D-vitamiini on hormoni, jota elimistö tuottaa ihossa auringon UVB -säteilyn vaikutuksesta. Suomessa tällaista UV-valoa on merkittävästi vain kesällä. Talvella D-vitamiinia saadaan ravinnosta. Tärkeimpiä D-vitamiinin lähteitä ovat kala sekä vitaminoidut maitotuotteet ja ravintorasvat. Lisäksi D-vitamiinivalmisteiden käyttöä suositellaan tietyille väestöryhmille. Ihossa tuotettu ja ravinnosta saatu D-vitamiini muuntuu ensin maksassa kalsidioliksi (25OHD) ja sitten joko munuaisissa ja/tai kohde-elimissä kalsitrioliksi (1,25(OH)2D), joka on D-vitamiinin hormonaalisesti aktiivisin muoto. Kalsitrioli säätelee solujen toimintoja vaikuttamalla mm. satojen geenien ilmentymiseen elimistössä. Veressä oleva 25OHD on elimistön D-vitamiinin saannin paras mittari.
D-vitamiinilla on keskeinen tehtävä luun rakentumisessa. Se turvaa luun rakennusaineiden riittävän saannin tehostamalla kalsiumin imeytymistä suolistosta ja lisäämällä sen takaisinimeytymistä munuaisissa. Lapsilla riisitauti ja aikuisilla osteoporoosi ovat pitkään jatkuneen D-vitamiinivajeen seurauksia. Uudempien tutkimusten mukaan D-vitamiini vaikuttaa myös mm. elimistön immuunipuolustusjärjestelmään.
Tässä väitöskirjatutkimuksessa oli useita tavoitteita. Ensimmäisessä osatyössä tutkimme kansallisen maitotuotteiden ja ravintorasvojen D-vitaminoinnin vaikutusta varusmiesten D-vitamiinipitoisuuksiin. Tutkimukseen osallistui yhteensä 196 varusmiestä. Tammikuussa 2003 25OHD:n keskiarvo oli 34 nmol/l. Sen sijaan tammikuussa 2004, vuosi D-vitaminoinnin aloittamisen jälkeen, keskiarvo nousi 50 nmol/l:iin. Samalla D-vitamiinivajeen esiintyvyys putosi 78 %:sta 35 %:iin. Tutkimus osoitti, että kansallinen maitotuotteiden D-vitaminointi paransi merkittävästi varusmiesten D-vitamiinipitoisuuksia, mutta edelleen D vitamiinivaje todettiin joka kolmannella varusmiehellä.
Rasitusmurtuma johtuu tyypillisesti luun ylikuormituksesta. Sitä esiintyy etenkin varusmiehillä ja urheilijoilla. Tiedetään, että alentunut luun tiheys ennakoi rasitusmurtumaa. Toisessa osatyössä selvitimme alentuneen D-vitamiinipitoisuuden yhteyttä rasitusmurtumiin. Tutkimukseen osallistui 756 satunnaisesti valittua tervettä varusmiestä, joiden 25OHD pitoisuus määritettiin ja rasitusmurtumat kirjattiin 90 päivän ajalta. Tutkimuksessa ilmeni, että rasitusmurtuman saaneilla varusmiehillä D-vitamiinipitoisuus oli alhaisempi kuin kontrolliryhmällä (64 nmol/l ja 76 nmol/l). Niillä varusmiehillä, joiden 25OHD -pitoisuus oli D-vitamiini vaikuttaa elimistön immuunipuolustusjärjestelmään. Kolmannessa osatyössä selvitimme D-vitamiinivajeen ja hengitystieinfektioiden yhteyttä. Tutkimuksessa ilmeni, että D-vitamiinivajeisilla oli tilastollisesti merkittävästi enemmän hengitystieinfektiosta johtuvia poissaoloja. Lisäksi säännöllisesti liikuntaa harrastavilla oli korkeammat ja tupakoivilla alhaisemmat 25OHD -pitoisuudet. Heinäkuussa 2002 varusmiesten 25OHD pitoisuus oli keskimäärin 80 nmol/l, mikä kuvastaa nuorten miesten riittävää D-vitamiinipitoisuutta kesäaikaan Suomessa. Tutkimus osoitti, että D-vitamiinivaje lisää merkittävästi hengitystieinfektioita.
Neljännessä osatyössä tutkimme D-vitamiinivalmisteen vaikutusta hengitystienfektioihin. Tutkimukseen osallistui 164 varusmiestä joista puolet sai 10 mikrog D-vitamiinia ja puolet vastaavasti plasebovalmistetta päivittäin lokakuusta maaliskuuhun. Lokakuussa 2005 D-vitamiiniryhmän 25OHD -pitoisuus oli 79 nmol/l, kun maaliskuussa 2006 se oli 72 nmol/l. Plaseboryhmässä vastaavat pitoisuudet olivat 74 nmol/l ja 51 nmol/l. D-vitamiini- ja plaseboryhmän välillä ei ollut tilastollisesti merkittävää eroa, kun tarkasteltiin poissaoloa palveluksesta hengitystieinfektion vuoksi. Sen sijaan D-vitamiiniryhmässä oli tilastollisesti merkittävästi enemmän niitä (51 %), joilla ei ollut lainkaan poissaoloja hengitystienfektion vuoksi verrattuna plaseboryhmään (36 %). Tutkimuksen mukaan D-vitamiinivalmisteen käyttö saattaa vähentää hengitystieinfektioita. Laajemmat kliiniset tutkimukset ovat kuitenkin tarpeen tuloksen varmentamiseksi.Vitamin D is not an actual vitamin but a secosteroid hormone produced in the skin from 7-dehydrocholesterol after exposure to sunlight s ultraviolet B radiation. Vitamin D needs to be hydroxylated twice to reach an active form that is able to regulate gene expression through binding with vitamin D receptors (VDRs) and further to vitamin-D-responsive elements (VDREs) in vitamin-D-responsive genes. The level of the major circulating form of the hormone, serum 25OHD, is used for determination of vitamin D status. Vitamin D insufficiency can be regarded as a global issue with substantial implications for health. On account of inadequate sun exposure in wintertime, vitamin D insufficiency is commonplace among all age groups in Finland. As sunlight exposure is inadequate for vitamin D production in the skin, nutrition and supplements are the main sources of vitamin D in northern countries during winter months. Upon the recommendation of the Ministry of Social Affairs and Health, vitamin D has been added to commercial milk products and margarines since February 2003 in Finland.
In the first study, we determined the effects of national policy on vitamin D fortification in young Finnish men. The study population consisted of 196 young Finnish men (18 28 yrs) whose serum 25OHD concentrations were determined with Octeia® enzyme immunoassay by IDS in January 2003 (n = 96) or in January 2004, one year after national vitamin D fortification started. We found a 50% increase in mean serum 25OHD3 concentrations after implementation of the vitamin D fortification of dairy products. In addition, the prevalence of vitamin D insufficiency ( The most commonly known function of vitamin D is the effect on bone mineralisation. Bone stress fractures are one of the most frequently seen types of overuse injuries in athletes and military recruits. An association was recently shown between vitamin D and bone mineral content, with a correlation between low femoral bone density and stress fractures. In the second study, we measured the serum 25OHD concentration in a population sample of military recruits to determine whether vitamin D is a predisposing factor for bone stress fractures. In this prospective study, 800 healthy Finnish military recruits with a mean age of 19 years were followed up for development of stress fractures in homogenous circumstances. Serum 25OHD concentrations were measured with enzyme immunoassay at entry into military service, and the weight, height, body mass index (BMI), physical fitness score, and result of a 12 minute running test were measured for all subjects. In all, 756 subjects had completed the study at the end of 90-day follow-up, and subjects without a fracture constituted controls. The study found 22 recruits with a stress fracture (2.9%), the incidence being 11.6 (95% CI: 6.8 16.5) per 100 person-years. In the final multivariate analysis, the statistically significant risk factor for stress fracture in conscripts was below-median serum 25OHD level (75.8 nmol/l) OR being 3.6 (95% CI: 1.1 11.1). No statistically significant associations between BMI, age, physical fitness score, 12-minute running test or smoking and bone stress fractures were found in this study population. In conclusion, a lower serum 25OHD concentration may be a generally predisposing factor for bone stress fractures.
Vitamin D has a role in innate immunity activation; the production of antimicrobial peptides following toll-like receptor (TLR) stimulation by pathogen lipopeptides is dependent on a high enough level of 25OHD. Recent evidence suggest that differences in the ability of human populations to produce vitamin D may contribute to susceptibility to microbial infection. In the third study, we explored whether an association exists between vitamin D insufficiency and acute respiratory tract infection in young Finnish men. For this prospective study, young Finnish men (n = 800) serving at a military base in Finland were enrolled. Serum 25OHD concentrations were measured in July 2002 and the subjects were followed up for six months, and the number of days of absence from duty due to respiratory infection was calculated. The mean serum 25OHD concentration was 80 nmol/l in July 2002 (n = 756). The subjects with serum 25OHD concentrations There is clinical evidence of an association between vitamin D insufficiency and respiratory tract infections. There is also some evidence of prevention of infections by vitamin D supplementation. In the fourth study, we determined the effect of vitamin D supplementation on the incidence of acute respiratory tract infections in young Finnish men. For this RCT, 164 healthy conscripts were enrolled. From October to March, half of them received 10 µg of vitamin D daily and half received a placebo. Smoking was adjusted for in the study s analysis. The mean serum 25OHD concentrations were 79 nmol/l in October 2005 and 72 nmol/l in March 2006 in the vitamin D group. The corresponding concentrations in the placebo group were 74 and 51 nmol/l. There was no statistically significant difference in the number of days of absence from duty (the main outcome variable) between the vitamin D and placebo group. However, the proportion of men remaining healthy throughout the six-month study period was greater in the vitamin D group (51%) than in the placebo group (36%), p = 0.045. Further, in a Cox regression analysis with adjustment for smoking, the adjusted hazard ratio (HR) for absence from duty due to a respiratory tract infection was lower in the vitamin D group (HR 0.71; 95% CI: 0.43 1.15). The RCT showed some evidence of a preventive effect of vitamin D supplementation against respiratory tract infection. Larger randomised controlled trials are warranted to explore this preventive effect
