Estimation of the influence of exogenous factors on the vitamin D deficiency in pregnant women in Saint Petersburg

Abstract

Vitamin D is a precursor of calcitriol, a secosteroid hormone regulating calcium-phosphorus metabolism and a wide range of proliferative and immune responses. Solar UV radiation (290-315 nm) is an initiator of vitamin D production in the human skin. In the northern latitudes, the amount of such radiation reaching the earth's surface is less than in the southern ones, which can be the reason for the wide spread of vitamin D deficiency in the North-West region. Hypovitaminosis takes on particular urgency in women during the pregravid period and during pregnancy, therefore the study of this issue is extremely topical. Materials and methods. The study involved 178 women in the first trimester of pregnancy. The concentration of calcifediol was determined and anthropometric examination was performed. The calendar month of inclusion in the study was taken into account. Women are divided into 2 groups: Group 1 (n = 65) women with a calcifediol level above 30 ng/ml, group 2 (n=113) - below 30 ng/ml. Results. In both groups, the average concentrations of calcifediol were lower in winter. The total variability of the values of calcifediol is not due to the trend, but due to the seasonal component. The seasonal difference of calcifediol fluctuates above and below zero on the graph of the seasonal component, with the "summer vitamin D" season comprising the months from June to September, and the "winter vitamin D" season from October to May. In this period is necessary the exogenous introduction of cholecalciferol or additional irradiation of the skin with UV radiation.

Full Text

Витамин D является прегормоном для кальцитриола - секостероидного гормона, регулирующего кальциевый обмен и широкий спектр иммунных и пролиферативных реакций (плейотропные эффекты). Синтез витамина D осуществляется в коже под действием ультрафиолетового излучения с длиной волны 290-315 нм - так называемый спектр UVB. Однако лишь небольшое количество излучения данного спектра достигает поверхности Земли: большая часть задерживается озоновым слоем и рассеивается в атмосфере. Когда солнце находится в зените, расстояние, которое требуется преодолеть солнечному свету, чтобы достичь поверхности Земли, минимально, а количество эффективного излучения максимально. И наоборот: когда солнце находится низко над горизонтом, свет проходит максимальное расстояние до земной поверхности и практически не содержит UVB. Подобная ситуация характерна для высоких северных широт, где большую часть года солнце не поднимается высоко над горизонтом. В классическом эксперименте, который в 1980 г. провели A.Webb и соавт. [1], исследователи подвергали образцы кожи воздействию солнечного света в разное время дня, в зимний и летний периоды в Бостоне (42,2° северной широты) и Эдмонтоне (52° северной широты), замеряя затем количество образовавшегося в ней превитамина D3. Результаты эксперимента подтвердили теоретические расчеты: в расположенном севернее Эдмонтоне, где солнце в зимние месяцы проходило низко над горизонтом, не достигая зенита, в период с октября по март солнечный свет был не способен обеспечивать синтез превитамина D3 из 7-дегидрохолестерола. Для характеристики времени года, когда солнечный свет не содержит или содержит крайне мало эффективного для образования в коже витамина D3 излучения, исследователи предложили термин «зима витамина D». Однако существуют и другие факторы, способствующие недостаточно эффективному солнечному облучению кожных покровов. В исследовании C.Palacios и L.Gonzalez, проведенном в 2013 г., проанализированы научные исследования, посвященные распространенности дефицита и недостаточности витамина D в разных странах по всему миру. Из 3226 научных статей, опубликованных в период с 2003 до 2013 г., были отобраны 103 статьи, которые полностью соответствовали критериям достоверности и репрезентативности, и подготовлен сводный отчет [2]. В результате полученных данных было установлено, что недостаточность и дефицит витамина D широко распространены среди разных групп населения вне зависимости от уровня жизни в стране или ее географического расположения. Среди взрослого населения США дефицит витамина D [25-гидроксикальциферол - 25(OH)D<20 нг/мл] наблюдался у 34-37% населения, в Великобритании - 47%, Германии - 58%, Финляндии - 65%. В странах, расположенных ближе к экватору, распространенность дефицита оказалась не меньше: в Иране - 51%, Индии - 66%, Пакистане - 58%, Бангладеш - 80%. Несмотря на то, что жители стран, расположенных ближе к экватору, подвергаются большей инсоляции, культурные факторы, такие как ношение одежды, полностью покрывающей кожные покровы, или использование средств, защищающих от ультрафиолетового излучения, неизбежно приводят к состояниям дефицита витамина D. Еще в большей степени недостаточность и дефицит витамина D наблюдались среди беременных и кормящих женщин. Санкт-Петербург расположен почти на 60-м градусе северной широты (59°56'23") и является самым северным городом мира с населением более 1 млн человек - численность населения на начало 2017 г. составляла 5 281 579 человек. Северо-Западный федеральный округ, в котором проживают почти 14 млн человек, в свою очередь, расположен между 54° и 81° северной широты. 84,26% населения Северо-Западного региона проживают в городах. Повышенный уровень загрязнения воздуха, запыленность и загазованность, сопровождающие городскую среду, также поглощают UVB. В день зимнего солнцестояния на широте Санкт-Петербурга зенитный угол солнца достигает 84°, т.е. солнце поднимается над горизонтом всего на 60° и солнечному свету приходится преодолевать значительное расстояние, прежде чем он достигнет земной поверхности (рис. 1). Таким образом, можно предположить, что значительное число населения, проживающие в Северо-Западном регионе, в течение длительного времени с ранней осени до поздней весны не подвергаются воздействию солнечного света, содержащего спектр, необходимый для эффективного синтеза витамина D3. В России проведено ограниченное число исследований распространенности дефицита витамина D в разных популяционных группах. Так, среди молодых женщин и мужчин в возрасте от 18 до 27 лет оптимальное содержание 25(ОН)D было выявлено лишь у 6,4% обследованных [3]. Другое исследование, проведенное в г. Чебоксары, показало снижение концентрации витамина D у 89% женщин в возрасте от 25 до 56 лет [4]. В Москве среди женщин в постменопаузе дефицит витамина D в крови был выявлен у 70,3% обследованных, при этом отмечались сезонные колебания уровня 25(ОН)D и самые низкие средние показатели регистрировались в январе. Среди жителей Cеверо-Западного региона Российской Федерации в возрасте от 18 до 70 лет в период с сентября по май недостаток и дефицит витамина D были установлены в 82,2% случаев [5]. Проблема дефицита витамина D приобретает особенную актуальность в период беременности [6]. Помимо хорошо известной способности кальцитриола регулировать кальциевый обмен, обеспечивая тем самым нормальное развитие скелета плода, плейотропные эффекты кальцитриола могут быть связаны с регуляцией аутоиммунных процессов, подавляя иммунные реакции организма матери на антигены плода или регулируя пролиферацию клеток в трофобласте. Особая роль, которую кальцитриол играет во время беременности, подчеркивается тем фактом, что с самого начала беременности концентрация этого гормона в крови женщины повышается в несколько раз. По мнению некоторых авторов, эта реакция настолько специфична, что может являться своеобразным «тестом на беременность» [7]. Данный факт нельзя объяснить только необходимостью регулировать кальциевый обмен, потому что подъем концентрации наблюдается в I триместре, когда со стороны плода еще нет потребности в большом количестве кальция, а прекращается во время лактации, когда женщина активно теряет кальций [8, 9]. Выявление факторов, влияющих на формирование дефицита, а также изучение влияния витамина D на организм беременной женщины приобретают особую актуальность с учетом географического положения Северо-Западного региона РФ. В настоящем исследовании оценивается корреляция сезона года и уровня кальцидиола у беременных женщин, проживающих в Санкт-Петербурге. Материалы и методы В период с 2013 по 2015 г. обследованы 178 беременных женщин, находящихся на 12-14-й неделе гестации. Все пациентки по поводу настоящей беременности наблюдались в женских консультациях Санкт-Петербурга по месту жительства и находились на диспансерном учете. Критерии включения в исследование: • возраст от 20 до 40 лет; • срок гестации 12-14 нед; • одноплодная беременность; • постановка на учет в женской консультации в I триместре беременности и выполнение всех обязательных лабораторных и инструментальных обследований на протяжении всей беременности; • прием 500 МЕ колекальциферола в составе поливитаминных комплексов ежедневно в течение беременности до момента включения в исследование; • подписание информированного согласия на участие в программе исследования. Критерии исключения: • заболевания почек, хроническая почечная недостаточность; • заболевания желудочно-кишечного тракта; • операции на органах желудочно-кишечного тракта в анамнезе; • онкологические заболевания; псориаз; • ревматические заболевания: ревматоидный артрит, системная красная волчанка, спондилоартрит; • женщины, принимающие препараты, влияющие на усвоение витамина D: кортикостероиды, иммунодепрессанты, антиконвульсанты, антациды, содержащие алюминий, низкомолекулярные гепарины, нестероидные противовоспалительные препараты. Произведен забор венозной крови, и определен уровень 25(ОН)D. Женщины поделены на 2 группы в зависимости от концентрации кальцидиола: 1-ю группу (n=65) составили женщины, у которых уровень кальцидиола в сыворотке соответствовал критерию нормы (более 30 нг/мл), 2-ю (n=113) - пациентки, уровень кальцидиола у которых соответствовал критерию гиповитаминоза (менее 30 нг/мл). Для определения 25(OH)D использован электрохемилюминесцентный метод с применением анализатора Architect 2000 на базе центральной клинико-диагностической лаборатории ФГБУ «НМИЦ им. В.А.Алмазова». При обработке данных использован статистический программный пакет Statistica 10 En (StatSoft, Inc.). Результаты В обеих группах наблюдается корреляция между уровнями кальцидиола и сезоном включения в исследование. Более высокие медианные концентрации 25(OH)D наблюдаются в летние месяцы, а более низкие - в зимние, причем подобная зависимость характерна как для 1-й, так и для 2-й группы. В 1-й группе данные оказались распределены сходным образом (рис. 3). Полученные данные проанализированы с точки зрения предположения о следующей модели изменения показателей 25(OH)D в зависимости от сезона: Dt = TCt + St + et, где TCt - тренд (постоянный в течении года), St - сезонная компонента, et - нормальный шум, t - время в месяцах. Для более достоверного отделения влияния тренда от сезонной компоненты, учитывая существующий разброс собранных данных во времени, было выдвинуто предположение о совпадении сезонной компоненты St в обеих группах. Они были объединены и «уравнены» по средним (adjust) методом ковариационного анализа. Из значений 2-й группы была вычтена разность значений концентраций 25(OH)D за период с лета 2014 по лето 2015 г. в указанных группах. На рис. 4 хорошо видно, что общая вариабельность значений кальцидиола происходит не за счет тренда, а за счет сезонной компоненты. При этом «сезонная» дельта концентрации кальцидиола колеблется выше и ниже нуля на графике сезонной компоненты, причем в «летний» сезон входят месяцы с июня по сентябрь, а «зимний» - с октября по май. Полученный вывод был подтвержден с помощью однофакторного дисперсионного анализа для исправленных значений витамина D. Значимость различия по F-критерию Фишера составила: p<0,0001. Таким образом, полученные данные подтверждают зависимость уровня кальцидиола от сезона года. Установлено, что средний уровень 25(ОН)D у женщин ниже в зимний период и выше - в летний. Максимальные средние концентрации достигаются в августе-сентябре, после чего тренд переходит в нисходящую фазу, достигая минимальных значений в феврале-марте. Тренд изменяется на восходящий в марте и продолжает повышаться все летние месяцы вплоть до августа-сентября. При проведении ковариационного анализа было выделено два значимых для синтеза кальцидиола сезона: «зимний» и «летний», причем «зимний» длится с октября по май, а «летний» - с июня по сентябрь. Полученные данные позволяют сделать вывод, что продолжительность периода, когда возможен достаточный эндогенный синтез кальцидиола, составляет всего 4 мес, а продолжительность «зимы витамина D» составляет 8 мес, что позволяет связать широкое распространение дефицита и недостаточности витамина D среди жителей Северо-Западного с климатическим фактором и предположить, что для компенсации гиповитаминоза нужно применение более высоких доз колекальциферо
×

About the authors

E L Khazova

V.A.Almazov National Medical Research Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

Email: kamishi77@mail.ru
197341, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akkuratova, d. 2

N Yu Yakovleva

V.A.Almazov National Medical Research Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

197341, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akkuratova, d. 2

E N Belyaeva

V.A.Almazov National Medical Research Center of the Ministry of Health of the Russian Federation

197341, Russian Federation, Saint Petersburg, ul. Akkuratova, d. 2

References

  1. Webb A.R, Kline L, Holick M.F. Influence of season and latitude on the cutaneous synthesis of vitamin D3: exposure to winter sunlight in Boston and Edmonton will not promote vitamin D3 synthesis in human skin. J Clin Endocrinol Metab 1988; 67: 373-8. doi: 10.1210/jcem-67-2-373
  2. Palacios C, Gonzalez L. Is vitamin D deficiency a major global public health problem? J Steroid Biochem Mol Biol 2014; 144 (Pt A): 138-45. doi: 10.1016/j.jsbmb.2013.11.003
  3. Маркова Т.Н., Марков Д.С., Маркелова Т.Н. и др. Распространенность дефицита витамина D и факторов риска остеопороза у лиц молодого возраста. Вестн. Чувашского университета. 2012; с. 441-6.
  4. Борисова Л.В., Петрова А.С. Сборник научных трудов, посвященных 55-летию ГУЗ «Республиканский эндокринологический диспансер» г. Чебоксары. 2011
  5. Каронова Т.Л., Гринева Е.Н., Никитина И.Л. Распространенность дефицита витамина D в Северо-Западном регионе РФ среди жителей г. Санкт-Петербурга и г. Петрозаводска. Остеопороз и остеопатии. 2013; с. 3-7. http://f1000.com/work/item/3773647/resources/2804734/pdf
  6. Зазерская И.Е., Шелепова Е.С., Кузнецова Л.В. Витамин D и гестационные риски. Остеопороз и остеопатии. 2016; 2: 48.
  7. Hollis B.W, Wagner C.L. Vitamin D supplementation during pregnancy: Improvements in birth outcomes and complications through direct genomic alteration. Mol Cell Endocrinol 2017. doi: 10.1016/j.mce.2017.01.039
  8. Hollis B.W, Johnson D, Hulsey T.C. et al. Vitamin D supplementation during pregnancy: double-blind, randomized clinical trial of safety and effectiveness. J Bone Miner Res 2011; 26: 2341-57. doi: 10.1002/jbmr.463
  9. Kovacs C.S, Kronenberg H.M. Maternal-fetal calcium and bone metabolism during pregnancy, puerperium, and lactation. Endocr Rev 1997; 18: 832-72. doi: 10.1210/edrv.18.6.0319

Statistics

Views

Abstract: 98

PDF (Russian): 51

Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies