Einn helsti sérfræðingur Íslands hvað varðar rannsóknir á beinþynningu og D-vítamíni er prófessor Gunnar Sigurðsson. Beinvernd tók Gunnar tali um líf hans og rannsóknarstörf en hann lét af störfum sem yfirlæknir við Landspítala og prófessor við Háskóla Íslands árið 2012 en hefur haldið áfram rannsóknum með Hjartavernd og Íslenskri erfðagreiningu. Viðtalið er samtvinnað við fyrra viðtal sem tekið var við Gunnar árið 2011 og fjallar eins og það að stórum hluta um D-vítamín.
Getur þú sagt okkur aðeins frá þér sjálfum?
Ég er fæddur og uppalinn í Hafnarfirði, fékk mitt lýsi í Barnaskóla Hafnarfjarðar við Lækinn í Hafnarfirði, tók landspróf frá Flensborgarskóla, sem var rétt handan götunnar þar sem ég átti heima í Brekkugötunni. Ég gekk síðan í Menntaskólann í Reykjavík, sem þá var eini menntaskólinn á suðvesturlandi auk Verslunarskólans, og varð stúdent 1962. Þar kynntist ég verðandi konu minni, Sigríði Einarsdóttur, síðar tónlistarkennara, og eigum við þrjú uppkomin börn og sex barnabörn.
Ég fór síðan í Læknadeild Háskóla Íslands og útskrifaðist þaðan snemma árs 1968. Tók síðan kandidatsár að mestu í Reykjavík og lauk héraðsskyldu (sem reyndar var ánægjuleg) á Sauðárkróki, áður en ég hélt til framhaldsnáms í innkirtla- og efnaskiptasjúkdómum í London í árslok 1969. Starfaði ég aðallega við Hammersmith Hospital (Royal Postgraduate Medical School) í London, en þar voru á þessum tíma allmargir íslenskir læknar við mismunandi nám og störf. Þar voru fyrstu kynni mín af rannsóknum á beinþynningu, en á rannsóknadeild spítalans hafði þá nýlega verið uppgötvað hormónið calcitonin, sem slær á virkni osteoclasta og því voru miklar vonir bundnar við þetta lyf gegn beinþynningu. Íslenskur læknir, Þorvaldur Veigar Guðmundsson heitinn, sem þarna starfaði, kom einmitt mikið að þessari uppgötvun. Hins vegar var á þessum tíma mjög erfitt að meta heildaráhrifin á bein vegna þess að tækni skorti til að mæla beinmassann eins og síðar varð. Sjúklingar sem tóku þátt í þessari rannsókn urðu því að vera á spítalanum í tvær vikur til mælinga á heildarjafnvægi kalks (calcium balance). Minn fyrsti vísindapappír frá þessum árum fjallaði um frásog geislamerkts kalks frá meltingarvegi í sjúklingum með of mikið vaxtarhormón. Doktorsverkefni mitt, sem ég lauk við á Hammersmith Hospital árið 1975, fjallaði hins vegar um umsetningu fituprótína í líkamanum. Ég hélt þeim rannsóknum síðan áfram við Kaliforníuháskóla í San Francisco þar sem við fjölskyldan dvöldumst í eilífri sól, og væntanlega nægu D-vítamíni, um tveggja ára skeið, en þá var ekki farið að mæla D-vítamín í blóði. Þar fæddist sonur okkar á sólríkum degi rétt fyrir jólin.
Heim komum við 1977 og við tóku ýmis hlutastörf þar til ég var skipaður yfirlæknir á lyflækningadeild Borgarspítalans í október 1982. Síðar varð það Sjúkrahús Reykjavíkur og sameinaðist svo Landspítalanum og ég varð yfirlæknir innkirtla- og efnaskiptasjúkdómadeildar LSH frá árinu 2002 til 2012. Jafnframt var ég dósent í innkirtlasjúkdómum frá 1982 og prófessor við læknadeild HÍ 1994 til 2012.
Hvert var upphaf beinþéttnimælinga og –rannsókna á Íslandi?
Áhugi minn á beinþynningu og skyldum málum vaknaði að nýju þegar tækniframfarir höfðu leitt til þess í kringum 1990 að unnt var að mæla beinþéttnina. Danskur læknir, Claus Christiansen, var í fararbroddi á þessu sviði og stóð fyrir alþjóðlegum fundum til að vekja athygli á þessu vandamáli. Fyrst komu fram mælitæki sem mældu beinþéttni í framhandlegg (single photon absorptiometry) og fengum við eitt slíkt tæki til afnota á Borgarspítalanum. Fyrstu rannsóknir okkar voru á 12-15 ára stúlkum þar sem við fundum góða fylgni við gripstyrk sem merki þess að líkamsáreynsla á þessum árum skiptir máli. Þessa rannsókn framkvæmdu læknanemarnir Jón Örvar Kristinsson og Örnólfur Valdimarsson, sem síðan átti eftir að doktorera í þessum fræðum.
Fljótlega urðu frekari tækniframfarir með tilkomu DEXA (Dual Energy X-ray Absorptiometry) sem gaf möguleika á beinni mælingu á beinþéttni í lendhrygg og mjöðm sem eru þeir staðir þar sem alvarlegustu beinþynningarbrotin verða. Með stuðningi frá Kvenfélagasambandi Íslands og lyfjafyrirtækinu MSD gátum við keypt slíkt tæki á Sjúkrahús Reykjavíkur árið 1994. Tókum við síðan þátt í fjölþjóðlegum lyfjarannsóknum sem sýndu fyrst fram á gagnsemi bisfosfónat-lyfja (Alendronat og Risedronat). Þá kom jafnframt fram alþjóðleg skilgreining (WHO) á greiningu á beinþynningu, sem notuð hefur verið sem viðmiðun um hvenær ástæða þykir að grípa til lyfjameðferðar eða annarra ráða gegn beinþynningu. Landspítalinn hefur veitt þjónusturannsóknir til greiningar á beinþynningu frá 1995. Við fengum síðan hraðvirkara DEXA-tæki árið 1998 með tilstyrk frá RANNÍS. Við vorum svo heppin að fá úrvals geislafræðinga sem annast hafa þessar rannsóknir og fóru svo vel með tækið að það entist í nær 20 ár uns það var endurnýjað á Landspítala árið 2014.
Voru íslenskar beinþéttnirannsóknir að e-u leyti sérstakar (fámennið og erfðarannsóknir) eða eru þær svipaðar og í samræmi við erlendar rannsóknir?
Vegna sérstöðu okkar á Íslandi höfum við beint athyglinni sérstaklega að mikilvægi erfða í sambandi við beinþynningu sem okkur varð fljótt ljóst með rannsóknum á ungum stúlkum og foreldrum þeirra. Í samvinnu við Íslenska erfðagreiningu síðastliðin 15 ár höfum við sýnt fram á mikilvægi erfða hvað varðar beinþéttni, ekki aðeins sem fjölgenaáhrif þar sem mörg gen (nú þekkt meira en 50) hvert um sig hafa lítil áhrif, heldur benda rannsóknir okkar á sterkari gen í fjölmörgum íslenskum ættum, sem sum hver hafa verið einangruð og fleiri verða væntanlega einangruð á næstu árum hjá Íslenskri erfðagreiningu. Ísland er því ofarlega á heimskortinu á þessu sviði rannsókna.
Vegna norðlægrar legu Íslands og hárrar beinbrotatíðni á norðlægum slóðum beindist áhuginn meðal annars að D-vítamínbúskap Íslendinga. Ég fékk góða styrki til rannsókna á kalk- og beinabúskap Íslendinga frá Styrktarsjóði St. Jósefsspítala á Landakoti um síðustu aldamót. Það gerði okkur kleift að ráðast í stóra hóprannsókn 30-85 ára karla og kvenna. Sú rannsókn var gerð í samstarfi við hóp fólks með sérþekkingu á mismunandi sviðum, m.a. Laufeyju Steingrímsdóttur og Hólmfríði Þorgeirsdóttur sem önnuðust næringarþáttinn, læknana Ólaf Skúla Indriðason og Örvar Gunnarsson og fjölmarga læknanema, Leif Franzson lyfjafræðing sem hafði yfirumsjón með hormónamælingum sem framkvæmdar voru á rannsóknadeild sjúkrahússins, en Díana Óskarsdóttir geislafræðingur hafði yfirumsjón með öllum beinþéttnimælingum.
Hvað er D-vítamín og hvernig tengist það beinheilsu?
D-vítamín myndast í húð fyrir áhrif sólarljóss (UVB-bylgjur eingöngu) og magn þess sem myndast fer því mjög eftir sólarhæð og hversu mikill hluti líkamans er útsettur fyrir því. Áhrifin eru mest yfir hádaginn, væntanlega kl. 11-16 á Íslandi, og áhrif kvöldsólarinnar því mjög takmörkuð. Myndunin minnkar verulega með aldri þegar húðin þynnist. Hér á norðurhveli er því mjög hætt við að þessi leið dugi skammt.
D-vítamínið fæst einnig úr fæðu, en það eru hins vegar einungis fáar fæðutegundir sem innihalda D-vítamín, helst feitur fiskur, t.d. lax (einnig íslenskur eldislax), síld, egg og lifur. Þess vegna hefur lýsið okkar verið mikilvægur D-vítamíngjafi. Það er hins vegar ljóst að skaparinn hefur ætlað mannkyninu að fá D-vítamín fyrst og fremst fyrir tilstilli sólarljóssins.
Til þess að D-vítamín verki á beinin verður lifrar- og nýrnastarfsemi að vera í lagi til að mynda hið endanlega virka form. Því geta sjúkdómar í þessum líffærum og meltingarvegi, þar sem frásog D-vítamíns á sér stað,valdið því að D-vítamínbúskap slíkra einstaklinga sé ábótavant.
Það sem D-vítamínið gerir varðandi beinabúskapinn er hins vegar fyrst og fremst að stjórna frásogi á kalki og fosfati frá meltingarvegi til að tryggja nægilega þéttni þessara jóna í blóðinu. Frumur líkamans þurfa ákveðið magn kalsíumjóna til að starfa eðlilega, svo sem vöðvar o.fl. Það þarf jafnframt ákveðna lágmarksþéttni af kalki og fosfati í blóði til þess að út falli nægilegt magn af steinefnum í beinvefinn til að beinin fái fullan styrk. Ef svo verður ekki koma fram ákveðnar sjúkdómsmyndir eins og beinkröm (rickets) í börnum, með mikilli aflögun beina og misþroska. Í fullorðnum verða beinin meyr (beinmeyra, osteomalacia) og brotna og jafnframt verða beinverkir. Þessar sjúkdómsmyndir verða við nær algjöran skort á D-vítamíni og þetta varð mönnum fyrst ljóst á fyrri hluta 20. aldarinnar. Á síðastliðnum 30 árum hefur einnig komið fram vitneskja um að minni skortur á D-vítamíni getur leitt til þess að það gangi á kalkforðabúr beinanna ef við fáum ekki nóg kalk úr fæðu til að halda uppi eðlilegri þéttni kalkjóna í blóði. Ef þetta ástand stendur lengi (í árum talið) getur það stuðlað að beintapi og beinþynningu (sjá mynd 1).
Getur þú sagt okkur frá sögu D-vítamínrannsókna á Íslandi og því nýjasta í þeim efnum?
Í áðurnefndri hóprannsókn 1630 karla og kvenna á aldrinum 30-85 ára könnuðum við hlutfallslegt mikilvægi D-vítamíns og kalkneyslu í fæðu til að viðhalda eðlilegu kalkjafnvægi í líkamanum. Sem mælikvarða á eðlilegt jafnvægi notuðum við mælingar á kalkhormóninu í blóði sem hækkar ef kalkþéttnin í blóði verður of lág. Niðurstöður okkar benda til þess að æskilegt magn af D-vítamíni skipti þarna mestu máli. Ef D-vítamín er í lagi þarf verulega minna magn af kalki í fæðu, sennilega er 800 mg af kalki nægilegt (sjá mynd 2).
Þetta kann að skipta máli nú þegar kalkneyslan hefur minnkað talsvert á Íslandi. Þessi rannsókn sýndi einnig verulegan mun á D-vítamín gildi í blóði þeirra sem tóku lýsi eða bætiefni, sá hópur hafði nægilega þéttni D-vítamíns í blóði allt árið að meðaltali. Hins vegar náði hópurinn sem reiddi sig á íslenskt fæði og sólarljósið æskilegum D-vítamíngildum einungis yfir hásumarið (þó einkanlega yngri hóparnir) (sjá mynd 3).
Æskilegt viðbótar D-vítamín magn sem til þurfti var því mismunandi eftir árstíðum. Til að ná því yfir háveturinn þurfti aukalega a.m.k. 600 einingar. Þessi rannsókn hlaut verulega athygli þegar hún var birt í JAMA í árslok 2005.
Er eitthvað séríslenskt varðandi D-vítamín á Íslandi eða er samræmi við það sem er að gerast annars staðar í heiminum?
Árstíðasveiflur D-vítamíns í yngri aldurshópum virðast óvíða meiri en á Íslandi, miðsvetrargildin eru sláandi lág. Hins vegar eru sveiflurnar minni meðal eldri hópa en víða annars staðar. Hækkunin hjá þeim að sumri virðist óveruleg. Þessir hópar verða því að reiða sig á mataræði og bætiefni. Venjulegt íslenskt fæði eins og það var og flestir neyttu gaf sennilega lágmarksþarfir af D-vítamíni, en með breyttu mataræði (minni fiskneysla o.fl.) verður þörfin á því að bæta D-vítamíni í fleiri fæðutegundir meiri en áður, sérstaklega til að ná til yngri og elstu aldurshópanna. Ég tel það brýnasta verkefni á þessu sviði að tryggja lágmarksinntöku á D-vítamíni til allra og það verður að teljast algjörlega óviðunandi og óþarfi að hér á landi skuli greinast nokkur börn á ári með beinkröm og þó nokkrir fullorðnir með klár einkenni um D-vítamín skort. Þetta er þó ekki séríslenskt fyrirbrigði.
Öldrunarrannsókn Hjartaverndar sem ég hef tengst sem formaður stjórnar Hjartaverndar gaf okkur Laufeyju Steingrímsdóttur og Þórhalli Bjarnasyni við næringarfræðideild HÍ tækifæri á að kanna enn frekar tengsl D-vítamíns og áhættu á mjaðmarbroti í þátttakendahópi Öldrunarrannsóknarinnar. Rannsóknin tók til 5764 þátttakenda, bæði karla og kvenna, á aldrinum 66 – 96 ára og öll mjaðmabrot (brot í lærleggshálsi og á lærhnútusvæði) voru vandlega metin og skráð í öllum hópnum. Brotatíðnin var síðan borin saman við styrk 25-OH vítamín D í blóði við upphaf rannsóknartímabilsins (2002-2006). Alls urðu brotin 261 á 5,4 ára tímabili og þetta er því með stærstu framskyggnu rannsóknum sem birt hefur verið. Niðurstöðurnar sýndu glögglega að hópnum með lægstu 25-OH D gildin í blóði (undir 30 nmól/L) höfðu meira en tvöfalda áhættu á mjaðmarbroti, bæði karlar og konur. Beinþéttnin sem mæld var á sama tíma og 25-OH D var mælt var einnig marktækt lægri í þessum hópi. Reikna mátti út frá þessum tölum að 15% allra mjaðmabrotanna í hópnum mætti tengja lélegum D-vítamínhag þ.e. 25-OH D minna en 30 nmól/L (attributable risk). Ef þetta er yfirfært til alls Íslands (um 300 mjaðmabrot á ári) má væntanlega rekja um 40-50 mjaðmabrot á ári til lélegs D-vítamínbúskapar, undir 30 nmól/L af 25-OH D (birtist í PLoS ONE 2014).
Fyrri rannsóknir okkar benda til að 800 einingar (20 míkrógrömm) af D-vítamíni á dag nægir flestum öldruðum til að tryggja D-vítamín gildi í blóði yfir 40 nmól/L. Þetta jafngildir fullri matskeið af þorskalýsi á dag.
Í þessu sambandi er fróðlegt að geta þess að rannsóknir Hjartaverndar sem byggja á brotagagnagrunni Reykjavíkurrannsóknarinnar hafa nýlega sýnt fram á (Læknablaðið, október 2017) marktæka fækkun mjaðmabrota eftir síðustu aldamót. Hugsanlegt er að bættur D-vítamínhagur aldraðra á Íslandi á síðustu árum eigi sinn þátt í því en það þarfnast vissulega frekari rannsókna.
Doktorsverkefni Tinnu Eysteinsdóttur með Laufeyju Steingrímsdóttur fjallaði að hluta um tengsl kalkneyslu og lýsistöku yfir ævina við beinheilsu á efri árum í Öldrunarrannsókn Hjartaverndar. Sigrún Sunna Skúladóttir hjúkrunarfræðingur vinnur nú að doktorsverkefni þar sem hún kannar hvað einkennir mjaðmabrotahópinn í Öldrunarrannsókn Hjartaverndar.
Svona að lokum, með hliðsjón af niðurstöðum rannsókna í þessum efnum, hverjar eru þá helstu ráðleggingar frá þér varðandi viðhald og eflingu beinheilsu á öllum aldri.
Rannsóknir okkar styðja það að flestir Íslendingar þurfi að taka viðbótar D-vítamín mestan hluta ársins. Til að tryggja nægilega D-vítamínþéttni í blóði þarf a.m.k. 600-800 einingar til viðbótar D-vítamíni í fæði (jafngildi einnar matskeiðar af þorskalýsi). Elstu aldurshópar þurfa meira en þeir yngri og alls ekki má gleyma D-dropum handa ungbörnum. Sumir sjúklingahópar þurfa einnig stærri skammt af D-vítamíni s.s. meltingarsjúkdómar o.fl. Jafnframt er vissulega vert að nýta sólarbirtuna skynsamlega meðan hennar nýtur, apríl-sepember.
Safngreining (meta-analysis) á flestum birtum rannsóknum um mikilvægi kalkjafnvægis í líkamanum svo ekki þurfi að ganga á kalkforðabúr beinanna benda til þess að þessi þáttur skýri allt að 20% lágorkubrota. Þetta nær bæði til D-vítamíns og kalkneyslu sem eru samofin í þessu sambandi. Rannsóknarniðurstöður okkar sem Hrafnhildur Runólfsdóttir, þá læknanemi, tók saman kom fram að vöðvamassi líkamans skiptir miklu máli fyrir beinheilsu okkar á öllum aldri. Aðrir þættir skipta einnig miklu máli og rannsóknir okkar með Íslenskri erfðagreiningu benda sterklega til mikilvægis erfða í þessu sambandi og fjölskyldusögu um beinþynningu skyldi því taka alvarlega. Síkar fjölskyldur skyldu fara í beinþéttnimælingu um miðjan aldur. Jafnframt höfum við fundið að þyngdartap eftir sjötugt er stærsti þátturinn í beintapi þessa aldurshóps. Því er mikilvægt að aldraðir haldi sinni líkamsþyngd og haldi sinni færni til að minnka líkurnar á falli, sem er auðvitað stærsti áhættuþáttur á beinbrotum, og þar kemur D-vítamínið einnig inn í til að viðhalda eðlilegum vöðvakrafti.
Á síðustu árum hefur það hins vegar orðið ljóst að verkun D-vítamíns er að öllum líkindum ekki einungis bundin við kalk- og beinabúskapinn. Viðtakar fyrir D-vítamín hafa fundist í mörgum frumutegundum líkamans og þær frumur hafa ensím sem hvatar myndun virka D-vítamín hormónsins sem áður var haldið að myndaðist einungis í nýrum.
Lágt D-vítamín magn í blóði hefur fundist í mörgum hópum fólks með langvinna sjúkdóma ss. hjarta- og æðasjúkdóma, háþrýsting, langvinna lungnasjúkdóma og berkla, sumar tegundir krabbameina, tauga- og geðsjúkdóma og fl. Þetta hafa ýmsar íslenskar hóprannsóknir sýnt fram á bæði í börnum og fullorðnum og einnig í Öldrunarrannsókn Hjartaverndar. Fróðleg er doktorsvinna Sif Hansdóttur lungnalæknis um áhrif D-vítamíns á lungnavef. Gísli Sigurðsson og samstarfsfólk á gjörgæsludeild Landspítalans hafa sýnt fram á hversu algengt ónógt D-vítamín er í sjúklingahópi þeirra deildar. Hjartavernd hefur tekið þátt í fjölþjóðlegri rannsókn sem sýndi að hópurinn með lægstu D-vítamín gildin hafði skemmri lífslíkur en hinir.
Hvort lágt D-vítamín í blóði tengist þessum sjúkdómum sem orsök þeirra eða afleiðing á hins vegar eftir að staðfesta. Stórar inngrips hóprannsónir eru í gangi erlendis þar sem D-vítamín er gefið helmingi hópsins munu væntanlega varpa betra ljósi á þessi tengsl á næstu árum.
Rannsóknir á D-vítamíni halda því áfram af fullum krafti bæði hérlendis og erlendis.
Birtar greinar frá GS um D-vítamín:
- Hvað telst vera æskilegt gildi D-vítamíns í blóði? Laufey Steingrímsdóttir og Gunnar Sigurðsson. Læknablaðið 2015:101: 96-98.
- Hip fractures and bone mineral density in the elderly – importance of serum 25-hydroxyvitamin D. Steingrímsdóttir L, Halldorsson TI, Siggeirsdottir K, Cotch FM, Einarsdottir BO, Eiriksdottir G, Sigurdsson S, Launer LJ, Harris TB, Gudnason V, Sigurdsson G. PloS ONE 2014; 9: e91122.
- Factors associated with elevated or blunted PTH response in vitamin D insufficient adults. Ö Gunnarsson, Ó S Indriðason, L Franzson, G Sigurðsson. J Int Med 2008;265:488-495.
- Relationship Between Serum Parathyroid Hormone Levels, Vitamin D Sufficiency and Calcium Intake. Laufey Steingrímsdóttir, Örvar Gunnarsson, Ólafur S. Indriðason, Leifur Franzson, Gunnar Sigurðsson. JAMA 2005;294:2336-2341.
- Algengi og orsakir afleidds kalkvakaóhófs meðal fullorðinna á höfuðborgarsvæðinu. Snorri Laxdal Karlsson, Ólafur Skúli Indriðason, Leifur Franzson, Gunnar Sigurðsson Læknablaðið 2005;91:161-169.
- D-vítamínbúskapur fullorðinna Íslendinga. Örvar Gunnarsson, Ólafur Skúli Indriðason, Leifur Franzson, Edda Halldórsdóttir, Gunnar Sigurðsson. Læknablaðið 2004;90:29-36.
- The Association between Parathyroid Hormone, Vitamin-D and Bone Mineral Density in 70 Year Old Icelandic Women. G Sigurdsson, L Franzson, L Steingrimsdottir, H Sigvaldason. Osteoporosis Int 2000;11:1031-1035.
- D-vítaminbúskapur og árstíðabundnar sveiflur í ýmsum aldurshópum kvenna á Íslandi. Gunnar Sigurðsson, Leifur Franzson, Hólmfríður Þorgeirsdóttir, Laufey Steingrímsdóttir. Læknablaðið 1999;85:398-404.
- Serum 25-hydroxyvitamin D levels and bone mineral density in 16-20 years-old girls: lack of association. J Ö Kristinsson, Ö Valdimarsson, G Sigurdsson, L Franzson, I Olafsson & L Steingrimsdottir. J InternMed 1998;243:381-388.
