Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Pain. Joints. Spine." Том 10, №1, 2020

Back to issue

Vitamin D deficiency as a risk factor of falls of elderly people

Authors: Дедух Н.В., Дзерович Н.И., Быстрицкая М.А.
ГУ «Институт геронтологии им. Д.Ф. Чеботарева НАМН Украины», г. Киев, Украина

Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics

Sections: Specialist manual

print version


Summary

Серед людей літнього і старечого віку падіння є серйозною проблемою, пов’язаною з погіршенням якості життя, переломами та підвищеною смертністю. На сьогодні на основі даних наукової літератури чітко простежується зв’язок між дефіцитом вітаміну D в сироватці крові та слабкістю м’язів, когнітивними порушеннями, тобто факторами, що призводять до погіршення рівноваги і підвищують ризик падіння. В огляді проаналізовано особливості впливу вітаміну D на структуру та функцію м’язів, а також оцінено вплив прийому кальцію та вітаміну D на силу м’язів і зниження ризику падінь в осіб літнього віку. На основі даних літератури доведена роль вітаміну D у підтримці нормальної функції головного мозку, оцінена частота дефіциту вітаміну D у літніх пацієнтів з когнітивними порушеннями. Зроблено висновок про не­однозначність даних щодо терапевтичної ефективності додаткового прийому вітаміну D в терапії когнітивних порушень. Визначені питання, що потребують вирішення, перш за все — встановлення граничних значень вітаміну D у сироватці крові, необхідність додаткових досліджень для визначення оптимальних методів лікування, включаючи дозу вітаміну D і тривалість лікування. Найбільш дискусійним питанням є використання високих доз вітаміну D. Більшість дослідників на основі аналізу вважають нераціональним використання підвищених доз вітаміну D у профілактиці падінь і в цілому відзначають їх негативний вплив на здоров’я людини. Є доказова база, що найбільш ефективно використовувати вітамін D в поєднанні з кальцієм. Однак, незважаючи на зростаючу кількість наукових досліджень про зв’язок вітаміну D з падіннями, роль і значення вітаміну D у цьому процесі остаточно не встановлені.

Среди лиц пожилого и старческого возраста падения являются серьезной проблемой, связанной с ухудшением качества жизни, переломами и повышенной смертностью. На сегодняшний день на основе данных научной литературы четко прослеживается связь между дефицитом витамина D в сыворотке крови и слабостью мышц, когнитивными нарушениями, то есть факторами, которые приводят к ухудшению равновесия и повышают риск падения. В обзоре проанализированы особенности влияния витамина D на структуру и функцию мышц, а также оценено влияние приема кальция и витамина D на силу мышц и снижение риска падений у лиц пожилого возраста. На основе данных литературы доказана роль витамина D в поддержании нормальной функции головного мозга, оценена частота дефицита витамина D у пожилых пациентов с когнитивными нарушениями. Сделан вывод, что данные о терапевтической эффективности дополнительного приема витамина D при когнитивных нарушениях неоднозначны. Отмечены вопросы, требующие решения, прежде всего установление пороговых значений витамина D в сыворотке крови, необходимость дополнительных исследований для определения оптимальных методов лечения, включая дозу витамина D и продолжительность терапии. Наиболее дискуссионным вопросом является использование высоких доз витамина D. Большинство исследователей на основе анализа считают нерациональным использование повышенных доз витамина D в профилактике падений и в целом отмечают их негативное влияние на здоровье человека. Имеется доказательная база, что наиболее эффективно использование витамина D в сочетании с кальцием. Однако, несмотря на растущее количество научных исследований о связи витамина D с падениями, роль и значение витамина D в этом процессе окончательно не установлены.

Among elderly people, falls are a serious problem associated with a deterioration in the quality of life, fractures and increased mortality. Today, on the basis of scientific literature, a connection can be clearly traced between the deficiency of serum vitamin D and muscle weakness, cognitive impairment, that is, factors that lead to poorer balance and increase the risk of falling. The review analyzes the features of the effect of vitamin D on the structure and function of muscles, as well as evaluates the effectiveness of calcium and vitamin D intake on muscle strength and reduces the risk of falls in the elderly. Based on the literature data, the role of vitamin D in maintaining normal brain function has been proved, and the incidence of vitamin D deficiency in elderly patients with cognitive impairment has been estimated. It is concluded that data on the therapeutic efficacy of supplemental vitamin D supplementation in cognitive impairment are ambiguous. Issues requiring resolution are noted. First of all, the establishment of threshold values for vitamin D in serum, the need for additional studies to determine the best treatment methods, including the dose of vitamin D and the duration of treatment. The most controversial issue is the use of high doses of vitamin D. Based on the analysis, most researchers consider it unreasonable to use high doses of vitamin D in preventing the frequency and risk of falls, and in general, their negative impact on human health. There is evidence that vitamin D is most effective in combination with calcium. However, despite the growing number of scientific studies on the association of vitamin D with falls, the role and importance of vitamin D in this process has not been conclusively established.


Keywords

падіння; вітамін D; дефіцит; підтримуючі дози; м’язи; когнітивні порушення

падения; витамин D; дефицит; поддерживающие дозы; мышцы; когнитивные нарушения

falls; vitamin D; deficiency; supplementation; muscles; cognitive impairment


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Wacker M., Holick M.F. Vitamin D — Effects on skeletal and extraskeletal health and the need for supplementation. Nutrients. 2013. 5. 111-148. doi: 10.3390/nu5010111.

2. Chen H., Liu Y., Huang G., Zhu J., Feng W., He J. Association between vitamin D status and cognitive impairment in acute ischemic stroke patients: a prospective cohort study. Clin. Inter. Aging. 2018. 13. 2503-2509. doi: 10.2147/CIA.S187142.

3. DeLuca G.C., Kimball S.M., Kolasinski J., Ramagopalan S.V., Ebers G.C. Review: the role of vitamin D in nervous systems health and disease. Neuropathol. Appl. Neurobiol. 2013 Aug. 39(5). 458-84. doi: 10.1111/nan.12020.

4. DeLuca H.F. History of the discovery of vitamin D and its active metabolites. Bonekey Rep. 2014. 3. 479. doi: 10.1038/bonkey.2013.213.

5. Remelli F., Vitali A., Zurlo A., Volpato S. Vitamin D Deficiency and Sarcopenia in Older Persons. Nutrients. 2019. 11(12). 2861. doi: 10.3390/nu11122861.

6. Flicker L., Mead K., Macinnis R.J. et al. Serum vitamin D and falls in older women in residential care in Australia. J. Am. Geriatr. Soc. 2003. 51. 1533-1538. doi: 10.1046/j.1532-5415.2003.51510.x.

7. Flicker L. Vitamin D and the endocrinology of ageing. Current Opinion in Endocrine and Metabolic Research. Ed. by Bu B. Yeap, Rong Yuan. 2019. 5. 7-10. doi: 10.1016/j.coemr.2018.12.001.

8. Gunton J.E. Girgis Vitamin D and muscle. CM Bone Rep. 2018 Apr 18. 8. 163-167. doi: 10.1016/j.bonr.2018.04.004.

9. Wicherts I.S., van Schoor N.M., Boeke A.J. et al. Vitamin D status predicts physical performance and its decline in older persons. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2007. 92(6). 2058-2065. doi: 10.1210/jc.2006-1525.

10. Murad M.H., Elamin K.B., Abu Elnour N.O. et al. The effect of vitamin D on falls: a systematic review and meta-analysis. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2011. 96(10). 2997-3006. doi: 10.1210/jc.2011-1193.

11. Holick M.F. Vitamin D deficiency. N. Engl. J. Med. 2007. 357(3). 266-281. doi: 10.1056/NEJMra070553.

12. Flicker L., Macinnis R.J., Stein M.S. et al. Should older people in residential care receive vitamin D to prevent falls? Results of a randomized trial. J. Am. Geriatr. 2005. 53. 1881-1888. doi: 10.1111/j.1532-5415.2005.00468.x.

13. Bischoff H.A., Stahelin H.B., Dick W. et al. Effects of vitamin D and calcium supplementation on falls: a randomized controlled trial. J. Bone Miner. Res. 2003. 18. 343-351. doi: 10.1359/jbmr.2003.18.2.343.

14. Pfeifer M., Begerow B., Minne H.W., Suppan K., Fahrleitner-Pammer A., Dobnig H. Effects of a long-term vitamin D and calcium supplementation on falls and parameters of muscle function in community-dwelling older individuals. Osteoporos Int. 2009. 20(2). 315-322. doi: 10.1007/s00198-008-0662-7.

15. Kärkkäinen M.K., Tuppurainen M., Salovaara K. et al. Does daily vitamin D 800 IU and calcium 1000 mg supplementation decrease the risk of falling in ambulatory women aged 65–71 years? A 3-year randomized population-based trial (OSTPRE-FPS). Maturitas. 2010. 65(4). 359-365. doi: 10.1016/j.maturitas.2009.12.018.

16. Gillespie L.D., Robertson M.C., Gillespie W.J. et al. Interventions for preventing falls in older people living in the community. Cochrane Database. Syst. Rev. 2012. (9). CD007146. doi: 10.1002/14651858.CD007146.pub3.

17. Cameron I.D., Dyer S.M., Panagoda C.E. et al. Interventions for preventing falls in older people in care facilities and hospitals. Cochrane Database. Syst. Rev. 2018. CD005465. doi: 10.1002/14651858.CD005465.pub4.

18. Broe K.E., Chen T.C., Weinberg J. et al. A higher dose of vitamin D reduces the risk of falls in nursing home residents: a randomized, multiple-dose study. J. Am. Geriatr. Soc. 2007. 55(2). 234-239. doi: 10.1111/j.1532-5415.2007.01048.x.

19. Chakhtoura M., Chamoun N., Rahme M., Fuleihan G.E. Impact of vitamin D supplementation on falls and fractures-A critical appraisal of the quality of the evidence and an overview of the available guidelines. Bone. 2020. 131. 115112. doi: 10.1016/j.bone.2019.115112.

20. Grant A.M., Avenell A., Campbell M.K. et al. Oral vitamin D3 and calcium for secondary prevention of low-trauma fractures in elderly people (randomised evaluation of calcium or vitamin D, RECORD): a randomised placebo-controlled trial. Lancet. 2005. 365. 1621-1628. doi: 10.1016/S0140-6736(05)63013-9.

21. Khaw K.T., Stewart A.W., Waayer D. et al. Effect of monthly high-dose vitamin D supplementation on falls and non-vertebral fractures: secondary and post-hoc outcomes from the randomised, double-blind, placebo-controlled ViDA trial. Lancet Diabetes Endocrinol. 2017. 5(6). 438-447. doi: 10.1016/S2213-8587(17)30103-1.

22. Pike J.W. Closing in on vitamin D action in skeletal muscle: Early activity in muscle stem cells? Endocrinology. 2016. 157. 48-51. doi: 10.1210/en.2015-2009.

23. Campbell W.W., Johnson C.A., McCabe G.P., Carnell N.S. Dietary protein requirements of younger and older adults. Am. J. Clin. Nutr. 2008. 88(5). 1322-1329. doi: 10.3945/ajcn.2008.26072.

24. Endo I., Inoue D., Mitsui T., Umaki Y., Akaike M., Yoshizawa T., Kato S., Matsumoto T. Deletion of vitamin D receptor gene in mice results in abnormal skeletal muscle development with deregulated expression of myoregulatory transcription factors. Endocrinology. 2003. 144. 5138-5144. doi: 10.1210/en.2003-0502. 

25. Granic A., Hill T.R., Davies K. et al. Vitamin D status, Muscle Strenght and Physical Performance Decline in Very Old Adults: A Prospective study. Nutrients. 2017. 9. 379. doi: 10.3390/nu9040379.

26. Wintermeyer E., Ihle C., Ehnert S. et al. Crucial Role of Vitamin D in the Musculoskeletal System. Nutrients. 2016. 8. 319. doi: 10.3390/nu8060319.

27. Hassan-Smith Z.K., Jenkinson C., Smith D.J. et al. 25-hydroxyvitamin D3 and 1,25-dihydroxyvitamin D3 exert distinct effects on human skeletal muscle function and gene expression. PLoS ONE. 2017. 12(2). e0170665. doi: 10.1371/journal.pone.0170665.

28. Hangelbroek R., Vaes A.M.M., Boekschoten M.V. No effect of 25-hydroxyvitamin D supplementation on the skeletal muscle transcriptome in vitamin D deficient frail older adults. BMC Geriatrics. 2019. 19(1). doi: 10.1186/s12877-019-1156-5.

29. Girgis C.M., Clifton-Bligh R.J., Hamrick M.W., Holick M.F., Gunton J.E. The roles of vitamin D in skeletal muscle: form, function, and metabolism. Endocr. Rev. 2013. 34. 33-83. doi: 10.1210/er.2012-1012.

30. Bischoff-Ferrari H.A., Dawson-Hughes B., Staehelin H.B. et al. Fall prevention with supplemental and active forms of vitamin D: a meta-analysis of randomised controlled trials. BMJ. 2009 Oct 1. 339. b3692. doi: 10.1136/bmj.b3692.

31. Cummings S.R., Kiel D.P., Black D.M. Vitamin D supplementation and increased risk of falling: A cautionary tale of vitamin supplements retold. JAMA Intern. Med. 2016. 176. 171-172. doi: 10.1001/jamainternmed.2015.7568.

32. Huo Y.R., Suriyaarachchi P., Gomez F. et al. Phenotype of osteosarcopenia in older individuals with a history of falling. J. Am. Med. Dir. Assoc. 2015. 16. 290-295. doi: 10.1016/j.jamda.2014.10.018.

33. Kim M.K., Baek K.H., Song K.H. et al. Vitamin D deficiency is associated with sarcopenia in older Koreans, regardless of obesity: The fourth Korea national health and nutrition examination surveys (KNHANES IV) 2009. J. Clin. Endocr. Metab. 2011. 96. 3250-3256. doi: 10.1210/jc.2011-1602.

34. Pérez-López F.R. Vitamin D and its implications for musculoskeletal health in women: an update. Maturitas. 2007. 58(2). 117-137. doi: 10.1016/j.maturitas.2007.05.002.

35. Suresh E., Wimalaratna S. Proximal myopathy: diagnostic approach and initial management. Postgrad. Med. J. 2013 Aug. 89(1054). 470-477. doi: 10.1136/postgradmedj-2013-131752.

36. Houston D.K., Cesari M., Ferrucci L. et al. Association between vitamin D status and physical performance: The InCHIANTI study. J. Gerontol. Ser. A Biol. Sci. Med. Sci. 2007. 62(4). 440-446. doi: 10.1093/gerona/62.4.440.

37. Visser M., Deeg D.J., Lips P. Low vitamin D and high parathyroid hormone levels as determinants of loss of muscle strength and muscle mass (sarcopenia): the Longitudinal Aging Study Amsterdam. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2003. 88(12). 5766-5772. doi: 10.1210/jc.2003-030604.

38. Anker S.D., Morley J.E., von Haehling S. Welcome to the ICD-10 code for sarcopenia. J. Cachexia Sarcopenia Muscle. 2016. 7(5). 512-514. doi: 10.1002/jcsm.12147.

39. Budui S.L., Rossi A.P., Zamboni M. The pathogenetic bases of sarcopenia. Clin. Cases. Miner. Bone Metab. 2015. 12. 22-26. doi: 10.11138/ccmbm/2015.12.1.022.

40. Faje A., Klibanski A. Body composition and skeletal health: too heavy? Too thin? Curr. Osteoporos. Rep. 2012. 10(3). 208-216. doi: 10.1007/s11914-012-0106-3.

41. Beaudart C., Buckinx F., Rabenda V. et al. The effects of vitamin D on skeletal muscle strength, muscle mass, and muscle power: A systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014. 99(11). 4336-4345. doi: 10.1210/jc.2014-1742.

42. Rejnmark L. Effects of vitamin d on muscle function and performance: A review of evidence from randomized controlled trials. Ther. Adv. Chronic Dis. 2011. 2. 25-37.

43. Park S., Ham J.O., Lee B.K. A positive association of vitamin D deficiency and sarcopenia in 50 year old women, but not men. Clin. Nutr. 2014 Oct. 33(5). 900-905. doi: 10.1016/j.clnu.2013.09.016.

44. Iolascon G., Moretti A., de Sire A., Calafiore D., Gimigliano F. Effectiveness of calcifediol in improving muscle function in post-menopausal women: A prospective cohort study. Adv. Ther. 2017. 34(3). 744-752. doi: 10.1007/s12325-017-0492-0.

45. Mokrysheva N.G., Krupinova J.A., Volodicheva V.L., Mirnaya S.S., Melnichenko G.A. A view at sarcopenia by endocrinologist. Obesity and metabolism. 2018. 15(3). 21-27. doi: 10.14341/OMET9792 [Article in Russion].

46. Brouwer-Brolsma E.M., Bischoff-Ferrari H.A., Bouillon R. et al. Vitamin D: do we get enough? A discussion between vitamin D experts in order to make a step towards the harmonisation of dietary reference intakes for vitamin D across Europe. Osteoporos Int. 2013. 24(5). 1567-1577. doi: 10.1007/s00198-012-2231-3.

47. Bischoff-Ferrari H.A. Optimal serum 25-hydroxyvitamin D levels for multiple health outcomes. Adv. Exp. Med. Biol. 2014. 810. 500-525. doi: 10.1007/978-1-4939-0437-2_28.

48. Clinical and biochemical phenotype of osteosarcopenia. WCO-IOF-ESCEO World Congress on Osteoporosis, Osteoarthritis and Musculoskeletal Diseases; 2017 March 23–26. Florence, Italy. Springer. 2017. 106.

49. Garcion E., Wion-Barbot N., Montero-Menei C.N., Berger F., Wion D. New clues about vitamin D functions in the nervous system. Trends Endocrinol. Metab. 2002. 13(3). 100-105. doi: 10.1016/s1043-2760(01)00547-1.

50. Harms L.R., Burne T.H., Eyles D.W., McGrath J.J. Vitamin D and the brain. Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 2011 Aug. 25(4). 657-69. doi: 10.1016/j.beem.2011.05.009.

51. Gold J., Shoaib A., Gorthy G., Grossberg G.T. The role of vitamin d in cognitive disorders in older adults. US Neurology. 2018. 14(1). 41-46. doi: 10.17925/USN.2018.14.1.41.

52. Muir S.W., Gopaul K., Montero Odasso M.M. The role of cognitive impairment in fall risk among older adults: a systematic review and meta-analysi. Age Ageing. 2012 May. 41(3). 299-308. doi: 10.1093/ageing/afs012.

53. Ates Bulut E., Soysal P., Yavuz I., Kocyigit S.E., Isik A.T. Effect of Vitamin D on Cognitive Functions in Older Adults: 24-Week Follow-Up Study. Am. J. Alzheimers. Dis. Other. Demen. 2019 Jan 1. 1533317518822274. doi: 10.1177/1533317518822274.

54. Anjum I., Jaffery S.S., Fayyaz M., Samoo Z., Anjum S. The Role of Vitamin D in Brain Health: A Mini Literature Review. Cureus. 2018 Jul 10. 10(7). e2960. doi: 10.7759/cureus.2960.

55. Bikle D.D. Vitamin D: Newer Concepts of Its Metabolism and Function at the Basic and Clinical Level. J. Endocr. Soc. 2020. 4(2). bvz038. doi: 10.1210/jendso/bvz038.

56. Pludowski P., Holick M.F., Grant W.B. et al. Vitamin D supplementation guidelines. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 2018 Jan. 175. 125-135. doi: 10.1016/j.jsbmb.2017.01.021.

57. Rizzoli R., Boonen S., Brandi M.L. et al. Vitamin D supplementation in elderly or postmenopausal women: a 2013 update of the 2008 recommendations from the European Society for Clinical and Economic Aspects of Osteoporosis and Osteoarthritis (ESCEO). Curr. Med. Res. Opin. 2013 Apr. 29(4). 305-13. doi: 10.1185/03007995.2013.766162.

58. Reid I.R. Vitamin D Effect on Bone Mineral Density and Fractures. Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2017 Dec. 46(4). 935-945. doi: 10.1016/j.ecl.2017.07.005.

59. Burt L.A., Billington E.O., Rose M.S. et al. Effect of High-Dose Vitamin D Supplementation on Volumetric Bone Density and Bone Strength: A Randomized Clinical Trial. JAMA. 2019 Aug 27. 322(8). 736-745. doi: 10.1001/jama.2019.11889.

60. Latham N.K., Anderson C.S., Lee А., Bennet D.A., Moseley A. A randomized, controlled trial of quadriceps resistance exercise and vitamin D in frail older people: The Frailty Interventions Trial in Elderly Subjects (FITNESS). J. Am. Geriatr. Soc. 2003. 51(3). 291-299. doi: 10.1046/j.1532-5415.2003.51101.x.

61. Sanders K.M., Stuart A.L., Williamson E.J. et al. Annual high-dose oral vitamin D and falls and fractures in older women: a randomized controlled trial. J. Am. Med. Assoc. 2010. 303(18). 1815-1822. doi: 10.1001/jama.2010.594.

62. Bischoff-Ferrari H.A., Dawson-Hughes B., Orav E.J. et al. Monthly High-Dose Vitamin D Treatment for the Prevention of Functional Decline: A Randomized Clinical Trial. JAMA Intern. Med. 2016. 176(2). 175-183. doi: 10.1001/jamainternmed.2015.7148.

Similar articles

Роль вітаміну D та лікувальної фізичної культури в корекції саркопенії
Authors: Поворознюк В.В., Дзерович Н.І.
ДУ «Інститут геронтології імені Д.Ф. Чеботарьова НАМН України», м. Київ, Україна

"Pain. Joints. Spine." Том 7, №3, 2017
Date: 2017.12.27
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Genetic polymorphism of vitamin D receptor determines its metabolism and efficiency
Authors: Яковлева О.А., Николова О.М., Дорошкевич И.А., Щербенюк Н.В.
Винницкий национальный медицинский университет имени Н.И. Пирогова, г. Винница, Украина

"Pain. Joints. Spine." Том 7, №2, 2017
Date: 2017.08.31
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Dysmobility syndrome: a paradigm shift in fracture prevention
Authors: Neil Binkley, Diane Krueger
University of Wisconsin Osteoporosis Clinical Research Program, Madison, WI, USA

"Pain. Joints. Spine." Том 7, №1, 2017
Date: 2017.06.21
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches

Back to issue