The influence of vitamin D status on anxiety and depression in students in different seasons of the year

• Andrei V. Tarasov
• Rofail’ S. Rakhmanov
• Natalia A. Skoblina
• Bogomolova Elena S.

Abstract

The academic demands and lifestyle of university students contribute to the development of stress, anxiety, and depression, with micronutrient deficiencies, including vitamin D insufficiency, among the contributing risk factors.

The aim of the research was to evaluate the impact of vitamin D status on anxiety and depression in students by season.

Material and methods. A study was conducted in September–October (n=100, including 64 girls and 36 boys) and April–May (n=94, including 70 girls and 24 boys) among students of 1^st–5^th years. Anxiety and depression were assessed using the Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), with scores ≤7 indicating no clinically significant symptoms, 8–10 – subclinical symptoms, and ≥11 – clinically significant symptoms. Plasma 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D] levels were measured using ELISA.

Results. Anxiety and depression were recorded in 25.0 and 11.0% of students in autumn, increasing to 50.0 and 29.8% in spring, respectively. In spring, the prevalence of clinically significant anxiety (from 6.0±2.5 to 25.5±4.5%, p=0.001) and subclinical depression (from 9.0±3.0 to 24.5±4.3%, p=0.001) rose. Median 25(OH)D level was 1.9-fold lower in spring than in autumn (10.16 [8.02; 13.85] vs 19.16 [16.41; 22.90] ng/ml, р<0.001) with no significant gender differences. The prevalence of severe deficiency increased 9.6-fold in spring, while insufficiency decreased 4.9-fold. In spring, the proportion of students with severe vitamin D deficiency increased from 8.4±3.5 to 54.2±6.7% among males and from 3.1±1.8 to 45.7±7.4% among females, while the prevalence of insufficiency decreased from 33.3±8.1 to 8.4±4.5% and from 37.5±7.9 to 7.1±3.6%, respectively. The correlation between vitamin D status and anxiety scores increased from weak to moderate (r =-0.39 to -0.56), and between vitamin D status and depression scores from very weak to moderate (r =-0.22 to -0.52); all correlations were statistically significant, supporting the role of vitamin D status in the development of these conditions.

Conclusion. These findings support the implementation of biochemical screening to identify students with low vitamin D status and the initiation of supplementation at the beginning of the academic year.

Keywords: students; anxiety and depression; vitamin D; autumn, spring

Известно, что фактором риска развития тревожности и депрессии является дефицит микронутриентов [1]. Среди них витамин D [2], который играет важную роль в формировании тревожно-депрессивных расстройств [3].

К наиболее значимым стрессогенным факторам профессиональной деятельности и образа жизни студентов относятся [4] низкая физическая активность [5], высокий уровень психоэмоционального напряжения во время сдачи сессий [6], нерациональное и нерегулярное питание [7], факторы социальной [8] и физиологической адаптации при переезде в целях учебы [9] и др. По данным литературы, имеется связь между регистрацией депрессий и напряженностью обучения в учебном году. Так, в начале года после каникулярного отдыха, домашнего питания, повышающих стрессоустойчивость, при меньшей учебной нагрузке риск развития депрессии менее значителен, чем в конце года. Весенний период характеризуется предыдущим напряженным учебным трудом, подготовкой к сессии, что вызывает психоэмоциональное напряжение [10].

Устойчивость к влиянию на организм комплекса факторов студенческой образовательно-бытовой жизни может быть связана с обеспеченностью организма витамином D. В связи с этим мониторинг обеспеченности организма витамином D в данной социально-демографической группе является актуальной научной задачей [11].

Цель работы - оценка влияния обеспеченности организма витамином D на состояния тревоги и депрессии у студентов по сезонам года.

Материал и методы

Когортное исследование проведено в Калининграде (54°43′ с. ш. 20°30′ в. д.) с добровольным информированным привлечением студентов I-V курсов (n=194) ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта". Обследовали лиц I- II групп здоровья женского (n=134) или мужского пола (n=60). Наблюдение среди различных групп студентов ФГАОУ ВО "БФУ им. И. Канта" проводили дважды: после летних каникул (сентябрь-октябрь, n=100, из них 64 девушки и 36 юношей) и в конце учебного года (апрель-май, n=94, из них 70 девушек и 24 юноши).

Для выявления признаков тревожно-депрессивных состояний проводили тестирование студентов с использованием анкеты "Госпитальная шкала тревоги и депрессии" (HADS): при сумме до 7 баллов - отсутствие достоверно выраженных симптомов тревоги и депрессии (состояние нормы), 8-10 баллов - субклинически, а ≥11 баллов - клинически выраженная тревога, депрессия [12].

В это же время отбирали пробы крови для определения в плазме концентрации промежуточного продукта превращения витамина D - 25-OH витамина D [25(OH) D] с помощью иммуноферментного анализа с использованием тест-систем 25-OH Vitamin D ELISA (Euroimmun, Германия) и микропланшетного ридера AMR-100 (ALLSHENG, Китай). Результаты ранжировали по степени: выраженный дефицит, дефицит, недостаточность, оптимальный уровень [13].

Статистическую обработку полученных данных проводили при помощи программы Statistica 10.0 (StatSoft 10.0.1011 Eneterpise [Ru]). Для определения характера распределения использовали критерий Колмогорова-Смирнова. Поскольку полученные данные обследований как осенью, так и весной (по отдельности) имели распределение, отличное от нормального, для оценки достоверности различий зависимых и независимых величин применяли критерий Манна-Уитни. Статистически значимыми различия принимали при р≤0,05. Результаты представляли в виде P±σ_p (где Р - процентная доля, σ_p - стандартное отклонение процентной доли) и Me [Q25; Q75], где Ме - медиана, [Q25; Q75] - межквартильный интервал. Для выявления связи между D-витаминной обеспеченностью и характеристикой тревожно-депрессивного состояния организма рассчитывали коэффициент корреляции Спирмена в целом по когорте студентов, а также по сезонам года.

Результаты

Как показали результаты тестирования по сезонам года на наличие тревоги, а также депрессии, значения в баллах осенью были достоверно меньшими, чем весной, на 2,5 единицы. Среди лиц, у которых отсутствовала тревога, значения баллов по сезонам обследования не имели статистически значимых различий, а при их наличии обнаруживались.

При тестировании на депрессию сумма баллов у лиц с нормой нарастала, но при их наличии статистически значимые различия отсутствовали. Однако осенью клиническая форма депрессии была выявлена у 2 студентов, а весной - у 5 (табл. 1).

Доля лиц, у которых была выявлена тревога в весенний сезон года, была в 1,5 раза больше, чем в осенний. При этом статистически значимые различия были установлены только при клинически выраженной форме - она регистрировалась в 4,3 раза чаще. Доля лиц с признаками депрессии по сезонам года также имела статистически значимые различия. Однако они выявлялись при наличии субклинических признаков: весной доля лиц с ними была больше в 2,7 раза (табл. 2).

У студентов в весенний сезон года концентрация в крови 25(ОН)D была ниже, чем в осенний, в 1,9 раза (табл. 3). При этом ни в один оцениваемый период года статистически значимых различий в показателях 25(ОН) D между группами мужского и женского пола не установлено (соответственно р=0,208 и р=0,472) (см. рисунок). Однако у лиц мужского пола уровень 25(ОН) D в весенний отбор был статистически значимо ниже, чем в осенний, в 2,2 раза (р<0,001), а среди девушек - в 1,9 раза (р<0,001).

В структуре обеспеченности организма витамином D осенью у студентов превалировали недостаточность и дефицит, а весной - дефицит и выраженный дефицит. При этом значительно нарастала доля лиц с выраженным дефицитом (в 9,6 раза), в 4,9 раза снижалась с недостаточностью. Доля лиц с оптимальным уровнем в каждый сезон была незначительной, но весной она была минимальной.

Оказалось, что у студентов мужского пола доля лиц с выраженным дефицитом витамина D весной была выше в 6,5 раза по сравнению с осенним периодом, у женского пола - в 14,7 раза; с недостаточностью - соответственно меньше в 4,0 и 5,3 раза. Оптимальный уровень витамина D в мужской группе не регистрировался осенью, в женской - весной. Вместе с тем статистически значимых различий в структуре форм обеспеченности организма данным витамином у лиц разного пола не определено (см. табл. 3).

Между концентрацией 25(ОН)D в плазме крови и выраженностью тревоги, а также депрессии в различные сезоны года обнаружена обратная статистически значимая корреляционная связь. При этом коэффициент корреляции весной был выше соответственно в 1,4 и 2,4 раза, а слабая (очень слабая) сила связи возрастала до средней (табл. 4).

Обсуждение

Период студенчества связан с высоким риском развития стресса и депрессии [4], патогенез их развития многокомпонентен [5-9]. Развитие подобных психоэмоциональных состояний может быть связано с дефицитной обеспеченностью организма витамином D: появляется все больше доказательств того, что насыщенность организма этим витамином может быть связана с психическим здоровьем человека [15]. Установлена корреляционная связь между концентрацией витамина D в крови и выраженностью депрессии [16-18]. В частности, у лиц с уровнем витамина D в крови <20 нг/мл чаще диагностируются депрессия и тревога [19, 20]. Кроме того, показаны изменения концентрации 25(OH)D в сыворотке крови в зависимости от сезона года [21, 22]. Ряд исследований указывают на повсеместную распространенность низких уровней витамина D среди подростков и студентов [23, 24].

В нашем наблюдении только осенью концентрация 25(ОН)D в плазме крови превышала порог, оцениваемый как недостаточность (20 нг/мл: Q3=22,9 нг/мл). Можно полагать, что дефицит в организме витамина D приводил к формированию осенью тревоги у 25,0% студентов и у 11,0% - депрессии, что было подтверждено показателями индивидуальной оценки насыщенности организма данным витамином. Наше предположение также подтвердили данные определения корреляционных связей между уровнем 25(ОН)D в крови и показателями выраженности тревоги и депрессии по шкале HADS - осенью она присутствовала, хотя и была слабой. Весной же она увеличивалась соответственно в 2,4 и 1,4 раза, приобретая среднюю силу связи. Достоверное значимое нарастание тревоги и депрессии было определено при дефиците и выраженном дефиците витамина D.

Одним из факторов, определяющих концентрацию 25(OH)D в сыворотке крови жителей региона, является уровень инсоляции, определяемый географической широтой проживания [4], которая влияет на производимый в коже витамин D. Подобное снижение насыщенности организма витамином D было выявлено на ближайшей к району исследования территории: средняя концентрация 25(OH)D в крови молодых людей в возрасте 15-20 лет в Польше составила 15,9 нг/мл [26], а в Литве имела выраженную сезонность, при этом медиана среди молодежи в возрасте 10-19 лет составила 47,1 нмоль/л [27]. Результаты подтверждают данные о том, что в патогенезе подобных расстройств важная роль принадлежит уменьшению количества солнечного света [28], который может определять сезонность изменений концентрации 25(OH)D в организме [29, 30].

Был установлен и следующий интересный факт: у студентов мужского пола, хотя и без статистически значимых различий долевых значений, были более высокие показатели насыщенности организма витамином D по сравнению с таковыми у лиц женского пола. Это, вероятно, может служить предметом дальнейшего изучения. Подобные изменение были установлены и другими авторами [25].

Кроме того, концентрация 25(OH)D в крови отражает суммарное количество витамина D, производимого в коже и получаемого из пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище [12]. Однако анализ поступления витамина D с пищей не был предметом настоящего исследования, как и оценка времени пребывания студентов на солнце. Эти составляющие, которые связаны с D-витаминной обеспеченностью организма, нуждаются в дальнейшем изучении и ограничивают рамки определенных нами выводов работы.

Заключение

Тревога и депрессия у студентов в осенний период года регистрировались соответственно у 25,0 и 11,0%, в весенний - у 50,0 и 29,8%. Весной увеличивалась доля студентов с наличием клинической формы тревоги, субклинической формы депрессии. Нарастание силы связи со слабой до средней и с очень слабой до средней при статистически значимых коэффициентах корреляции между концентрацией 25(OH)D в крови и показателями тревоги и депрессии по шкале HADS от -0,39 до -0,56 и от -0,22 до -0,52 свидетельствовало о роли обеспеченности организма витамином D в их возникновении.

Весной концентрация 25(OH)D в крови была ниже, чем осенью, в 1,9 раза (10,16 [8,02; 13,85] против 19,16 [16,41; 22,9] нг/мл, р<0,001) без гендерных различий; в 9,6 раза увеличивалась доля лиц с выраженным дефицитом, в 4,9 раза снижалась распространенность недостаточности. Доля студентов мужского и женского пола с выраженным дефицитом нарастала весной соответственно с 8,4±3,5 до 54,2±6,7% и с 3,1±1,8 до 45,7±7,4% (р<0,001); с недостаточностью, наоборот, снижалась с 33,3±8,1 до 8,4±4,5% и с 37,5±7,9 до 7,1±3,6% (р<0,05).

Таким образом, выявление обратной корреляционной связи заметной и умеренной силы (более значимой в весенний период года) между концентрацией 25(ОН) D в крови и показателями выраженности тревожно-депрессивного состояния организма по шкале HADS доказывает риск развития тревоги и депрессии при дефиците в организме витамина D. Исследование показывает необходимость биохимического скрининга для выявления лиц с недостаточностью витамина D и ее компенсации с началом учебного года.

References

1. Kodentsova V.M., Zhilinskaya N.V., Salagay O.O., Tutelyan V.A. Specialized vitamin-mineral supplements for persons in extreme conditions. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2022; 91 (6): 6–16. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2022-91-6-6-16 (in Russian)
2. Lázaro Tomé A., Reig Cebriá M.J., González-Teruel A., Carbonell-Asíns J.A., Cañete Nicolás C., Hernández-Viadel M. Efficacy of vitamin D in the treatment of depression: a systematic review and meta-analysis. Actas Esp Psiquiatr. 2021; 49 (1): 12–23. URL: https://actaspsiquiatria.es/index.php/actas/article/view/735/1139
3. Musazadeh V., Keramati M., Ghalichi F. Vitamin D protects against depression: evidence from an umbrella meta-analysis on interventional and observational meta-analyses. Pharmacol Res. 2023; 187: 106605. DOI https://doi.org/10.1016/j.phrs.2022.106605
4. Almuqbil M., Almadani M., Albraiki S. impact of vitamin d deficiency on mental health in university students: a cross-sectional study. Healthcare (Basel). 2023; 11: 2097. DOI https://doi.org/10.3390/healthcare11142097
5. Kshevin V.S., Liguta S.G., Netbay V.F. Socio-valuable aspects of motor activity and healthy lifestyle of first-year cadets. Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta [Scientific Notes of University named P.F. Lesgaft]. 2019; (3): 180–3. (in Russian)
6. Saxena S.K., Mani R.N., Dwivedi A.K. Association of educational stress with depression, anxiety, and substance use among medical and engineering undergraduates in India. Ind Psychiatry J. 2019; 28: 160–9. DOI: https://doi.org/10.4103/ipj.ipj_3_20
7. Moriarty T., Bourbeau K., Fontana F. The relationship between psychological stress and healthy lifestyle behaviors during COVID-19 among students in a US Midwest university. Int J Environ Res Public Health. 2021; 18: 4752. DOI https://doi.org/10.3390/ijerph18094752
8. Kuchma V.R., Sokolova S.B., Rapoport I.K., Chubarovsky V.V. The influence of behavioral risk factors on outcomes of students’ health. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2022; 101 (10): 1206–13. DOI: https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-10-1206-1213 (in Russian)
9. Tarasov A.V. Rakhmanov R.S. Marine Climate of Russian Coastal Territories: Public Health Aspects of Biological Adaption. Cham: Springer. 2023: 112 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-30951-9 ISBN: 978-3-031-30950-2.
10. Fauzi M.F., Anuar T.S., Teh L.K., Lim W.F., James R.J., Ahmad R., et al. Stress, anxiety and depression among a cohort of health sciences undergraduate students: the prevalence and risk factors. Int J Environ Res Public Health. 2021; 18: 3269. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph18063269
11. Kondrat’eva E.I., Loshkova E.V., Zakharova I.N., Shubina Yu.F., Saprina T.V., Nikonova V.S., et al. Assessment of vitamin D supply at different age. Meditsinskiy sovet [Medical Council]. 2021; (12): 294–303. DOI: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2021-12-294-303 (in Russian)
12. Zigmond A.S., Snaith R.P. The hospital anxiety and depression scale. Acta Psychiatr Scand. 1983; 67: 361–70. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0447.1983.tb09716.x
13. Pigarova E.A., Rozhinskaya L.Ya., Belaya J.E., Dzeranova L.K., Karonova T.L., Il’in A.V., Mel’nichenko G.A., et al. Russian Association of Endocrinologists recommendations for diagnosis, treatment and prevention of vitamin D deficiency in adults. Problemy endokrinologii [Problems of Endocrinology]. 2016; 62 (4): 60–84. DOI: https://doi.org/10.14341/probl201662460-84 (in Russian)
14. POWER Project Data Sets Solar and meteorological data sets from NASA research for support of renewable energy, building energy efficiency and agricultural needs [Electronic resource]. URL: https://power.larc.nasa.gov/ (date of access April 25, 2025).
15. Wen Z., Bai L., Wu S., Chen J., Jama H.A., Sawmadal J.D. Association of serum vitamin D with anxiety in US adults: a cross-sectional study. Front Nutr. 2024; 11: 1371170. DOI: https://doi.org/10.3389/fnut.2024.1371170
16. Aleksandrov A.V., Khortieva S.S., Aleksandrov V.A., Aleksandrova N.V., Zborovskaya I.A. The relation of vitamin d deficiency to psychophysiological indicators in patients with rheumatoid arthritis. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern Problems of Science and Education]. 2020; (4): 127. 127. DOI: https://doi.org/10.17513/spno.30044 (in Russian)
17. Zhou J., Li D., Wang Y. Vitamin D deficiency participates in depression of patients with diabetic peripheral neuropathy by regulating the expression of pro-inflammatory cytokines. Neuropsychiatr Dis Treat. 2024; 20: 389–97. DOI: https://doi.org/10.2147/NDT.S442654
18. Akpınar Ş., Karadağ M.G. Is vitamin D important in anxiety or depression? What is the truth? Curr Nutr Rep. 2022; 11: 675–81. DOI: https://doi.org/10.1007/s13668-022-00441-0
19. Sharifan P., Darroudi S., Rafiee M. Association of dietary and blood inflammatory indicators with depression, anxiety, and stress in adults with vitamin D deficiency. Int J Geriatr Psychiatry. 2023; 38: 5972. DOI: https://doi.org/10.1002/gps.5972
20. Libuda L., Timmesfeld N., Antel J., Hirtz R., Bauer J., Führer D., et al. Effect of vitamin D deficiency on depressive symptoms in child and adolescent psychiatric patients: results of a randomized controlled trial. Eur J Nutr. 2020; 9: 3415–24. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-020-02176-6
21. Marmalyuk D.A., Runova G.E., Glinkina I.V., Fadeev I.M. Vitamin D status among residents of the Russian Federation and its relation with age and parathyroid hormone. Arkhiv vnutrenney meditsiny [Archive of Internal Medicine]. 2024; 14 (4): 276–83. DOI: https://doi.org/10.20514/2226-6704-2024-14-4-276-283 (in Russian)
22. Feketea G.M., Bocsan I.C., Tsiros G., Voila P., Stanciu L.A., Zdrenghea M. Vitamin D Status in children in Greece and its relationship with sunscreen application. Children (Basel). 2021; 8: 111. DOI: https://doi.org/10.3390/children8020111
23. Calcaterra V., Magenes V.C., Tagi V.M., Grazi R., Bianchi A., Cena H., et al. Association between vitamin D levels, puberty timing, and age at menarche. Children (Basel). 2023; 19: 1243. DOI: https://doi.org/10.3390/children10071243
24. Ravinder S.S., Padmavathi R., Maheshkumar K., Mohankumar M., Maruthy K.N., Sankar S., et al. Prevalence of vitamin D deficiency among South Indian pregnant women. J Fam Med Prim Care. 2022; 11: 2884–9. DOI: https://doi.org/10.4103/jfmpc.jfmpc_1819_21
25. Nano J.P., Catterall W.A., Filer V., Khaleghzadegan S., Almazan R. Jr, Blunt H.B., Yen R.W. Vitamin D deficiency and depressive episodes in adolescents and young adults: systematic review and meta-analysis. medRxiv preprint. 2025; Febr 25. DOI: https://doi.org/10.1101/2025.02.11.25321917
26. Płudowski P., Ducki C., Konstantynowicz J., Jaworski M. Vitamin D status in Poland. Pol Arch Med Wewn. 2016; 126 (7–8): 530–9. DOI: https://doi.org/10.20452/pamw.3479
27. Bleizgys A., Kurovskij J. Vitamin D levels of out-patients in Lithuania: deficiency and hypervitaminosis. Medicina (Kaunas). 2018; 54 (2): 25. DOI: https://doi.org/10.3390/medicina54020025
28. Lasitsa D.I., Larionets A.E. Etiology, pathogenesis and prevalence of seasonal affective disorder among students. Smolenskiy meditsinskiy al’manakh [Smolensk Medical Almanac]. 2023; (4): 81–4. DOI: https://doi.org/10.37903/SMA.2023.4. in Russian)
29. Ukraintsev I.I., Schastny E.D., Bokhan N.A. Incidence rate and clinical characteristics of seasonal affective disorders in senior medical students. Byulleten’ sibirskoy meditsiny [Bulletin of Siberian Medicine]. 2021; 20 (3): 112–9. DOI: https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-3-112-119 (in Russian)
30. Trovato B., Godos J., Varrasi S., Roggio F., Castellano S., Musumeci G. Physical Activity, Sun Exposure, Vitamin D Intake And Perceived Stress In Italian Adults // Nutrients. 2023. Vol. 23, N 5. Р. 2301. Doi: Https://Doi.Org/10.3390/Nu15102301

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.