Роль вітаміну у розвитку, перебігу та профілактиці цукрового діабету

Підготувала канд. біол. наук Олександра Демецька

Протягом останніх років зростає кількість доказів на користь зв’язку між вітаміном D та цукровим діабетом (ЦД). Кілька механізмів, що зв’язують вітамін D з регуляцією імунної відповіді, підтверджують його роль у патогенезі автоімунного діабету. Епідеміологічні дані й обсерваційні дослідження, котрі свідчать про те, що адекватний статус вітаміну D пов’язаний зі зниженням ризику розвитку ЦД 1-го типу, ще більше підтверджують цю концепцію. Нещодавні дані про зв’язок вітаміну D із секрецією та чутливістю до інсуліну сприяли появі гіпотези про те, що ця сполука може відігравати ключову роль у регуляції гомеостазу глюкози як у разу предіабету, так і за наявного ЦД 2-го типу [1]. Останнім часом значна увага приділяється добавкам вітаміну D як частині зусиль, спрямованих на відкриття нових способів профілактики та лікування діабету.

Вітамін D та його функції

Вітамін D – це жиророзчинний вітамін, який є простероїдним гормоном. Він міститься в риб’ячому жирі, жирній рибі, грибах, молоці, крупах, яєчних жовтках, печінці тощо. Він також може синтезуватися в організмі під впливом сонячного світла. Вітамін D представлений у двох різних формах: як вітамін D₃ (холекальциферол) тваринного походження та як вітамін D₂ (ергокальциферол) рослинного походження.

Вітамін D відіграє важливу роль у регуляції кальцію та фосфору. Він сприяє метаболізму кальцію й фосфору, а також засвоєнню кальцію в кишківнику, забезпечуючи відповідні рівні цих мінералів для фізіологічної діяльності та мінералізації кісток. Він також сприяє здоров’ю кісток, підтримуючи належний рівень паратиреоїдного гормону у фізіологічному діапазоні, знижуючи ризик падінь і переломів [2]. Окрім того, це позитивно впливає на належну роботу опорно-рухового апарату, імунної, нервової та серцево-судинної систем.

Нещодавні дослідження показали, що рецептори вітаміну D (VDR) присутні майже в усіх тканинах організму, а також довели, що вітамін D має численні плейотропні ефекти, які поширюються далеко за межі регуляції кісткового метаболізму.

Повідомлялося, що низькі рівні вітаміну D порушують диференціацію та проліферацію кератиноцитів і дермальних фібробластів і, зрештою, затримують загоєння діабетичних виразок стопи. Крім того, було показано, що низькі рівні вітаміну D впливають на хемотаксис і фагоцитарну активність моноцитів і макрофагів, знижують антибактеріальну активність нейтрофілів, що призводить до підвищення сприйнятливості до інфекційних агентів.
З іншого боку, належні рівні вітаміну D у сироватці крові покращують контроль глікемії в пацієнтів із ЦД та забезпечують нормальне функціонування рецепторів інсуліну.

Крім того, вітамін D регулює реакції Т-клітин і може захищати β-клітини підшлункової залози від імунної атаки. Нещодавно було запропоновано, щоб вітамін D використовували в профілактиці та лікуванні автоімунних захворювань, як-от ЦД, розсіяний склероз, системний червоний вовчак, ревматоїдний артрит [2].

Асоціація між низькими рівнями вітаміну D та ЦД

Було продемонстровано зв’язок поліморфізму гена VDR із ЦД 1-го типу. Низький рівень вітаміну D пов’язаний із резистентністю до інсуліну та загибеллю β-клітин, що спричиняє розвиток ЦД 1-го типу. Також відомо, що гіповітаміноз D є поширеним у дітей із ЦД 1-го типу. Це суттєвий чинник навколишнього середовища, який може відігравати роль у патогенезі хвороби та визначати ризик її розвитку в перші роки життя, особливо в дітей із високим генетичним ризиком.

Також було переглянуто й ідентифіковано дані, які підтверджують VDR як потенційний ген сприйнятливості до ЦД 2-го типу. При цьому принаймні чотири різні генетичні фактори або модифікації VDR можуть відігравати роль у розвитку ЦД 2-го типу: зміна метаболізму кальцію, модифікація активності адипоцитів, секреції інсуліну та продукції цитокінів [2].

Низький рівень вітаміну D асоційований із ЦД 2-го типу, що пояснюють двома основними причинами. По-перше, вітамін D стимулює секрецію інсуліну β-клітинами підшлункової залози; отже, дефіцит вітаміну D пов’язаний з інсулінорезистентністю. По-друге, дефіцит вітаміну D спричиняє запалення, підвищує рівні його маркерів й асоційований із розвитком метаболічного синдрому. Крім того, генетичний поліморфізм вітаміну D може призвести до порушення глікемічного контролю.

У дослідженні «випадок – контроль» за участю 2659 китайців було встановлено, що зв’язок між низькими рівнями вітаміну D у сироватці крові та ЦД 2-го типу полягає в зміні концентрації загального холестерину, холестерину ліпопротеїнів низької та високої щільності й може призвести до порушення рівня глюкози натще й розвитку ЦД 2-го типу.

Отже, низький рівень вітаміну D може зумовлювати резистентність до інсуліну. Загалом чимало досліджень вивчали роль вітаміну D у патогенезі діабету та продемонстрували зв’язок між його низькими рівнями й підвищеним ризиком розвитку ЦД 2-го типу та його ускладнень [3].

Дефіцит вітаміну D у пацієнтів із діабетичними виразками стопи

Дефіцит або недостатність вітаміну D є поширеним явищем у осіб літнього віку з ЦД, небезпека якого суттєво зростає в пацієнтів із діабетичними виразками стопи. За результатами нещодавнього дослідження фахівців Хебейського північного університету (Китай), низький рівень вітаміну D асоційований із більшою ймовірністю виразок на стопі в літніх людей із діабетом. Загалом у дослідженні взяли участь 339 осіб віком від 60 до 90 років, які перебували в лікарні з ЦД 2-го типу та серед яких 204 особи мали діабетичні виразки стопи, а 135 – ні. Більшість пацієнтів мали дефіцит вітаміну D (зазвичай визначається як менш ніж 50 нмоль/л, або менш ніж 20 нг/мл). Але дефіцит вітаміну D був поширенішим серед людей із діабетичною виразкою стопи порівняно з тими, хто її не мав. При цьому було виявлено, що рівні вітаміну D стабільно знижувалися в міру погіршення тяжкості виразки. Пацієнти з найбільш прогностично сприятливою стадією виразки стопи (найменш тяжкою за оціночною шкалою) мали рівні вітаміну D більш ніж удвічі вищі, ніж у людей із найтяжчою стадією [3].

Роль добавок вітаміну D при ЦД 1-го типу

Добавки вітаміну D покращують глікемічний контроль у пацієнтів із ЦД 1-го типу [2]. У дітей і підлітків молодше 17 років із ЦД 1-го типу рівень глікованого гемоглобіну (HbA1c) достовірно покращувався при прийомі добавок вітаміну D₃ (холекальциферолу) в усіх групах контролю глікемії, включаючи HbA1c нижче 7,8%, у діапазоні 7,8-9,9% та понад 9,9% [2].

Натомість високі дози вітаміну D₂ (ергокальциферолу) можуть продовжити період ремісії ЦД 1-го типу шляхом збереження функції β-клітин, що виробляють інсулін, у вперше діагностованих пацієнтів [4]. Відомо, що β-клітини можуть зберігати приблизно 30-50% функції на момент діагностики ЦД 1-го типу та продовжувати виробляти інсулін протягом місяців або навіть років. Отже, збереження функції β-клітин на ранній стадії хвороби може подовжити цей період ремісії та покращити довгостроковий контроль глікемії.

Пролонгована фаза часткової ремісії ЦД 1-го типу сприяє покращенню глікемічного контролю та зниженню віддалених ускладнень. Раніше повідомлялося, що ергокальциферол значно знижував циркулювальний фактор некрозу пухлин-α (TNF-α) та часові тенденції для HbA1c порівняно з плацебо [5].

Дослідники медичного центру Массачусетського університету (США) провели вторинний ретроспективний аналіз плацебо-контрольованого рандомізованого клінічного випробування з паралельними групами ергокальциферолу проти плацебо, присвяченого дослідженню залишкової β-функції та прийому вітаміну D у 36 молодих людей (вік – 10-21 рік; середній вік – 13,5 років; 33,3% жінок) із нещодавно діагностованим ЦД 1-го типу. Учасники були випадковим чином розподілені на прийом вітаміну D (50 000 міжнародних одиниць – МО) або плацебо щотижня протягом 2 місяців, а потім що 2 тижні протягом 10 місяців.

Співвідношення проінсуліну до C-пептиду натщесерце (ПН:C) і відсоткова зміна площі під кривою C-пептиду від вихідного рівня (% ΔAUC) були розраховані для перевірки впливу вітаміну D на функцію β-клітин.

Додавання вітаміну D покращувало здатність β-клітин до секреції інсуліну, що спостерігалося за зниженням середнього співвідношення ПН: C порівняно з плацебо (рис. 1).

Зниження відсоткової зміни площі під кривою C-пептиду від вихідного рівня було помітно повільнішим із вітаміном D, ніж у групі плацебо, що вказує на тривалішу затримку втрати С-пептиду (рис. 2).

Хоча це рандомізоване клінічне дослідження було обмежене його одноцентровим налаштуванням, результати свідчать про захисну дію ергокальциферолу на β-клітини та можливі механізми дії продовження фази ремісії. Величина ефекту ергокальциферолу для захисту β-клітин (15%) порівнянна з ефектом іматинібу, верапамілу й інших агентів (15-19,4%). Отже, вітамін D можна поєднувати з іншими методами лікування (наприклад, теплізумабом і барицитинібом) для подовження фази ремісії [4].

Вплив добавок вітаміну D на глікемічний контроль у людей із ЦД 2-го типу

Існують суперечливі дані про вплив вітаміну D на контроль глікемії. У метааналізі 46 рандомізованих контрольованих досліджень, які включали 2164 особи групи втручання та 2149 осіб контрольних груп плацебо, було оцінено вплив добавок вітаміну D на контроль глікемії в пацієнтів із ЦД 2-го типу.

Показано, що добавки вітаміну D можуть бути корисними для зниження рівня глюкози в плазмі крові натще, HbA1c й індексу інсулінорезистентності (HOMA-IR) у пацієнтів із ЦД 2-го типу та дефіцитом вітаміну D. Цей ефект був особливо помітним, коли вітамін D отримували у великих дозах і протягом короткого періоду часу, хоча й зі значною неоднорідністю між дослідженнями та ймовірністю упередженості публікацій [6].

Своєю чергою, систематичний огляд і метааналіз даних окремих учасників трьох рандомізованих клінічних досліджень, які були спеціально розроблені та проведені для перевірки впливу перорального прийому вітаміну D порівняно з плацебо на новий діабет у дорослих із предіабетом, продемонстрували, що в дорослих із предіабетом вітамін D був ефективним у зниженні ризику розвитку ЦД [7]. У зазначених дослідженнях перевіряли холекальциферол у дозах 20 000 МО (500 мкг) щотижня та 4000 МО (100 мкг) щодня, а також ельдекальцитол (синтетичний аналог кальцитріолу – активного метаболіту холекальциферолу) 0,75 мкг щодня порівняно з відповідними плацебо.

Вітамін D знизив ризик розвитку діабету на 15% у скорегованих аналізах із 3-річним абсолютним зниженням ризику на 3,3%. Ефект вітаміну D не відрізнявся у визначених підгрупах. Серед учасників, віднесених до групи вітаміну D, які підтримували під час дослідження середній рівень 25-гідроксивітаміну D у сироватці крові щонайменше 125 нмоль/л (≥50 нг/мл) порівняно з 50-74 нмоль/л (20-29 нг/мл) під час подальшого спостереження, холекальциферол знизив ризик розвитку діабету на 76% із 3-річним абсолютним зниженням ризику на 18,1%. Вітамін D підвищував імовірність регресії до нормальної регуляції глюкози на 30% [7].

Висновки

Існують переконливі дані щодо наявності зв’язку між дефіцитом вітаміну D та розвитком ЦД як 1-го, так і 2-го типу. При цьому статус вітаміну D відіграє певну роль у виникненні, лікуванні та профілактиці ЦД обох типів.
Більшість досліджень, проведених для вивчення впливу вітаміну D на метаболізм глюкози, підтвердили гіпотезу про те, що відповідні добавки вітаміну D можуть покращити метаболічну регуляцію рівня глюкози при ЦД.
Високі дози ергокальциферолу (вітаміну D₂) можуть продовжити період ремісії ЦД 1-го типу шляхом збереження функції β-клітин, що виробляють інсулін, у вперше діагностованих пацієнтів.
Холекальциферол (вітамін D₃) може сприяти зниженню ризику розвитку ЦД 2-го типу в осіб із предіабетом.
Пацієнти з діабетом і люди з високим ризиком його розвитку потребують підтримання належних рівнів вітаміну D, тому для лікування та профілактики рекомендуються регулярне тестування на визначення вітаміну D та корекція його дефіциту.

Література

Maddaloni E., et al. Vitamin D and diabetes mellitus. Front. Horm. Res. 2018; 50: 161-176. doi: 10.1159/000486083.
Abugoukh T.M., et al. Does vitamin D have a role in diabetes? Cureus. 2022; 14 (10): e30432. doi: 10.7759/cureus.30432.
Wang F., et al. A retrospective analysis of the relationship between 25-OH-vitamin D and diabetic foot ulcer. Diabetes Metab. Syndr. Obes. 2022; 15: 1347-1355. doi: 10.2147/DMSO.S358170.
Nwosu B.U. Effect of ergocalciferol on β-cell function in new-onset type 1 diabetes: a secondary analysis of a randomized clinical trial. JAMA Netw. Open. 2024; 7 (3): e241155. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2024.1155.
Nwosu B.U., et al. Ergocalciferol in new-onset type 1 diabetes: a randomized controlled trial. J. Endocr. Soc. 2021; 6 (1): 179. doi: 10.1210/jendso/bvab179.
Farahmand M.A., et al. What is the impact of vitamin D supplementation on glycemic control in people with type-2 diabetes: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trails. BMC Endocr. Disord. 2023; 15. doi: 10.1186/s12902-022-01209-x.
Pittas A.G., et al. Vitamin D and risk for type 2 diabetes in people with prediabetes: a systematic review and meta-analysis of individual participant data from 3 randomized clinical trials. Ann. Intern. Med. 2023; 176 (3): 355-363. doi: 10.7326/M22-3018.

Освітньо-практичний журнал Ендо Practise №3 2024р.