorok találhatók, így az közvetlenül hat a szívizomsejtek működésére, másrészt D-vitamin-hiányban hozzávetőleg 2030%-kal gyakoribbak az ischaemiás jellegű cardiovascularis események.
|
D-vitamin-hiányban hozzávetőleg 2030%-kal gyakoribbak az ischaemiás jellegű cardiovascularis események. |
Állatkísérletek szerint D-vitamin szükséges az inzulinszekrécióhoz; D-vitamin-hiányos egérben 48%-kal csökken az inzulinszekréció (16). D-vitamin-receptor a béta-sejtek felszínén is található. Az 1-es típusú diabetes mellitus állatmodelljében az inzulitis (a szigetsejtpusztulás első fázisa) kialakulása D-vitamin-kezeléssel gátolható, sőt, szigetsejt-transzplantációt követően, cyclosporinnal együtt adva, a kilökődést is megelőzi (17). D-vitamin-hiányos területeken a 2-es típusú diabetes mellitus, a glükózintolerancia és a metabolikus X-szindróma gyakrabban fordul elő; időskorban a 2-es típusú diabetes mellitus kialakulását D-vitamin-pótlással csökkenteni tudták (18). Az EURODIAB vizsgálat szerint gyermekkori D-vitamin-pótlás esetén csökken az 1-es típusú diabetes mellitus prevalenciája.
A központi idegrendszerben a D-vitamin serkenti az idegnövekedési faktor (nerve growth factor, NGF) szintézisét. Mivel az idegnövekedési faktor hiánya fokozza az idegsejtek apoptózisát (sejthalálát), felmerül az a lehetőség, hogy a D-vitamin jótékonyan befolyásolhatja az idegrendszeri degeneratív folyamatokat. A D-vitamin a petefészek ösztrogéntermelését is fokozza.
|
D-vitamin-hiányos területeken a 2-es típusú diabetes mellitus, a glükózintolerancia és a metabolikus X-szindróma gyakrabban fordul elő. |
A D-vitamin sejtproliferációt gátló és sejtdifferenciálódást indukáló szerepét egyre nagyobb figyelem kíséri. A kezdeti epidemiológiai megfigyelések szerint a napsütéses órák számának csökkenésével (azaz a csökkent D-vitamin-szinttel) nő az ovarium-, a prostata- és emlődaganatok előfordulása. Majd számos in vitro és in vivo kísérletes eredmény született a D-vitamin (és a kalcium) tumorképződést gátló hatásáról. Humán retrospektív vizsgálatok szerint az alimentáris kalcium- és D-vitamin-felvétellel mérséklődik a colon-, a prostata- és az emlődaganatok száma. Kísérletekben a karcinogének okozta tumorképződést a D-vitamin-kezelés gátolta, aktiválta a retinoblastoma tumorszuppresszor gént (RB), amely végső soron gátolja a sejtciklust (1930).
Nem genomikus hatások
A D-vitamin nem csak a magreceptorán keresztül fejti ki hatásait. Ezek az úgynevezett nem genomikus (nem közvetlenül a sejt genetikai állományán keresztüli) hatások a sejten belüli másodlagos hírvivő (second messenger) rendszer aktivációja révén gyors intracelluláris kalciumszint-növekedést okoznak. A second messengereket aktiváló, D-vitamint kötő membránreceptor még ismeretlen; feltételezhetően az úgynevezett annexin-2 felelős érte (2). A D-vitamin nem genomikus hatásmechanizmussal is fokozza a bélben a kalciumtranszportot.
A VDR-gén polimorfizmusai
A humán genom szekvenciájának ismeretében egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak az egy báziscserén alapuló (single nucleotide) polimorfizmusoknak (elterjedt néven: SNP). Az elmúlt években a VDR-gén számos polimorfizmusát fedezték fel. Ezek közül elsőként a BsmI-polimorfizmus vált ismertté (31). A polimorfizmusok azaz az allélvariációk a génszekvencia eltéréseiből adódnak. A BsmI-polimorfizmusnak megfelelően B és b allélvariációk, illetve BB, Bb vagy bb genotípusok fordulhatnak elő a VDR-génben. A BB genotípust csökkent csontásványianyag-tartalommal hozták összefüggésbe (31), bár ennek jelentősége vitatott (4). A b allél sporadikus primer hyperparathyreosisban gyakori (32).
A BsmI után a D-vitamin-receptor génjének más polimorfizmusai is ismertté váltak (33). A FokI-polimorfizmus esetében az f allél jelenléte hosszabb D-vitamin-receptort eredményez, míg az F génvariáció esetében a receptorfehérje rövidebb (34, 35). Ugyanakkor ez a gén (F) transzkripcionálisan aktívabb, az általa kódolt receptor sokkal hatékonyabb, mint a hosszabb (f) variáns (4). Az emberek körülbelül 65%-a rendelkezik a hatékonyabb F génnel, amely feltehetőleg evolúciós szelekció eredménye (4). Úgy tűnik, hogy az F és b/a/T polimorfizmusok kombinációja védelmet jelent osteoporosis ellen (33, 36). A D-vitamin-receptor gén 3 végén elhelyezkedő poly(A) mikroszatellita régió lehet hosszú (L) és lehet rövid (S) (37, 38). Az L kombinációja a TaqI-polimorfizmus T-alléljével prostatarákra hajlamosít (38), ugyanakkor emlőrákkal szemben védő hatású (39).
|
A D-vitamin sejtproliferációt gátló és sejtdifferenciálódást indukáló szerepét egyre nagyobb figyelem kíséri. |
A D-vitamin-receptor BsmI-polimorfizmusát összefüggésbe hozták az inzulinszekrécióval is, és BB genotípus esetén ezt csökkentnek találták mind 1-es, mind 2-es típusú diabetes mellitus esetén (4042). Sporadikus mellékpajzsmirigy-daganatban a D-vitamin-receptorgén b/a/T alléltípusai magasabb PTH-szintekkel, így rosszabb prognózissal járnak, szemben a VDR-gén B/A/t alléltípusaival (19).
Klinikai hatások a csontszövetben
A D-vitamin mérsékelt hiánya [12 ng/ml<plazma-25-(OH)-D3-szint<20 ng/ml] osteoporosishoz (egyesek szerint osteoporomalaciához), kifejezett hiánya [plazma-25-(OH)-D3-szint<12 ng/ml] osteomalaciához vezet. Elsősorban idős emberek osteoporosisa esetén a csonttörések száma jelentősen csökkenthető D-vitamin-terápiával (43, 44). D-vitamin-kezeléskor a csont ásványianyag-tartalma nem nő számottevően, a törések száma mégis 3070%-kal redukálódik (45, 46). Ez a tény részben a D-vitamin-kezeléssel járó izomerő-fokozódásnak tulajdonítható, részben pedig a csont minőségében bekövetkező változásoknak (47).
D-vitamin hiányában az osteoporosis biszfoszfonátkezelésére csökkent válasz tapasztalható (48). Ennek oka, hogy a biszfoszfonátok a csontreszorpció nagymértékű gátlásával relatív hypocalcaemiát idéznek elő, amelynek hatására szekunder hyperparathyreosis keletkezik. Ez viszont stimulálja a csontreszorpciót, azaz rontja a biszfoszfonátok hatását. Ezért tehát minden olyan anyag, amely szupprimálni képes a PTH-szekréciót, additív hatású, vagyis erősíti a biszfoszfonátok antireszorptív hatását. A biszfoszfonáttal kezelt betegek körülbelül 60%-ánál jelentkező szekunder hyperparathyreosis D-vitamin általi szuppressziójával is ilyen additív hatás mutatható ki (49). A D-vitamin, illetve aktivált (hidroxilált) analógjainak csontprotektív hatását kimutatták involúciós osteoporosisban (50, 51), glükokortikoidok indukálta osteoporosisban (52, 53), transzplantációt követő osteoporosisban (54), valamint hemipareticus betegek immobilizációs osteoporosisában (55).
|
D-vitamin-kezeléskor a csont ásványianyag-tartalma nem nő számottevően, a törések száma mégis 3070%-kal redukálódik. |
Az utóbbi években derült fény arra, hogy a civilizált országokban is széles körű a D-vitamin-hiány előfordulása. Így például a Nyugat-Európából és az Egyesült Államokból származó adatok szerint a 65 év feletti populáció 2060%-a D-vitamin-hiányos (5659). Ennél is meglepőbb, hogy az Egyesült Államokban gyermekek vizsgálatakor 31%-uknál mutatkozott D-vitamin-hiány (60). Ez felveti azt a kérdést, hogy vajon ilyen körülmények között kialakulhat-e fiatal korban a genetikailag determinált csúcscsonttömeg. Magyarországi vizsgálatok (61) szerint a 65 év feletti lakosság körülbelül egyharmada D-vitamin-hiányos, és ennek előfordulása nem függ az emberek anyagi helyzetétől.
Felvetődött a normális plazma-25-(OH)-D3-szint értékének revideálása is. Eddig ugyanis általában 2065 ng/ml tartományt tartottak fiziológiásnak. Egy újabb vizsgálat adatai alapján azonban D-vitamin adagolásával a plazma-25-(OH)-D3-szint 50 ng/ml-ig történő emeléséig a plazma PTH-szintje szupprimálható volt, elsősorban 65 év felettieknél (62). Ez azt jelenti, hogy az eddigi alsó határnál lényegesen magasabb 25-(OH)-D3-koncentráció mellett is relatív szekunder hyperparathyreosis áll fenn, amely kedvez az öregedéssel járó csontvesztésnek. Ezért az említett közleményben a szerzők a plazma-25-(OH)-D3-szint normáltartománya számszerű értékeinek módosítására tettek javaslatot, azonban ez egyelőre általánosan nem elfogadott.
Meg kell azonban említeni, hogy a D-vitamin túladagolása árthat is a csontoknak. A klinikai tüneteket még nem okozó D-hipervitaminózis esetében is fokozott csontvesztés mutatható ki (63). A D-vitamin elhagyása után sokszor félegy év szükséges a csontanyagcsere normalizálódásához (63). Ezt a tényt különösen fontos hangsúlyozni napjainkban, amikor a vitaminkészítmény-szedési divatnak hódolva sokan a szükséges D-vitamin-dózis többszörösét fogyasztják el naponta.
Egyéb klinikai hatások
A D-vitamin-terápia a krónikus vesebetegek gyógyszeres kezelésének fontos eleme. Veseelégtelenségben számos uraemiás szövődmény okának az esetek zömében emelkedett plazma-PTH-t tekintik. Ezért a PTH szuppressziója rendkívül fontos a beteg kezelésében, kivéve az uraemiás adynamiás csont esetében. Ilyenkor elsősorban aktivált metabolitokat és nagyobb dózisokat alkalmazunk.
A D-hormon sejtdifferenciálódást serkentő és -proliferációt gátló hatását a daganatok kezelésében is igyekeznek használni. Régen ismert tény, hogy a plazma 1,25-(OH)2-D3-tartalma negatívan korrelál az emlőtumor metasztázisainak számával (20). Ismert az is, hogy mammacarcinoma-sejtvonalakon a D-vitamin gátolja az ösztradiol stimuláló hatását (64). Összefüggés található a táplálékkal bevitt kalcium mennyisége és a coloncarcinoma előfordulásának gyakorisága között is (21). A D-vitamin gátolja a colontumorsejtek proliferációját (30). Mindezt klinikailag is ki tudták mutatni az eddig elvégzett vizsgálatokban vastagbél- és emlőtumorok esetében (28).
Mint már említettük, a napfény mennyiségével, illetve a D-vitamin-ellátottsággal fordítottan arányos a prostatacarcinoma előfordulási gyakorisága is (22). VDR-expresszió található a prostatasejtekben is (23), és a D-hormon sejtproliferációt gátló és -differenciálódást serkentő hatása a prostataszöveten is érvényesül. Mind in vitro (23), mind in vivo (65) jó gátlóhatást értek el D-vitamin alkalmazásával prostatacarcinoma kezelésében is.
A D-hormon a keratinocyták proliferációját gátolja, differenciálódását serkenti (66), ezért klinikai szinten is felmerült alkalmazása a psoriasisban szenvedőknél. Az elvégzett klinikai vizsgálatok pozitív eredményt mutattak (67), ennek alapján D-vitamin-analóg tartalmú kenőcsöt (calcipotriol) hoztak forgalomba a psoriasis kezelésére, immár Magyarországon is.
A D-vitaminnak a női reproduktív rendszerre kifejtett hatásai alapján felmerült, hogy polycystás ovarium syndroma esetén is a megfelelő ösztrogénellátottság hiányában elégtelen a D-vitamin-képzés (9). A korábban említett VDR-hiányos (knock out) egér esetében is a folliculogenesis csak egy bizonyos pontig megy végbe, azonban a tüsző nem érik meg, nem reped meg. Ösztradiol adagolásakor a peteérés szabályosan befejeződik ezekben az állatokban is, tehát nem az ovariumműködés sérült, hanem a D-vitamin-receptor, azaz a D-vitamin-hatás hiánya akadályozza meg a megfelelő ösztradiolszintézist. Humán vizsgálatban D-vitamin adagolásával jó eredményeket értek el polycystás ovarium syndromás betegeknél (9).
Az immunrendszerben is lényeges a D-vitamin szabályozó funkciója, a citokinképzés modulálásán keresztül (15, 68). Ennek klinikai szempontból is jelentősége lehet, mivel kiderült, hogy bizonyos infekciók (például tbc) esetén a D-vitamin-hiány lényegesen gyakoribb, mint az azonos korú lakosság körében. A D-vitamin-hiány csökkentése ebből a szempontból is fontos.
Klinikai szempontból lényeges tudni, hogy egyes betegségekben megnő az extrarenalis 1-alfa-hidroxiláz aktivitása, amely fokozott, a fiziológiás regulációtól független, nagy mennyiségű 1,25-(OH)2-D3-szintézist eredményez. Ennek hatására fokozódik a bélből a kalciumabszorpció és a csontszövetből kalcium mobilizálódik, következésképpen hypercalcaemia alakul ki. Sok esetben ez az adott betegség első jele. Az extrarenalis 1-alfa-hidroxiláció fokozódásával járó leggyakoribb betegségeket az 1. táblázat tartalmazza.
D-vitamin-analógok
A D-vitamin tehát bizonyítottan antiproliferációs, immunszuppresszív, sejtdifferenciálódást serkentő hatású, azonban a kezelés alkalmazhatóságát gátolja hypercalcaemisáló hatása. Ezért világszerte folynak a kutatások a hypercalcaemiát nem vagy kevésbé okozó analóg vegyületek előállítására. Ezek az analógok szekunder hyperparathyreosisban PTH-szuppresszáló hatásuk, psoriasisban keratinocytaproliferációt gátló szerepük, autoimmun betegségekben és transzplantáció után immunszuppresszív hatásuk miatt lesznek fontosak.
Úgy tűnik, hogy jelentős szerepük van egyes tumorok kezelésében is. Colorectalis, prostata- és emlőrákban a sejtciklust gátló fehérjék szintézisét fokozzák a D-vitamin-analógok. Leukaemiában a retinsav D-vitamin-analóggal kombinálva bizonyult jó hatásúnak a myeloid elemek proliferációjának gátlásával. A D-vitamin-analógok terápiás értékűnek bizonyultak Bowen-kórban, squamosus és bazális sejtes carcinomában. Squamosus tüdődaganatokban a parathormonszerű fehérje (parathyroid hormone-related peptide, PTHrp) mennyiségének kóros növekedése a csontszövet bontásával paraneoplasztikus hypercalcaemiát idézhet elő. Az analógok gátolták az így kialakult PTHrp-expressziót.
Jelenleg a következő betegségek gyógyítására kaphatók gyógyszertári forgalomban, illetőleg állnak klinikai fázisú kipróbálás alatt D-vitamin-analógok: osteoporosis, renalis osteodystrophia, psoriasis, osteomalacia, hypocalcaemia, leukaemia, emlő- és prostatadaganat, szisztémás lupus erythematosus (SLE), hyperparathy-reosis, autoimmun graft kilökődés (11, 19, 6972).
Kezelési formák és dózisok
Egészséges embereknek napi 400800 IU D3-vitaminra van szükségük. (Ebben a közleményben nem foglalkozunk a gyermekkori és a terhesség alatti D-vitamin-pótlással, D-vitamin-hiány okozta betegségekkel és kezelésükkel.) A D2- és a D3-vitamin egyenértékűnek minősül. A szükséges napi adag megfelelő étrenddel könnyen elfogyasztható, illetve a D-vitamin-ellátottság szempontjából fontos a természetes fényen tartózkodás. Gyakran felmerülő ellentmondásnak tűnik, hogy a napozás egyfelől ártalmas a bőrnek, másfelől pedig a D-vitamin-ellátottság biztosítására ajánlott. Mindkét adat igaz, mégsincs ellentmondás, mivel a bőrártalom csak rendszeresen végzett, hosszabb időtartamú napozás után jelentkezik, míg a megfelelő D-vitamin-szintézishez elegendő napi félórás, akár természetes, szórt fényen való tartózkodás is. A D-vitamin-ellátottság télen megfelelő hullámhosszúságú UV-lámpák segítségével is fokozható. A magyarországi éghajlaton (az év felében rövid, szürke nappalok) télen napi 800-1000 IU-ra célszerű növelni a D-vitamin-bevitelt, tabletta, kapszula vagy cseppek formájában. Az olajos injekció nem ajánlott, mivel az adatok azt bizonyítják, hogy ez a beadás helyén marad és csak kis mennyiség kerül a keringésbe.
|
Egészséges embereknek napi 400800 IU D3-vitaminra van szükségük. Télen napi 8001000 IU-ra célszerű növelni a D-vitamin-bevitelt. |
A kolekalciferol vagy ergokalciferol naponta adagolható, de abban az esetben, ha a beteg compliance-e úgy kívánja, adható havonta-kéthavonta egyszeri (50 000100 000 IU) összdózisban. Ezek ugyanis zsírban oldódnak és tárolódnak. Természetesen, intoxikáció esetén lassabban is ürülnek ki. Az 1-alfa-hidroxilált, illetve az 1,25-dihidroxilált, úgynevezett aktivált metabolitok már vízben oldékonyak, nem raktározódnak a szervezetben, ezért ezek egyszeri nagyobb dózisú alkalmazása nem javasolt. Az aktív metabolitok napi dózisa szájon át enyhe D-vitamin-hiány, osteoporosis kezelésekor 0,251,0 µg. Ezek mellé kalcium adása nem ajánlott. Krónikus veseelégtelenségben aktív metabolitokat adunk, a vese elégtelen 1-alfa-hidroxiláz-kapacitása miatt. Ilyenkor per os, illetve az ebben az esetben alkalmazható intravénás készítményekből napi 13 µg-ot alkalmazunk. Szintén nagyobb kolekalciferol-, illetve aktív metabolitdózisokat adunk osteomalaciás és D-vitamin-rezisztens rachitises betegeknek.
Általában a kolekalciferol megfelelőnek bizonyul a D-vitamin-hiány, illetve az osteoporosis és az osteomalacia kezelésére, de bizonyos esetekben előnyösebbek az aktív metabolitok. Ez elsősorban olyan 65 év feletti betegekre vonatkozik, akiknél krónikus veseelégtelenség mutatkozik (szérumkreatinin-szint nők esetén>150 µmol/l, férfiaknál>200 µmol/l), illetve a hagyományos kolekalciferoldózisok hatástalanok vagy ezek mellett intoxikáció jelentkezik.
A D-vitamin-kezelés bármelyik formája mellett a plazmakalciumszint és a vizeletkalcium-ürítés ellenőrizendő a hypercalcaemia, hypercalciuria és a vesekőképződés megelőzése céljából.
Irodalom
VITAMIN D: BIOLOGICAL AND CLINICAL EFFECTS
The hormone-like effects of vitamin D and its mechanism of action were extensively investigated during the last decade. The key to these effects lies in the receptor, in the interaction of the D hormone/receptor complex and in the regulator effects of vitamin D/receptor complex on other genes. The details of the vitamin D receptor structure became known during the last years. This new data shed light on a number of new aspects of vitamin D action, of which some have already gained clinical significance. Present review attempts to summarize the most recent data available in this field.
vitamin D, vitamin D receptor, calcium metabolism, physiological effects, clinical effects