维生素D

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维生素D(vitamin D )为固醇类衍生物,具抗佝偻病作用,又称抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是D2和D3。维生素D均为不同的维生素D原经紫外照射后的衍生物。植物不含维生素D,但维生素D原在动、植物体内都存在。维生素D是一种脂溶性维生素,有五种化合物,对健康关系较密切的是维生素D2和维生素D3。它们有以下三点特性:它存在于部分天然食物中;受紫外线的照射后,人体内的胆固醇能转化为维生素D。

植物中的麦角醇为维生素D2原,经紫外照射后可转变为维生素D2,又名麦角钙化醇;人和动物皮下含的7-脱氢胆固醇为维生素D3原,在紫外线照射后转变成维生素D3,又名胆钙化醇。 维生素D2 分子式 C28H44O 维生素D3 分子式 C27H44O。

维生素D结构式

  

目录

历史由来

生物化学

食物来源

维生素D的食物来源有三个面:正常的食物、维生素D强化食品和浓缩的天然食物。我国建议孕妇每日应摄取10微克的维生素D,为了达到这个供给量标准,孕妇应注意多从食物中摄取维生素D,增加日光照射时间,以防止维生素D缺乏症的出现。

一般的食物维生素D含量不丰富。含量较多的食物有海产鱼类、蛋类和黄油。维生素D强化食品多为奶类食品和婴儿食品。近年来我国多数大城市采用鲜奶强化维生素D的摄入。

天然浓缩食物主要是鱼肝油。孕妇在选择鱼肝油和维生素D强化食物时,一定要遵照医生的嘱咐,不可过量,以免引起中毒。  

化学性质

维生素D溶于脂肪溶剂,对热、碱较稳定。如在130摄氏度加热90min也不被破坏,故通常烹调方法不至于损失。光及酸促进其异构化。脂肪酸败也可引起维生素D破坏。  

作用机理

维生素D在体内发挥作用主要是通过促进钙的吸收进而调节多种生理功能。研究证明,维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白(CaBP),增加动物肠粘膜对钙离子的通透性,促进钙在肠内的吸收。

维生素D的主要功能是调节体内钙、磷代谢,维持血钙和血磷的水平,从而维持牙齿和骨骼的正常生长就发育。儿童缺乏维生素D,易发生佝偻病,过多服用维生素D将引起急性中毒

1,25-(OH)2D通过细胞的特异受体作用于靶器官

代谢

D2、D3在人体内的主要代谢过程见图 2。自皮肤形成的D3与 DBP结合经血入肝。口服的D2或D3至小肠,在胆盐的作用下,与脂质一同自粘膜吸收成乳糜微粒淋巴系统入肝;注射的D2或D3吸收后也经血入肝。在肝细胞微粒体经25-羟化酶的作用形成25-OHD入血,25-OHD为血清中多种维生素D代谢产物中含量最多且最稳定的一种,其血清浓度可代表机体维生素D营养状态,正常值约11~68ng/ml。25-OHD经血入肾,在近端曲管细胞线粒体内经1-α 羟化酶的作用生成1,25-(OH)2D,其产生受内分泌系统的严格控制,其血清含量随人体对钙、磷的需要而增多或减少。血 PTH(甲状旁腺素)的升高及钙、磷降低,使1-α 羟化酶活性增强,致1,25-(OH)2D增多,血钙、磷增高时,24-R羟化酶活性增强,使24,25-(OH)2D增多。许多组织的细胞有1,25-(OH)2D的受体,如小肠粘膜细胞、骨细胞、肾远端曲管细胞、皮肤生发层细胞、胰岛细胞及乳腺细胞等。肾、肠、软骨等细胞的线粒体并有24-R羟化酶,在血钙、磷正常或升高时,25-OHD在肾、肠经24-羟化酶羟化成24,25-(OH)2D,其生物活性远低于1,25-(OH)2D。

正常人摄入D2或D3后,80%以上可自小肠吸收,其代谢物与部分D2或D3自胆汁及粪便排泄(图2)。4%以下自尿排出。摄入或充分晒太阳后合成较多量维生素D时,可储于脂肪及达数月。  

调节

血清钙降低时,PTH迅速升高,刺激肾1-α 羟化酶活性增强,产生 1,25-(OH)2D增多。血清磷降低则可直接增强肾1-α羟化酶活性,增加1,25-(OH)2D的形成。1,25-(OH)2D可抑制1-α羟化酶活性,但引发24-R羟化酶活性。降钙素(CT) 与1,25-(OH)2D提高血清钙、磷的作用相反,使钙、磷沉着于骨以保持骨的硬度,并避免血钙过高。血清钙升高可抑制肾1-α 羟化酶,但刺激24-羟化作用。1,25-(OH)2D、PTH与CT互相反馈调节,以维持人体正常钙磷代谢。在妊娠和哺乳时,催乳素雌激素可增加1,25-(OH)2D的生成,以提高对钙的吸收。   

正常水平

125-羟基维生素D3〔1,25-(OH)2D〕:62~156pmol/L(26~65pg/ml)

25-羟维生素D3〔25-(OH)2D〕:

夏季: 37~200nmol/L(15~80ng/ml)

冬季: 35~105nmol/L(14~42ng/ml)  

主要生理功能

维生素D主要有以下生理功能:

维生素D.jpg

需要人群

新生儿要及时添加维生素D

自从出生后第7--10天开始,母乳喂养的婴儿每天要添加维生素D400单位,预防维生素D缺乏性佝偻病,因母乳中维生素D的含量太少,不能满足婴儿生长发育的需要。用配方奶粉喂养的婴儿,则不必另外加维生素D。    

盈缺对健康的影响

维生素D既来源于膳食又可以皮肤合成,因而难以估计膳食维生素D的摄入量。在钙和磷充足的条件下,儿童 青少年 孕妇 乳母及老人的RNI(推荐摄入量)为10ug/d,16岁以上的成人为5ug/d,维生素D的UL(可耐受最高摄入量)为20ug/d。  

维生素D缺乏症

维生素D缺乏可致佝偻病手足搐搦症骨软化病骨质疏松症。中国小儿佝偻病发病率较高,病因为日照不足、维生素D摄入不足及肝、肾疾患与先天、后天因素所致维生素D吸收或代谢障碍苯巴比妥可增加维生素D的代谢,增快其非活性代谢物的排出,减少体内维生素D的储存。苯妥英钠大仑丁)影响CaBP而抑制钙吸收。长期服抗癫痫药的病人血清25-OHD降低并可发生骨软化症。长期服某些安眠药的非癫痫患者也可有骨质疏松。对这些病人应及早加服生理需要量的维生素D。中国国内常用的维生素D制剂有不同浓度的维生素AD滴剂(溶于植物油中)或鱼肝油胆维丁(D3)及 D2片剂、维生素AD或D胶丸和D2、D3针剂等。另有双氢速固醇,又名AT-10,为D3还原产物,临床应用能提高血清钙,对低钙惊厥有效。AT-10在肝被25-羟化,不需肾1-α 羟化即对肠、骨有活性,国外常用于治疗家族性低磷血症

维生素D过量表现

一些学者认为长期每日入25μg维生素D可引起中毒,这其中可能包括一些对维生素D较敏感的人,但长期每天摄入125μg维生素D则肯定会引起中毒。中毒的症状是异常口渴,眼睛发炎,皮肤搔痒,厌食嗜睡呕吐腹泻尿频以及钙在血管壁、肝脏、肺部、肾脏、胃中的异常沉淀,关节疼痛和弥漫性骨质脱矿化。我国制定维生素D可耐受最高摄入量为20μg/日。  

临床应用

用以预防及治疗佝偻病骨软化病婴儿手足搐搦症等。

维生素D为固醇类衍生物,具抗佝偻病作用,又称抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是D2和D3。维生素D均为不同的维生素D 原经紫外照射后的衍生物。植物不含维生素D,但维生素D原在动、植物体内都存在。植物中的麦角醇为维生素D2原,经紫外照射后可转变为维生素D2,又名麦角钙化醇;人和动物皮下含的7-脱氢胆固醇为维生素D3原,在紫外照射后转变成维生素D3,又名胆钙化醇。

维生素D在体内发挥作用主要是通过促进钙的吸收进而调节多种生理功能。研究证明,维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白(CaBP),增加动物肠粘膜对钙离子的通透性,促进钙在肠内的吸收。

维生素D的主要功能是调节体内钙、磷代谢,维持血钙和血磷的水平,从而维持牙齿和骨骼的正常生长就发育。儿童缺乏维生素D,易发生佝偻病,过多服用维生素D将引起急性中毒。  

维生素D缺乏性佝偻病

维生素D 缺乏性佝偻病简称佝偻病,是维生素D 缺乏引起钙磷代谢紊乱而造成的代谢性骨骼疾病。我国<3 岁儿童佝偻病发病率约20%~30%,部分地区已高达80%以上,因此是婴幼儿期常见的营养缺乏症之一,卫生部将其列为儿童保健四种疾病之一。临床以多汗、夜惊、烦躁不安和骨骼改变为特征。常与摄入不足,少见阳光,吸收不良,需要量增加,代谢障碍如肝肾疾病或长期使用抗癫痫药物等有关。  

维生素D的其他药理作用

维生素D除了可以预防和治疗佝偻病以外,还有相当多的药理学意义,比如维生素D不足则可加速动脉硬化进程、维生素D对血压的影响有临床意义、维生素D缺乏时糖尿病病人血糖控制不甚满意、高维生素D可降低糖尿病风险、维生素D可保护吸烟者的肺脏、维生素D可在一定程度上抵抗结核病等等,维生素D的作用绝不单单局限于佝偻病,当然,维生素D的这些作用,可能并不是非常突出,但若能掌握这些药理作用,在临床上用药时有一定帮助。

维生素D与高血压

有报道认为维生素D影响高血压的可能机制为负性调节肾素-血管紧张素系统。体外实验表明,在维生素D受体基因敲除的小鼠体内肾素和血管紧张素II的表达会增加几倍,导致高血压、心脏肥大和水负荷增加维。生素D缺乏与高血压发病相关,而中国老年人由于独处、饮食不够、日照不足等因素,极易出现维生素D缺乏。因此,适量补充维生素D有可能成为预防和治疗老年高血压病的一种简单有效手段。

维生素D与肺癌

早在1937年,皮勒和斯蒂芬森就提出假设,阳光照射可以降低患癌症的风险。1941年,有人证明,纬度和癌症死亡率之间存在一定关系。其后,又有研究发现在高纬度地区维生素D缺乏者患结肠癌乳腺癌卵巢癌的风险上升。又有学者在对前列腺癌的研究中也研究发现并提出了类似的假设。研究证明,不同地区之间的B型紫外线辐射水平和多种癌症的死亡率呈负相关。在日本有学者也发现,平均年太阳辐射水平和消化系统癌症死亡率呈负相关。这些研究结果为维生素D可能与肿瘤的发生、发展有关提供了证据。通过对纬度以及紫外线照射与肺癌发生、发展和预后相关性的研究发现,维生素D及其代谢通路与肺癌密切相关。进一步的深入研究发现,在维生素D的代谢通路中25-羟维生素D—la羟化酶和25一羟基维生索D3-24一羟化酶的活性决定了1,25(OH)2D的含量,而VDR的表达决定了1,25(OH):D是否能有效发挥作用。CYP450酶系的CYP27A1、CYP2781和CYP24A1分别编码的25一羟化酶、25一羟维生素D.1a羟化酶和25一羟基维生素D,-24一羟化酶参与维生素D的代谢过程。肺癌细胞中CYP2781和CYP24A1的表达有别于肺正常细胞。CYP450在肺癌患者维生素D代谢通路方面的作用日益引起人们的关注,并有可能成为靶向治疗的靶点之一。

维生素D与COPD

维生素D缺乏在COPD患者中有着较高的患病率。在COPD患者中,影响维生素D水平的主要因素有:饮食不当致摄入不足;活动能力下降,户外运动减少,加之怕受凉而裸露皮肤的机会少,从而导致有效日光照射不足;老年人皮肤老化、肠道功能以及肝肾功能下降导致合成维生素D能力下降;COPD患者中糖皮质激素的使用等。而这些因素往往会使COPD患者病情程度与维生素D缺乏形成恶性循环,导致维生素D缺乏在COPD患者中日趋严重。

女人补维生素D的注意事项

注意之一:补充维生素D不能超量。一般人(成年女性)每天可以补充维生素D1000国际单位,而孕妇可以补充到1500国际单位,但不得超过2000国际单位。如果每天的补充量超过2000国际单位,因补充维生素D而致体内吸收钙过多,会引起对肝和肾的损害。 

注意之二:不能晒太阳过多,晒太阳过多同样有危险。比如,晒黑皮肤是最小的代价,而引起皮肤灼伤则得不偿失,更为严重的是会引起皮肤癌。所以,每天晒15分钟太阳就够了,夏天更应避免在阳光下暴晒。

注意之三:日常补充量与风湿性关节炎的关系。研究人员提出,通过饮食和补品摄取维生素D都可以降低女人罹患风湿性关节炎的风险,但是这种补充量不宜太多。通过一般饮食,至少每天可以补充290国际单位,而通过服用药片或补品,每天至少可以补充400国际单位,这就可以有效将罹患风湿性关节炎的风险降低28%和34%。

注意之四:不要把维生素D当成神药。虽然维生素D在保持细胞的健康方面起了作用,而且可能具有降低免疫性失调危险的作用,但维生素D对免疫系统是如何起保护作用的还需要进一步研究。所以不要把维生素D当成维护健康和包治百病的灵丹妙药或高级食品。

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