Niedobór witaminy D wydaje się być powszechny i szacowany jest na 30% do 50% populacji ogólnej w krajach Europy i USA (1, 2). Tradycyjnie, hipowitaminozę D wiąże sie z krzywicą u dzieci oraz osteomalacją i osteoporozą u dorosłych. Jednakże obecność receptorów dla witaminy D wykazano w szeregu innych komórek i tkanek poza układem kostnym, w tym w komórkach układu immunologicznego, nerwowych, komórkach beta trzustki, komórkach endotelium naczyniowego i miocytach, w tym komórkach mięśnia sercowego (1, 4). Istnieje także coraz większa liczba dowodów wskazujących na potencjalny niekorzystny wpływ niedoboru witaminy D na ryzyko rozwoju szeregu chorób, w tym niektórych nowotworów, a także chorób metabolicznych i układu sercowo-naczyniowego, co w konsekwencji wiąże stan zaopatrzenia w witaminę D ze wskaźnikami przeżywalności ogólnej (1, 2, 5-7).

Istnieją dwie podstawowe formy witaminy D, ergokalcyferol – witamina D₂, pochodzenia roślinnego oraz cholekalcyferol – witamina D₃ pochodzenia zwierzęcego. Głównym źródłem witaminy D u ludzi jest jej synteza de novo z 7-dehydrosterolu, zachodząca w skórze pod wpływem promieniowania ultrafioletowego UVB, o długości fali 290 mm do 315 mm (1, 4). Zawartość witaminy D w pożywieniu jest ograniczona praktycznie do tłustych, dziko żyjących ryb morskich (dziki łosoś, makrela, tuńczyk, sardynki) (8, 9).

Witamina D, zarówno pochodząca z pożywienia, jak syntetyzowana w skórze, jest następnie hydroksylowana w wątrobie do 25-hydroksywitaminy D (25OHD), która z kolei stanowi substrat do syntezy aktywnej biologicznie 1,25-dwuhydroksywitaminy D (kalcitriol, 1,25(OH)₂D) (1, 2, 4). Jednocześnie, chociaż 1,25(OH)₂D stanowi aktywną biologicznie formę witaminy D, jej stężenie w surowicy nie koreluje ze stanem rzeczywistego zaopatrzenia organizmu w witaminę D, które znacznie lepiej odzwierciedlane jest przez stężenie 25OHD w surowicy (8). Chociaż witamina D była przez dekady klasyfikowana jako witamina, nie budzi obecnie wątpliwości, że kalcitriol jest aktywnym hormonem, przenoszonym drogą krwi i działającym jako ważny czynnik transkrypcyjny w szeregu komórek, tkanek i układów, w tym znacząco oddziałującym na funkcje układu sercowo-naczyniowego (4, 10). Witamina D pośrednio lub bezpośrednio oddziałuje regulacyjnie na szereg genów, w tym na produkcję reniny przez nerki, insuliny przez komórki β trzustki, wzrost i proliferację mięśni gładkich naczyń i serca, a także na czynność limfocytów i makrofagów oraz aktywność układu immunologicznego.

Optymalne zaopatrzenie w witaminę D, określane jako stężenie 25OHD w surowicy, nie zostało dotychczas jednoznacznie określone, jednak wydaje się, że poniżej stężenia 30 ng/ml (75 nmol/l) częstość niekorzystnych zdarzeń zdrowotnych, takich jak upadki, złamania kości czy zapadalność na raka jelita grubego, zaczyna znamiennie wzrastać (5). Jednocześnie, zwraca się obecnie uwagę, że zależność różnorodnych wskaźników zdrowotnych od stężenia 25OHD nie musi być liniowa, a raczej „U-kształtna”, zaś zbyt wysokie stężenie 25OHD może wiązać się ze wzrostem zagrożenia niektórymi nowotworami (zwłaszcza rakiem trzustki), upadkami, złamaniami kości, a także wzrostem ryzyka sercowo-naczyniowego i śmiertelności ogólnej (7). Dane pochodzące z badania epidemiologicznego The Third National Health and Nutrition Survey (NHANES III) wykazały u około 5% mieszkańców USA ciężki niedobór witaminy D (< 10 ng/ml), a u około 60% niedostateczne zaopatrzenie w witaminę D (< 25 ng/ml) (11).

Populacyjna częstość występowania niedoborów witaminy D wzrasta wraz z oddaleniem od równika (z szerokością geograficzną), co wynika z pochłaniania odpowiedzialnego za syntezę skórną witaminy D pasma słonecznego promieniowania UVB przez atmosferę. Dodatkowo, osoby o ciemnej karnacji skóry wymagają większej ekspozycji na światło słoneczne w celu syntezy witaminy D w porównaniu z osobami o jasnej skórze (12). Wygenerowany medialnie w ciągu ostatniej dekady lęk przed nowotworami skóry, który doprowadził do powszechnego, nadmiernego stosowania różnorodnych kosmetyków z filtrami UV i innych strategii unikania światła słonecznego, owocuje dramatycznym ograniczeniem skórnej syntezy witaminy D. Wraz z coraz powszechniejszym siedzącym trybem życia i spędzaniem większości czasu w pomieszczeniach zamkniętych, składa się to na istotny wzrost odsetka osób z niedoborem, niekiedy głębokim, witaminy D. Epidemia otyłości, obserwowana obecnie w krajach cywilizacji zachodniej, stanowi dodatkowy czynnik pogarszający biodostępność witaminy D, sekwestrowanej i wiązanej trwale w tkance tłuszczowej (13). Osoby otyłe wykazują ewidentnie gorszą odpowiedź na naświetlanie UVB w porównaniu z osobami szczupłymi i wymagają co najmniej dwukrotnie większych dawek witaminy D stosowanej w suplementacji doustnej (15). Szczególnie narażone na niedobór witaminy D są osoby w wieku podeszłym, u których zdolność do syntezy skórnej witaminy D jest istotnie zmniejszona (1, 2, 16, 17).

Istnieje wzrastająca liczba dowodów na kluczową rolę witaminy D w rozwoju czynników ryzyka chorób kardiometabolicznych, a zwłaszcza zespołu metabolicznego i cukrzycy typu 2 oraz nadciśnienia tętniczego (1, 2, 19). Ponadto, wyniki badań epidemiologicznych wskazują na narastanie częstości występowania nadciśnienia tętniczego, cukrzycy typu 2 i choroby wieńcowej serca wraz ze zwiększaniem się oddalenia od równika (szerokością geograficzną) i ekspozycją na UVB.

Zaburzenia czynności układu renina-angiotensyna--aldosteron (RAAS) leżą u podstaw patogenezy większości chorób sercowo-naczyniowych (1, 2, 10, 20). Witamina D pełni istotną rolę w regulacji układu RAAS, zaś jej niedobór predysponuje do wzrostu aktywności RAAS, a także przerostu mięśniówki gładkiej naczyń i lewej komory serca (ryc. 1) (10, 21, 22). U ludzi, 1,25(OH)₂D hamuje wydzielanie reniny i prawdopodobnie może obniżać ciśnienie krwi; w pojedynczym badaniu wykazano, że naświetlania UVB do niewielkiego rumienia, 3 x w tygodniu przez 3 miesiące, spowodowały blisko 200% wzrost stężenia 25OHD w surowicy i skorelowany z nim spadek ciśnienia skurczowego i rozkurczowego średnio o 6 mmHg (23). Ponadto, witamina D bezpośrednio wpływa na czynność komórek endothelium naczyniowego, powodując wazodilatację (24-26). W badaniu NHANES III średnie ciśnienie skurczowe było o 3 mm niższe u osób, u których stężenie 25OHD surowicy zawierało się w najwyższym kwartylu, w porównaniu z grupą ze stężeniami 25OHD z najniższego kwartyla (27).