Vitamin D deficiency in infancy and childhood impairs normal bone development and growth: defective bone mineralization leads to rickets. For many decades in Finland, vitamin D supplementation in infants has been successful in preventing rickets. However, along with increasing knowledge of non-skeletal vitamin D actions, optimal serum 25-hydroxyvitamin D (25OHD) concentration, has been under debate. The optimal vitamin D status and the dose of supplemental vitamin D in different populations may differ considerably.
This doctoral thesis aimed to define the prevalence of vitamin D deficiency (serum 25OHD less than 50 nmol/l) in Finnish children, focusing on individuals with high risk of vitamin D deficiency, and studying in chronically ill children the factors that further increase the prevalence of low serum 25OHD concentration. Vitamin D interventions in infants and young adults enabled examination of the effect and safety of higher than currently recommended vitamin D supplementation, and exploring vitamin D and mineral metabolism in more detail.
The study populations comprised 113 healthy term newborns and 42 young adults who participated in vitamin D intervention, and 1,335 children followed at Children s Hospital Helsinki between 2007 and 2010 for a chronic illness. The vitamin D interventions were double-blinded controlled randomized trials. The newborns received either 10, 30 or 40 µg of vitamin D3 daily from 2 weeks to 3 months, and blood samples were obtained at baseline and at 3 months. The young adults were either normal weight (n=24), or suffered from severe childhood-onset obesity (n=18). Both groups received either placebo or 50 µg of vitamin D3 daily for 12 weeks. Blood samples were taken at baseline, 6 and 12 weeks. Data on chronically ill children were collected in a retrospective manner from the hospital laboratory database.
The prevalence of vitamin D deficiency exceeded 40% in the study cohorts: especially adolescents and obese individuals were at risk for low 25OHD concentration. Seasonal variation was evident in school-age children, with the lowest prevalence of vitamin D deficiency in summer, and the highest prevalence in winter and spring. In younger children, vitamin D deficiency was less prevalent, and seasonal variation was lacking. Daily vitamin D3 supplementation with 30 to 40 µg in infants, and 50 µg in young adults was safe in short-term follow-up. With good adherence to intervention, both 30 and 40 µg dosing increased infant 25OHD concentration to more than 80 nmol/l. The vitamin D3 intervention did not affect serum intact fibroblast growth factor 23 (FGF23) concentrations, but a distinct sex difference was observed, girls having higher concentration than boys at three months of age. Obesity associated with inferior response to vitamin D3 supplementation. Obese individuals receiving 50 µg vitamin D3 daily achieved similar 25OHD concentrations as normal-weight subjects who received placebo. Chronically ill children and obese subjects need individualized vitamin D supplementation and follow-up.D-vitamiinin puute lapsuus- ja nuoruusiässä aiheuttaa luuston puutteellisen mineraalistumisen, riisitaudin, johon liittyy luuston ja kokonaiskasvun häiriintyminen. Suomessa on jo usean vuosikymmenen ajan ehkäisty riisitautia antamalla vastasyntyneille ja pienille lapsille säännöllistä D-vitamiinilisää. Samalla kun tieto luuston ulkopuolisista D-vitamiinivaikutuksista on lisääntynyt, keskustelu parhaasta mahdollisesta veren D-vitamiinipitoisuudesta on kiihtynyt. Ihanteellinen 25OHD-pitoisuus ja tarvittava D-vitamiinilisän suuruus voivat vaihdella huomattavasti eri populaatioiden ja yksilöiden välillä.
Tässä vaitöskirjatutkimuksessa selvitettiin D-vitamiinin puutoksen yleisyyttä lapsilla ja nuorilla, joilla on suuri riski kärsiä D-vitamiinin puutoksesta. Seerumin 25OHD-pitoisuus alle 50 nmol/l määriteltiin D-vitamiinin puutteeksi. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään matalalle 25OHD-pitoisuudelle altistavia tekijöitä. Nykyistä suositusta suuremman D-vitamiinilisän tehoa ja turvallisuutta sekä vaikutuksia luuston aineenvaihduntaan tutkittiin vastasyntyneillä ja nuorilla aikuisilla.
Helsingin Lastenklinikalla vuosien 2007 ja 2010 välisenä aikana poliklinikkaseurannassa olleiden pitkäaikaissairaiden lasten 25OHD-määritykset poimittiin sairaalan laboratoriotietokannasta. Tämä poikittaistutkimus koostui 1335 lapsen tiedoista. Vastasyntyneiden D-vitamiinitutkimukseen osallistui 113 täysiaikaisena syntynyttä imeväistä, jotka saivat sokkoutetusti joko 10, 30 tai 40 µg D3-vitamiinia päivässä 2 viikon iästä 3 kuukauden ikään saakka. Verinäytteet otettiin napasuonesta syntymän jälkeen ja 3 kuukauden iässä ihopistonäytteenä. Nuorten aikuisten D-vitamiinitutkimukseen osallistui 18 nuorta aikuista, jotka oli vaikea lapsuusiällä alkanut lihavuus, ja 24 heille valittua samanikäistä ja normaalipainoista verrokkia. Molemmat ryhmät arvottiin saamaan sokkoutetusti joko lumevalmistetta tai 50 µg D3-vitamiinia päivässä 12 viikon ajan. Seurantakäynneillä (lähtötilanne, 6 ja 12 viikkoa) otettiin verinäytteet.
Yli 40 % kaikista 25OHD-pitoisuuksista oli alle 50 nmol/l, ja jopa yli puolella yli 10-vuotiaista pitkäaikaissairaista ja lihavista nuorista todettiin D-vitamiinin puutos. Kouluikäisillä lapsilla havaittiin merkittävää vuodenaikaisvaihtelua 25OHD-pitoisuudessa. D-vitamiinin puutos oli yleisintä talvella ja keväällä ja harvinaisinta kesällä. Alle kouluikäisillä vuodenaikaisvaihtelua ei havaittu, ja heillä D-vitamiinin puutos oli muita harvinaisempaa. Nykysuositusta korkeampi päivittäinen D3-vitamiinilisä osoittautui turvalliseksi sekä aikuisilla että vastasyntyneillä. Vastasyntyneillä 30 ja 40 µg:n vuorokausiannos D3-vitamiinia nosti 25OHD-pitoisuuden yli 80 nmol/l. D-vitamiinilisä ei vaikuttanut fosfaatin aineenvaihduntaan osallistuvan seerumin fibroblastikasvutekijä 23:n (FGF23) pitoisuuteen, mutta aktiivisen FGF23:n pitoisuuksissa oli selvä ero sukupuolten välillä: kolmen kuukauden iässä pitoisuus oli tytöillä korkeampi kuin pojilla. Lihavuuteen liittyi huonompi vaste D3-vitamiinille: 50 µg:n vuorokausiannos nosti lihavien aikuisten 25OHD-pitoisuuden samalle tasolle kuin lumevalmistetta saaneilla normaalipainoisilla
