Vitamin D status and its association with leukocyte telomere length, obesity and inflammation in young adults:a Northern Finland Birth Cohort 1966 study

Abstract Vitamin D deficiency, obesity and short telomere length are reported to be associated with increased risk of metabolic diseases and all-cause mortality, through modulation of inflammatory pathways. The season of blood sampling, obesity and physical activity have been identified as determinants of 25-hydroxyvitamin D [25(OH)D], but their association with 25(OH)D2 (D2) and 25(OH)D3 (D3) is still poorly understood. In addition, relationships between 25(OH)D, body mass index (BMI), inflammation, and leukocyte telomere length (LTL) has not been previously established. A better understanding of the determinants, risk factors of vitamin D deficiency, and their relationship with BMI, inflammation, and LTL is needed. The study was based on the 31-year follow-up study of the Northern Finland Birth Cohort 1966 (N=4,758). Statistical analyses were used to 1) examine potential determinants of D2 and D3, and identify risk factors associated with hypovitaminosis D, 2) investigate the relationship of 25(OH)D and BMI with LTL and test whether it is independent of inflammatory pathways and, 3) assess how the association of BMI with inflammatory biomarkers might be mediated through 25(OH)D. Our results showed that D2 contributed 5% and D3 95% of the total 25(OH)D concentrations. When examined, the determinants for each isoform, periods of low sunlight exposure associated with increased D2, but with decreased D3. Oral contraceptives associated with increased concentrations of both. We confirmed the known risk factors of low vitamin D: low sunlight periods, residing in northern latitudes, and physical inactivity. Serum 25(OH)D was not an important determinant of LTL, and inflammation may partly mediate the BMI-LTL association. Higher serum 25(OH)D was inversely associated with inflammatory biomarkers, and the association between BMI and biomarkers was modestly mediated through lowered 25(OH)D. In conclusion, our results support the role of known risk factors in vitamin D deficiency and add information on specific determinants of D2 and D3. 25(OH)D did not associate with LTL in young adulthood. We have also provided new insights into a plausible role of vitamin D in BMI associated inflammation. An improved understanding of the role of vitamin D benefits public health in many ways (it can help prevent vitamin D deficiency by implementing lifestyle modification and supplementation).Tiivistelmä D-vitamiinin puutos, lihavuus ja lyhyt telomeerien pituus liittyvät mahdollisesti lisääntyneeseen riskiin sairastua metabolisiin sairauksiin sekä yleisemmin kuolleisuuteen. Eräs selitys tälle voi löytyä tulehdustekijöistä. Lihavuuden, liikunnan puutteen ja verinäytteenoton ajankohdan tiedetään vaikuttavan 25-hydroksi-D-vitamiinin [25(OH)D]-pitoisuuteen, mutta niiden yhteys D-vitamiinin isomuotoihin (D2, D3) on vielä huonosti tunnettu. Aiemmin ei ole selvitetty 25(OH)D:n, painoindeksin (BMI), tulehduksen ja leukosyyttien telomeerien pituuden (LTL) välisiä yhteyksiä, ja siksi näistä tarvitaan lisätutkimusta. Tutkimusaineistona oli Pohjois-Suomen 1966 syntymäkohortin, 31-vuoden seurantaan osallistuneet henkilöt (N=4,758). Tutkimuksessa keskityttiin 1) selvittämään D2- ja D3-vitamiinipitoisuuksien määrittäviä tekijöitä ja tunnistamaan D-vitamiinin puutteeseen liittyviä riskitekijöitä, 2) tutkimaan 25(OH)D-pitoisuuden ja BMI:n suhdetta LTL:n kanssa sekä testaamaan, onko suhde riippumaton tulehduksellisista tekijöistä ja 3) arvioimaan ilmeneekö BMI:n ja tulehdussytokiinien välinen yhteys 25(OH)D-pitoisuuden kautta. Tutkimus osoitti, että D2-isomuodon osuus oli 5 % ja D3:n osuus 95 % koko 25(OH)D-pitoisuudesta. Näitä isomuotoja määrittäviä tekijöitä tutkittaessa havaittiin, että vähäisellä auringonvalolle altistumisella on todennäköisesti yhteys lisääntyneeseen D2-pitoisuuteen, mutta alhaisempaan D3-pitoisuuteen. Suun kautta otettavien ehkäisypillereiden käytöllä oli yhteys molempien muotojen lisääntyneisiin pitoisuuksiin. Tutkimus vahvisti alhaisten D-vitamiinipitoisuuksien tunnetut riskitekijät: lyhyt altistus auringon valolle sekä fyysinen passiivisuus. 25(OH)D-pitoisuus ei ollut yhteydessä LTL:ään mutta tulehdus näytti osittain vaikuttavan BMI-LTL-assosiaatioon. Korkeampi 25(OH)D-pitoisuus yhdistyi matalampiin tulehdussytokiinipitoisuuksiin, kun taas matala 25(OH)D-pitoisuus muokkasi BMI:n ja biomarkkereiden välisisiä yhteyksiä, tosin heikosti. Yhteenvetona voidaan todeta, että tulokset tukevat tunnettujen riskitekijöiden merkitystä D-vitamiinin puutoksessa ja tuovat lisää tietoa eri isomuotoihin vaikuttavista tekijöistä. Tutkimus antaa myös uusia näkemyksiä D-vitamiinin roolista lihavuuteen liittyvässä matala-asteisessa tulehduksessa. D-vitamiinin vaikutuksien tarkempi tunteminen on merkityksellistä myös kansanterveyden kannalta