Vitamina D e obesità

L’associazione tra carenza di vitamina D e obesità è molto stretta: mentre nella popolazione generale si stima una prevalenza di carenza di vitamina D del 20-30% (stima ottimistica legata ai bassi valori sierici accettati come normali), nella popolazione obesa questa prevalenza è stimata tra il 55% e l’85%. I livelli medi di vitamina D negli obesi risultano essere inferiori di 10-20 ng/ml rispetto ai normopeso [1].

Risulta evidente l’associazione tra carenza di vitamina D e obesità, mentre non è chiaro quale sia il nesso causale tra i due. Da quanto si evince dalla letteratura, probabilmente questi sono legati in senso bidirezionale. La sovrapposizione tra le patologie legate all’obesità e quelle legate alla carenza di vitamina D, porta a pensare che il processo fisiopatologico sottostante sia condiviso tra queste due condizioni.

 Peculiarità dell’obesità che esacerbano la carenza di vitamina D [1]:

• Diluizione volumetrica: L'ipotesi principale è che l'eccesso di tessuto adiposo negli individui obesi sequestri la vitamina D, riducendone la biodisponibilità nel sangue in un meccanismo noto come diluizione volumetrica.

• Minore esposizione al sole: Le persone obese hanno solitamente uno stile di vita più sedentario e trascorrono meno tempo all'aperto, riducendo l'esposizione alla luce solare e di conseguenza la sintesi di vitamina D.

• Minore attivazione in NAFLD: Sono stati riportati valori medi di 25OH-D3 inferiori di 10 ng/ml in pazienti con steatosi epatica non alcolica (molto diffusa nella popolazione obesa) rispetto a quelli di persone con un fegato sano. La prevalenza dello stato carenziale nei pazienti con NAFLD era doppia. Questo si spiega considerando che la prima idrossilazione che porta alla formazione del 25OH-D3 (intermedio misurato per quantificare il livello di vitamina D) avviene a livello epatico [2].

• Alterazioni metaboliche: le alterazioni metaboliche associate all’obesità, come l'insulinoresistenza e l'infiammazione cronica, possono interferire con il metabolismo della vitamina D, riducendone l'attivazione e l'utilizzo. 

  
  

Carenza di vitamina D come causa di obesità:

• Regolazione dell'adipogenesi: La vitamina D svolge un ruolo nella regolazione dell'adipogenesi e bassi livelli potrebbero favorire l'accumulo di grasso corporeo [3].

• Controllo dell'appetito: Legandosi al VDR espresso nel nucleo arcuato dell’ipotalamo, la vitamina D è coinvolta nella regolazione dell'appetito, stimolando la produzione di proopiomelanocortina [4].

• Controllo glicemico: La vitamina D agisce sul controllo glicemico in diversi modi. A livello delle cellule beta pancreatiche influenza crescita cellulare e l’espressione genica, contribuendo alla salute del tessuto endocrino pancreatico [5]. Da quanto si evince dai modelli murini, agisce sul controllo glicemico anche legandosi al VDR espresso dal nucleo paraventricolare dell’ipotalamo (responsabile della regolazione del sistema nervoso autonomo), aumentando la sensibilità all’insulina a livello epatico [6].

• Sarcopenia: La carenza di vitamina D è associata a stress ossidativo nel muscolo scheletrico, che influenza la funzione mitocondriale e incide sullo sviluppo di atrofia muscolare. La possibile via di segnalazione che innesca questo processo coinvolge l'espressione di Atrogin-1, causando la degradazione delle proteine [7].

• Metabolismo energetico: È stato osservato un effetto diretto della vitamina D sul dispendio energetico a riposo. Il ruolo della vitamina D nel metabolismo energetico umano è complesso e ancora poco chiaro, ed è influenzato da altri fattori come la sensibilità all'insulina [8] e la modulazione del rilascio di TSH [9].

• Insulinoresistenza: Bassi livelli di vitamina D sono stati associati a un aumentato rischio di sviluppare insulinoresistenza. I meccanismi coinvolti includono la riduzione dello stress ossidativo, dell’infiammazione, la regolazione dei livelli di calcio intracellulare e la modulazione dei geni coinvolti nel metabolismo del glucosio [10].

  
  

La relazione tra obesità e carenza di vitamina D è complessa e multifattoriale. È probabile che entrambi i fattori contribuiscano all'insorgenza e al mantenimento dell'altro, creando un circolo vizioso.

Per capire da un punto di vista evoluzionistico come mai un basso livello di vitamina D abbia questa influenza sull’accumulo di adipe e sul rallentamento del metabolismo, si può considerare quale la sua naturale fluttuazione durante il passare delle stagioni. All’avvicinarsi dell’inverno cala l’irraggiamento solare e di conseguenza la sintesi di vitamina D. Da un punto di vista evolutivo il conseguente rallentamento del metabolismo avrebbe senso: per sopravvivere ai mesi freddi una buona strategia del corpo è ridurre il dispendio energetico e stimolare l’accumulo di energia sotto forma di grasso. I meccanismi implicati, oltre a quelli diretti elencati, potrebbero coinvolgere anche un cambiamento stagionale del microbiota intestinale [11].

Fonti:

1. Vranić L, Mikolašević I, Milić S. Vitamin D Deficiency: Consequence or Cause of Obesity? Medicina (Kaunas). 2019 Aug 28;55(9):541. doi: 10.3390/medicina55090541. PMID: 31466220; PMCID: PMC6780345.

2. Liu S, Liu Y, Wan B, Zhang H, Wu S, Zhu Z, Lin Y, Wang M, Zhang N, Lin S, Zhu Y. Association between Vitamin D Status and Non-Alcoholic Fatty Liver Disease: A Population-Based Study. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2019;65(4):303-308. doi: 10.3177/jnsv.65.303. PMID: 31474679.

3. Blumberg JM, Tzameli I, Astapova I, Lam FS, Flier JS, Hollenberg AN. Complex role of the vitamin D receptor and its ligand in adipogenesis in 3T3-L1 cells. J Biol Chem. 2006 Apr 21;281(16):11205-13. doi: 10.1074/jbc.M510343200. Epub 2006 Feb 8. PMID: 16467308.

4. Sisley SR, Arble DM, Chambers AP, Gutierrez-Aguilar R, He Y, Xu Y, Gardner D, Moore DD, Seeley RJ, Sandoval DA. Hypothalamic Vitamin D Improves Glucose Homeostasis and Reduces Weight. Diabetes. 2016 Sep;65(9):2732-41. doi: 10.2337/db16-0309. Epub 2016 May 23. PMID: 27217488; PMCID: PMC5001188.

5. Lee S, Clark SA, Gill RK, Christakos S. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 and pancreatic beta-cell function: vitamin D receptors, gene expression, and insulin secretion. Endocrinology. 1994 Apr;134(4):1602-10. doi: 10.1210/endo.134.4.8137721. PMID: 8137721.

6. Sisley SR, Arble DM, Chambers AP, Gutierrez-Aguilar R, He Y, Xu Y, Gardner D, Moore DD, Seeley RJ, Sandoval DA. Hypothalamic Vitamin D Improves Glucose Homeostasis and Reduces Weight. Diabetes. 2016 Sep;65(9):2732-41. doi: 10.2337/db16-0309. Epub 2016 May 23. PMID: 27217488; PMCID: PMC5001188.

7. Dzik KP, Kaczor JJ. Mechanisms of vitamin D on skeletal muscle function: oxidative stress, energy metabolism and anabolic state. Eur J Appl Physiol. 2019 Apr;119(4):825-839. doi: 10.1007/s00421-019-04104-x. Epub 2019 Mar 4. PMID: 30830277; PMCID: PMC6422984.

8. Abulmeaty MMA, Almajwal AM, Alam I, Razak S, ElSadek MF, Aljuraiban GS, Hussein KS, Malash AM. Relationship of Vitamin D-Deficient Diet and Irisin, and Their Impact on Energy Homeostasis in Rats. Front Physiol. 2020 Jan 31;11:25. doi: 10.3389/fphys.2020.00025. PMID: 32082189; PMCID: PMC7005576.

9. Sar M, Stumpf WE, DeLuca HF. Thyrotropes in the pituitary are target cells for 1,25 dihydroxy vitamin D3. Cell Tissue Res. 1980;209(1):161-6. doi: 10.1007/BF00219932. PMID: 7000361.

10. Szymczak-Pajor I, Drzewoski J, Śliwińska A. The Molecular Mechanisms by Which Vitamin D Prevents Insulin Resistance and Associated Disorders. Int J Mol Sci. 2020 Sep 11;21(18):6644. doi: 10.3390/ijms21186644. PMID: 32932777; PMCID: PMC7554927.

11. Gominak SC. Vitamin D deficiency changes the intestinal microbiome reducing B vitamin production in the gut. The resulting lack of pantothenic acid adversely affects the immune system, producing a "pro-inflammatory" state associated with atherosclerosis and autoimmunity. Med Hypotheses. 2016 Sep;94:103-7. doi: 10.1016/j.mehy.2016.07.007. Epub 2016 Jul 14. PMID: 27515213.