ויטמין אור השמש ומערכות ההגנה של התא

מדענים מבינים היום כי לוויטמין D תועלות רבות שאינן מסתכמות רק בבניית עצמות חדשות וכי לרבים מבני האדם אין די ויטמין מסוג זה. האם המחסור השכיח בוויטמין D תורם להתפתחות מחלות חמורות?

מאת לוז א' טאוורה-מנדוזה וג'ון ה' וייט

בעבר כינו זאת “ריפוי באור השמש”, ובראשית המאה ה-20, לפני עידן האנטיביוטיקה, זה היה הטיפול היעיל היחיד הידוע בשחפת. איש לא ידע למה הטיפול מועיל, וכל שידעו היה כי חולי שחפת שנשלחו לנוח באזורים שטופי שמש חזרו לעתים קרובות בריאים. אותו “טיפול” בדיוק התגלה כבר ב-1822 כטיפול יעיל בפורענות היסטורית אחרת, מחלת הרככת, מחלת ילדות מעוותת צורה שנגרמה מאי-יכולתו של הגוף לייצר עצמות קשות. הרככת פשתה במאות ה-18 וה-19 באירופה בעת שהתרחשו תהליכי התיעוש והמעבר מן הכפרים אל הערים מזוהמות האוויר. באותה העת הבחין רופא בעיר ורשה שהבעיה נדירה יחסית בקרב ילדי הכפר הפולנים. הוא החל לערוך ניסויים בילדים עירונים, ומצא שאפשר לרפא אותם מרככת באמצעות חשיפתם לאור השמש.

ב-1824 גילו מדענים גרמנים שגם שמן דגים יעיל מאוד נגד רככת, אך הטיפול הזה לא זכה לשימוש נרחב, בין השאר מפני שרופאים עדיין לא הבינו שמזון עשוי להכיל כמויות זעירות של חומרים מזינים בלתי נראים החשובים לבריאות. מאה שנים נוספות חלפו עד שמדענים קישרו בין הטיפולים התזונתיים ברככת ובין השפעותיו המיטיבות של אור השמש. בראשית המאה ה-20 בדקו חוקרים חולדות שנגרמה להן רככת יזומה, והם מצאו שהאכלתן בפיסות עור שנחשף לשמש מסייעת להן להירפא, כמו שמן הדגים. הגורם המכריע המשותף לעור ולשמן דגים זוהה רק ב-1922 וכונה ויטמין D. באותה העת הרעיון של “אמינים חיוניים” – vital amines – או ויטמינים היה נושא מדעי חדש ופופולרי. מחקרי המשך שבדקו לעומק את תפקידיו של הוויטמין בגוף הושפעו במידה רבה מן הדעה שוויטמין D הוא מהחומרים המזינים שכמויות זעירות שלהם חיוניות לבריאות וזמינים לבני אדם רק במזון.

בשל הקשר לרככת, במשך 50 שנים לאחר גילוי המולקולה עסק רוב המחקר בנושא בבדיקת תפקידה בבניית עצמות ובהבנת פעילותה בכליות, במעיים ובשלד עצמו כאמצעי בקרה על כניסת סידן מזרם הדם אל העצמות ועל יציאתו מהן. ואולם ב-25 השנים האחרונות התרחבו המחקרים על תפקידיו של ויטמין D וגילו ש”ויטמין אור השמש” חיוני לדברים נוספים מלבד בניית עצמות. עדויות נרחבות מראות עתה שהחומר גורם לפעילות אנטי-סרטנית חזקה ומשמש וסת חשוב בתגובות מערכת החיסון. נוסף על כך, רבים מן היתרונות של ויטמין D שהתגלו לא מכבר מצויים בשיאם כשרמות החומר בדם גבוהות בשיעור ניכר מן הרמה המצויה בקרב אוכלוסיות רבות. ממצאים אלה ונתונים אפידמיולוגיים הקושרים בין רמות נמוכות של ויטמין D ובין מחלות מחזקים את הסברה שהחוסר הנפוץ בוויטמין D תורם להתפתחותן של כמה מחלות חמורות.

מתג רב-תכליתי

כדי להבין את הממצאים החדשים, כדאי לחזור ולסקור מהו בעצם ויטמין D וכיצד הגוף האנושי משתמש בו. אנשים יכולים לקבל את המולקולה המכונה ויטמין D ממקורות מזון מסוימים כגון דגים עתירי שומן ושמן דגים, והיום גם מתוספי מזון. עם זאת אנחנו יכולים לייצר אותה גם בעצמנו באמצעות תגובה כימית המתרחשת בעור בעת חשיפתו לאור אולטרה-סגול בתחום B (UVB). לפיכך נראה כי ויטמין D אינו ויטמין כלל וכלל, שהרי חשיפה מתונה ל-UVB חוסכת את הצורך להשיגו באמצעות מזון. אך באזורים הממוזגים של העולם במשך שישה חודשים בשנה אין די אור UVB שיעורר בעור את ייצורו של ויטמין D, ובחודשים אלו חיוני להשיג את החומר ממקורות מזון.

המונח ויטמין D הוא למעשה כינוין של שתי מולקולות דומות מאוד המגיעות מכל אחד מן המקורות, אור ומזון. ויטמין D3, הקרוי גם כוֹלֶקַלציפֶרול, נוצר בתאי עור הקרויים קרטינוציטים מן החומר 7-הידרו-כולסטרול, והוא תוצר פירוק כימי של כולסטרול בתגובה על אור UVB. ויטמין D2, הקרוי גם אֶרגוקַלציפֶרול, הוא נגזרת של סְטֶרול צמחי דומה, והוא נבדל מעט מוויטמין D­3 במבנהו. ואולם אף לא אחת מן הגרסאות המולקולריות האלה משתתפת בפעילות ביולוגית בגוף. ראשית, כל אחת מן המולקולות עוברת סדרה של שינויים באמצעות אנזימים מתאימים בתהליך הקרוי הידרוקסילציה. התהליך מוסיף למולקולת הוויטמין שני שלישים של מולקולת מים (קבוצת OH) ומייצר את החומר 25-הידרוסי-ויטמין D (או 25D).

ההמרה מתרחשת בעיקר בכבד, אך כמה סוגי תאים בעור מסוגלים לבצע אותה גם באופן מקומי. מכל מקום, רוב ויטמין D המצוי בזרם הדם הוא 25D הנוצר בכבד. כשהגוף זקוק לוויטמין, מתבצע שלב המרה נוסף וסופי ובו מיוצר חומר אחר, שהוא החומר הפעיל מבחינה ביולוגית: מולקולות 25D עוברות עוד שלב של הידרוקסילציה לקבלת החומר 1,25-די-הידרוקסי-ויטמין D (או 1,25D). האנזים האחראי למשימה הזאת, 1-אלפא-הידרוקסילאז, התגלה בראשונה בכליות, ותהליך העיבוד המתרחש בכליות אחראי לרוב האספקה השוטפת של 1,25D בגוף.

מדענים מבינים היום שרקמות רבות אחרות, ובהן תאי מערכת החיסון והעור, מסוגלות לייצר את האנזים ולבצע המרה של 25D בעצמן. העור הוא אפוא רקמה ייחודית המסוגלת לייצר בעצמה את החומר 1,25D בעת חשיפה לקרינת UVB. עם זאת מקור חשוב של ויטמין D פעיל מבחינה ביולוגית שחשיבותו לא הוערכה כראוי עד לא מכבר הוא ייצור מקומי של 1,25D ברקמות אחרות באמצעות המרת 25D המצוי בזרם הדם. כשמביאים בחשבון את טווח הפעולה הרחב של ויטמין D, מבינים מדוע סוגים מסוימים של תאים עשויים להזדקק לייצור מקומי של הצורה הפעילה שלו.

מולקולת 1,25D מתפקדת כמתג המסוגל “להדליק” ו”לכבות” גנים בכל רקמה בגוף האדם. צורה זו של ויטמין D נקשרת לחלבון הקרוי קולטן ויטמין D, VDR, המשמש גורם שעתוק בתוך גרעין התא. כשחלבון VDR נקשר ל-1,25D הוא מחפש את בן זוגו, חלבון הקרוי קולטן רטינואיד-X, RXR , ונקשר אליו. התצמיד שנוצר נקשר לאזור מסוים של הדנ”א התאי הסמוך לגן המטרה. קישור החלבונים אל הדנ”א מפעיל מכונה תאית שמתחילה לשעתק את הגן הסמוך ולהפיק עותק שהתא יכול לתרגם לחלבון.

החומר 1,25D גורם לתא לייצר חלבון מסוים, וכך הוא משנה למעשה את תפקוד התא. היכולת הזאת לעורר פעילות גנית בתאים שונים היא הבסיס להשפעה הפיזיולוגית הרחבה של ויטמין D. מאחר שוויטמין D מיוצר ברקמה אחת, נע בכל הגוף ומשפיע על רקמות רבות אחרות, אפשר להגדירו מבחינה טכנית כהורמון. למעשה, החלבון VDR משתייך למשפחה של חלבונים המשמשים קולטנים בגרעין התא ומגיבים על הורמונים סטרואידים רבי-עוצמה כמו אסטרוגן וטסטוסטרון.

ההערכה היא ש-1,25D מווסת את פעולתם של לפחות 1,000 גנים, ובהם כמה גנים המעורבים בעיבוד הסידן בגוף, ויש בכך כדי להסביר את תפקידו הידוע בבניית עצמות. ואולם ב-20 השנים האחרונות זיהו מדענים גנים רבים אחרים המושפעים מפעילותו של ויטמין D בגוף, ובהם גנים בעלי תפקידי מפתח במגוון מנגנוני הגנה של התאים.

ביצורי ויטמין D

מאז שנות ה-80 רמזו כמה סדרות של עדויות כי ויטמין D מסייע לגוף להתגונן מפני סרטן. מחקרים אפידמיולוגיים רבים מצאו יחס הפוך ברור בין חשיפה לשמש ובין שכיחותם של כמה סוגי סרטן. מחקרים שבחנו בעלי חיים ותרביות תאים תמכו בהנחה הזאת ועזרו לאתר את המנגנונים המעורבים.

למשל, בעכברים המשמשים דגם לסרטן הראש והצוואר נמצא שהתרכובת EB1089, גרסה מלאכותית של 1,25D, צמצמה את צמיחת הגידול ב-80%. תוצאות דומות התקבלו בבעלי חיים המשמשים דגם לסרטן השד ולסרטן הערמונית. זיהוי הגנים שהפעילה הגרסה המלאכותית הזאת של ויטמין D עזר להסביר את תגובת הגוף על התרכובת. התחלקות תאים או צמיחה בלתי מבוקרת הן מסימני ההיכר של תאים סרטניים. בניסויים נמצא שהתרכובת EB1089 שינתה את אופן פעולתם של כמה גנים וכך דיכאה את יכולת התאים להתחלק. אחד הגנים שהתרכובת מעוררת הוא הגן GADD45a, המופעל בתאים רגילים לאחר שהדנ”א שלהם נפגע. הגן מעורר תגובה שעוצרת את חלוקתם ומקטינה את הסיכון שהתאים הבריאים שנפגעו יהפכו לתאים סרטניים. נוסף על כך, EB1089 מפעיל גנים המגבירים את התמיינות התאים הסרטניים ומביאים אותם לשלב התפתחותי בוגר יותר המגביל את יכולת ההתרבות שלהם.

עוד כתריסר גנים המעורבים בניהול מאזן האנרגיה של התא ובסילוק רעלים ממנו נקשרו לפעילות האנטי-סרטנית של EB1089. התרכובת הניסיונית הזאת, שנועדה לחקות את הפעילות הביולוגית של 1,25D בלי שהסידן בדם וברקמות יגיע לרמה רעילה, היא אחת מכמה תרופות אפשריות לטיפול בסרטן שמפתחות חברות התרופות על יסוד התכונות האנטי-סרטניות היעילות של ויטמין D.

ואכן קבוצת המחקר שלנו באוניברסיטת מק'גיל עסקה ב-2004 בחקר פעילותו של ויטמין D בכל הקשור לסרטן. בעת המחקר גילינו במקרה צורה שונה לגמרי של התגוננות פיזיולוגית הנשלטת על ידי 1,25D. רבים מן הגנים שפעולתם מבוקרת על ידי ויטמין D התגלו בשנים האחרונות בידי מדענים שעסקו בסריקת הגנום האנושי כדי למצוא קטעים הקרויים אתרי תגובה לוויטמין D (VDREs) – רצפי קוד מיוחדים של דנ”א הסמוכים לגנים שאליהם נקשר תצמיד החלבונים VDR-RXR. בשיתוף פעולה עם סילווי מאדר מאוניברסיטת מונטריאול סרקנו את כל הגנום באמצעות אלגוריתם ממוחשב לאיתור VDREs ולמיפוי מקומם לעומת גנים שבסביבתם.

מחקרי המיפוי לא רק עזרו לנו להבין טוב יותר כמה מן הפעולות האנטי-סרטניות של ויטמין D, אלא גם חשפו VDREs הממוקמים סמוך לשני גנים אחרים המקודדים פפטידים בעלי פעילות אנטי-מיקרוביאלית: קַתֶליצידין ודֶפֶנְסין בֵּטָא 2. שני החלבונים הקטנים האלה פועלים כאנטיביוטיקה טבעית נגד מגוון רחב של חיידקים, וירוסים ופטריות. זה היה קצה חוט למחקרים נוספים שערכנו בתרביות של תאי אדם. במחקרים אלו מצאנו שחשיפה ל-1,25D הביאה לידי עלייה מתונה יחסית בייצור החלבון דפנסין בטא 2 בתאים. עם זאת בכמה סוגי תאים אחרים, ובהם תאי מערכת החיסון וקרטינוציטים, הייתה עלייה חדה בייצור הקתליצידין. עוד הראינו שתאי מערכת החיסון שטופלו ב-1,25D ונחשפו אחר כך לחיידקים גורמי מחלה שחררו חומרים, כנראה קתליצידין, שהמיתו את החיידקים.

פיליפ ליו ורוברט מודלין מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס ושותפיהם קידמו מאוד את כיוון המחקר הזה ב-2006. הם הראו שתאי מערכת החיסון האנושית מגיבים על דופן התא של חיידקים בייצור של חלבוני VDR ושל האנזים הממיר 25D בזרם הדם ב-1,25D הפעיל מבחינה ביולוגית. בניסויים שערכה קבוצת המחקר הזאת עוררו האירועים האלה את תאי מערכת החיסון לייצר קתליצידין ולבצע פעילות אנטי-מיקרוביאלית נגד מגוון חיידקים, ובהם חיידק שהוא אולי המרתק מכולם: חיידק השחפת, Mycobacterium tuberculosis. הקבוצה חשפה אפוא בפעם הראשונה מנגנון מתקבל על הדעת העומד בבסיס הטיפול היעיל והמסתורי של אור השמש בשחפת. אמבטיות השמש המריצו את תאי מערכת החיסון של החולים לייצר את חומר הגלם הדרוש להפקת אנטיביוטיקה טבעית שנלחמה בחיידקי השחפת.

ככל שמתבהרת הפיזיולוגיה של ויטמין D, מבינים החוקרים שכמה מפעולות ההגנה של החומר בגוף נובעות כנראה מתפקידיו ברקמת המקור של המולקולה: העור. לפיכך אפשר להבין את עיכוב ההתרבות של תאים סרטניים על ידי 1,25D, שהרי ידוע שחשיפת יתר לקרינת UVB מזיקה לדנ”א של תאי עור, ועלולה לגרום להם להיעשות סרטניים. יש המשערים שהתגובה האנטי-מיקרוביאלית המבוקרת על ידי ויטמין D התפתחה כדי לפצות על תפקידו של הוויטמין בדיכוי כמה תגובות אחרות של מערכת החיסון, בייחוד כאלה שגורמות לדלקת חמורה. רבים מאתנו התנסו לצערם בעור “שרוף” בשל חשיפת יתר ל-UVB. ברמת הרקמה נובעת האדמומיות מהצטברות נוזלים ומדלקת. אף על פי שדלקת מבוקרת היא מנגנון שעוזר לריפוי פצעים ומסייע למערכת החיסון להילחם בזיהום, דלקת מופרזת עלולה לגרום לנזקים.

אין זה מפתיע אפוא שמחקרים לא מעטים מראים עתה ש-1,25D פועל גם כחומר אנטי-דלקתי באמצעות השפעה על תגובות מערכת החיסון. למשל, תת-סוגים שונים של תאי חיסון מתקשרים זה לזה באמצעות הפרשה של חומרים הקרויים ציטוקינים, המעוררים תגובות חיסוניות מסוימות. נמצא שוויטמין D מדכא תגובה חיסונית מופרזת באמצעות חסימת התקשורת הציטוקינית.

הראיות הישירות הראשונות לתפקיד הטבעי של ויטמין D במניעת דלקת נמצאו בניסויים שנערכו בראשית שנות ה-90 בבעלי חיים. הניסויים הראו שעכברים שטופלו ב-1,25D היו מוגנים מדלקות שנגרמו בדרך כלל מפצעים ומן הכימיקל המגרה די-ניטרו-בנזן. לעומתם, עכברים שסבלו ממחסור בוויטמין D גילו רגישות יתר לאותן פגיעות. תפקידו של ויטמין D כמדכא חיסון מעלה מיד על הדעת מגוון חדש של אפשרויות לטיפול במחלות אוטואימוניות הנגרמות משחרור יתר של ציטוקין, כמו סוכרת אוטואימונית, טרשת נפוצה (MS) ומחלת המעי הרגיז, באמצעות ויטמין D או נגזרותיו.

ברבות השנים הבינו המדענים שסוגים רבים של תאים, ובהם תאי מערכת החיסון, מסוגלים לנצל 1,25D המצוי במחזור הדם ולהמיר 25D בדם בצורה הפעילה של הוויטמין. הדבר אישש את הסברה שהפעולות האנטי-דלקתיות של 1,25D אינן מוגבלות רק לתאי עור שנכוו כוויות שמש.

מחסור מגפתי?

ההבנה של-1,25D יש טווח רחב של פעילות ביולוגית, נוסף על תפקידו באיזון סידן, תואמת ראיות אפידמיולוגיות רבות שלפיהן רמות נמוכות של ויטמין D קשורות קשר חזק לכמה סוגים של מחלות, ובהן סרטן, מחלות אוטואימוניות ואפילו מחלות זיהומיות כמו שפעת, ולשינויים עונתיים בשיעורי תחלואה. נוסף על כך, גם במעבדה וגם במחקרים קליניים נמצא שרבות מן התגובות הפיזיולוגיות שתוארו קודם יעילות במיוחד כשהריכוז של 25D בגוף גבוה מן הרמה הנפוצה באוכלוסיות רבות. בקרב חברי קהילת המחקר של ויטמין D שוררת הסכמה רחבה שרמת ויטמין D בגופם של אנשים רבים מאוד באזורים הממוזגים בעולם נמוכה במידה ניכרת מן הריכוז הדרוש לשמירה על הבריאות, בייחוד בחודשי החורף.

חדירת קרינת UVB דרך האטמוספרה של כדור הארץ יעילה יותר באזורים הטרופיים מבאזורים הממוזגים, שאליהם היא מגיעה בעיקר בקיץ. רוב בני האדם משיגים ויטמין D בעיקר באמצעות חשיפה ל-UVB. רמת ה-D25 באוכלוסייה יורדת אפוא ככל שעולים בקווי הרוחב, אולם יש סטיות מן המגמה הזאת הנובעות מהבדלים אתניים ותזונתיים ומשינויים באקלים המקומי ובגובה מעל פני הים. על פי פעילותו של ויטמין D בוויסות הפעילות הגנטית, נמצא קשר ברור בין עלייה בקו הרוחב ובין סיכון מוגבר לחלות במחלות מסוימות, בייחוד מחלות אוטואימוניות כגון טרשת נפוצה.

טרשת נפוצה היא מחלה כרונית המחמירה בחלוף הזמן, והיא נגרמת מתקיפה של תאי מערכת החיסון את מעטה המיאלין, המקיף את סיבי העצב של מערכת העצבים המרכזית ומגן עליהם. שכיחות המחלה גבוהה במידה ניכרת באזורים הרחוקים ביותר מקו המשווה בצפון אמריקה, באירופה ובאוסטרליה, ויש ראיות משכנעות הקושרות את התפוצה הזאת לחשיפה נמוכה מדי ל-UVB. התקדמות המחלה ושכיחות ההתקפים מעידים על מחזוריות המבוססת על עונות השנה: פעילות המחלה מגיעה לשיאה באביב (לאחר החורף, כשרמות ה-D25 בגוף נמוכות ביותר) והיא נרגעת בסתיו לאחר קבלת תגבורת של ויטמין D3 בקיץ. מדענים באוניברסיטת דרום קליפורניה מצאו אצל 79 זוגות של תאומים זהים יחס הפוך בין חשיפה מוגברת לשמש בילדות ובין הסיכון לחלות בטרשת נפוצה במהלך החיים. הסיכון של התאומים שבילו בילדותם זמן רב יותר מחוץ לבית לחלות בטרשת נפוצה ירד עד כדי 57%.

תבניות סיכון דומות נמצאו גם לגבי סוכרת אוטואימונית, מחלת קרוהן, שהיא מחלה אוטואימונית הפוגעת במעיים, וכמה סוגים של מחלות ממאירות. למשל, השכיחות של סרטן שלפוחית השתן, סרטן השד, סרטן המעי הגס, סרטן השחלות וסרטן פי הטבעת בקרב אוכלוסיית צפון ארצות הברית גבוהה פי שניים משכיחותם בקרב האוכלוסייה בדרום ארצות הברית.

נוסף על מחקרים רבים שמצאו קשר בין חשיפה לשמש לשכיחות מחלות, בעת האחרונה נערכו מחקרים שמצאו מתאם דומה בין הסיכון לחלות בטרשת נפוצה ובין ריכוז 25D בנוזל הדם, כפי שנמדד בבדיקת דם ישירה. חוקרים בבית הספר לבריאות הציבור של אוניברסיטת הרווארד ערכו סקר רחב ממדים שבדק דגימות נוזל דם מאוחסנות של כשבעה מיליון אנשי סגל צבא ארצות הברית והצי האמריקני והשווה אותן לתיעוד הרפואי שלהם כדי למצוא את אלה שלקו בטרשת נפוצה בשנים 2004-1992. החוקרים מצאו שהסיכון ללקות במחלה לאחר בדיקת הדם היה נמוך במידה ניכרת בקרב נבדקים שריכוז 25D בנוזל הדם שלהם היה גבוה בעת הבדיקה. הסיכון של חיילים שריכוז ה-25D בנוזל הדם שלהם היה גבוה מ-40 ננוגרם למיליליטר ללקות במחלה היה נמוך ב-62% מן הסיכון של החיילים שריכוז ה-25D בדמם היה נמוך מ-25 נ”ג למ”ל ללקות בה.

מדידת רמות ה-25D בדם היא השיטה המקובלת ביותר לניטור ויטמין D זמין בגוף. תקן הבריאות המקובל, המבוסס בעיקר על הצורך בבניית עצמות, קובע שריכוזי 25D בטווח של 30-45 נ”ג למ”ל נחשבים למינימום הדרוש. ריכוז של 25D בנוזל הדם הנמוך מן הטווח של 29-21 נ”ג למ”ל נחשב לריכוז לא מספיק והוא מלווה לעתים קרובות בצפיפות עצם מופחתת. כמה תסמינים של רככת עלולים להופיע כשהריכוז יורד אל מתחת ל-20 נ”ג למ”ל ואז גם עולה הסיכון לחלות בסרטן המעי הגס.

למרבה הצער, ריכוזים נמוכים כל כך אינם כה נדירים, בייחוד בחורף. בפברואר ובמארס 2005, לדוגמה, מצא מחקר שסקר 420 נשים בריאות בארצות צפון אירופה, דנמרק (קופנהגן, קו רוחב 55°), פינלנד (הלסינקי, 60°), אירלנד (קורק, 52°) ופולין (ורשה, 52°) ש-92% מן הנערות המתבגרות בארצות האלה סבלו מרמות 25D נמוכות מ-20 נ”ג למ”ל, ומתוכן 37% סבלו ממחסור חמור של פחות מעשרה נ”ג של 25D למ”ל. עוד נמצא ש-37% מן הנשים המבוגרות יותר סבלו ממחסור בוויטמין D ו-17% מהן סבלו ממחסור חמור בו.

מלבד קו רוחב, יש עוד גורמים התורמים למצב של מחסור בוויטמין D, והחשוב בהם הוא צבע העור. עור לבן מפיק ויטמין D בקצב מהיר פי שישה מעור כהה, מפני שרמת המלנין הגבוהה בעור כהה חוסמת את החדירה של קרינת ה-UV. לפיכך רמות ה-25D בקרב אפרו-אמריקנים בארצות הברית הן בדרך כלל כמחצית מרמות ה-25D בקרב לבנים בארצות הברית. למעשה, נתונים שנאספו בסקר הלאומי לבחינת מצב הבריאות והתזונה בארצות הברית מראים ש-42% מן הנשים האפרו-אמריקניות שנבדקו סבלו ממחסור חמור ב-25D, שהגיע לריכוזים של פחות מ-15 נ”ג למ”ל של נוזל הדם.

אין ספק שהמודעות הציבורית הגוברת לנזקי העור הנגרמים מחשיפה ממושכת לשמש תורמת אף היא למחסור בוויטמין D. משחות שיזוף מסננות קרינה ומפחיתות את ייצור ויטמין D בעור ביותר מ-98%, אם מורחים אותן כראוי באזורי הגוף החשופים לשמש. ואולם כדי לייצר די ויטמין D לשמירה על בריאות תקינה יש להיחשף לשמש במידה שתגרום לפחות לאדמומיות קלה. לשם כך צריכים רוב בעלי העור הבהיר והבינוני בצפון אמריקה להיחשף לאור השמש במשך 5 עד 15 דקות בין 10 בבוקר ל-3 אחרי הצהריים במשך הקיץ.

תוספי ויטמין D עשויים לפתור את המחסור הנפוץ באזורים הממוזגים, אבל יש מחלוקת לגבי המינון הנכון. האקדמיה האמריקנית לרפואת ילדים ממליצה על צריכה יומית של 200 יחידות בין-לאומיות (IU) לילדים, אך חוקרים רבים סבורים שזהו ערך נמוך מן הרצוי אפילו למניעת רככת. [יחידה בין-לאומית אחת של ויטמין D מוגדרת כפעילות הביולוגית הנגרמת מצריכה של 25 נ”ג של ויטמין D2 או D3 – העורכים.] הצריכה היומית המומלצת למבוגרים בצפון אמריקה ובאירופה היא בין 200 IU ל-600 IU, על פי הגיל. ב-2006, לאחר שסקרו מחקרים רבים המשווים בין צריכת ויטמין D ובין הריכוז של 25D שנוצר ממנו בנוזל הדם, הסיקו חוקרים מבית הספר לבריאות הציבור של אוניברסיטת הרווארד ואחרים שהצריכה היומית המומלצת אינה הולמת. הם סבורים שלפחות מחצית המבוגרים בארצות הברית צריכים לצרוך לפחות 1,000 IU של ויטמין D3 ביום כדי להעלות את ריכוזי ה-25D בנוזל הדם שלהם למינימום בריא של 30 נ”ג למ”ל. אין שום כלל המאפשר לחשב את רמות ה-25D בנוזל הדם המיוצר בעקבות נטילת תוספים בגלל הבדלים אישיים ואולי גם בשל שיעורי המחסור השונים. מחקר בקרב נשים הרות הראה, לדוגמה, שמנות יומיות של 6,400 IU העלו את רמות ה-25D בנוזל הדם העלאה ניכרת עד ריכוז של כ-40 נ”ג למ”ל ואז התייצבו. כמו כן נמצא שוויטמין D2 יעיל פחות מוויטמין D3 בהעלאת ריכוזי 25D בנוזל הדם ובשמירה עליהם לאורך זמן.

אין ספק שייתכן מינון יתר רעיל של תוספי ויטמין D, אם כי הדבר נצפה רק לאחר צריכה יומית ממושכת של 40,000 IU או יותר. לעומת זאת מעולם לא נצפתה רעילות של ויטמין D שמקורה בחשיפה ממושכת לשמש. לצורך קבלת אמת מידה: אישה בוגרת לבנת עור הנחשפת לשמש הקיץ בביקיני מייצרת כ-10,000 IU של ויטמין D בתוך 15 עד 20 דקות. חשיפה ממושכת יותר לשמש אינה מביאה לידי יצירת כמויות גדולות יותר של ויטמין D, מפני שקרינת UVB גם מפרקת את הוויטמין וכך נבלמת הצטברותו בעור.

עדויות מצטברות מרמזות שהשפעות קלות וארוכות טווח של מחסור בוויטמין D, ואפילו מחסור קל, עלולות להצטבר ולהתגלות בהמשך החיים בנטייה מוגברת לשברים בעצמות, ברגישות מוגברת לדלקות ולמחלות אוטואימוניות ובשיעורים גבוהים יותר של סוגי סרטן מסוימים. המחקר רומז בפירוש שיש צורך, לכל הפחות, בהגברת המודעות לתועלת הרחבה של ויטמין D, בהסכמה רפואית מבוססת בנוגע למידת החשיפה לשמש הרצויה ובהמלצות ברורות באשר למינון היומי המיטבי של ויטמין D ממקורות תזונתיים. כל אלה יביאו תועלת רבה לציבור הרחב.

מושגי מפתח

ויטמין D, ששנים רבות יוחס לו רק תפקיד ביצירת עצמות, פעיל למעשה בכל אברי הגוף האנושי ובעל השפעה עזה על תגובות מערכת החיסון ועל מנגנוני ההגנה של תאים.

גוף האדם יכול לקבל את הוויטמין ממזון או לייצר אותו בעור החשוף לשמש. עם זאת בדיקות דם מראות שבדמם של אנשים רבים יש פחות ויטמין D מהדרוש כדי לשמור על בריאותם.

קשר ברור בין רמות נמוכות של ויטמין D ובין סרטן, מחלות אוטואימוניות ומחלות זיהומיות מרמז שדרוש שינוי בהמלצות המינון היומי של מרכיב המזון ההכרחי הזה.

עובדות בסיסיות

ייצור של ויטמין פעיל

המונח “ויטמין D” הוא למעשה כינוין של שתי מולקולות שונות מעט זו מזו: מולקולה D­3 המיוצרת בעור האדם ומולקולה D­2 שמקורה בצמחים ובני אדם יכולים להשיגה מן המזון. שתי הגרסאות של ויטמין D חייבות לעבור כמה שלבים של המרה כימית באמצעות אנזימים כדי שצורתן תהיה הצורה הפעילה מבחינה ביולוגית, הידועה בסימון 1,25D.

מקורות ויטמין D

הוויטמינים D3 ו-D2 מצויים באופן טבעי בכמה מזונות ואף מוסיפים אותם לכמה מוצרים “מועשרים”. המזון מספק כמות קטנה יחסית של ויטמין D לעומת ויטמין D הנוצר בעור בתגובה על אור UVB (IU = יחידות בין-לאומיות).
שמן דגים (כפית אחת): 1,360 IU של D3.
טונה מבושלת, סרדינים, מקרלים או סלמון (100-85 גרם ): 360 IU–200 IU של D3.
פטריות שיטאקה טריות (100 גרם ): 100 IU של D2.
פטריות שיטאקה יבשות (100 גרם ): 1,600 IU של D2.
חלמון ביצה: 20 IU של D3 או D2.
מוצרי חלב מועשרים, מיץ תפוזים או דגני בוקר (מנה אחת): 100 IU–60 IU של D3 או D2.
חשיפת כל הגוף ל-UVB (במשך 15 עד 20 דקות באמצע היום באמצע הקיץ, לבעלי עור בהיר): 10,000 IU של D3.

ויטמין D בפעולה

מתג גני רחב פעילות

הצורה בעלת הפעילות הביולוגית של ויטמין D, הקרויה 1,25D, “מדליקה” גנים מסוימים ומעוררת אותם לייצר את החלבונים שהם מקודדים. לחלבונים האלה עשויה להיות השפעה פיזיולוגית מקומית או נרחבת בגוף. הסברה היא ש-1,25D מבקר את פעילותם של יותר מ-1,000 גנים שונים בלפחות תריסר רקמות וסוגי תאים בכל הגוף.

על המחברים

לוז א' טאוורה-מנדוזה (Tavera-Mendoza) וג'ון ה' וייט (White) חקרו יחד את הפעילות המולקולרית של ויטמין D בתאי אדם במעבדתו של וייט באוניברסיטת מק'גיל. הם חשפו היבטים של תפקיד הוויטמין במניעת סרטן וגילו, עם עמיתיהם, שוויטמין D מווסת את פעולתם של גנים המעורבים בתגובות התא על פולשים מיקרוביאליים. טאוורה-מנדוזה היא כיום פוסט-דוקטורנטית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד ועורכת מחקר על ויטמין D וסרטן השד. לאחר ששני החוקרים למדו ממקור ראשון במעבדה על תועלותיו הבריאותיות של הוויטמין, הם החלו ליטול תוספים שלו בחודשים שבהם אין די אור שמש בערים הצפוניות שהם מתגוררים בהן, כדי להפיק בעור את כמות הוויטמין הדרושה. וייט נוטל 4,000 יחידות בין-לאומיות של ויטמין D3 בכל יום בחודשי “החורף של ויטמין D”. טאוורה-מנדוזה נוטלת 1,000 יחידות בין-לאומיות.

כמה 25D צריך?

הערכת הכמות של ויטמין D הזמין בגוף מבוססת על מדידת הריכוז של 25D בנוזל הדם. ריכוז של 45-30 נ”ג למ”ל של נוזל דם נחשב לריכוז המינימלי ההכרחי לבריאות העצמות, אף שיש תגובות תאיות מועילות הפועלות ביעילות המרבית בריכוזים גבוהים יותר. סיכוני הבריאות גוברים בריכוזים נמוכים מ-30 נ”ג למ”ל. ריכוזים של יותר מ-150 נ”ג למ”ל גורמים להצטברות עודפי סידן בדם וברקמות ועלולים לגרום לתסמיני רעילות.

ויטמין D: זה כל ההבדל

עדויות מצטברות מרמזות שרמות נמוכות כרוניות של ויטמין D מעלות את הסיכון לחלות בכמה מחלות חמורות.
דוגמאות לממצאים המתבססים על רמות ויטמין D בנוזל הדם באוכלוסייה או על חשיפה ל-UV:
לסובלים מריכוזי 25D נמוכים מ-20 נ”ג למ”ל של נוזל דם יש סיכון מוגבר ב-50%-30% לחלות בסרטן השד, בסרטן הערמונית ובסרטן המעי הגס.
לנשים המתגוררות בקווי רוחב גבוהים (למשל, נורווגיה ואיסלנד) יש סיכון גבוה פי חמישה לחלות בסרטן השחלות לעומת נשים בקו המשווה.
לנשים בנות 55 ויותר המתגוררות בנברסקה ונוטלות מדי יום 1,100 יחידות בין-לאומיות של D3 במשך שלוש שנים יש סיכון מופחת של 77% לחלות בכל סוגי הסרטן לעומת בנות גילן המתגוררות בנברסקה שאינן נוטלות יחידות בין-לאומיות.
לבעלי רמות D25 גבוהות מ-40 נ”ג למ”ל של נוזל דם יש סיכון מופחת של 62% לחלות בטרשת נפוצה לעומת בעלי רמות נמוכות מ-25 נ”ג למ”ל.
לילדים פינים שקיבלו מנה יומית של 2,000 IU ויטמין D3 בשנה הראשונה לחייהם יש סיכון מופחת של 80% לחלות בסוכרת אוטואימונית (סוג 1) במשך כל החיים.

בעיה חובקת עולם

“החורף של ויטמין D”
רוב האנשים מקבלים ויטמין D בעיקר באמצעות חשיפה לקרינת UVB. המיקום והעונה משפיעים אפוא על הסיכון של אוכלוסייה מסוימת לסבול ממחסור בוויטמין. במהלך תקופות בשנה, המוכרות בשם “החורף של ויטמין D”, קרינת UVB בקווי רוחב מסוימים חלשה מדי אפילו להתחלת ייצור הוויטמין בעור. האוזון חוסם קרני UVB, ולכן עוצמתן בשיאה בקרבת קו המשווה, שם מסלול קרני השמש דרך האטמוספרה הוא הקצר ביותר, וייצור ויטמין D אפשרי כל השנה. זווית חדירה חדה יותר בקווי רוחב גבוהים יותר מחלישה את עוצמתן של קרני UVB עד רמה נמוכה מדי לייצור ויטמין, בייחוד בחורף.

ועוד בנושא:

Unraveling the Enigma of Vitamin D. Beyond Discovery Series, Nation­al Academy of Sciences, 2003. www.beyonddiscovery
.org/content/view.
article.asp?a=414

1,25-Dihydroxyvitamin D3 Is a Di­rect Inducer of Antimicrobial Pep­tide Gene Expression. Tian-Tian Wang et al. in Journal of Immunology, Vol. 173, pages 2909–2912; 2004.

The Pleiotropic Actions of Vitamin D. Roberto Lin and John H. White in BioEssays, Vol. 26, No. 1, pages 21–28; January 2004.

The Urgent Need to Recommend an Intake of Vitamin D That Is Effective. Reinhold Vieth et al. in American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 85, No. 3, pages 649–650; March 2007.

Vitamin D Deficiency. Michael F. Holick in New England Journal of Medicine, Vol. 357, No. 3, pages 266–281; July 19, 2007.