Vitamin D and childhood disability: diseases of the musculoskeletal system and connective tissue in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra
AbstractVitamin D deficiency is more prevalent among children with musculoskeletal and connective tissue disorders (MSCTD), which plays a significant role in childhood disability, which ranks sixth in the structure of childhood disability in the Russian Federation.
The aim of the research was to study of the relationship between the incidence of childhood disability associated with MSCTD and the state of vitamin D status of the population living in the territory of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Ugra.
Material and methods. A correlation analysis was carried out between the level of childhood disability (that arose in connection with MSCTD in children aged 0–17 years in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra in 2021) and the prevalence of severe vitamin D deficit [serum 25(OH)D <10 ng/ml] among the population (12 city and 5 district municipalities), using the INVITRO-Ural LLC database (31 595 anonymized measurements of vitamin D level in Ugra residents). In addition, a correlation analysis was conducted between the total incidence of certain types of MSCTD in the constituent entities of the Russian Federation and the geographical latitude of the administrative center of the subjects of the Federation.
Results. In the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra, the frequency of childhood disability resulting from MSCTD is associated with a statistically stable (p=0.01) directly proportional relationship with the prevalence of severe vitamin D deficit in the residents of the municipality territory. In the Russian Federation, the dependence of the general morbidity of MSCTD in children (arthropathy, juvenile arthritis, and damage to the tendon synovial membranes) is very stable (p<0.0001) directly proportional associated with the geographical latitude of the territory. This indicates the impact of reduced levels of ultraviolet radiation and, accordingly, the average blood level of vitamin D in the population high in latitudes, along with other reasons, on human health.
Conclusion. Low levels of vitamin D have a negative impact on the activity of MSCTD in children and the associated disability. To justify the recommended daily dose and duration of vitamin D intake, which in some cases can reduce the activity of MSCTD, it is necessary to measure its initial level in the blood serum of patients at risk.
Keywords: vitamin D; children; childhood disability; diseases of the musculoskeletal system and connective tissue
Funding. The study had no sponsorship.
Conflict of interest. The authors declare that there is no conflict of interest.
Contrution. Concept and design of the study – Krivosheev V.V.; data collection and processing – Krivosheev V.V., Kozlovsky I.V.; writing of the text – Krivosheev V.V., Fedorov A.V.; editing – Krivosheev V.V.; approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article – all authors.
Acknowledgements. The authors thank the employees of INVITRO-Ural LLC for the free database of serum 25(OH)D concentrations in the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Ugra population.
For citation: Krivosheev V.V., Kozlovsky I.V., Fedorov A.V. Vitamin D and childhood disability: diseases of the musculoskeletal system and connective tissue in the Khanty-Mansi Autonomous Okrug – Ugra. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2024; 93 (4): 84–91. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2024-93-4-84-91 (in Russian)
References
1. Madrid-García A., León-Mateos L., Pato E., Jover J.A., Fernández-Gutiérrez B., Abasolo L., et al. Predictors of health-related quality of life in musculoskeletal disease patients: a longitudinal analysis. Ther Adv Musculoskelet. Dis. 2021. Vol. 13: 1759720X211034063. DOI: https://doi.org/10.1177/1759720X211034063
2. Dmitrieva M.V. Structure of children’s disability and effectiveness of rehabilitation in the conditions of the center for children with disabilities. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education]. 2016; (4): 117. DOI: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25075 (in Russian)
3. Nieradko-Iwanicka B., Iwanicki J.A. Musculoskeletal diseases as the basis for issuing disability certificates for children. Reumatologia. 2023; 61 (2): 97–103. DOI: https://doi.org/10.5114/reum/163095
4. Wu C.Y., Yang H.Y., Luo S.F., Huang J.L., Lai J.H. Vitamin D supplementation in patients with juvenile idiopathic arthritis. Nutrients. 2022; 14 (8): 1538. DOI: https://doi.org/10.3390/nu14081538
5. Stawicki M.K., Abramowicz P., Sokolowska G., Wołejszo S., Grant W.B., Konstantynowicz J. Can vitamin D be an adjuvant therapy for juvenile rheumatic diseases? Rheumatol Int. 2023; 43: 1993–2009. DOI: https://doi.org/10.1007/s00296-023-05411-5
6. Grammatikopoulou M.G., Gkiouras K., Syrmou V., Vassilakou T., Simopoulou T., Katsiari C.G., et al. Nutritional aspects of juvenile idiopathic arthritis: an A to Z for dietitians. Children (Basel). 2023; 10 (2): 203. DOI: https://doi.org/10.3390/children10020203
7. Dorji S., Yangchen S., Chuki P. Prevalence of vitamin D deficiency in patients with autoimmune rheumatic diseases visiting the rheumatology clinic at the National Referral Hospital, Bhutan. SAGE Open Med. 2024; 12: 20503121231223313. DOI: https://doi.org/10.1177/20503121231223313
8. Kodentsova V.M., Mendel’ O.I., Khotimchenko S.A., Baturin A.K., Nikityuk D.B., Tutelyan V.A. Physiological need and effective doses of vitamin D for correction of vitamin D deficiency. Current state of the problem. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2017; 86 (2): 47–62. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00033
9. Kondratyeva E.I., Odinaeva N.D., Klimov L.Y., Podchernyaeva N.S., Ilenkova N.I., Dolbnya S.V., et al. Vitamin D status among children with juvenile idiopathic arthritis: a multicenter prospective, non-randomized, comparative study. Front Pediatr. 2022; 10: 915943. DOI: https://doi.org/10.3389/fped.2022.915943
10. Health of the population of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra. At the end of 2021. In: Statistical materials. Department of Health of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra. Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug – Yugra Medical Information and Analytical Center. Khanty-Mansiysk, 2022 URL: https://dzhmao.admhmao.ru/upload/iblock/3d7/ld0bjq0e2z90pzdkcg9x7ldzgp558k88/sbor22.07.222.docx (date of access April 11, 2024) (in Russian)
11. Health Care in Russia. Federal State Statistics Service. Appendix to the Collection (information broken down by constituent entities of the Russian Federation), 2023 URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13218 (date of access April 11, 2024) (in Russian)
12. Krivosheev V.V., Kozlovsky I.V., Nikitina L.Yu. Influence of vitamin D deficiency on morbidity and mortality of the population of the northern territories of Russia. Sanitarniy vrach [Sanitary Doctor]. 2023; (4): 242–56. DOI: https://doi.org/10.33920/med-08-2304-05 (in Russian)
13. Çomak E., Doğan Ç.S., Uslu-Gökçeoğlu A., Akbaş H., Özdem S., Koyun M., et al. Association between vitamin D deficiency and disease activity in juvenile idiopathic arthritis. Turk J Pediatr. 2014; 56 (6): 626–31. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26388593/#full-view-affiliation-1
14. Shevchenko N., Khadzhynova Y. Juvenile idiopathic arthritis and vitamin D status in Ukrainian patients. Georgian Med News. 2019; 294: 88–91. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31687956/#full-view-affiliation-1
15. Nandi M., Mullick M.A.S., Nandy A., Samanta M., Sarkar S., Sabui T.K. Evaluation of vitamin D profile in juvenile idiopathic arthritis. Mod Rheumatol. 2022; 32 (4): 792–6. DOI: https://doi.org/10.1093/mr/roab053
16. Vojinovic J., Cimaz R. Vitamin D – update for the pediatric rheumatologists. Pediatr Rheumatol Online J. 2015; 13: 18. DOI: https://doi.org/10.1186/s12969-015-0017-9
17. Giustina A., Adler R.A., Binkley N., Bollerslev J., Bouillon R., Dawson-Hughes B., et al. Consensus statement from 2nd International Conference on Controversies in Vitamin D. Rev Endocr Metab Disord. 2020; 21 (1): 89–16. DOI: https://doi.org/10.1007/s11154-019-09532-w
18. Pelajo C.F., Lopez-Benitez J.M., Miller L.C. 25-hydroxyvitamin D levels and vitamin D deficiency in children with rheumatologic disorders and controls. Rheumatology. 2011; 38 (9): 2000–4. DOI: https://doi.org/10.3899/jrheum.110123
19. Islam M.A., Khandker S.S., Alam S.S., Kotyla P., Hassan R. Vitamin D status in patients with systemic lupus erythematosus (SLE): A systematic review and meta-analysis. Autoimmun Rev. 2019; 18 (11): 102392. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autrev.2019.10239
20. Di Franco M., Barchetta I., Iannuccelli C., Gerardi M.C., Frisenda S., Ceccarelli F., et al. Hypovitaminosis D in recent onset rheumatoid arthritis is predictive of reduced response to treatment and increased disease activity: a 12 month follow-up study. BMC Musculoskelet Disord. 2015; 16 (53). DOI: https://doi.org/10.1186/s12891-015-0505-6
21. Macdonald H.M., Mavroeidi A., Fraser W.D., Darling A.L., Black A.J., Aucott L., et al. Sunlight and dietary contributions to the seasonal vitamin D status of cohorts of healthy postmenopausal women living at northerly latitudes: a major cause for concern? Multicenter study. Osteoporos Int. 2011; 9: 2461–72. DOI: https://doi.org/10.1007/s00198-010-1467-z
22. Makris K., Bhattoa H.P., Cavalier E., Phinney K., Sempos C.T., Ulmer C.Z., et al. Recommendations on the measurement and the clinical use of vitamin D metabolites and vitamin D binding protein – a position paper from the IFCC Committee on bone metabolism. Clin Chim Acta. 2021; 517: 171–97. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cca.2021.03.002
23. Aspell N., Laird E., Healy M., Shannon T., Lawlor B., O’Sullivan M. The prevalence and determinants of vitamin D status in community-dwelling older adults: results from the English Longitudinal Study of Ageing (ELSA). Nutrients. 2019; 11 (6): 1253. DOI: https://doi.org/10.3390/nu11061253
24. Smirnova D.V., Rehm C.D., Fritz R.D., Kutepova I.S., Soshina M.S., Berezhnaya Y.A. Vitamin D status of the Russian adult population from 2013 to 2018. Sci Rep. 2022; 12 (1): 16604. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21221-4
Согласованное заявление Второй международной конференции по спорным моментам в отношении витамина D гласит, что прием в суточной дозе 4000 МЕ является безопасным верхним уровнем потребления витамина D [17]. При этом краткосрочное применение более высоких доз (до 10 000 МЕ/сут), вероятно, не будет сопровождаться осложнениями и не приведет к повышению уровня 25(OH)D в сыворотке крови выше 100 нг/мл. Применение даже достаточно высокой дозировки витамина D (4000-10 000 МЕ/сут) при некоторых заболеваниях может быть недостаточным для лечения пациентов, которым требуются значительно более высокие суточные дозы витамина D. Рекомендованная дозировка также может оказаться недостаточной для лиц с выраженным дефицитом витамина D, которым могут быть показания к быстрому повышению уровня путем использования более высоких доз в краткосрочной перспективе [17]. Разумеется, для того чтобы дать обоснованные рекомендации по терапевтическому применению препаратов витамина D, необходим мониторинг его начального уровня [14, 18-20].
Концентрация витамина D в сыворотке крови человека напрямую зависит от воздействия ультрафиолетового излучения солнца. Несколько факторов окружающей среды, таких как широта, высота над уровнем моря, время года и преобладающие погодные условия, определяют, доступен ли солнечный свет достаточной силы, чтобы стимулировать превращение 7-дегидрохолестерина в коже в холекальциферол. Это приводит к сезонным колебаниям уровня 25(OH)D и эффекту, основанному на географическом местоположении, в котором проживает человек (расстояние от экватора и высота над уровнем моря) [22]. Поскольку до 80-90% выработки холекальциферола (витамина D3) в эпидермисе человека приходится на долю ультрафиолетового излучения в диапазоне 290-315 нм [21], в высоких широтах чаще отмечается пониженный уровень и более значительная распространенность дефицита и глубокого дефицита витамина D.
Так, у жителей юга Англии (по сравнению с жителями северных территорий) наблюдается более низкий риск дефицита витамина D (оценка риска 0,78), даже после корректировки на социально-экономические и традиционные предикторы (ожирение, возраст, образ жизни и т.д.) [23].
В масштабном исследовании Д.В. Смирновой и соавт. использованы данные о лицах, проходивших тестирование на концентрацию витамина D в сыворотке крови с 2013 по 2018 г. в лабораториях ООО "ИНВИТРО" в Российской Федерации (n=30 040, возраст старше 18 лет). Наблюдалась нелинейная зависимость обеспеченности витамином D от широты. Самые высокие концентрации 25(OH)D отмечались вблизи 54 °с. ш., снижаясь в более южных широтах для женщин (в том числе Северный Кавказ) и в более северных широтах для обоих полов. У мужчин совершенно очевидна тенденция роста распространенности дефицита и глубокого дефицита в более высоких широтах [24].
Полученные нами закономерности, проиллюстрированные рис. 3-5, согласуются с приведенными выше результатами исследований зарубежных и отечественных ученых и говорят о том, что население северных территорий имеет в среднем более низкий уровень витамина D в сыворотке крови, что сопровождается ростом уязвимости к заболеванию КМС и СТ.
Заключение
Результаты проведенного исследования свидетельствуют о том, что в муниципальных образованиях ХМАО-Югры повышение распространенности глубокого дефицита витамина D сопровождается ростом детской инвалидности, связанной с заболеваниями КМС и СТ. В Российской Федерации в целом отмечается тенденция роста общей заболеваемости КМС и СТ среди детей и подростков, проживающих в более высоких широтах, что наряду с другими причинами также связано со снижением влияния ультрафиолетового излучения и выработкой меньшего количества витамина D в коже человека.
В связи с этим проблеме профилактики заболеваемости КМС и СТ среди детей и подростков, особенно острой для населения северных территорий, следует уделять более пристальное внимание как работникам медицинских учреждений, так и сотрудникам органов здравоохранения всех уровней - от муниципального до федерального. Решение этой проблемы возможно только при условии своевременного мониторинга обеспеченности витамином D, и при обнаружении дефицита и/или недостаточной концентрации кальцидиола в сыворотке крови пациентов - приема витамина D для поддержания концентрации 25(OH)D на достаточном уровне (≥30 нг/мл).
Литература
1. Madrid-García A., León-Mateos L., Pato E., Jover J.A., Fernández-Gutiérrez B., Abasolo L. et al. Predictors of health-related quality of life in musculoskeletal disease patients: a longitudinal analysis // Ther. Adv. Musculoskelet. Dis. 2021. Vol. 13. Article ID 1759720X211034063. DOI: https://doi.org/10.1177/1759720X211034063
2. Дмитриева М.В. Структура детской инвалидности и эффективность реабилитации в условиях центра для детей с ограниченными возможностями // Современные проблемы науки и образования. 2016. № 4. C. 117. DOI: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25075
3. Nieradko-Iwanicka B., Iwanicki J.A. Musculoskeletal diseases as the basis for issuing disability certificates for children // Reumatologia. 2023. Vol. 61, N 2. P. 97-103. DOI: https://doi.org/10.5114/reum/163095
4. Wu C.Y., Yang H.Y., Luo S.F., Huang J.L., Lai J.H. Vitamin D supplementation in patients with juvenile idiopathic arthritis // Nutrients. 2022. Vol. 14, N 8. P. 1538. DOI: https://doi.org/10.3390/nu14081538
5. Stawicki M.K., Abramowicz P., Sokolowska G., Wołejszo S., Grant W.B., Konstantynowicz J. Can vitamin D be an adjuvant therapy for juvenile rheumatic diseases? // Rheumatol. Int. 2023. Vol. 43. P. 1993-2009. DOI: https://doi.org/10.1007/s00296-023-05411-5
6. Grammatikopoulou M.G., Gkiouras K., Syrmou V., Vassilakou T., Simopoulou T., Katsiari C.G. et al. Nutritional aspects of juvenile idiopathic arthritis: an A to Z for dietitians // Children (Basel). 2023. Vol. 10, N 2. P. 203. DOI: https://doi.org/10.3390/children10020203
7. Dorji S., Yangchen S., Chuki P. Prevalence of vitamin D deficiency in patients with autoimmune rheumatic diseases visiting the rheumatology clinic at the National Referral Hospital, Bhutan // SAGE Open Med. 2024. Vol. 12. Article ID 20503121231223313. DOI: https://doi.org/10.1177/20503121231223313
8. Коденцова В.М., Мендель О.И., Хотимченко С.А., Батурин А.К., Никитюк Д.Б., Тутельян В.А. Физиологическая потребность и эффективные дозы витамина D для коррекции его дефицита. Современное состояние проблемы // Вопросы питания. 2017. Т. 86, № 2. С. 47-62. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2017-00033
9. Kondratyeva E.I., Odinaeva N.D., Klimov L.Y., Podchernyaeva N.S., Ilenkova N.I., Dolbnya S.V. et al. Vitamin D status among children with juvenile idiopathic arthritis: a multicenter prospective, non-randomized, comparative study // Front. Pediatr. 2022. Vol. 10. Article ID 915943. DOI: https://doi.org/10.3389/fped.2022.915943
10. Здоровье населения Ханты-Мансийского автономного округа - Югры по итогам 2021 года // Статистические материалы. Департамент здравоохранения ХМАО - Югры. БУ ХМАО - Югры "Медицинский информационно-аналитический центр". Ханты-Мансийск, 2022. URL: https://dzhmao.admhmao.ru/upload/iblock/3d7/ld0bjq0e2z90pzdkcg9x7ldzgp558k88/sbor22.07.222.docx (дата обращения 11.04.2024).
11. Здравоохранение в России. Федеральная служба государственной статистики. Приложение к сборнику (информация в разрезе субъектов Российской Федерации), 2023. URL: https://rosstat.gov.ru/folder/210/document/13218 (дата обращения 11.04.2024).
12. Кривошеев В.В., Козловский И.В., Никитина Л.Ю. Влияние дефицита витамина D на заболеваемость и смертность населения северных территорий России // Санитарный врач. 2023. № 4. С. 242-256. DOI: https://doi.org/10.33920/med-08-2304-05
13. Çomak E., Doğan Ç.S., Uslu-Gökçeoğlu A., Akbaş H., Özdem S., Koyun M. et al. Association between vitamin D deficiency and disease activity in juvenile idiopathic arthritis // Turk. J. Pediatr. 2014. Vol. 56, N 6. P. 626-631. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26388593/#full-view-affiliation-1
14. Shevchenko N., Khadzhynova Y. Juvenile idiopathic arthritis and vitamin D status in Ukrainian patients // Georgian Med. News. 2019. Vol. 294. P. 88-91. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31687956/#full-view-affiliation-1
15. Nandi M., Mullick M.A.S., Nandy A., Samanta M., Sarkar S., Sabui T.K. Evaluation of vitamin D profile in juvenile idiopathic arthritis // Mod. Rheumatol. 2022. Vol. 32, N 4. P. 792-796. DOI: https://doi.org/10.1093/mr/roab053
16. Vojinovic J., Cimaz R. Vitamin D - update for the pediatric rheumatologists // Pediatr. Rheumatol. Online J. 2015. Vol. 13. P. 18. DOI: https://doi.org/10.1186/s12969-015-0017-9
17. Giustina A., Adler R.A., Binkley N., Bollerslev J., Bouillon R., Dawson-Hughes B. et al. Consensus statement from 2nd International Conference on Controversies in Vitamin D // Rev. Endocr. Metab. Disord. 2020. Vol. 21, N 1. P. 89-116. DOI: https://doi.org/10.1007/s11154-019-09532-w
18. Pelajo C.F., Lopez-Benitez J.M., Miller L.C. 25-hydroxyvitamin D levels and vitamin D deficiency in children with rheumatologic disorders and controls // Rheumatology. 2011. Vol. 38, N 9. P. 2000-2004. DOI: https://doi.org/10.3899/jrheum.110123
19. Islam M.A., Khandker S.S., Alam S.S., Kotyla P., Hassan R. Vitamin D status in patients with systemic lupus erythematosus (SLE): a systematic review and meta-analysis // Autoimmun. Rev. 2019. Vol. 18, N 11. Article ID 102392. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autrev.2019.10239
20. Di Franco M., Barchetta I., Iannuccelli C., Gerardi M.C., Frisenda S., Ceccarelli F. et al. Hypovitaminosis D in recent onset rheumatoid arthritis is predictive of reduced response to treatment and increased disease activity: a 12 month follow-up study // BMC Musculoskelet. Disord. 2015. Vol. 16, N 53. DOI: https://doi.org/10.1186/s12891-015-0505-6
21. Macdonald H.M., Mavroeidi A., Fraser W.D., Darling A.L., Black A.J., Aucott L. et al. Sunlight and dietary contributions to the seasonal vitamin D status of cohorts of healthy postmenopausal women living at northerly latitudes: a major cause for concern? Multicenter study // Osteoporos. Int. 2011. Vol. 9. P. 2461-2472. DOI: https://doi.org/10.1007/s00198-010-1467-z
22. Makris K., Bhattoa H.P., Cavalier E., Phinney K., Sempos C.T., Ulmer C.Z. et al. Recommendations on the measurement and the clinical use of vitamin D metabolites and vitamin D binding protein - a position paper from the IFCC Committee on bone metabolism // Clin. Chim. Acta. 2021. Vol. 517. P. 171-197. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cca.2021.03.002
23. Aspell N., Laird E., Healy M., Shannon T., Lawlor B., O’Sullivan M. The prevalence and determinants of vitamin D status in community-dwelling older adults: results from the English Longitudinal Study of Ageing (ELSA) // Nutrients. 2019. Vol. 11, N 6. P. 1253. DOI: https://doi.org/10.3390/nu11061253
24. Smirnova D.V., Rehm C.D., Fritz R.D., Kutepova I.S., Soshina M.S., Berezhnaya Y.A. Vitamin D status of the Russian adult population from 2013 to 2018 // Sci. Rep. 2022. Vol. 12, N 1. Article ID 16604. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-21221-4
All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)
© GEOTAR-Media Publishing Group. The use of textual and illustrative content from this publication for the training of any artificial intelligence systems - including machine learning models and neural networks - is strictly prohibited without the prior written consent of the copyright holder.