Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 3 (11) 2013

Вітаміни є незамінними для організму людини органічними сполуками, що відзначаються високою біологічною активністю. Посилена увага науковців усього світу спрямована на вивчення біологічних ефектів вітаміну D. Це зумовлено тим, що впродовж останніх років було поглиблено вивчено його метаболізм, функції та вплив на організм людини. Завдяки специфічним метаболічним процесам в організмі людини вітамін D перетворюється у високоактивну гормональну форму. Рецептори до вітаміну D ідентифіковані в клітинах шкіри, серця, легенів, головного мозку, скелетних м’язів, товстого кишечника, шлунка, плаценти, у молочній залозі, підшлунковій та ендокринних залозах, яснах та кістковій тканині альвеолярного відростка [1]. Також рецептори вітаміну D є на активованих CD4+ і CD8+ Т­лімфоцитах, В­лімфоцитах, нейтрофілах, макрофагах (МФ), дендритних клітинах (ДК) [2].

Надходження та метаболізм вітаміну D в організмі людини

Вітамін D в організм людини надходить трьома шляхами. Перший шлях, фотобіологічний, являє собою утворення вітаміну D у шкірі під дією сонячного випромінювання. Спочатку із 7­дегідрохолестерину утворюється превітамін D₃, а потім, внаслідок нагрівання, він перетворюється на вітамін D₃. Другим шляхом надходження вітаміну D в організм людини є харчовий. Цим шляхом вітамін D в організм людини потрапляє з продуктами харчування. До продуктів, що містять вітамін D, належать жирні види риб (лосось, скумбрія, сом, тунець, сардини), яєчний жовток, теляча печінка, риб’ячий жир, ікра, маргарин та гриби. Третім шляхом надходження є медикаментозний — потрапляння вітаміну D при вживанні біологічних добавок та медичних препаратів.

Після надходження вітаміну D в організм людини він потрапляє в кров та з’єднується з вітамін D­зв’язуючими білками. Після цього він потрапляє в печінку, де відбувається його перше гідроксилювання за допомогою ферменту вітамін D­25­гідроксилази. Внаслідок цього утворюється 25­гідроксивітамін­D₃ (25(OH)D₃), або кальцидіол. Гормонально активна форма вітаміну D, 1,25­дигідроксивітамін­D₃ (1,25(ОН)2D3), або кальцитріол, утворюється переважно в нирках за допомогою ферменту вітаміну D — 1гідроксилази.

Активні метаболіти вітаміну D впливають на спеціальні рецептори, що називаються рецепторами вітаміну D (РВД). Дані рецептори знаходяться в більше ніж 30 тканинах організму людини. 1,25(OH)₂D₃ діє як геномним шляхом — через ядерні РВД, так і негеномним — через мембранні РВД (більш швидкий шлях).

Вплив активних метаболітів вітаміну D відбувається на всі органи та системи. У кишечнику вітамін D збільшує абсорбцію кальцію та фосфатів. 1,25(OH)₂D₃ стимулює надходження кальцію через мембрану щіткової облямівки в клітину, транспорт кальцію через клітину та видалення кальцію з клітини в базолатеральній мембрані. Транспорт кальцію через клітину регулюється кальційзв’язуючими білками — кальбіндинами. Вітамін D сприяє утворенню цих білків. У нирках він збільшує реабсорбцію кальцію та фосфору й зменшує секрецію реніну. У паращитоподібних залозах він зменшує синтез та секрецію паратгормону. Велику роль вітамін D відіграє в кістковій системі. Він збільшує кісткову кальцифікацію, створює оптимальні умови для мінералізації кісток і є необхідним для розвитку та підтримки мінералізованого скелету. Кінцева диференціація гіпертрофованих хондроцитів і подальша кальцифікація матриці помітно порушуються при дефіциті вітаміну D, що призводить до спаювання кінців довгих трубчастих кісток та появи рахітичних гірлянд в ділянці реберно­хрящових з’єднань ребер, класичних ознак рахіту. Не менш важливу роль вітамін D відіграє у функціонуванні імунної системи. Він стимулює вроджений імунітет, сприяє диференціації моноцитів у макрофаги, пригнічує антигенпрезентуючу функцію, збільшує експресію протизапальних цитокінів та зменшує утворення прозапальних цитокінів, таких як TNF, IL­1, IL­6, IL­8, IL­12. Активні метаболіти вітаміну D також виконують ряд функцій в інших органах та системах організму (рис. 1).

Взаємозв'язок дефіциту вітаміну D із соматичними захворюваннями тканин пародонту

При недостатньому надходженні вітаміну D в організм або порушенні його метаболізму створюються умови, що сприяють виникненню загальносоматичних захворювань, таких як цукровий діабет обох типів, захворювання серцево­судинної системи, розсіяний склероз, псоріаз [3–8] та багато інших.

Також дефіцит вітаміну D може призвести до виникнення захворювань тканин пародонта. T. Dietrich із спів­авт. (2004), вивчаючи співвідношення між рівнем концентрації 25(OH)D₃ в плазмі крові та втратою епітеліального прикріплення, показали, що існує зворотній зв’язок між концентрацією 25(OH)D₃ та захворюванням тканин пародонта в жінок та чоловіків віком старше 50 років (чим більша концентрація 25(OH)D₃, тим менша спостерігається втрата епітеліального прикріплення) [9]. Інші автори у своєму дослідженні показали, що в групі людей, які приймали препарати кальцію та вітаміну D, втрата зубів відбувається в вірогідно меншій кількості порівняно з групою людей, які не приймали дані препарати [10]. Також багато вчених вивчали взаємозв’язок між видами генотипу та поліморфізму рецепторів вітаміну D (РВД) та генералізованим пародонтитом. Так, K.S. Park із співавт. (2006) у своїх дослідженнях показали, що генотип 27823*C/*C стартового кодону РВД може бути пов’язаний зі збільшенням ризику розвитку агресивного перебігу генералізованого пародонтиту [11]. Інші автори дійшли висновку, що поліморфізм ApaI гена РВД пов’язаний із втратою альвеолярного відростка, клінічного прикріплення та зубів у літніх чоловіків. Вірогідно вищими ці показники були в пацієнтів із AATT і AATt генотипами [12].

Модель розвитку захворювань тканин пародонта виглядає таким чином: взаємодія пародонтопатогенів із тканинами пародонта зумовлює розвиток імунної відповіді організму та порушення в сполучній тканині й кістковому метаболізмі. Патогенетичні зміни в тканинах пародонту (запальні та імунологічні процеси) спричинюють клінічні прояви генералізованого пародонтиту. Метаболіти вітаміну D впливають на кожен етап виникнення генералізованого пародонтиту, а саме: на пародонтопатогени, запальну реакцію організму та на кістковий метаболізм.

Вплив метаболітів вітаміну D на пародонтопатогени

Захворювання тканин пародонту викликають специфічні грамнегативні анаеробні бактерії — пародонтопатогени. Вони впливають на тканини пародонту, викликаючи запалення. У ротовій порожнині містяться антимікробні білки, такі як ­дефензини (HNP1–4), ефензини (hBD1–3), кателіцидин та інші [13]. Рівень утворення ­дефензину hBD2 та кателіцидину залежить від рівня 25(ОН)D₃ [14]. Ці антимікробні пептиди негативно впливають на патогенні мікроорганізми, включаючи пародонтопатогени [13, 15]. Низький рівень вітаміну D пригнічує їх утворення та спричинює поглиблення тяжкості перебігу генералізованого пародонтиту (рис. 2).

Вплив метаболітів вітаміну D на імунну систему та запальні процеси

Серед форм імунної відповіді можна виділити вроджену та набуту реакції. Вроджений імунітет є першою лінією імунологічного захисту організму. Тоll­подібні рецептори (toll­like receptors — TLRs), відомі під загальною назвою «паттерн­розпізнавальні рецептори» (pattern­recognition receptors — PRRs), належать до системи вродженого імунітету, вони можуть виявляти різні мікробні структури, зокрема на структури пародонтопатогенів, та реагувати на них. Недавні дослідження показали істотну роль цих рецепторів у підтриманні пародонту в здоровому стані, а також у патогенезі пародонтиту [16]. Існує 10 типів TLRs. TLRs типу 1, 2, 4, 5 і 6 розпізнають позаклітинні мікробні структури, що експресуються на поверхні клітин, а TLRs типу 3, 7, 8 та 9 виявляють вірусні або бактеріальні нуклеїнові кислоти, що експресуються внутрішньоклітинно.

Дослідженнями встановлено, що, поряд з імунними клітинами, TLRs також наявні в тканинах пародонту [17–20]. Ясна постійно підлягають впливу мікроорганізмів, що наявні в біоплівці. TLR­сигналізація відіграє важливу роль у вродженій імунній відповіді та в забезпеченні здоров’я пародонту. Хронічна мікробна стимуляція TLR зумовлює посилену продукцію прозапальних цитокінів та призводить до втрати клінічного прикріплення ясен, прогресування генералізованого пародонтиту [16]. Вітамін D знижує активність TLRs, зменшуючи їх негативний вплив на тканини пародонту (рис. 2б).

На набутий імунітет вітамін D впливає шляхом пригнічення Т­хелперів 1, що забезпечують клітинну імунну відповідь [21], та збільшення продукції Т­хелперів 2 клітин, що пов’язані з гуморальним імунітетом [22]. Внаслідок цього зменшується утворення прозапальних цитокінів і збільшується утворення протизапальних цитокінів. Також вітамін D зменшує перетворення В­клітин на плазматичні клітини, зменшуючи продукцію імуноглобулінів (рис. 2в).

Вплив метаболітів вітаміну D на кісткову систему

Вітамін D відіграє важливу роль у кальцієвому обміні. По­перше, вітамін D сприяє покращенню всмоктування кальцію в кишечнику, по­друге, він збільшує реабсорбцію кальцію в нирках, і по­третє, збільшує мінералізацію кісток. Основними кальційрегулюючими гормонами в організмі людини є паратгормон, кальцитонін та кальцитріол. Паратгормон (ПТГ) сприяє вивільненню кальцію із кісток, а також збільшує утворення 1гідроксилази. Вітамін D зменшує виділення ПТГ як прямим, так і опосередкованим чином. Вітамін D запобігає резорбції альвеолярного відростка. Остеокласти — клітини, що відповідають за резорбцію кістки — утворюються зі своїх попередників. Це перетворення відбувається за допомогою RANKL (ліганд рецептора активатора ядерного фактора В) та в присутності макрофагального колонієстимулюючого фактора [23]. Це утворення стимулюється Т­хелперами 1 та Т­хелперами 17, а також цитокінами, до яких належать IL­1, IL­6, TNF, IL­17. Блокується це перетворення Т­хелперами 2 та цитокінами IL­4 і IL­10. Як зазначалось вище, вітамін D пригнічує активність Т­хелперів 1 та Т­хелперів 17, зменшує виділення прозапальних цитокінів і збільшує функцію Т­хелперів 2, тим самим запобігаючи руйнуванню альвеолярного відростка (рис. 2г).

Питання взаємозв’язку хвороб тканин пародонта з остеопенією та остеопорозом вивчається протягом останніх 20 років. S. Jabbar із співавт. (2011) показали, що захворювання пародонта частіше зустрічається в жінок з остеопорозом і вони пов’язані з низьким рівнем вітаміну D і більш високими концентраціями RANKL і OPG [24]. M. Tezal із співавт. (2000) проводили дослідження щодо визначення зв’язку між мінеральною щільністю кісток, резорбцією альвеолярного відростка й втратою рівня клінічного прикріплення. Результатами досліджень доведено сильний кореляційний зв’язок між мінеральною щільністю кісткової тканини та ступенем резорбції альвеолярного відростка [25]. Порушення мінерального обміну в патогенезі хвороб пародонту досліджувалось у роботах В.В. Поворознюка, І.П. Мазур (2006). Інші дослідження продемонстрували, що використання препаратів кальцію (не менше 1000 мг/день) та препаратів вітаміну D (не менше 400 МО/день) сприяє сповільненню втрати висоти альвеолярного відростка, стабілізації метаболічних процесів у хворих на генералізований пародонтит [26]. M.N. Garcia із співавт. (2011) вивчали вплив препаратів кальцію та вітаміну D на перебіг пародонтиту та дійшли висновку, що вітамін D може позитивно вплинути на стан здоров’я пародонта [27].

Висновки

1. Вітамін D регулює обмін кальцію та фосфатів, підтримуючи необхідний їх рівень у крові, впливає на органи та тканини організму людини, забезпечує їх нормальне функціонування та попереджує розвиток багатьох захворювань.

2. Результатами досліджень виявлено взаємозв’язок між рівнем метаболітів вітаміну D та захворюваннями тканин пародонта.

3. Вітамін D впливає на всі ланки патогенезу генералізованого пародонтиту, а саме на пародонтопатогени, імунну та кісткову системи.

4. Використання в комплексному лікуванні та профілактиці вітаміну D сприяє зменшенню резорбції альвеолярного відростка та патологічних процесів у тканинах пародонта.