Уровень витамина D и магния среди пациентов с хронической обструктивной болезнью легких



Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) на сегодняшний день представляет собой серьезную проблему в области здравоохранения. Ежегодно отмечается увеличение числа случаев ХОБЛ по всему миру, что сопровождается ухудшением качества жизни пациентов, временной потерей работоспособности и даже летальными исходами.

Дефицитные состояния макро- и микроэлементов в настоящее время признаются мировой медициной как глобальная проблема. Эти состояния оказывают значительное воздействие на организм, предъявляя острую необходимость разработки эффективных стратегий их решения в области здравоохранения.

Согласно имеющимся данным, у больных с ХОБЛ достаточно часто выявляется дефицит питательных веществ. Многочисленные исследования подчеркивают влияние дефицита микроэлементов на прогрессирование заболевания. В настоящее время активно изучается связь между бронхолегочными заболеваниями и пониженным содержанием витамина D и магния в организме больных. Недостаточная активность на открытом воздухе, редкое воздействие солнечного света, неправильное питание, алкоголизм, курение, пониженная способность кожи синтезировать витамин D у курильщиков, общее истощение организма, а также прием некоторых антибиотиков могут быть причинами пониженного содержания витамина D и магния. Во многих исследованиях указывается, что дефицит этих элементов может быть связан со снижением функции легких и увеличением частоты обострений при ХОБЛ, что способствует прогрессированию заболевания.

Дефицитные состояния, часто остающиеся недиагностированными, могут негативно влиять на прогноз заболевания. Настоящее исследование выявляет частоту пониженного содержания витамина D и магния в крови, а также демонстрирует взаимосвязь между низким содержанием этих элементов и степенью тяжести ХОБЛ.

Ключевые слова: ХОБЛ, витамин D, магний, частота встречаемости, недостаточность, дефицит, дефицитные состояния, степень тяжести.

На сегодняшний момент хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) представляет собой актуальную проблему в системе здравоохранения среди взрослого населения. Несмотря на значительные успехи в области диагностики и лечения данного заболевания, ХОБЛ по-прежнему ассоциируется с серьезными осложнениями и может привести к летальному исходу. Каждый год наблюдается устойчивый рост распространенности данного заболевания. Согласно оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в настоящее время более 65 миллионов человек страдают от умеренных и тяжелых форм ХОБЛ.

Исходя из доступных данных, у пациентов с ХОБЛ часто выявляется дефицит питательных микроэлементов. Исследования, проведенные Шевцовой В. И., свидетельствуют о том, что дефицит микроэлементов может оказывать влияние на течение и прогрессирование данного заболевания.

В настоящее время активно исследуется взаимосвязь между бронхолегочными заболеваниями и дефицитом витамина D. Дефицит витамина D представляет собой глобальную проблему, особенно распространенную в развитых странах, где естественная синтезация витамина D в коже возможна только в летний период с 11:00 до 14:00 при отсутствии смога, облаков и плотной одежды. Эти страны также отмечают стремительный рост бронхолегочных заболеваний. Различные исследования указывают на взаимосвязь между низким уровнем витамина D в организме, нарушением функции легких и увеличением риска инфекционных и воспалительных заболеваний [2, 5, 7].

На данный момент проводятся активные исследования взаимосвязи между ХОБЛ и уровнем витамина D. Причинами пониженного содержания витамина D могут быть недостаточная физическая активность на открытом воздухе, ограниченное воздействие солнечного света, неправильное питание, сниженная способность кожи синтезировать витамин D у курильщиков и общее истощение организма [12].

На сегодняшний день учеными установлено, что витамин D способствует активации защитных и иммунных клеток, включая моноциты, макрофаги, лимфоциты и эпителиальные клетки. Рецепторы витамина D (VDR) были обнаружены в этих клетках [6]. Уровень витамина D оказывает влияние на нормальное функционирование врожденного и приобретенного иммунитета [26].

Дефицит витамина D способен нарушить антибактериальную функцию макрофагов, а также иммунную защиту легких, что впоследствии может повысить риск развития патологических респираторных инфекций [11, 17]. Низкий уровень витамина D может увеличить восприимчивость к рецидивирующим инфекциям, способствовать микробной колонизации дыхательных путей и ускорить снижение функции легких.

Поэтому проводятся активные исследования относительно возможного воздействия дефицита витамина D у пациентов с ХОБЛ на хроническое воспаление, нарушение иммунного ответа и уменьшение резистентности организма к острым респираторным заболеваниям [4, 5, 15]. Вирусные и бактериальные инфекции считаются основными факторами, короторые способствуют обострениям ХОБЛ [13]. Частые обострения, в свою очередь, приводят к быстрому ухудшению показателей ОФВ1 и прогрессированию заболевания [16, 17, 18, 10], что может повысить риск летальных исходов от ХОБЛ [13].

В некоторых исследованиях подчеркивается, что дефицит витамина D способен поддерживать воспаление в дыхательных путях, усиливая их реактивность и влияя на степень обструкции, что, в свою очередь, повышает частоту обострений [19].

Было установлено, что имеется взаимосвязь между недостатком витамина D и продолжительностью госпитализации пациентов с хронической обструктивной болезнью легких в период обострения. В соответствии с исследованием Mekov E. и соавт., длительность пребывания в стационаре у пациентов с уровнем витамина D менее 25 нмоль/л была больше по сравнению с пациентами, у которых уровень витамина D превышал 25 нмоль/л [21].

Магний также представляет собой важнейший биогенный элемент, содержащийся в значительных количествах в тканях животных и растений. Этот макроэлемент занимает четвертое место по количеству в организме после натрия, калия и кальция, а ионы магния играют важную роль в регуляции практически всех органов и систем.

Дефицит магния встречается достаточно часто. В повседневном рационе недостаточно продуктов, содержащих магний. К недостатку магния в организме также приводят неправильный образ жизни, похудение с использованием одностороннего пищевого рациона, потребление жирной пищи, неправильное питание (избыток сладостей и продуктов из белой муки, жареных и жирных блюд), употребление продуктов с высоким содержанием кальция или дефицитом витаминов B1, B2 и B6, алкоголизм, курение, избыток фосфатов, прием слабительных средств и диуретиков, определенных антибиотиков, экстремальные виды спорта, беременность, грудное кормление, хронический стресс и экологические катастрофы (большая часть запасов магния в организме тратится на борьбу со смогом, задымлением, стрессом, пестицидами и т. д.) [3].

Результаты эпидемиологических исследований свидетельствуют о том, что дефицит магния действительно играет важную роль в формировании различных сердечно-сосудистых заболеваний, патологий дыхательной системы, а также нейропсихиатрических расстройств, особенно ассоциированных с возрастом [8].

Дефицит магния часто встречается у пациентов с ХОБЛ. Магний является естественным модулятором расслабления гладкой мускулатуры артерий и бронхов, оказывает воздействие на активность воспаления в бронхах и легких. Преимущественно магний обладает свойствами расширения бронхов в дыхательных путях. Научные исследования указывают на связь между магнием, снижением функции легких и увеличением частоты обострений при ХОБЛ [22, 23, 9, 20]. Выявлено, что крайне низкое потребление магния с пищей может являться фактором риска для развития астмы и ХОБЛ [24], способствуя прогрессированию заболевания.

Несмотря на то, что существующие исследования предоставляют ценные данные о взаимосвязи между дефицитом витамина D, магния и ХОБЛ, необходимы дополнительные исследования для более глубокого понимания механизмов воздействия этих дефицитов на прогрессирование заболевания. Учитывая сложность взаимосвязей между питательными микроэлементами, иммунной системой и функцией дыхательной системы, дальнейшие исследования могут сыграть ключевую роль в разработке более точных стратегий профилактики и лечения ХОБЛ.

Цель: дать оценку уровня витамина D и магния в сыворотке крови у больных хронической обструктивной болезнью легких.

Материал и методы исследования: В исследование были включены100 пациентов с документированным диагнозом ХОБЛ (GOLD, 2016) (86 % (86) мужчин и 14 % (14) женщин), находившихся на стационарном лечении в РСНПМЦ фтизиатрии и пульмонологии. Для подтверждения диагноза и определения степени тяжести заболевания проводилась спирометрия на аппарате «СМП-21/01-Р-Д» («Монитор», Россия). Средний возраст пациентов составил 66 ± 8 лет. Всего в исследование были включены пациенты с ХОБЛ III стадии тяжелого течения — 15 человек (15 %) и пациенты с ХОБЛ IV стадии крайне-тяжелого течения — 85 человека (85 %). Согласно референсным значениям, наличие дефицита витамина D оценивалось — 25(OH)D <20 нг/мл; недостаточность витамина D — 25(OH)D 20–30 нг/мл; нормальное содержание витамина D >30 нг/мл (Holick M. F. et al., 2011).

Уровень магния в сыворотке крови измеряли у всех больных с обострением ХОБЛ при поступлении. Уровень магния в сыворотке <0,66 ммоль/л считался гипомагниемией, нормальное содержание магния в крови — 0,66–1.07 ммоль/л (Громова О. А. и др., 2014).

Статистический анализ проводился с помощью программы STATISTICA 13.3 (разработчик — StatSoft.Inc). Все значения в тексте представлены как среднее арифметическое вариационного ряда ошибки среднего (M±m). В качестве статистической гипотезы использовались значения с р<0,05 (с уровнем достоверности 95 %).

Результаты и обсуждения: Средний уровень витамина D среди всех обследованных больных составил 34,18 ± 17,41 нг/мл (95 %ДИ 30,72–37,63).

У 36 % больных был выявлен пониженный уровень витамина D. При этом у 11 % больных наблюдалась недостаточность витамина D, а у 25 % больных был выявлен дефицит витамина D.

В проведенном исследовании было выявлено, что уровень витамина D меняется в зависимости от стадии ХОБЛ. Различие уровня витамина D в зависимости от стадии ХОБЛ представлено в таблице 1.

Таблица 1

Уровень витамина D в зависимости от стадии ХОБЛ

Показатель	Категории	Витамин D в крови (нг/мл)
		M ± SD	95 % ДИ	n
Стадия ХОБЛ	ХОБЛ III	37,56 ± 18,59	27,27–47,86	15
	ХОБЛ IV	33,58 ± 17,24	29,86–37,30	85

Среди пациентов с ХОБЛ III недостаточность витамина D была выявлена в 13,3 % (2) случаев, при этом дефицит витамина D встречался у 20 % (3) пациентов. У пациентов с ХОБЛ IV недостаточность витамина D наблюдалась в 10,6 % случаев (9), а дефицит витамина D был выявлен у 25,9 % (22) (рис. 1).

Рис. 1. Уровень витамина D среди пациентов ХОБЛ III и ХОБЛ IV

Средний уровень магния среди всех обследованных больных составил 0,65 ± 0,08 ммоль/л (95 %ДИ 0,64–0,67). У 46 % больных был выявлен дефицит магния.

В проведенном исследовании было выявлено, что уровень магния также меняется в зависимости от стадии ХОБЛ. Различие уровня магния в зависимости от стадии ХОБЛ представлено в таблице 2.

Таблица 2

Уровень магния в зависимости от стадии ХОБЛ

Показатель	Категории	Магний в крови (ммоль/л)
		M ± SD	95 % ДИ	n
Стадия ХОБЛ	ХОБЛ III	0,67 ± 0,08	0,62–0,71	15
	ХОБЛ IV	0,65 ± 0,08	0,64–0,67	85

Среди пациентов с ХОБЛ III дефицит магния встречался у 26,7 % (4) пациентов. У пациентов с ХОБЛ IV дефицит магния был выявлен у 49,4 % (42) (рис. 2).

Рис. 2. Уровень магния среди пациентов ХОБЛ III и ХОБЛ IV

Результаты нашего исследования подчеркивают высокую частоту обнаружения дефицитов витамина D и магния среди пациентов, страдающих от хронической обструктивной болезни легких, что соответствует выводам предыдущих исследований. Согласно работе Janssens W., у 33–77 % пациентов с ХОБЛ наблюдается дефицит витамина D [14]. В других источниках отмечается, что доля пациентов с дефицитом витамина D может достигать до 83,6 % [21]. Метаанализ пяти исследований показывает статистически значимое снижение уровня витамина D в крови у пациентов с ХОБЛ по сравнению со здоровыми лицами [4]. Согласно имеющимся данным, дефицит витамина D может увеличивать риск развития ХОБЛ почти в два раза, при этом вероятность тяжелого протекания болезни увеличивается в три раза. Кроме того, уровень витамина D коррелирует со степенью обструкции у пациентов с ХОБЛ, при этом у тех, у кого наблюдается более низкое значение ОФВ1и более высокая ежегодная динамика снижения этого показателя, отмечается более низкий уровень витамина D [1, 15, 17, 21, 25].

Дефицит магния также является распространенным явлением у пациентов с ХОБЛ. В многих исследованиях отмечается связь между дефицитом магния и ухудшением функции легких, а также увеличением частоты обострений при ХОБЛ [22, 23, 9, 20].

Наше исследование также подтверждает данные теории. Нами было выявлено, что дефицитные состояния наиболее часто встречаются у больных с более тяжелым течением ХОБЛ. Все это указывает на необходимость уделять больше внимания данной проблеме в клинической практике, включая раннюю диагностику и комплексный подход к лечению этих пациентов, включая нормализацию дефицитных состояний.

Выводы: Среди больных ХОБЛ наблюдается высокая частота встречаемости низкого содержания витамина D и магния в крови. Наиболее низкие показатели витамина D и магния наблюдаются у пациентов с ХОБЛ IV.

Частота встречаемости дефицита витамина D повышается в зависимости от стадии ХОБЛ. Частота встречаемости дефицита витамина D у больных ХОБЛ IV превышает частоту встречаемости дефицита у больных ХОБЛ III. У больных ХОБЛ III дефицит витамина D встречался у 20 % пациентов, а у пациентов с ХОБЛ IV — у 25,9 %.

Частота встречаемости дефицита магния также была выше у больных ХОБЛ IV. Среди пациентов с ХОБЛ III дефицит магния встречался у 26,7 % пациентов. У пациентов с ХОБЛ IV дефицит магния был выявлен у 49,4 %

Таким образом, дефицитные состояния могут быть связаны с тяжестью течения ХОБЛ. Именно поэтому для успешного лечения и реабилитации пациентов с ХОБЛ следует проводить диагностику содержания данных показателей для раннего выявления и оценки выраженности низкого содержания витамина D и магния в крови с последующей коррекцией выявленных нарушений. Это может улучшить результаты лечения, сократить количество обострений, снизить прогрессирование заболевания и риски летального исхода.

Литература:

1. Аверина И. А., Сергиенко Д. Ф., Дугугиева О. С., Гаджиев Р. М. Хронические заболевания легких в контексте иммуногенетического влияния витамина D // Успехи современной науки. ‒ 2017. ‒ Т. 24, No 4. ‒ С. 209–218.
2. Ахметова А. А. Полиморфизм FOKI, TAGI, BSMI, APAI и CDX2 рецептора витамина D (VDR) с восприимчивостью к туберкулезу легких: сравнительный анализ // Вестник КГМА им. И. К. Ахунбаева. ‒ 2018. ‒ No 4. ‒ С. 17–23.
3. Гладкевич А. В. и др. Роль магния в патогенезе депрессивных расстройств, некоторых коморбидных заболеваний и способы их коррекции //Журнал Гродненского государственного медицинского университета. — 2015. — №. 4 (52). — С. 15–25
4. Громова О. А., Торшин И. Ю., Мартынов А. И. Роль обеспеченности витамином Д в регуляции иммунитета и в обеспечении противоинфекционной защиты у взрослых // Терапия. ‒ 2017. ‒ No 6 (16). ‒ С. 81–88
5. Громова О. А., Торшин И. Ю., Томилова И. К., Гилельс А. В. Метаболиты витамина D: роль в диагностике и терапии витамин D-зависимой патологии // Практическая медицина. ‒ 2017. ‒ No 5 (106). ‒ С. 4–10.,
6. Иванцова Н. Л., Белякова А. Г., Дмитриевская М. И. Обоснование использования витамина Д у больных ХОБЛ с целью коррекции иммунологических показателей // Таврический медико-биологический вестник. — 2014. ‒ Т. 17, No 4. ‒ С. 29–31
7. Купаев В. И., Нурдина М. С., Лимарева Л. В. Дефицит витамина D как фактор риска неконтролируемого течения бронхиальной астмы // Пульмонология. ‒ 2017. ‒ Т. 27, No 5. ‒ С. 624–628
8. Altura, B. M. Role of brain [Mg2+] in alcohol-induced hemorrhagic stroke in a rat model: a 31P-NMR in vivo study / B. M. Altura [et al.] // Alcohol. — 1995. — No 12. — P. 131–136
9. Aziz H. S. et al. Serum magnesium levels and acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease: a retrospective study //Annals of Clinical & Laboratory Science. — 2005. — Т. 35. — №. 4. — С. 423–427.
10. Burkes RM, Ceppe AS, Doerschuk CM, et al. Associations Among 25-Hydroxyvitamin D Levels, Lung Function, and Exacerbation Outcomes in COPD: An Analysis of the SPIROMICS Cohort — 2020 — Т. 157 — С. 856–865.
11. Ferrari R. et al. The relationship between Vitamin D status and exacerbation in COPD patients–a literature review //Respiratory Medicine. — 2018. — Т. 139. — С. 34–38
12. Forli L. et al. Vitamin D deficiency, bone mineral density and weight in patients with advanced pulmonary disease //Journal of internal medicine. — 2004. — Т. 256. — №. 1. — С. 56–62.
13. Garcia-Aymerich J. et al. Lung function impairment, COPD hospitalisations and subsequent mortality //Thorax. — 2011. — Т. 66. — №. 7. — С. 585–590.
14. Janssens W. et al. Vitamin D deficiency is highly prevalent in COPD and correlates with variants in the vitamin D-binding gene //Thorax. — 2010. — Т. 65. — №. 3. — С. 215–220.
15. Jorde I. et al. Association of serum vitamin D levels with disease severity, systemic inflammation, prior lung function loss and exacerbations in a cohort of patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) //Journal of Thoracic Disease. — 2021. — Т. 13. — №. 6. — С. 3597
16. Kunisaki K. M., Niewoehner D. E., Connett J. E. Vitamin D levels and risk of acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease: a prospective cohort study //American journal of respiratory and critical care medicine. — 2012. — Т. 185. — №. 3. — С. 286–290.
17. Makarevich А. E. Effects of vitamin D3 in obstructive lung diseases (review) // Практикуючий лiкар. ‒ 2017. ‒ Т. 6. — № 1. ‒ С. 21–31
18. Malinovschi A. et al. Severe vitamin D deficiency is associated with frequent exacerbations and hospitalization in COPD patients //Respiratory research. — 2014. — Т. 15. — С. 1–8.
19. Martineau A. R. et al. Vitamin D3 supplementation in patients with chronic obstructive pulmonary disease (ViDiCO): a multicentre, double-blind, randomised controlled trial //The lancet Respiratory medicine. — 2015. — Т. 3. — №. 2. — С. 120–130.
20. McKeever T. M. et al. A multivariate analysis of serum nutrient levels and lung function //Respiratory research. — 2008. — Т. 9. — С. 1–10.
21. Mekov E. et al. Vitamin D deficiency and insufficiency in hospitalized COPD patients //PLoS One. — 2015. — Т. 10. — №. 6. — С. e0129080
22. Postnikova L. B. et al. Significance of biochemical parameters of saliva in the diagnosis of chronic obstructive pulmonary disease at exacerbation //Klinicheskaia Laboratornaia Diagnostika. — 2004. — №. 10. — С. 16–18.
23. Ruljančić N. et al. COPD: magnesium in the plasma and polymorphonuclear cells of patients during a stable phase //COPD: Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. — 2007. — Т. 4. — №. 1. — С. 41–47.
24. Song W. J., Chang Y. S. Magnesium sulfate for acute asthma in adults: a systematic literature review //Asia Pacific Allergy. — 2012. — Т. 2. — №. 1. — С. 76–85.
25. Zhu B. et al. Vitamin D deficiency is associated with the severity of COPD: a systematic review and meta-analysis //International journal of chronic obstructive pulmonary disease. — 2015. — С. 1907–1916
26. Zhu M. et al. The association between vitamin D and COPD risk, severity, and exacerbation: an updated systematic review and meta-analysis //International journal of chronic obstructive pulmonary disease. — 2016. — С. 2597–2607.