Hennie CJP Janssen, Monique M Samson, Harald JJ Verhaar, deficit de vitamina D, funcție musculară și căderi la persoanele în vârstă, The American Journal of Clinical Nutrition, volumul 75, numărul 4, aprilie 2002, paginile 611-615, https: // doi.org/10.1093/ajcn/75.4.611

persoanele

INTRODUCERE

Îmbătrânirea, chiar și la persoanele în vârstă sănătoase, este însoțită de o reducere a masei musculare și a forței musculare (1-3). Pierderea treptată a forței musculare (sub un anumit prag) are ca rezultat afectarea funcțională (4, 5), necesitatea asistenței în efectuarea activităților zilnice (6, 7) și un risc crescut de cădere și fracturi nonvertebrale (8) . Prin urmare, conservarea forței musculare la vârstnici este de o importanță majoră.

Deficitul de vitamina D este asociat cu slăbiciune musculară (9) și este frecvent la persoanele în vârstă (10). Persoanele în vârstă sunt predispuse să dezvolte deficiența vitaminei D din cauza diferiților factori de risc: scăderea aportului alimentar, scăderea expunerii la soare, reducerea grosimii pielii, afectarea absorbției intestinale și afectarea hidroxilării în ficat și rinichi (11-13). Din 824 de persoane în vârstă cu vârsta> 70 de ani din 11 țări europene, 36% dintre bărbați și 47% dintre femei au prezentat concentrații serice de 25-hidroxivitamină D3 [25 (OH) D3] 14).

Slăbiciunea musculară datorată deficitului de vitamina D este predominant din grupele musculare proximale și se manifestă printr-o senzație de greutate la nivelul picioarelor, obositoare cu ușurință și dificultăți la montarea scărilor și ridicarea de pe un scaun; deficiența este reversibilă cu suplimentarea (15–18). Atrofia musculară - în special a fibrelor de tip II - a fost descrisă histopatologic (17, 19, 20). În această revizuire ne-am concentrat pe relația dintre deficiența de vitamina D, funcția musculară și scăderea la persoanele în vârstă pentru a determina dacă suplimentarea cu vitamina D poate îmbunătăți forța musculară și capacitatea funcțională la această populație.

VITAMINA D METABOLISM

La nivelul pielii, sub influența radiațiilor ultraviolete, 7-dehidrocolesterolul este transformat în previtamina D3, care este transformată în vitamina D3 (colecalciferol). În ser, legat de o proteină de legare a vitaminei D (DBP), vitamina D3 este transportată în ficat, unde este hidroxilată la 25 (OH) D3. În rinichi, 25 (OH) D3 este metabolizat în continuare la 1α, 25-dihidroxivitamină D3 [1,25 (OH) D3], forma biologic activă a vitaminei D (21). Producția și degradarea ulterioară a acesteia se află sub un control metabolic strict prin diferite sisteme de feedback, care sunt prezentate în Figura 1 (22-28).

Feedback și reglare în metabolismul vitaminei D. 25 (OH) D3, 25-hidroxivitamină D3; 1,25 (OH) D3, 1,25-dihidroxivitamină D3; 24,25 (OH) D3, 24,25-dihidroxivitamină D3; +, stimulare sau producție; //, inhibare sau inactivare.

Feedback și reglare în metabolismul vitaminei D. 25 (OH) D3, 25-hidroxivitamină D3; 1,25 (OH) D3, 1,25-dihidroxivitamină D3; 24,25 (OH) D3, 24,25-dihidroxivitamină D3; +, stimulare sau producție; //, inhibare sau inactivare.

Pe lângă faptul că este fotoconvertită în piele, vitamina D poate fi obținută din dietă prin ingestia de produse care conțin vitamina D (de exemplu, pește gras), din lapte sau margarină îmbogățită cu vitamina D și din utilizarea multivitaminelor. Vitamina D ingerată pe această cale este metabolizată în același mod ca și vitamina D produsă endogen.

Deoarece 1,25 (OH) D3 își exercită influența asupra țesutului țintă îndepărtat, mediat de un receptor de vitamina D (VDR), este considerat mai degrabă un hormon decât o vitamină (29). Concentrația serică de 25 (OH) D3 este de 1000 de ori mai mare decât cea a serului 1,25 (OH) D3, iar această concentrație în exces constituie o instalație de depozitare similară cu cea a altor hormoni steroizi. Deși, în general, este de acord că starea vitaminei D este reflectată cel mai exact de concentrațiile serice de 25 (OH) D3, dovezile privind concentrațiile serice adecvate sunt neconcludente. O concentrație crescută a hormonilor paratiroidieni serici este un indicator comun al deficitului de vitamina D. Cu toate acestea, au fost propuse concentrații variabile de 25 (OH) D3 ca fiind minimul necesar pentru prevenirea hiperparatiroidismului secundar: de la 20-40 la 122 nmol/L (30-34). Alternativ, a fost propusă o scară graduală în care hipovitaminoza D este definită ca o concentrație de 25 (OH) D3 35).

Inactivitatea fizică crește rotația osoasă și concentrațiile serice de calciu, ceea ce previne creșterea hormonului paratiroidian seric, chiar și în prezența deficitului de vitamina D (36). Astfel, trebuie făcută precauție atunci când un hormon paratiroidian seric crescut este utilizat ca indicator al deficitului de vitamina D. În plus, este necesară precauție în comparațiile rezultatelor studiilor care au folosit diferite tehnici de testare pentru a determina serul 25 (OH) D3 (37).

În afară de organele țintă clasice pentru menținerea homeostaziei corpului de calciu (intestin, rinichi, os și glandă paratiroidă), au fost identificate și alte locuri țintă pentru metaboliții vitaminei D (de exemplu, piele, mușchi, pancreas, sistemul imunitar, sistemul hematopoietic și reproducerea organe) și au fost descoperite noi acțiuni (21).

MUSCULUI CA SITE ȚINTĂ PENTRU METABOLITELE DE VITAMINĂ D

Birge și Haddad (38), la mijlocul anilor 1970, au fost primii care au arătat că 25 (OH) D3 influențează în mod direct metabolismul fosfatului muscular în diafragmele șobolanilor cu deficit de vitamina D. De atunci, mai multe studii au arătat că metaboliții vitaminei D afectează metabolismul celulelor musculare prin diferite căi. Este dincolo de sfera de aplicare a acestui articol să prezentăm aceste mecanisme în detaliu, care sunt descrise cu atenție în altă parte (39, 40). S-a constatat că metaboliții vitaminei D afectează metabolismul muscular în 3 moduri: 1) prin medierea transcripției genelor, 2) prin căi rapide care nu implică sinteza ADN și 3) prin varianta alelică a VDR.

Atât la modelele animale (41), cât și la oameni (42, 43), s-a găsit un VDR în celulele musculare scheletice care leagă în mod specific 1,25 (OH) D3. După transportul către nucleu, această interacțiune ligand-receptor este modulată de diverși factori de transcripție și procese biochimice, rezultând un complex de transcripție final (21). La mioblastele cultivate, sa constatat că această cale genomică influențează absorbția calciului celulelor musculare, transportul fosfatului peste membrana celulei musculare și metabolismul fosfolipidelor și mediază proliferarea celulelor și ulterior diferențierea în fibre musculare mature (40, 43-46).

Suplimentarea cu vitamina D induce schimbări rapide în metabolismul calciului celulei musculare care nu pot fi explicate printr-o cale genetică lentă. Dovezile indică faptul că 1,25 (OH) D3, posibil printr-un receptor de membrană de vitamina D (47, 48), acționează direct asupra membranei celulare musculare. La legarea 1,25 (OH) D3, mai multe căi interacționante ale celui de-al doilea mesager au fost activate în celula musculară, rezultând o absorbție sporită a calciului (în câteva minute), atât prin canalele de calciu dependente de tensiune (49, 50), cât și prin eliberarea de calciu - activată canale de calciu (51).

În cele din urmă, forța musculară pare să fie influențată de genotipul VDR din celula musculară. Cu utilizarea endonucleazelor de restricție specifice, au fost determinate mai multe polimorfisme VDR. La femeile non-obeze, în vârstă, s-au găsit o diferență de 23% în rezistența cvadricepsului și o diferență de 7% în rezistența la aderență între cele două tipuri de homozigoti dintr-un loc de restricție.

VITAMINA D ȘI FUNCȚIA MUSCULARĂ

În ultimul deceniu, au fost descrise diferite cazuri atât de tineri (15, 17, 19), cât și de vârstnici (16, 53) adulți, în care deficitul prelungit de vitamina D a fost asociat cu slăbiciune musculară severă, ducând deseori la o dizabilitate marcată (15, 16 ).) care s-au îmbunătățit în câteva săptămâni de la suplimentarea cu vitamina D. Cu toate acestea, au fost efectuate puține studii în care puterea musculară a fost cuantificată în mod obiectiv în raport cu starea vitaminei D la vârstnici.

La o populație în vârstă (65-95 de ani), dintre care 12% dintre femei și 18% dintre bărbați au avut o concentrație serică de 25 (OH) D3 54). Această constatare este de acord cu studiul realizat de Mowé și colab. (55), în care a fost examinată asocierea dintre metaboliții serici ai vitaminei D și funcția musculară. La 349 de persoane în vârstă (≥ 70 de ani), dintre care 246 au fost spitalizate, concentrațiile serice de 25 (OH) D3 au fost semnificativ mai mici la cei cu rezistență mai mică la prindere, incapabili să urce scările, fără nicio activitate în aer liber și care au căzut în luna precedentă (55). În plus, o concentrație serică scăzută de 25 (OH) D3 (56). Cu toate acestea, o relație de cauzalitate nu poate fi dedusă din studiile transversale. Alte afecțiuni pot cauza slăbiciune musculară și pot afecta mobilitatea, împiedicând astfel persoanele în vârstă să iasă afară. Cu toate acestea, dovezile din studiile de intervenție indică cauzalitatea.

Puterea și mobilitatea musculară au fost măsurate în 10 deficiențe de vitamina D (57). Atât puterea extensiei genunchiului, cât și distanța de mers pe jos s-au îmbunătățit semnificativ la femei, unde nu s-a observat nicio îmbunătățire la un grup de control cu ​​vitamina D - care nu a primit nici o terapie. La persoanele în vârstă fragile, suplimentarea cu vitamina D și calciu a îmbunătățit semnificativ „timpul necesar îmbrăcării” (58) și capacitatea funcțională, măsurată cu chestionarul de evaluare funcțională pentru vârstnici (59). Cu toate acestea, la pacienții internați într-o secție geriatrică pentru o perioadă mai lungă, suplimentarea cu 225 μg (9000 U) de vitamina D2 nu a îmbunătățit semnificativ performanța în activitățile zilnice de viață în comparație cu tratamentul cu placebo (60). Cu toate acestea, prevalența ridicată a comorbidității severe prezente la această populație este susceptibilă să afecteze și performanța funcțională.

Într-o populație sănătoasă, în vârstă (vitamina 70 - 90 de ani), plină de vitamina D, nu s-a găsit nicio corelație între concentrația serică de 1,25 (OH) D3 și rezistența la extensia genunchiului, deși ambele au scăzut odată cu vârsta (61). Această constatare a fost aceeași în studiul realizat de Grady și colab. (62), în care 98 de voluntari sănătoși, în mare parte cu vitamina D - plini, cu vârsta> 69 de ani) nu au prezentat diferențe semnificative în extensia genunchiului sau rezistența la flexiune după tratamentul cu 0,5 μg 1,25 (OH) D3/d sau un placebo timp de 6 luni. Deși forța musculară a scăzut cu 1,6%/an la această populație, concentrațiile serice de 1,25 (OH) D3 au rămas stabile odată cu vârsta, crescând doar moderat după 6 luni de tratament.

VITAMINA D ȘI CAE

În medie, 33% dintre persoanele în vârstă suferă cel puțin o cădere pe an (63-65); În consecință, aproximativ 6-7% dintre aceștia suferă o fractură (63, 65). Suplimentarea cu vitamina D și calciu a rezultat cu 43% mai puține fracturi de șold (P = 0,043) la o populație de case de bătrâni franceze, feminine (x̄ ± SD: 84 ± 6 ani) decât la un grup placebo (66). În plus, densitatea minerală osoasă s-a îmbunătățit semnificativ (cu 2,7%; P 56).

DISCUŢIE

Scopurile acestei revizuiri au fost de a clarifica efectul unei stări inadecvate de vitamina D asupra funcției musculare la vârstnici și de a determina rațiunea din spatele suplimentării cu vitamina D pentru conservarea forței musculare și a capacității funcționale. O comparație a rezultatelor din diferite studii este oarecum îngreunată de diferențele în demografia subiectului, designul studiului și variabilele de rezultat. Cu toate acestea, dovezile indică faptul că funcția musculară la persoanele în vârstă este afectată de un statut inadecvat de vitamina D (54-56). Suplimentarea la această populație a îmbunătățit forța musculară, distanța de mers, capacitatea funcțională (57-59) și legănarea corpului (70). Aceste constatări și îmbunătățirile observate ale densității osoase după suplimentarea cu vitamina D (67, 72) oferă o explicație pentru asocierea dintre suplimentarea cu vitamina D și mai puține căderi și fracturi nonvertebrale la persoanele în vârstă (69, 71).

Cu toate acestea, deficiența de vitamina D este doar o afecțiune care afectează funcția musculară la persoanele în vârstă (73, 74), ceea ce este ilustrat de faptul că, chiar și la persoanele în vârstă, sănătoase, cu vitamina D - forța musculară a scăzut odată cu vârsta (61) care nu a fost prevenită prin suplimentarea cu vitamina D (62, 75). Mai mult, comorbiditatea severă (și imobilitatea ulterioară) poate provoca slăbiciune musculară și afectare funcțională, care nu pot fi îmbunătățite prin tratarea unei deficiențe coexistente de vitamina D (60).

Studiile experimentale au arătat că țesutul muscular este un site direct țintă pentru metaboliții vitaminei D și oferă dovezi biochimice pentru asocierea dintre deficiența de vitamina D și slăbiciunea musculară (38). Deși 1,25 (OH) D3 este considerat a fi metabolitul activ care afectează siturile țintă, inclusiv mușchiul (41), studiile clinice au raportat o relație între serul 25 (OH) D3 și forța musculară (55, 68) și capacitatea funcțională (59). ). Două mecanisme ar putea explica aceste descoperiri. În primul rând, concentrația serică de 25 (OH) D3 este de 1000 de ori mai mare decât cea a serului 1,25 (OH) D3, ceea ce ar putea duce la legarea competitivă a celor 2 metaboliți ai vitaminei D pe VDR (76). O altă posibilă explicație este că s-a constatat că țesuturile periferice, recunoscute anterior ca situsuri țintă pentru metaboliții vitaminei D, exprimă enzima mitocondrială calcidiol 1-monooxigenază sau 1α-hidroxilază (77). Activarea 25 (OH) D3 local în țesuturile țintă poate fi implicată în funcția celulară controlată regional (78).

În concluzie, deficitul de vitamina D este o afecțiune care poate provoca slăbiciune musculară la vârstnici. Deși doar câteva studii de intervenție cu vitamina D au fost efectuate la vârstnici, dovezile disponibile indică faptul că suplimentarea cu vitamina D păstrează forța musculară și capacitatea funcțională în grupurile cu risc crescut, de exemplu, persoanele vârstnice fragile, în mare parte la domiciliu. Sunt necesare cercetări suplimentare, de preferință prin intermediul studiilor randomizate controlate, pentru a confirma aceste descoperiri.