維生素D
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維生素D（vitamin D ）為固醇類衍生物，具抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。維生素D家族成員中最重要的成員是D2和D3。維生素D均為不同的維生素D原經(jīng)紫外照射后的衍生物。植物不含維生素D，但維生素D原在動(dòng)、植物體內(nèi)都存在。維生素D是一種脂溶性維生素，有五種化合物，對健康關(guān)系較密切的是維生素D2和維生素D3。它們有以下三點(diǎn)特性：它存在于部分天然食物中；受紫外線的照射后，人體內(nèi)的膽固醇能轉(zhuǎn)化為維生素D。
植物中的麥角醇為維生素D2原，經(jīng)紫外照射后可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D2，又名麥角鈣化醇；人和動(dòng)物皮下含的7-脫氫膽固醇為維生素D3原，在紫外線照射后轉(zhuǎn)變成維生素D3，又名膽鈣化醇。 維生素D2 分子式 C28H44O 維生素D3 分子式 C27H44O。
目錄 |
歷史由來
- 1824年：有人發(fā)現(xiàn)服用魚肝油可以對佝僂病起到很好的治療作用
- 1913年：美國科學(xué)家Elmer McCollum和Marguerite Davis在魚肝油里發(fā)現(xiàn)了一種物質(zhì)，起名叫“維生素A”，后來，英國醫(yī)生EdwardMellanby發(fā)現(xiàn)，喂了魚肝油的狗不會(huì)得佝僂病，于是得出結(jié)論維生素A或者其協(xié)同因子可以預(yù)防佝僂病。
- 1918年：英國的梅蘭比爵士證實(shí)了佝僂病是一種營養(yǎng)素缺乏導(dǎo)致的疾病，但當(dāng)時(shí)他卻誤認(rèn)為這是因?yàn)?維生素a缺乏造成的。
- 1921年：Elmer McCollum使用破壞掉魚肝油中維生素A做同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果相同，說明抗佝僂病并非維生素A所為。他將其命名為維生素D，即第四種維生素。
- 1923年：人們知道7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射可以形成一種脂溶性維生素(現(xiàn)在知道是D3)，Alfred Fabian Hess甚至指出”陽光即是維生素”。
- 1924年：哥倫比亞大學(xué)的赫斯博士和威斯康里大學(xué)的斯廷克博士同時(shí)發(fā)現(xiàn)，用紫外線照射食物和動(dòng)物 后可以得到一種抗佝樓病的活性物質(zhì)，后來還發(fā)現(xiàn)，人體經(jīng)紫外線照射后，也產(chǎn)生了同樣的效應(yīng)。
- 1928年：德國哥廷根大學(xué)教授AdolfWindaus榮獲諾貝爾獎(jiǎng)，以表彰其在研究固醇與維生素關(guān)系的工作。
- 1930年：DGottingen大學(xué)的A.Windaus教授首先確定了維生素D的化學(xué)結(jié)構(gòu)
- 1932年：經(jīng)過紫外線照射麥角固醇而得到的維素D2的化學(xué)特性被闡明。
- 1936年：維生素D3的化學(xué)特性被確定
生物化學(xué)
食物來源
維生素D的食物來源有三個(gè)面：正常的食物、維生素D強(qiáng)化食品和濃縮的天然食物。我國建議孕婦每日應(yīng)攝取10微克的維生素D，為了達(dá)到這個(gè)供給量標(biāo)準(zhǔn)，孕婦應(yīng)注意多從食物中攝取維生素D，增加日光照射時(shí)間，以防止維生素D缺乏癥的出現(xiàn)。
一般的食物維生素D含量不豐富。含量較多的食物有海產(chǎn)魚類、蛋類和黃油。維生素D強(qiáng)化食品多為奶類食品和嬰兒食品。近年來我國多數(shù)大城市采用鮮奶強(qiáng)化維生素D的攝入。
天然濃縮食物主要是魚肝油。孕婦在選擇魚肝油和維生素D強(qiáng)化食物時(shí)，一定要遵照醫(yī)生的囑咐，不可過量，以免引起中毒。
化學(xué)性質(zhì)
維生素D溶于脂肪溶劑，對熱、堿較穩(wěn)定。如在130攝氏度加熱90min也不被破壞，故通常烹調(diào)方法不至于損失。光及酸促進(jìn)其異構(gòu)化。脂肪酸敗也可引起維生素D破壞。
作用機(jī)理
維生素D在體內(nèi)發(fā)揮作用主要是通過促進(jìn)鈣的吸收進(jìn)而調(diào)節(jié)多種生理功能。研究證明，維生素D3能誘導(dǎo)許多動(dòng)物的腸黏膜產(chǎn)生一種專一的鈣結(jié)合蛋白（CaBP），增加動(dòng)物腸粘膜對鈣離子的通透性，促進(jìn)鈣在腸內(nèi)的吸收。
維生素D的主要功能是調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣、磷代謝，維持血鈣和血磷的水平，從而維持牙齒和骨骼的正常生長就發(fā)育。兒童缺乏維生素D，易發(fā)生佝僂病，過多服用維生素D將引起急性中毒。
1,25-(OH)2D通過細(xì)胞的特異受體作用于靶器官。
- 促進(jìn)鈣、磷自小腸吸收。1-25(OH)2D與腸粘膜細(xì)胞的胞漿受體結(jié)合后,運(yùn)入胞核,促進(jìn)基因表達(dá)合成鈣結(jié)合蛋白(CaBP),使鈣離子(Ca2+)自小腸粘膜乳頭上皮細(xì)胞的刷毛緣吸收。
- 動(dòng)員骨鈣、磷到血。使骨鈣與CaBP結(jié)合入血。
- 使骨無機(jī)鹽化。刺激成骨細(xì)胞,促使鈣、磷沉著于骨。
- 通過遠(yuǎn)端腎小管細(xì)胞受體，與 PTH共同增進(jìn)鈣的回吸收;血鈣升高后抑制PTH(PTH增多尿磷),而增加磷的回吸收。
- 通過特異受體，增加皮膚生發(fā)層的7-脫氫膽固醇含量，使胰島細(xì)胞增多胰島素的產(chǎn)量；增加乳腺對鈣的運(yùn)轉(zhuǎn)等。
代謝
D2、D3在人體內(nèi)的主要代謝過程見圖 2。自皮膚形成的D3與 DBP結(jié)合經(jīng)血入肝。口服的D2或D3至小腸,在膽鹽的作用下,與脂質(zhì)一同自粘膜吸收成乳糜微粒經(jīng)淋巴系統(tǒng)入肝；注射的D2或D3吸收后也經(jīng)血入肝。在肝細(xì)胞微粒體經(jīng)25-羥化酶的作用形成25-OHD入血，25-OHD為血清中多種維生素D代謝產(chǎn)物中含量最多且最穩(wěn)定的一種，其血清濃度可代表機(jī)體維生素D營養(yǎng)狀態(tài),正常值約11～68ng/ml。25-OHD經(jīng)血入腎,在近端曲管細(xì)胞的線粒體內(nèi)經(jīng)1-α 羥化酶的作用生成1,25-(OH)2D,其產(chǎn)生受內(nèi)分泌系統(tǒng)的嚴(yán)格控制,其血清含量隨人體對鈣、磷的需要而增多或減少。血 PTH（甲狀旁腺素）的升高及鈣、磷降低,使1-α 羥化酶活性增強(qiáng),致1,25-(OH)2D增多,血鈣、磷增高時(shí),24-R羥化酶活性增強(qiáng),使24,25-(OH)2D增多。許多組織的細(xì)胞有1,25-(OH)2D的受體,如小腸粘膜細(xì)胞、骨細(xì)胞、腎遠(yuǎn)端曲管細(xì)胞、皮膚生發(fā)層細(xì)胞、胰島細(xì)胞及乳腺細(xì)胞等。腎、腸、軟骨等細(xì)胞的線粒體并有24-R羥化酶，在血鈣、磷正常或升高時(shí)，25-OHD在腎、腸經(jīng)24-羥化酶羥化成24,25-(OH)2D,其生物活性遠(yuǎn)低于1,25-(OH)2D。
正常人攝入D2或D3后,80％以上可自小腸吸收,其代謝物與部分D2或D3自膽汁及糞便排泄(圖2)。4％以下自尿排出。攝入或充分曬太陽后合成較多量維生素D時(shí),可儲(chǔ)于脂肪及肝達(dá)數(shù)月。
調(diào)節(jié)
血清鈣降低時(shí)，PTH迅速升高,刺激腎1-α 羥化酶活性增強(qiáng),產(chǎn)生 1，25-(OH)2D增多。血清磷降低則可直接增強(qiáng)腎1-α羥化酶活性，增加1,25-(OH)2D的形成。1，25-(OH)2D可抑制1-α羥化酶活性,但引發(fā)24-R羥化酶活性。降鈣素(CT) 與1,25-(OH)2D提高血清鈣、磷的作用相反,使鈣、磷沉著于骨以保持骨的硬度,并避免血鈣過高。血清鈣升高可抑制腎1-α 羥化酶,但刺激24-羥化作用。1，25-(OH)2D、PTH與CT互相反饋調(diào)節(jié),以維持人體正常鈣磷代謝。在妊娠和哺乳時(shí)，催乳素和雌激素可增加1,25-(OH)2D的生成，以提高對鈣的吸收。
正常水平
125-羥基維生素D3〔1,25-(OH)2D〕：62～156pmol/L(26～65pg/ml)
25-羥維生素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
維生素D主要有以下生理功能：
- 提高肌體對鈣、磷的吸收，使血漿鈣和血漿磷的水平達(dá)到飽和程度。
- 促進(jìn)生長和骨骼鈣化，促進(jìn)牙齒健全；
- 通過腸壁增加磷的吸收，并通過腎小管增加磷的再吸收；
- 維持血液中檸檬酸鹽的正常水平；
- 防止氨基酸通過腎臟損失。
需要人群
- 住在都市的人，特別是濃煙污染的地域的人應(yīng)該攝取更多的維生素D。
- 夜間工作者、修女，或者是因?yàn)榉b、生活方式而不能充分得到陽光的人要特別注意在飲食中增加維生素D的攝取。
- 如果您正服用抗痙攣的藥物，則必須增加對維生素D的攝取。
- 飲用未添加維生素D牛奶的小孩必須增加維生素D的攝取量。
- 皮膚顏色較黑且住在北方氣候地域的人需要更多的維生素D。
新生兒要及時(shí)添加維生素D
自從出生后第7--10天開始，母乳喂養(yǎng)的嬰兒每天要添加維生素D400單位，預(yù)防維生素D缺乏性佝僂病，因母乳中維生素D的含量太少，不能滿足嬰兒生長發(fā)育的需要。用配方奶粉喂養(yǎng)的嬰兒，則不必另外加維生素D。
盈缺對健康的影響
維生素D既來源于膳食又可以皮膚合成，因而難以估計(jì)膳食維生素D的攝入量。在鈣和磷充足的條件下，兒童 青少年 孕婦 乳母及老人的RNI(推薦攝入量)為10ug/d,16歲以上的成人為5ug/d，維生素D的UL（可耐受最高攝入量）為20ug/d。
維生素D缺乏癥
維生素D缺乏可致佝僂病、手足搐搦癥、骨軟化病、骨質(zhì)疏松癥。中國小兒佝僂病發(fā)病率較高，病因?yàn)槿照詹蛔恪⒕S生素D攝入不足及肝、腎疾患與先天、后天因素所致維生素D吸收或代謝障礙。苯巴比妥可增加維生素D的代謝，增快其非活性代謝物的排出,減少體內(nèi)維生素D的儲(chǔ)存。苯妥英鈉（大侖丁）影響CaBP而抑制鈣吸收。長期服抗癲癇藥的病人血清25-OHD降低并可發(fā)生骨軟化癥。長期服某些安眠藥的非癲癇患者也可有骨質(zhì)疏松。對這些病人應(yīng)及早加服生理需要量的維生素D。中國國內(nèi)常用的維生素D制劑有不同濃度的維生素AD滴劑(溶于植物油中)或魚肝油、膽維丁(D3)及 D2片劑、維生素AD或D膠丸和D2、D3針劑等。另有雙氫速固醇,又名AT-10,為D3還原產(chǎn)物，臨床應(yīng)用能提高血清鈣，對低鈣驚厥有效。AT-10在肝被25-羥化，不需腎1-α 羥化即對腸、骨有活性，國外常用于治療家族性低磷血癥。
維生素D過量表現(xiàn)
一些學(xué)者認(rèn)為長期每日入25μg維生素D可引起中毒，這其中可能包括一些對維生素D較敏感的人，但長期每天攝入125μg維生素D則肯定會(huì)引起中毒。中毒的癥狀是異常口渴，眼睛發(fā)炎，皮膚搔癢，厭食、嗜睡、嘔吐、腹瀉、尿頻以及鈣在血管壁、肝臟、肺部、腎臟、胃中的異常沉淀，關(guān)節(jié)疼痛和彌漫性骨質(zhì)脫礦化。我國制定維生素D可耐受最高攝入量為20μg/日。
臨床應(yīng)用
維生素D為固醇類衍生物，具抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。維生素D家族成員中最重要的成員是D2和D3。維生素D均為不同的維生素D 原經(jīng)紫外照射后的衍生物。植物不含維生素D，但維生素D原在動(dòng)、植物體內(nèi)都存在。植物中的麥角醇為維生素D2原，經(jīng)紫外照射后可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D2，又名麥角鈣化醇；人和動(dòng)物皮下含的7-脫氫膽固醇為維生素D3原，在紫外照射后轉(zhuǎn)變成維生素D3，又名膽鈣化醇。
維生素D在體內(nèi)發(fā)揮作用主要是通過促進(jìn)鈣的吸收進(jìn)而調(diào)節(jié)多種生理功能。研究證明，維生素D3能誘導(dǎo)許多動(dòng)物的腸黏膜產(chǎn)生一種專一的鈣結(jié)合蛋白（CaBP），增加動(dòng)物腸粘膜對鈣離子的通透性，促進(jìn)鈣在腸內(nèi)的吸收。
維生素D的主要功能是調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣、磷代謝，維持血鈣和血磷的水平，從而維持牙齒和骨骼的正常生長就發(fā)育。兒童缺乏維生素D，易發(fā)生佝僂病，過多服用維生素D將引起急性中毒。
維生素D缺乏性佝僂病
維生素D 缺乏性佝僂病簡稱佝僂病，是維生素D 缺乏引起鈣磷代謝紊亂而造成的代謝性骨骼疾病。我國＜3 歲兒童佝僂病發(fā)病率約20％～30％，部分地區(qū)已高達(dá)80％以上，因此是嬰幼兒期常見的營養(yǎng)缺乏癥之一，衛(wèi)生部將其列為兒童保健四種疾病之一。臨床以多汗、夜驚、煩躁不安和骨骼改變?yōu)樘卣鳌３Ｅc攝入不足，少見陽光，吸收不良，需要量增加，代謝障礙如肝腎疾病或長期使用抗癲癇藥物等有關(guān)。
維生素D的其他藥理作用
維生素D除了可以預(yù)防和治療佝僂病以外，還有相當(dāng)多的藥理學(xué)意義，比如維生素D不足則可加速動(dòng)脈硬化進(jìn)程、維生素D對血壓的影響有臨床意義、維生素D缺乏時(shí)糖尿病病人血糖控制不甚滿意、高維生素D可降低糖尿病風(fēng)險(xiǎn)、維生素D可保護(hù)吸煙者的肺臟、維生素D可在一定程度上抵抗結(jié)核病等等，維生素D的作用絕不單單局限于佝僂病，當(dāng)然，維生素D的這些作用，可能并不是非常突出，但若能掌握這些藥理作用，在臨床上用藥時(shí)有一定幫助。
維生素D與高血壓
有報(bào)道認(rèn)為維生素D影響高血壓的可能機(jī)制為負(fù)性調(diào)節(jié)腎素-血管緊張素系統(tǒng)。體外實(shí)驗(yàn)表明，在維生素D受體基因敲除的小鼠體內(nèi)腎素和血管緊張素II的表達(dá)會(huì)增加幾倍，導(dǎo)致高血壓、心臟肥大和水負(fù)荷增加維。生素D缺乏與高血壓發(fā)病相關(guān)，而中國老年人由于獨(dú)處、飲食不夠、日照不足等因素，極易出現(xiàn)維生素D缺乏。因此，適量補(bǔ)充維生素D有可能成為預(yù)防和治療老年高血壓病的一種簡單有效手段。
維生素D與肺癌
早在1937年，皮勒和斯蒂芬森就提出假設(shè)，陽光照射可以降低患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。1941年，有人證明，緯度和癌癥死亡率之間存在一定關(guān)系。其后，又有研究發(fā)現(xiàn)在高緯度地區(qū)維生素D缺乏者患結(jié)腸癌、乳腺癌和卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)上升。又有學(xué)者在對前列腺癌的研究中也研究發(fā)現(xiàn)并提出了類似的假設(shè)。研究證明，不同地區(qū)之間的B型紫外線輻射水平和多種癌癥的死亡率呈負(fù)相關(guān)。在日本有學(xué)者也發(fā)現(xiàn)，平均年太陽輻射水平和消化系統(tǒng)癌癥死亡率呈負(fù)相關(guān)。這些研究結(jié)果為維生素D可能與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)提供了證據(jù)。通過對緯度以及紫外線照射與肺癌發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后相關(guān)性的研究發(fā)現(xiàn)，維生素D及其代謝通路與肺癌密切相關(guān)。進(jìn)一步的深入研究發(fā)現(xiàn)，在維生素D的代謝通路中25-羥維生素D—la羥化酶和25一羥基維生索D3-24一羥化酶的活性決定了1，25(OH)2D的含量，而VDR的表達(dá)決定了1，25(OH)：D是否能有效發(fā)揮作用。CYP450酶系的CYP27A1、CYP2781和CYP24A1分別編碼的25一羥化酶、25一羥維生素D．1a羥化酶和25一羥基維生素D，-24一羥化酶參與維生素D的代謝過程。肺癌細(xì)胞中CYP2781和CYP24A1的表達(dá)有別于肺正常細(xì)胞。CYP450在肺癌患者維生素D代謝通路方面的作用日益引起人們的關(guān)注，并有可能成為靶向治療的靶點(diǎn)之一。
維生素D與COPD
維生素D缺乏在COPD患者中有著較高的患病率。在COPD患者中，影響維生素D水平的主要因素有：飲食不當(dāng)致攝入不足；活動(dòng)能力下降，戶外運(yùn)動(dòng)減少，加之怕受涼而裸露皮膚的機(jī)會(huì)少，從而導(dǎo)致有效日光照射不足；老年人皮膚老化、腸道功能以及肝腎功能下降導(dǎo)致合成維生素D能力下降；COPD患者中糖皮質(zhì)激素的使用等。而這些因素往往會(huì)使COPD患者病情程度與維生素D缺乏形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致維生素D缺乏在COPD患者中日趨嚴(yán)重。
女人補(bǔ)維生素D的注意事項(xiàng)
注意之一：補(bǔ)充維生素D不能超量。一般人(成年女性)每天可以補(bǔ)充維生素D1000國際單位，而孕婦可以補(bǔ)充到1500國際單位，但不得超過2000國際單位。如果每天的補(bǔ)充量超過2000國際單位，因補(bǔ)充維生素D而致體內(nèi)吸收鈣過多，會(huì)引起對肝和腎的損害。
注意之二：不能曬太陽過多，曬太陽過多同樣有危險(xiǎn)。比如，曬黑皮膚是最小的代價(jià)，而引起皮膚灼傷則得不償失，更為嚴(yán)重的是會(huì)引起皮膚癌。所以，每天曬15分鐘太陽就夠了，夏天更應(yīng)避免在陽光下暴曬。
注意之三：日常補(bǔ)充量與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的關(guān)系。研究人員提出，通過飲食和補(bǔ)品攝取維生素D都可以降低女人罹患風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)，但是這種補(bǔ)充量不宜太多。通過一般飲食，至少每天可以補(bǔ)充290國際單位，而通過服用藥片或補(bǔ)品，每天至少可以補(bǔ)充400國際單位，這就可以有效將罹患風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)降低28%和34%。
注意之四：不要把維生素D當(dāng)成神藥。雖然維生素D在保持細(xì)胞的健康方面起了作用，而且可能具有降低免疫性失調(diào)危險(xiǎn)的作用，但維生素D對免疫系統(tǒng)是如何起保護(hù)作用的還需要進(jìn)一步研究。所以不要把維生素D當(dāng)成維護(hù)健康和包治百病的靈丹妙藥或高級(jí)食品。
維生素專題
主條目維生素
常見維生素：
維生素相關(guān)條目：
參看
- 《預(yù)防醫(yī)學(xué)》- 維生素D
- 《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》- 維生素D
- 《臨床營養(yǎng)學(xué)》- 維生素D
- 《醫(yī)院藥學(xué)》- 維生素D
- 維生素A
- 維生素E
- 維生素K
參考文獻(xiàn)
- 《藥理學(xué)》人民衛(wèi)生出版社第七版醫(yī)學(xué)教材.楊寶峰主編
- 《生物化學(xué)》人民衛(wèi)生出版社第七版醫(yī)學(xué)教材.查賜良主編
- 初發(fā)系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血清25-羥-維生素D和維生素D抗體水平變化及意義.《中華風(fēng)濕病學(xué)雜志》ISTIC PKU -2012年10期
- 三種大鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型復(fù)制方法的比較.《中國動(dòng)脈硬化雜志》 ISTIC PKU -2003年5期
- 活性維生素D與營養(yǎng)性維生素D在慢性腎臟病治療中的臨床地位.《腎臟病與透析腎移植雜志》 ISTIC PKU -2011年2期
- 維生素D缺乏與老年高血壓的相關(guān)性研究.《中國全科醫(yī)學(xué)》ISTIC PKU -2012年29期
- 維生素D缺乏在慢性阻塞性肺疾病患者中患病率及對患者生活質(zhì)量的影響.《中南大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）》ISTIC PKU -2012年8期
- 維生素D與肺癌.《腫瘤》ISTIC PKU -2010年5期
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