Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 3 (15) 2014

Статья опубликована на с. 24-31

Дефіцит вітаміну D (ДВD) є актуальною проблемою сьогодення. Його частота в країнах світу відрізняється. Так, серед дорослого населення Європи тяжкий дефіцит вітаміну D реєструється з частотою від 2 до 30 % випадків, проте ця цифра зростає до 75 % і вище в людей старечого віку та серед пацієнтів хоспісів [1–3]. Згідно з оцінками, зробленими в США, Канаді та Європі, 20–100 % літніх людей, які проживають самостійно, мають гіповітаміноз вітаміну D [1, 4]. У 18 % жінок, які приймають остеотропні препарати, діагностують дефіцит вітаміну D [5]. Ризик недостатності та дефіциту вітаміну D є високим не тільки в людей літнього та старечого віку, а й серед дітей та осіб молодого й середнього віку. Так, дослідження, проведені в Греції та Польщі, виявили, що середній рівень 25(OH) вітаміну D у сироватці крові грудних дітей та їх матерів перебуває в межах його дефіциту [6, 7]. В Україні частота дефіциту вітаміну D становить 81,8 % серед дорослого населення та 88,5 % у дітей шкільного віку [8, 9].

Безліч досліджень показали, що дефіцит та недостатність вітаміну D не тільки негативно впливають на опорно-руховий апарат, але й є чинником ризику розвитку низки гострих і хронічних захворювань, у тому числі інфекційних, автоімунних, серцево-судинних, цукрового діабету 1-го та 2-го типу, декількох видів раку, нейрокогнітивних розладів і психічних захворювань, а також інших станів, таких як безплідність або патологічний перебіг вагітності та пологів [10, 11].

Тому сьогодні іде пошук ефективних методів боротьби з дефіцитом вітаміну D. У 2013 р. групою експертів із проблеми дефіциту вітаміну D було розроблено та затверджено перші методичні рекомендації для країн Центральної Європи, у яких були обґрунтовані терапевтичні та профілактичні дози препаратів вітаміну D [12]. Але, крім застосування лікарських середників, у світі використовують й інші шляхи боротьби з дефіцитом вітаміну D, зокрема фортифікацію.

Фортифікація — це насичення продуктів нутрієнтами (одним або більше), що, як правило, містяться в ньому, з метою запобігання їх дефіциту або для його корекції. Найчастіше фортифікують вітаміном D молочні продукти (молоко, сир, йогурт), апельсиновий сік, хліб, маргарин, готові сніданки зі злакових.

Іншим шляхом підвищення рівня вітаміну D у продуктах тваринного походження є додаткове його призначення в корм. Так, вигодовування тварин їжею, збагаченою вітаміном D, веде до підвищення його рівня в свинині та курятині, а також до збільшення його вмісту — іноді навіть в три рази — у яйцях [13, 14]. Аналогічно зростає рівень вітаміну D у рибі (до 10 %) при годуванні її кормом, фортифікованим вітаміном D [15].

В останні роки з’явилися публікації, що доводять ефективність ультрафіолетового опромінення в збагаченні деяких продуктів вітаміном D [16, 17]. Так, вміст вітаміну D в УФ-опромінених грибах є відносно стабільним при заморожуванні та не втрачається при приготуванні страв та їх зберіганні [18].

Для дослідження ефективності фортифікованих продуктів у боротьбі із ДВD були проведенні рандомізовані контрольовані клінічні спостереження різної тривалості. Як критерії ефективності та безпеки прийому фортифікованого продукту найчастіше використовували маркери кісткового метаболізму, рівень 25(ОН) вітаміну D (25(OH)D), інтактного паратгормону (іПТГ) та кальцію в сироватці крові. Більшість досліджень тривали від трьох до 12 тижнів та проводилися протягом зимових місяців, коли синтез вітаміну D в шкірі є низьким та не впливає на рівень –25(OH)D у сироватці крові. Було тільки два дослідження, що тривали 24 місяці. Як правило, у спостереженнях брали участь добровольці обох статей віком 18–87 років.

У двох дослідженнях, що тривали 24 місяці, вивчали ефективність фортифікованого молока: у першому спостереженні серед жінок у постменопаузальному періоді [19] добова доза вітаміну D становила 10 мкг/добу, а в другому — 20 мкг/добу у чоловіків 50–84 років [20]. В обох дослідженнях спостерігалося зростання рівня 25(ОН)D у сироватці крові на 25 та 4,7 % відповідно. Слід зазначити, що в дослідженні R.M. Daly та співавт. спостерігали зниження вмісту 25(OH)D на 20 % у контрольній групі.

У спостереженні B. Nikooyeh та співавт. пацієнти із цукровим діабетом приймали фортифікований йогурт (добова доза вітаміну D становила 25 мкг/д). Рівень 25(OH)D у сироватці крові через 12 тижнів зріс на 75 %, а в контрольній групі зменшився на 10,6 %. Крім того, у хворих спостерігалося покращання глікемічного статусу. Комплайєнтність була високою, побічних явищ не спостерігалося [21].

Також проводилося вивчення ефективності фортифікації сиру. Зупинимося на двох відомих восьмитижневих дослідженнях, що проводилися протягом зимових місяців. У спостереженні J.L. Johnson та співавт. призначення фортифікованого сиру (добова доза вітаміну D 15 мкг/д) добровольцям віком понад 60 років призвело до зниження рівня 25(OH)D у сироватці крові на 8,7 %. 5 осіб достроково завершили дослідження через смакові якості продукту, гастроентерологічні розлади та за медичними показаннями [22]. Негативний результат автори пояснюють невисокою дозою вітаміну D та вищою добовою кількістю сиру, яку призначали, — 85 г при добовій нормі 30 г.

У дослідженні D. Wagner та співавт. призначення фортифікованого сиру (добова доза вітаміну D 700 мкг/добу) здоровим добровольцям 30–60 років сприяло зростанню вмісту 25(ОН)D на 120 %, зниженню рівня іПТГ та не впливало на рівень кальцію у сироватці крові. Усі учасники завершили дослідження, побічних явищ не спостерігалося [23].

У зв’язку з лактазною недостатністю, низьким рівнем вживання молочних продуктів у деяких країнах вчені почали розглядати інші продукти харчування як можливі середники для фортифікації вітаміном D. Проведені два плацебо-контрольовані дослідження показали ефективність фортифікації апельсинового соку (добова доза вітаміну D 25 мкг/100 мл). Так, у спостереженні R.M. Biancuzzo вживання апельсинового соку, фортифікованого вітамінами D₂ та D₃, протягом 11 тижнів сприяло підвищенню рівня 25(ОН)D у сироватці крові на 67,1 та 71,5 % відповідно [24]. У спостереженні V. Tangpricha та співавт. прийом фортифікованого апельсинового соку протягом 12 тижнів сприяв підвищенню вмісту 25(ОН)D у сироватці крові на 150 % [26]. Рівень іПТГ у сироватці крові знизився лише в останньому дослідженні. Побічних явищ не повідомлялося в обох спостереженнях, рівень кальцію залишався в межах норми. Таким чином, фортифікація апельсинового соку вітаміном D у дозі 25 мкг/добу є ефективним та безпечним методом боротьби з ДВD.

Інший немолочний продукт, на який звернули свою увагу науковці, — гриби. Вітамін D₂ з лісових грибів добре всмоктується і є біодоступним для людини [26]. P. Urbain та співавт. провели дослідження ефективності вживання УФ-опромінених грибів (тижнева доза вітаміну D₂ становила 700 мкг). Добровольці приймали збагачений продукт у супі. Тривалість дослідження становила 5 тижнів. Було відзначено підвищення рівня 25(OH)D у сироватці крові на 50 %. Вірогідних змін з боку рівня іПТГ та кальцію в сироватці не відзначалося. Обмеженням цього дослідження була мала кількість учасників та висока тижнева доза вітаміну D [26].

Фортифікований хліб також може служити добрим джерелом вітаміну D у зв’язку з його загальним споживанням. Проведене V. Mocanu et al. дослідження показало, що щоденне вживання фортифікованого хліба (добова доза вітаміну D — 125 мкг) протягом 12 місяців у людей літнього віку веде до вірогідного підвищення рівня 25(ОН)D у сироватці крові з 28,5 ± 10,8 нмоль/л до 125,6 ± 38,8 нмоль/л та вірогідного збільшення МЩКТ на рівні поперекового відділу хребта та проксимального відділу стегнової кістки (p < 0,001). Обмеженням зазначеного дослідження була відсутність контрольної групи [27].

На сьогодні відоме лише одне плацебо-контрольоване спостереження, у якому досліджували ефективність фортифікованого житнього та пшеничного хліба (добова доза вітаміну D₃ 10 мкг) [28]. Через три тижні в добровольців спостерігалося зростання рівня 25(ОН)D у сироватці крові на 59–65 %, а в контрольній групі відзначалося його зниження на 1,2 %.

На сьогодні проведено два метааналізи з вивчення ефективності фортифікованих продуктів. У першому метааналізі O’Donnell проаналізував наукові роботи за період із 1966 по 2006 рік [29]. Автори відібрали 11 рандомізованих плацебо-контрольованих досліджень (1281 учасник) із тривалістю спостережень від 3 тижнів до 24 місяців. Групи обстежених за віком були такими: 2 — в осіб молодого віку, 1 — у жінок пременопаузального періоду, 8 — у людей літнього та старечого віку, 4 — із низьким рівнем 25(OH)D у сироватці крові. Добова доза вітаміну D у продуктах коливалася від 228 до 1000 МО.

У 10 з 11 рандомізованих плацебо-контрольованих досліджень відзначався позитивний ефект фортифікації продуктів, що призводив до підвищення рівня 25(ОН)D у сироватці крові на 15–40 нмоль/л. Більшість досліджень (7 спостережень) використовували для фортифікації 10 мкг вітаміну D. Краща відповідь на продукт спостерігалася в пацієнтів із низьким вихідним рівнем 25(ОН)D у сироватці крові та вищою дозою вітаміну D, обраною для фортифікації.

У метааналізі L.J. Black та співавт. оцінювали ефективність фортифікації продуктів вітаміном D серед дорослих різного віку, виключаючи осіб, які проживають у будинках для людей літнього віку чи хоспісах [30]. Було опрацьовано 441 публікацію, із них відібрано 16 рандомізованих плацебо-контрольованих досліджень. У 14 спостереженнях відзначено позитивний вплив фортифікованих продуктів на рівень 25(OH)D у сироватці крові. Неоднорідність вибірки була високою (P = 0,0001, I² = 89 %), вона пояснюється відмінностями в дозі вітаміну D, різною географічною широтою (від 3 до 60°) та базовим рівнем 25(OH)D у сироватці крові (24,0–83,6 нмоль/л). При поєднанні всіх результатів (кількість обстежених становила 1513 осіб; 767 — основна група, 746 — плацебо) було виявлено, що при застосуванні для фортифікації дози вітаміну D 11 мкг/добу (коливання від 3 до 25 мкг) рівень 25(ОН)D у сироватці крові збільшується на 19,4 нмоль/л (95% довірчий інтервал (ДІ): 13,9–24,9), що відповідає 1,2 нмоль/л (95% ДІ: 0,72–1,68) для кожного використаного 1 мкг вітаміну D.

Також L.J. Black та співавт. відзначили, що кращий результат спостерігався в тих дослідженнях, у яких для фортифікації використовували більше ніж 10 мкг вітаміну D на добу, при вихідному рівні 25(ОН)D у сироватці крові добровольців нижче від 50 нмоль/л та в країнах, що знаходилися вище 40° географічної широти.

Таким чином, проведені метааналізи підтверджують безпечність та ефективність фортифікованих продуктів у корекції та лікуванні ДВD, що дозволяє їх впроваджувати на загальнодержавному рівні.

Значне поширення ДВD серед населення України обумовило створення продуктів, збагачених вітаміном D. Завдяки тісній співпраці ДУ «Інститут геронтології імені Д.Ф. Чеботарьова НАМН України» з Національним університетом харчових технологій було створено робочу групу, у яку ввійшли проф., д.м.н. В.В. Поворознюк, проф., д.т.н. В.Ф. Доценко, д.м.н. Н.І. Балацька, к.м.н. Л.Л. Синєок, доцент, к.т.н. А.В. Гавриш, доцент, к.т.н. В.В. Цирульнікова, к.м.н. Ю.В. Гавалко, О.В. Бортнічук, А.С. Мусієнко, В.Я. Муц, та було розроблено перший в Україні фортифікований хліб. Вибір продукту був обумовлений його широким споживанням. Окрім звичайних компонентів, до складу фортифікованого хліба увійшли молочний продукт, лецитин, рослинна олія, пшеничні висівки та вітамін D (добова доза — 1000 МО холекальциферолу). Тісто готували традиційним — безопарним — способом. Вироби формували вручну, тривалість бродіння тіста становила 180 хвилин при t = 30 ± 2 °С, вистоювання вели до готовності при t = 30–32 °С і відносній вологості 75–80 %. Випікали хліб формовий у пекарській шафі UNOX при t = 200–205 °С протягом 30–35 хвилин.

Для дослідження ефективності фортифікованого хліба було проведено два клінічних його випробування у відділі клінічної фізіології та патології опорно-рухового апарату ДУ «Інститут геронтології імені Д.Ф. Чеботарьова НАМН України». Перше дослідження було пілотним та мало на меті виявити, чи впливає фортифікований хліб (25 мкг холекальциферолу на добу) на рівень 25(ОН)D у сироватці крові, а також дослідити його смакові якості та виявити його можливі побічні явища. Друге дослідження було порівняльним та включало дві групи обстежених: контрольну та основну. Усі дослідження тривали по 3 тижні (21 день).

У перше дослідження було включено 22 жінки в постменопаузальному періоді віком від 50 до 80 років (середній вік — 68,56 ± 7,88 року). Усі обстежені були жителями м. Києва (географічна широта — 50°3). Дослідження проводилося з 4 по 25 листопада 2013 року. Критеріями виключення були: наявність злоякісних захворювань, ендокринних розладів, які б впливали на кальцієвий обмін або потребували б спеціальної терапії (цукровий діабет, гіпотиреоз), прийом глюкокортикоїдів, протисудомних медикаментів та препаратів, що містять вітамін D.

До початку та після завершення дослідження визначали рівень загального та іонізованого кальцію, фосфору, лужної фосфатази, показників ліпідограми за загальноприйнятими методиками. Рівень вітаміну D оцінювали за вмістом 25(ОН)D total (тест система оцінює загальний показник рівня 25(ОН)D2 та 25(ОН)D₃). Рівні 25(ОН)D та іПТГ у сироватці крові досліджували електрохемілюмінесцентним методом на аналізаторі Eleсsys 2010 (Roche Diagnostics, Німеччина) за допомогою тест-систем cobas.

Згідно з результатами первинного обстеження, у трьох жінок (13,6 %) реєструвався оптимальний рівень вітаміну D, у 10 (45,5 %) — недостатність вітаміну D та в 9 осіб (40,9 %) — ДВD. Вторинний гіперпаратиреоз діагностувався у 2 (9,1 %) пацієнток.

Також до початку дослідження було оцінено стан фактичного харчування обстежених, що проводили за допомогою анкетно-вагового методу за методикою триденного обстеження. При аналізі добового вмісту нутрієнтів у фактичному харчуванні серед обстеженої групи нами було виявлено значний дефіцит вітаміну D. Рівень вітаміну D у добовому раціоні становив 0,61 [0,31; 0,83] (Ме [LQ; UQ]) мкг/добу при належній кількості 2,5 мкг, а споживання кальцію серед обстежених знаходилося в межах 542,14 [484,95; 256,25] мг/добу.

Із даних 22 жінок, включених у дослідження, до заключного аналізу увійшли результати обстеження 20 осіб (90,9 %), оскільки одна пацієнтка вибула на другому тижні спостереження (термінова тривала поїздка в інше місто), а інша завершила дослідження повністю, але у зв’язку з гемолізом сироватки оцінити вплив фортифікованого продукту на рівень 25(ОН)D у сироватці крові було неможливо. Повторно відвідати центр пацієнтка відмовилася.

Результати обстеження внесено в табл. 1, у якій видно, що вживання фортифікованого хлібу сприяло вірогідному підвищенню рівня 25(ОН)D у сироватці крові (p < 0,001). В обстежених не спостерігалося підвищення рівня іонізованого й загального кальцію та зниження вмісту іПТГ у сироватці крові.

При детальному аналізі впливу фортифікованого хліба на показник 25(ОН)D у сироватці крові залежно від вихідного його рівня (рис. 1) було виявлено, що в пацієнтів із ДВD вміст 25(ОН)D у сироватці крові зріс із 16,34 [12,72; 17,36] нг/мл до 16,79 [15,27; 21,86] нг/мл (P < 0,001). В обстежених із недостатністю вітаміну D рівень 25(ОН)D у сироватці крові зріс із 24,90 [24,23; 25,87] нг/мл до 27,49 [26,14; 29,01] нг/мл (p < 0,05). У жінок з оптимальним рівнем вітаміну D вміст 25(ОН)D у сироватці крові вірогідно не змінився (до початку дослідження становив 33,00 [32,06; 38,08] нг/мл, а після його завершення — 36,39 [35,02; 37,76] нмоль/л).

У групі з ДВD також не спостерігалося вірогідного підвищення рівня іонізованого та загального кальцію, що вказує на безпеку прийому фортифікованого хліба (25 мкг холецальциферолу на добу).

Під час спостереження не було виявлено жодних побічних явищ.

При оцінюванні смакових властивостей апліканти зазначали, що хліб мав приємний смак та аромат, був м’яким та пухким за консистенцією, тривалий час зберігав свою свіжість, не викликав розладів із боку шлунково-кишкового тракту.

Отже, пілотне дослідження ефективності фортифікованого хліба (25 мкг холекальциферолу на добу) встановило, що продукт має добрі смакові якості, вірогідно підвищує рівень 25(ОН)D у сироватці крові та не викликає побічних явищ.

Другим етапом дослідження було визначення ефективності фортифікованого хліба порівняно з плацебо.

У спостереження було включено 30 жінок постменопаузального періоду віком від 45 до 80 років (середній вік 62,94 ± 9,11 року). Усі обстежені були жителями м. Києва. Дослідження проводилося з 3 по 24 березня 2014 року. Критерії виключення були такими ж, як і в попередньому дослідженні: наявність злоякісних захворювань, ендокринних розладів, що впливали б на кальцієвий обмін або потребували б спеціальної терапії (цукровий діабет, гіпотиреоз), прийом глюкокортикоїдів, протисудомних медикаментів та препаратів, що містять вітамін D.

До початку та після завершення дослідження визначали рівень загального та іонізованого кальцію, фосфору, лужної фосфатази, показників ліпідограми за загальноприйнятими методиками. Рівень вітаміну D оцінювали за вмістом 25(ОН)D total. Рівні 25(ОН)D та іПТГ у сироватці крові досліджували електрохемілюмінесцентним методом на аналізаторі Eleсsys 2010 (Roche Diagnostics, Німеччина) за допомогою тест-систем cobas. Рівень кальційурії оцінювали за показником кальцій-креатинінового коефіцієнта.

Усіх жінок, які погодилися взяти учать у спостереженні та підписали інформовану згоду на дослідження, було розділено на дві групи. В основну групу було включено 20 осіб, які приймали фортифікований хліб (25 мкг холекальциферолу на добу), а в контрольну — 10 пацієнток, які отримували плацебо, тобто хліб, випечений за такою ж технологією, проте без додаткового введення холекальциферолу. Антропометричні показники внесено в табл. 2, з якої видно, що обстежені вірогідно не відрізнялися ні за віком, ні за антропометричними показниками.

Згідно з результатами первинного обстеження у 40 % жінок основної групи було зареєстровано ДВD, 50 % мали недостатність вітаміну D, а в 10 % рівень 25(ОН)D у сироватці крові знаходився в межах норми. У контрольній групі 10 % жінок мали оптимальний рівень вітаміну D, 90 % — його дефіцит.

Вторинний гіперпаратиреоз діагностувався лише у 2 (10 %) пацієнток основної групи.

Результати динаміки показників під впливом прийому досліджуваного продукту внесено в табл. 3, з якої видно, що вживання фортифікованого хлібу сприяло вірогідному підвищенню рівня 25(ОН)D (p < 0,001), іПТГ (р = 0,03) та іонізованого кальцію (р = 0,03) у сироватці крові. Слід відзначити, що хоча вживання фортифікованого хлібу й сприяло вірогідному підвищенню рівня іонізованого кальцію, останній не досягав верхньої межі норми. Також не збільшилася кількість пацієнтів із вторинним гіперпаратиреозом. На фоні вживання фортифікованого хліба рівень кальційурії вірогідно не змінився, показник у всіх обстежених знаходився в діапазоні норми.

Було проведено аналіз динаміки рівня 25(ОН)D у сироватці крові обстежених залежно від ступеня дефіциту вітаміну D (рис. 2).

У жінок основної групи, які мали ДВD, після завершення вживання фортифікованого хліба середній рівень 25(ОН)D у сироватці крові підвищився на 41,2 % (із 14,20 ± 2,60 нг/мл до 20,05 ± 2,74 нг/мл, p < 0,001). В обстежених із недостатністю вітаміну D вміст 25(ОН)D у сироватці крові вірогідно зріс на 15,6 % (із 22,50 ± 1,60 нг/мл до 26,03 ± 1,90 нг/мл, р < 0,01), а в пацієнтів з оптимальним рівнем вітаміну D фортифікований хліб не впливав на показник 25(ОН)D у сироватці крові (36,99 ± 9,55 нг/мл на початку дослідження та 38,78 ± 10,60 нг/мл через 21 день вживання продукту). У контрольній групі жінок із ДВD також не спостерігалося вірогідного зростання рівня 25(ОН)D у сироватці крові (17,12 ± 8,08 нг/мл та 17,44 ± 8,33 нг/мл відповідно).

Під час другого етапу досліджень усі пацієнти завершили спостереження та не відмітили жодного побічного явища.

Наводимо клінічні приклади для ілюстрації впливу фортифікованого хліба на біохімічні показники крові.

Клінічний приклад 1. Пацієнтка Ч., 58 років, ІМТ 23,23 кг/м². На момент обстеження мала дефіцит вітаміну D. Входила в основну групу другого етапу дослідження. Приймала фортифікований хліб (холекальциферол 25 мкг на добу) з 3 по 24 березня 2014 р. Результати обстеження подано в табл. 4.

Отже, у пацієнтки Ч. вживання фортифікованого хліба сприяло підвищенню рівня 25(ОН)D у сироватці крові з 11,02 до 17,47 нг/мл.

Клінічний приклад 2. Пацієнтка М., 61 рік, ІМТ 22,77 кг/м². При первинному обстеженні в пацієнтки було діагностовано недостатність вітаміну D. Згідно з розподілом потрапила в основну групу дослідження. Приймала фортифікований хліб (холекальциферол 25 мкг на добу) з 3 по 24 березня 2014 р. Результати обстеження подано в табл. 5.

У пацієнтки М. після завершення дослідження спостерігалося підвищення рівня 25(ОН)D у сироватці крові із 25,04 до 28,50 нг/мл. Рівень іПТГ у сироватці крові обстеженої підвищився з 36,3 до 48,2 пг/лм. Слід зазначити, що в пацієнтки відзначалося зниження рівня холестерину в сироватці крові (із 7,64 до 7,05 ммоль/л) без корекції харчування та прийому статинів.

Клінічний приклад 3. Пацієнтка Г., 67 років, ІМТ 28,96 кг/м². Згідно з первинним дослідженням крові на рівень вітаміну D було діагностовано дефіцит вітаміну D. Брала участь у другому етапі спостереження, знаходилася в групі контролю. Результати лабораторного обстеження подано в табл. 6.

У пацієнтки Г. після завершення дослідження рівень 25(ОН)D у сироватці крові суттєво не змінився (приріст становив 0,44 нг/мл, що входить у діапазон похибки апарата).

Таким чином, огляд літератури та результати власних спостережень вказують на ефективність та безпечність фортифікації продуктів із метою корекції дефіциту вітаміну D. Створений уперше в Україні фортифікований хліб (25 мкг холекальциферолу на добу) має добрі смакові якості, не викликає побічних явищ, його вживання сприяє вірогідному підвищенню рівня 25(ОН)D у сироватці крові пацієнтів із дефіцитом та недостатністю вітаміну D. Вживання фортифікованого продукту обстеженими з оптимальним рівнем вітаміну D не призводило до вірогідного підвищення рівня 25(ОН)D, загального та іонізованого кальцію в сироватці крові та зростання кальційурії.