Artifizielle UV-Exposition und Vitamin D-Status : Systematisches Review mit Metaanalyse zu möglichen Einflussfaktoren

Abstract

Ziel der Arbeit war es, den aktuellen Wissensstand zur Relevanz bestimmter Einflussgrößen (Bestrahlungsdosis (in Standard Erythem Dosis (SED)), Fläche des bestrahlten Hautareals, Bestrahlungsdauer, Fraktionierung der Bestrahlungsdosis, Baseline 25(OH)D3-Serumwert, Alter, Geschlecht) auf die UV-induzierte kutane Vitamin D-Synthese herauszuarbeiten. Dazu führten wir in Übereinstimmung mit den Richtlinien von Preferred Reporting Items for Systema-tic Reviews and Meta-analyses (PRISMA) und Meta-analysis of Observational studies in Epidemiolo-gy (MOOSE) eine Literaturrecherche (MEDLINE 01/1960-07/2016) mit dem Ziel eines syste-matischen Reviews mit Metaanalyse durch. Um eine ausreichende Standardisierung zu ge-währleisten, konzentrierten wir unsere Analyse auf die Exposition mit artifiziellen Bestrah-lungssystemen. Zur Beurteilung der Auswirkungen auf die kutane Vitamin D-Synthese, wur-den Veränderungen im Vitamin D-Status (25(OH)D3-Serumkonzentration) betrachtet. Die Literaturrecherche fand unter Verwendung folgender Suchbegriffe statt: UV, UV radiation, UVB, ultraviolet, ultraviolet radiation, SED, Standard Erythem Dose, vitamin D, vitamin D3, vitamin D increase, 25(OH)D3, 25-Hydroxyvitamin D, 25-Hydroxycholecalciferol. In unserer Primäranalyse konnten 1099 Studien identifiziert werden, von denen unter Berücksichtigung von Ein- und Ausschlusskriterien 15 Studien in die Metaanalyse eingeflossen sind. Es konnte herausgefunden werden, dass nach Bestrahlung des gesamten Körpers (100% Kör-peroberfläche) mit 1 SED und einem Baselinewert von 50 nmol/l, der erwartete 25(OH)D3-Anstieg 15,87 nmol/l beträgt. In einer Meta-Regression untersuchten wir welche Faktoren für die Heterogenität zwischen den Studien verantwortlich sind. Im Gegensatz zur Fläche der bestrahlten Körperoberfläche (p = 0,334) hatte die Gesamtdosis (p < 0,0001) und der 25(OH)D3-Baselinewert (p < 0,005) einen signifikanten Einfluss auf den 25(OH)D3-Anstieg. Dabei führt ein höherer 25(OH)D3-Baselinewert zu einem geringeren 25(OH)D3-Zuwachs nach Bestrahlung. Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass eine Einzelbestrahlung zwischen 0,75 und 3 SED die höchste Effektivität bezüglich UV-vermittelter Vitamin D-Synthese auf-weist. Weiterhin konnte die Halbwertszeit von 25(OH)D3 auf 2 Monaten geschätzt werden. Unsere Ergebnisse sollten beim Einsatz von artifiziellen Bestrahlungssystemen zur Optimie-rung des Vitamin D-Status berücksichtigt werden.

Background: Vitamin D deficiency is a worldwide health problem. Under most living condi-tions in Europe and North America up to 90% of the body’s requirement of vitamin D have to be fulfilled by the UVB-induced cutaneous synthesis of this prohormone. As a consequence, it is of high scientific interest, to determine the impact of various factors on UVB-induced cutaneous vitamin D production, measured as serum 25(OH)D3 concentration. Objective: It was the aim of this systematic review and meta-analysis to investigate our present scientific knowledge on this topic. Additionally, the half-life of 25(OH)D3 was estimated. Method: A systematic literature search was conducted using MEDLINE and cross-referenced studies to investigate the impact of exposure to artificial UV-sources on vitamin D status. Relevant pa-rameters included the 25(OH)D3 serum level before and after exposure, time of exposure, the UV source and dose (in standard erythema dose (SED)). Summary mean differences and 95% confidence intervals (95% CI) were derived from random-effects meta-analysis to account for possible heterogeneity across studies. Furthermore, meta-regression was conducted to account for dose (in SED), 25(OH)D3 baseline level and exposed body surface area (BSA). Results & Conclusion: We found 15 papers published in the past 7 years. Results from meta-regression suggest a statistically significant impact of dose and baseline 25(OH)D3 level on increase of 25(OH)D3-level (p < 0,01). The mean 25(OH)D3-increase per SED was estimated to be 0,19 nmol/l (95% CI: 0,11; 0,26). Exposed BSA was not statistically significant associated with the increase of 25(OH)D3. In conclusion, our study indicates, that single doses between 0,75 and 3 SED result in the highest increase in serum 25(OH)D3 per dose unit (SED). Exposure with higher single doses of UVB resulted in less pronounced increase in serum 25(OH)D3 per dose unit. The exposure should be fragmented to several units with a lower dose, instead of one single exposure with a higher dose. The increase in 25(OH)D3 serum concentration was not proportional to the amount of exposed BSA. Partial exposure of the BSA resulted in relatively higher increase of 25(OH)D3 serum concentration per ΔH / SED / 1% BSA as compared to the whole body. E.g. exposure of face and hands resulted leads to an 8-fold higher increase in ΔH / SED / 1% BSA as compared to whole body irradiation. Beside we found out, that the baseline 25(OH)D3 level is crucial. The lower the baseline, the higher the 25(OH)D3 augmen-tation after irradiation. The 25(OH)D3 level decreases per nmol/l by 0,39 nmol/l on average. The half-life of 25(OH)D3 can be assumed to be about two months.