Референтные процентили 25-гидроксивитамина D и роль их детерминант у европейских детей и подростков

European Journal of Clinical Nutrition (2022) 76:564–573/

doi.org

25-Hydroxyvitamin D reference percentiles and the role of their determinants among European children and adolescents

Maike Wolters, Timm Intemann, Paola Russo, Luis A. Moreno, Dénes Molnár, Toomas Veidebaum, Michael Tornaritis, Stefaan De Henauw, Gabriele Eiben, Wolfgang Ahrens, Anna Floegel

Общая информация

Еще в XIX веке рахит у детей связывали с недостатком солнечного света. Рахит – заболевание, проявляющееся деформацией костей, вызывается тяжелым дефицитом витамина D и приводит к задержке роста, мышечной слабости и скелетным аномалиям. Он был широко распространен среди детей, живших в переполненных и загрязненных городах Северной Европы в период индустриализации. С тех пор поощрение разумного пребывания на солнце, добавки витамина D для младенцев и обогащение молока витамином D почти искоренили болезнь в промышленно развитых странах. Однако дефицит витамина D и даже рахит вновь возникают у детей из стран с высоким уровнем дохода. Дефицит витамина D приводит к низкой минеральной плотности костной ткани, что повышает риск переломов. Кроме того, он связан с различными нескелетными патологиями, такими как повышенный риск аутоиммунных заболеваний, инфекционных заболеваний, сердечно-сосудистых заболеваний и распространенных видов рака. Остается открытым вопрос о том, является ли витамин D причиной связи с нескелетными заболеваниями или, скорее, маркером «плохого» здоровья. Витамин D вырабатывается в коже под воздействием ультрафиолетового излучения спектра В (УФ-В) или поступает с пищей или добавками. Он метаболизируется в печени до 25-гидроксивитамина D (25(OH)D), который чаще всего используется для определения статуса витамина D и обычно классифицируется как дефицитный (<50 нмоль/л), недостаточный (50-<75 нмоль/л) или достаточный (≥75 нмоль/л) в зависимости от оптимальной эффективности усвоения кальция. Результаты предыдущих европейских исследований показали, что примерно 80% детей и подростков имели недостаточный или даже дефицитный уровень витамина D. Однако данные о статусе витамина D у детей младшего возраста ограничены. В небольшой выборке бельгийских детей в возрасте от 3 до 11 лет уровень витамина D был недостаточным у 53% и дефицитным у 5% детей. Тем не менее, масштабные исследования статуса витамина D у европейских детей отсутствуют. Кроме того, сообщалось, что концентрация витамина D у детей и подростков с ожирением ниже, чем у их сверстников с нормальным весом, и во многом зависит от сезонных влияний, обусловленных воздействием на кожу УФ-В лучей. Именно поэтому проживание в более высоких (северных) широтах повышает риск дефицита витамина D. У бельгийских детей IDEFICS месяц забора крови, количество часов, проведенных на свежем воздухе в неделю, и состав тела были ранее идентифицированы как важные детерминанты статуса витамина D. Подводя итог, можно сказать, что данные о статусе витамина D у европейских детей, особенно в большой выборке детей и подростков, в широком возрастном диапазоне и с учетом разных стран и их специфического УФ-излучения, редки. Кроме того, в нескольких исследованиях дифференцированный уровень витамина D у детей с нормальным весом, избыточным весом и ожирением.

Таким образом, цель данного исследования состояла в том, чтобы установить у европейских детей в возрасте от 3 до 15 лет специфичные для пола процентильные кривые концентраций 25(OH)D в качестве биомаркера статуса витамина D по возрасту, индексу массы тела (ИМТ), соотношению веса и роста, времени, проведенному на открытом воздухе, потреблению витамина D с пищей и УФ-излучению. Для построения процентильных кривых использовалась обобщенная аддитивная модель расположения, масштаба и формы. Далее была проведена оценка распространенности дефицита и недостаточности витамина D. В регрессионном анализе связь концентрации 25(OH)D со временем, проведенным на открытом воздухе, оценивалась с учетом возраста, индекса массы тела, потребления витамина D с пищей, страны проживания и модифицированного облаками УФ-излучения по месту жительства в течение предпоследнего месяца перед забором крови.

Материалы и методы

Когорта IDEFICS (Identification and Prevention of Dietary-and-Lifestyle-Induced Health Effects in Children and Infants)/I.Family – это общеевропейское популяционное исследование, целью которого является изучение роли питания и образа жизни и их детерминант в развитии здоровья и болезней в детском и подростковом возрасте (реестр ISRCTN, No 62310987).

В базовой волне обследования (волна 1 = T0, 2007/2008), которая проходила в восьми европейских странах (Бельгия, Кипр, Эстония, Германия, Венгрия, Италия, Испания и Швеция), приняли участие в общей сложности 16 229 детей в возрасте от 2 до 9 лет. Последующие обследования были проведены в 2009/2010 г. (волна 2 = Т1) с участием 13 596 детей и в 2013/2014 гг. (волна 3 = Т3), в которую были включены 7105 детей, уже участвовавших в Т0 и/или Т1, и 2512 вновь набранных детей. В данном исследовании использовались данные Т0 и Т3. Во время всех волн обследования применялись одни и те же стандартизированные оценки и процедуры, которые включали в себя физикальное обследование детей, а также сбор образцов крови, анкетирование образа жизни и рациона питания, заполненные детьми в возрасте 12 лет и старше, а также родителями своих детей в возрасте до 12 лет. Для оценки рациона питания детей использовали компьютерный 24-часовой диетический опрос (24HDR). Информация о болезнях и употреблении лекарств и пищевых добавок была собрана в интервью с родителем.

Для характеристики витаминного статуса использовались следующие категории: дефицитный (<50 нмоль/л), недостаточный (50-<75 нмоль/л) или достаточный (≥75 нмоль/л).

Обсуждение

В популяционном исследовании с участием европейских детей и подростков представлены специфичные для пола процентильные кривые 25(OH)D по возрасту, ИМТ, времени, проведенному на свежем воздухе, потреблению витамина D с пищей и ультрафиолетовой дозе витамина D (UVDVC) на основе 3606 наблюдений за детьми в возрасте от 3 до <15 лет и оценивается влияние модифицируемых детерминант, в частности, времени, проведенного на свежем воздухе. Насколько нам известно, это первое исследование, в котором представлены общеевропейские референтные процентили 25(OH)D для детей и подростков. В предыдущих исследованиях сообщалось или о национальных референтных процентилях, или о референтных процентилях только для подростков. Представленные процентильные кривые не следует использовать в качестве эталонных стандартов для определения здорового статуса витамина D, учитывая, что только 3% населения имели достаточный уровень 25(OH)D на основе порога 75 нмоль/л. Тем не менее, они могут помочь медицинскому и биомедицинскому сообществу, а также заинтересованным сторонам и ученым сравнить значения 25(OH)D в соответствии с этими диапазонами, специфичными для пола, в зависимости от наиболее важных детерминант.

В целом, распространенность дефицита или недостаточности витамина D (63%) была чрезвычайно высокой. Только 3% исследуемой популяции имели достаточный статус. Даже если бы концентрация 25(OH)D в сыворотке крови 50-<75 нмоль/л была признана достаточной, как это предлагают некоторые консультативные органы, например, Институт медицины (IOM), все равно 63% детей в нашей выборке были бы классифицированы как имеющие недостаточный статус. Для описания статуса 25(OH)D нашей популяции мы применили пороговые значения, рекомендуемые Society for Adolescent Health and Medicine (SAHM), хотя до сих пор нет единого мнения по этим значениям. Несколько исследований с участием подростков показали, что относительно высокие концентрации 25(OH)D выше 40 нмоль/л, выше 60 нмоль/л, 75 нмоль/л или даже 83 нмоль/л необходимы для выхода на плато паратгормона (ПТГ), а уровни 25(OH)D, менее или равные 40 нмоль/л, были связаны с низкой минеральной плотностью костей предплечья. В качестве одного из аргументов против порога в 75 нмоль/л для достаточности 25(OH)D члены IOM заявили, что плато ПТГ на таком высоком уровне не наблюдалось в большинстве исследований и что снижение ПТГ до плато зависит от нескольких факторов, включая возраст, этническую принадлежность и состав тела. Тем не менее, одна из причин, по которой плато ПТГ не было обнаружено в большинстве педиатрических исследуемых популяций, может быть связана с тем, что высокие значения достигались редко или что только небольшая часть выборки, если таковая вообще имелась, имела уровни 25(OH)D >60 или 75 нмоль/л. Было показано, что высокие концентрации ПТГ способствуют мобилизации минералов костной ткани, ухудшая минеральную плотность костей и может увеличивая риск переломов.

Согласно нашим результатам, у 59% датских детей и подростков в возрасте от 2 до 17 лет концентрация 25(OH)D в сыворотке крови была ниже 50 нмоль/л. Распространенность дефицита 25(OH)D у девочек-подростков из северных стран в зимний период доходила даже до 92%. Из-за различий в применяемых методах количественного определения витамина D и различного распределения значений Программа стандартизации витамина D (VDSP) была направлена на обеспечение надежных концентраций 25(OH)D и, следовательно, сравнила результаты национальных обследований с измерениями с помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии (ЖХ и ТМС). Оценка VDSP показала, что распространенность низкого уровня 25(OH)D в сыворотке крови была выше после стандартизации. В большой когорте немецких детей после стандартизации распространенность 25(OH)D < 50 нмоль/л составила 30,7% летом (апрель–октябрь) и 64,3% зимой (ноябрь–март).

Риск дефицита витамина D увеличивался, если дети жили в высоких широтах с низким уровнем UVDVC, проводили мало времени на свежем воздухе, имели низкое потребление витамина D, имели избыточный вес или ожирение и были старше. Кроме того, женский пол и низкий уровень образования родителей, по-видимому, связаны с более низким статусом 25(OH)D. В недавнем немецком исследовании сообщалось о процентилях концентраций 25(OH)D летом и зимой. Летом 50-й процентиль сопоставимой с нашим исследованием возрастной группы (3–14 лет) колебался от 72,75 до 55,25 нмоль/л у мальчиков и от 72,78 до 52,08 нмоль/л у девочек. Зимой концентрации 25(OH)D были значительно ниже и варьировали от 54,98 до 43,53 нмоль/л у мальчиков и от 53,35 до 41,03 нмоль/л у девочек. Мы наблюдали аналогичное снижение в зависимости от возраста, но средние концентрации 25(OH)D в северных странах, за исключением Швеции, были еще ниже в нашей когорте. Принимая во внимание высокую изменчивость статуса 25(OH)D с течением времени в зависимости от широты, соответствующего УФ-излучения и облачного покрова, наше исследование предоставляет точные эталонные процентили по UVDVC, а не только по сезону. По данным когорт взрослых, детей и подростков, мы также наблюдали высокую степень отслеживания значений 25(OH)D в течение шести лет (r = 0,47); около двух третей детей остались в той же категории 25(OH)D.

Среди модифицируемых детерминант статуса витамина D в нашем исследовании время, проведенное на свежем воздухе, имело самый сильный эффект. В грубой модели у детей, которые проводили один дополнительный час в день на открытом воздухе, было на 21% больше шансов иметь бездефицитный статус. Поскольку можно предположить, что на эту вероятность влияет UVDVC, мы включили термин взаимодействия UVDVC * время, проведенное на открытом воздухе, которое привело к незначительным изменениям. Возможно, это связано с тем, что UVDVC оказывает очень большое влияние на 25(OH)D (например, OR = 1,6, 95% ДИ [1,44, 1,78], при анализе чувствительности, включающем термин взаимодействия UVDVC: время, проведенное на открытом воздухе).

Несмотря на то что процентильные кривые указывали на то, что UVDVC оказывает самое сильное влияние на 25(OH)D, широта как наиболее сильный фактор, влияющий на УФ-излучение в регионе, все еще не является надежным предиктором 25(OH)D. Итальянские дети имели третий по величине средний уровень UVDVC среди наших исследовательских мест, но итальянские дети (вместе с детьми из Германии и Эстонии) имели самый низкий средний уровень 25(OH)D. В противоположность этому, среднее значение 25(OH)D у шведских детей, которые жили в районе с третьим по величине UVDVC, было выше 50 нмоль/л и, таким образом, находилось в том же диапазоне, что и у детей из Венгрии или Испании. Отчасти это может быть связано со шведской политикой обогащения витамином D, которая в то время предусматривала обязательное обогащение некоторых молочных продуктов. Тем не менее, шведское национальное исследование показало, что у взрослых только 12% потребляемого с пищей витамина D поступает из молочных продуктов, но дети обычно пьют больше молока. Кроме того, высокое потребление рыбы, меньшее время, проводимое перед телевизором и гаджетами, и больше времени, связанного с физической активностью, указывают на большее количество времени, проводимого на открытом воздухе, а также более на низкую распространенность избыточного веса/ожирения. Возможно, это способствовало улучшению статуса 25(OH)D у шведских детей. Низкий уровень витамина D в Южной Италии был показан ранее и объяснялся низким воздействием солнца на более темную кожу и ограниченным доступом к богатой витамином D пище, такой как жирная рыба или жир печени трески. Соответственно, предыдущие исследования в популяции IDEFICS показали, что дети из Италии имели самую низкую приверженность рекомендациям по физической активности, что может указывать на то, что они проводили мало времени на свежем воздухе. Кроме того, у них была самая высокая распространенность избыточной массы тела и ожирения (42,4%), которая в предыдущих исследованиях была обратно связана с 25(OH)D.

Среднее обычное потребление витамина D в нашем исследовании было намного ниже, чем рекомендовано EFSA и другими консультативными органами, которые предлагают норму от 5 до 15 мкг/сут. для детей. Несмотря на то что сывороточный 25(OH)D отражает как потребление витамина D с пищей, так и его продукцию в организме в ответ на воздействие на кожу солнечного света, мы наблюдали положительную связь между обычным потреблением и сывороточным 25(OH)D. Дети, потреблявшие на 1 мкг витамина D больше, чем другие, имели на 2,26 нмоль/л сывороточный 25(OH)D, который находился в диапазоне 1,42–2,90 нмоль/л и 0,24–3,19 нмоль/л, ранее зарегистрированный для детей, получавших добавки витамина D и обогащенные пищевые продукты соответственно. Тем не менее, в недавнем метаанализе сообщалось об увеличении на 1,6 нмоль/л на 2,5 мкг/сут. при приеме низких доз добавок, что соответствует приращению всего на 0,64 нмоль/л на каждый дополнительный 1 мкг/сут.

В нашем регрессионном анализе обратная связь между ИМТ и 25(OH)D была пренебрежимо мала / очень мала (данные не показаны), что позволяет предположить, что другие детерминанты, включенные в модель, такие как UVDVC и время, проведенное на открытом воздухе, были более важными.

Заключение

Исследование показало, что очень высокая доля европейских детей и подростков имеет недостаточный уровень витамина D. Поскольку UVDVC и время, проведенное на свежем воздухе, являются наиболее важными факторами, определяющими статус витамина D, необходимо принять меры по увеличению времени, проводимом на свежем воздухе, путем поощрения активного отдыха в таких учреждениях, как детские сады и школы. Это также поможет предотвратить избыточный вес и ожирение, которые дополнительно влияют на концентрацию 25(OH)D в сыворотке крови, хотя необходимо учитывать потенциальные неблагоприятные последствия воздействия солнечного света, такие как рак кожи. Кроме того, если это еще не сделано, следует рассмотреть возможность систематического обязательного обогащения молочных продуктов и хлеба или приема добавок витамина D для увеличения его потребления. Эти меры помогут противодействовать дефициту витамина D у молодого населения Европы. Измерение уровня 25(OH)D в сыворотке крови должно быть внедрено в педиатрическую рутинную практику для определения целевых добавок, особенно у детей с повышенным риском дефицита, например, у детей с недостаточным временем пребывания на свежем воздухе, недостаточным воздействием ультрафиолета, ожирением, низким потреблением или отсутствием потребления жирной рыбы, более пигментированной кожей или низким уровнем образования родителей.