Badanie witaminy D i jej metabolitów techniką LC-MS/MS – jak interpretować wynik?

Poniżej przedstawiamy informacje dotyczące (oferowanego przez nas) oznaczenia stężenia we krwi witaminy D i jej metabolitów, wykonywanej techniką wysokosprawnej chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas, a także interpretację wyniku tego badania.

Wejdź na Strefę profesjonalisty lub Strefę dla pacjenta i dowiedź się więcej na temat naszego badania witaminy D.

Metabolizm witaminy D

W produktach żywnościowych spotkać możemy naturalnie dwie formy witaminy D – witaminę D2 (pochodzącą z produktów roślinnych i grzybów) oraz witaminę D3 (pozyskiwaną m. in. z ryb czy nabiału). Witamina D3 wytwarzana jest również w ludzkiej skórze pod wpływem promieniowania UVB. Bez względu na źródło pochodzenia, witamina D w formie niezmienionej nie występuje praktycznie w surowicy krwi. Ulega ona natomiast transformacji do formy aktywnej w dwóch etapach – pierwszym etapem jest 25-hydroksylacja w wątrobie z wytworzeniem metabolitu 25(OH)D (kalcydiolu), a następnie 1-hydroksylacja w nerkach do aktywnej formy 1,25(OH)2D – kalcytriolu. Identycznym przekształceniom metabolicznym ulega zarówno witamina D2 jak i D3 [1]. Z diagnostycznego punktu widzenia wyodrębnia się szereg metabolitów witaminy D, z których najważniejsze to:

  • kalcydiol, czyli 25(OH)D będący sumą stężeń 25(OH)D3 i 25(OH)D2 – podstawowy parametr definiujący zaopatrzenie organizmu w witaminę D
  • kalcytriol czyli 1,25(OH)2D – aktywna forma witaminy D
  • katabolit 24,25(OH)2D – metabolit definiujący aktywność enzymu biorącego udział w eliminacji witaminy D z krwiobiegu.

Zgodnie z obecnym stanem wiedzy stężenie metabolitów 25(OH)D w surowicy jest najlepszym wykładnikiem zaopatrzenia organizmu w witaminę D. Formą aktywną biologicznie, odpowiedzialną za utrzymanie homeostazy wapniowo-fosforanowej, oraz mającą liczne działania na poziomie genów jest kalcytriol. Występuje on w krwiobiegu w bardzo niskim stężeniu (rzędu pg/ml), a okres jego półtrwania to zaledwie 7 godzin, w związku z tym jego oznaczanie wymaga specjalistycznej, bardzo czułej aparatury, a co za tym idzie jest kosztowne [2].

Rozwiązaniem pozwalającym uzyskać pośrednie informacje o stężeniu kalcytriolu bez jego oznaczania, jest określenie wzajemnego stosunku metabolitów 25(OH)D względem występującego w relatywnie wysokim stężeniu katabolitu 24,25(OH)2D3. Synteza aktywnej metabolicznie formy 1,25(OH)2D (kalcytriolu) podlega ścisłej kontroli. Wysokie stężenie kalcytriolu indukuje wzrost aktywności enzymu 24-hydroksylazy, która działając zarówno na formy 25(OH)D, jak i 1,25(OH)2D prowadzi do powstania odpowiednich katabolitów: 24,25(OH)2D oraz 1,24,25(OH)3D. Reakcja 24-hydroksylacji stanowi ważny mechanizm zapobiegający zatruciu witaminą D oraz jak donoszą liczne publikacje naukowe daje użyteczne informacje w ocenie efektów suplementacji [1,3,5].

Technika pomiaru

Stosowana technika LC-MS/MS (wysokosprawna chromatografia cieczowa sprzężona ze spektrometrią mas) umożliwia zastosowanie najbardziej szczegółowej metody oznaczeń metabolitów witaminy D spośród dostępnych obecnie na polskim rynku. Wykorzystuje ona pomiar masy cząsteczkowej i struktury badanych substancji dzięki czemu jest w 100 % specyficzna i odporna na interferencje oraz reakcje krzyżowe mogące wystąpić w innych dostępnych na rynku metodach. Jest ona odporna między innymi na interferencje ze strony formy epimerycznej (epi-25(OH)D3).

Interpretacja wyniku badania witaminy D

Stosując metodę LC-MS/MS każda z dwóch składowych całkowitego stężenia 25(OH)D oznaczana jest osobno i podawana w postaci jej procentowego udziału. Zamieszczony skład procentowy form witaminy D informuje o źródle jej pochodzenia i nie posiada interpretacji diagnostycznej. Witamina D3 uzyskiwana jest z własnej fotosyntezy skórnej, produktów spożywczych pochodzenia zwierzęcego oraz suplementacji, zaś witamina D2 dostarczana jest do organizmu z produktów roślinnych i grzybów.

Powszechnie przyjmuje się, że obie formy witaminy D pełnią te same funkcje w organizmie, jednak zawartość witaminy D2 w produktach roślinnych i grzybach jest niska, co przekłada się na jej niewielki procentowy udział względem D3. Na podstawie własnych badań laboratorium stwierdza, że udział procentowy 25(OH)D2 zwykle nie przekracza 10% wartości 25(OH)D. Na wyniku zamieszczona jest interpretacja oceny stanu zaopatrzenia organizmu w witaminę D.

W przypadku uzyskania wyników poniżej stężenia optymalnego zalecana jest ekspozycja na słońce lub kontakt z lekarzem w celu ustalenia odpowiedniej dawki suplementacji. Szczegółowe zalecenia dotyczące suplementacji w Polsce zawarte są w wytycznych dla Europy Środkowej z 2013 roku [8]. Kolejnym oznaczanym parametrem jest katabolit 24,25(OH)2D3 powstający w wyniku działania 24-hydroksylazy na 25(OH)D3.

Wzrost stężenia 24,25(OH)2D3 może świadczyć m.in. o podwyższonym stężeniu krążącego we krwi kalcytriolu (formy aktywnej biologicznie) oraz wynikającym z niego przekierowaniu metabolizmu witaminy D na szlak eliminacji (katabolizmu). Posługując się wzajemnym stosunkiem 25(OH)D3 do 24,25(OH)2D3 jesteśmy w stanie ocenić skuteczność stosowanej suplementacji – możemy stwierdzić czy stosowana dawka jest odpowiednio dobrana i czy działa w sposób efektywny. Jak wynika z najnowszych randomizowanych badań wyższa cotygodniowa dawka witaminy D znacznie silniej indukuje działanie 24-hydroksylazy powodując dużo większy wzrost stężenia 24,25(OH)2D, utrzymujący się po zaprzestaniu suplementacji [3, 4]. Dokładne mechanizmy powstawania i funkcje 24,25(OH)2D nie są jeszcze w pełni poznane, mimo to liczne prace badawcze sugerują, że systematyczna suplementacja mniejszymi dawkami daje znacznie lepsze efekty [6].

Warto również wspomnieć, iż istnieje grupa osób posiadających mutację w genie CYP24A1 związaną z osłabieniem lub utratą funkcji 24-hydroksylazy. Defekt ten objawia się wyjątkowo wysokim stosunkiem 25(OH)D3 do 24,25(OH)2D3 (?100), podwyższonym stężeniem kalcytriolu, podwyższonym stężeniem wapnia we krwi i moczu oraz kamicą nerkową. [6]

Ważnym zagadnieniem jest również reakcja organizmu na stosowaną suplementację. Warunkowana jest ona przez czynniki genetyczne oraz zależy od wyjściowego stężenia 25(OH)D i masy ciała (BMI – Body mas index) [7]. Osoby z BMI <25 osiągają znacznie większy przyrost stężenia 25(OH)D, niż osoby z BMI >35. Wiążę się to bezpośrednio z dawką suplementowanej witaminy D na kilogram masy ciała [7]. Istnieją znaczne różnice osobnicze w odpowiedzi organizmu na taką samą dawkę suplementacji. Warto zatem kontrolować skuteczność stosowanej suplementacji i oznaczać stężenie wszystkich kluczowych metabolitów witaminy D przez cały okres suplementacji.

Wejdź na Strefę profesjonalisty lub Strefę dla pacjenta i dowiedź się więcej na temat naszego badania genetycznego Nutrigenomix® .

Zapraszamy do kontaktu i współpracy!

Pobierz ulotkę BADANIE WITAMINY D: tutaj

Literatura:
1. Płudowski P. i wsp. Profilaktyka i leczenia niedoboru witaminy D – wybór właściwych rekomendacji. Post N Med. (2016); XXIX (10): 738-746
2. Płudowski P., Kryśkiewicz E., Karczmarewicz E., Vitamin D provision and supplementation standards. Post N Med. 3/2012, s. 265-272
3. Owens D. J., Tang J. C. Y., Bradley W. J., Sparks S. A., Fraser W. D., Morton J. P. And Close G. L., Efficacy of High-Dose Vitamin D Supplements for Elite Athletes. Medicine and Science in Sports and Exercise, (2017) 49 (2). 349–356.
4. Wagner D., Hanwell H. E., Schnabl K., Yazdanpanah M., Kimball S., Fu L., Sidhom G., Rousseau D., Cole D. E., Vieth R., The ratio of serum 24,25-dihydroxyvitamin D(3) to 25-hydroxyvitamin D(3) is predictive of 25-hydroxyvitamin D(3) response to vitamin D(3) supplementation. J Steroid Biochem Mol Biol. (2011) Sep; 126(3-5): 72-7.
5. Tang J., Nicholls H., Dutton J., Piec I., Washbourne C., Saleh L., Novak A., Close G., Macdonald H., Fraser W., Changes in serum 25-hydroxy-vitamin D, 24,25-dihydroxyvitamin D and 1,25-dihydroxyvitamin D in response to three vitamin D3 supplementation regimens. Clin Chem (2016) Jan; 62(1): 236-42.
6. Ketha H., Kumar R., Singh R. J., LC-MS/MS for Identifying Patients with CYP24A1 Mutations. Clinical Chemistry (2016) 62: 1, 236-242.
7. Sollid S. T., Hutchinson M. Y., Fuskevag O. M., Joakimsen R. M., Jorde R., Large Individual Differences in Serum 25-Hydroxyvitamin D Response to Vitamin D Supplementation: Effects of Genetic Factors, Body Mass Index, and Baseline Concentration. Results from a Randomized Controlled Trial. Horm Metab Res. (2016) Jan; 48(1): 27-34.
8. Grupa Ekspertów. Witamina D: Rekomendacje dawkowania w populacji osób zdrowych oraz w grupach ryzyka deficytów – wytyczne dla Europy Środkowej 2013 r. Standardy Medyczne / Pediatria 2013 T. 10 573-57