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、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
鈣的吸收進而調(diào)節(jié)多種生理功能。研究證明,維生素D3能誘導(dǎo)許多動物的腸黏膜產(chǎn)生一種專一的鈣結(jié)婚蛋白(CaBP),增加
動物腸
粘膜對鈣
離子的通透性,促進鈣在腸內(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。
一、維生素D的主要生理功能
維生素D主要有以下生理功能:
1、 提高肌體對鈣、磷的吸收,使血漿鈣和血漿磷的水平達到飽和程度。
2、 促進生長和骨骼鈣化,促進牙齒健全;
3、 通過腸壁增加磷的吸收,并通過腎小管增加磷的再吸收;
4、 維持血液中檸檬酸鹽的正常水平;
5、 防止氨基酸通過腎臟損失。
二、維生素D盈缺對健康的影響
人體缺乏維生素D會引起佝僂病、手足抽搐和軟骨病。
長期攝入過多的維生素D(5000IU),將引起高血鈣和高尿鈣。特征為食欲減退,過度口渴,惡心,嘔吐,煩躁,體弱,便泌腹瀉交替出現(xiàn),嚴(yán)重者將因腎鈣化、心臟和大動脈鈣化而死亡。
生素D
vitamin D
一組固醇類脂溶性維生素。其代謝產(chǎn)物1,25-二羥維生素D〔1,25-(OH)2D〕為維持人體鈣磷代謝所必需的一種激素。1916年,維生素D從鱈魚肝臟中分離出。后證實有維生素D2(骨化醇或稱麥角骨化醇)和維生素D3(膽骨化醇)兩種(圖1),以D3為最重要。 D3源于動物,為紫外線照射人與動物皮膚后,由皮膚內(nèi)的 7脫氫膽固醇轉(zhuǎn)化而成,D2源于植物,為紫外線照射麥角固醇形成,極微量存在于自然界。D2、D3皆可人工合成,D4為人工合成的D2類似物。D2與D3的生物化學(xué)特性及對人的生理功能相似。D4對哺乳動物的作用只有D3或D2的2/3或3/4。D5、D6結(jié)構(gòu)亦類似,對人類無重要性。維生素 D經(jīng)吸收進入人體血液,與特異的維生素D結(jié)合 α-球蛋白(DBP)相結(jié)合,迅速進入肝臟,經(jīng)25-羥化酶的作用形成 25-羥維生素D(25-OHD);再經(jīng)血到腎臟,由于1-α 羥化酶的作用,轉(zhuǎn)化成生物活性很強的 1,25-(OH)2D,其化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物學(xué)作用方式均似類固醇激素。它促進腸道對鈣、磷的吸收;增進腎曲管對鈣、磷的回吸收;促使鈣、磷自骨中溶于血;同時促進鈣、磷沉著于骨基質(zhì),故維生素 D能預(yù)防及治療佝僂病和骨軟化癥。
維生素 D缺乏可致小兒佝僂病、嬰兒手足搐搦癥及成人骨軟化癥,并為老年骨質(zhì)疏松的病因之一。維生素D過量可致中毒,使血鈣升高,腎、心血管、肺、腦等臟器鈣沉著,嚴(yán)重者可致腎功能衰竭甚至危及生命。 維生素D3在皮膚內(nèi)的合成 皮膚生發(fā)層的7-脫氫膽固醇(即D3原)經(jīng)紫外線照射,首先形成前D3,在皮膚溫度作用下,再轉(zhuǎn)化成D3(在體溫下,約需36小時)。持續(xù)紫外線照射使部分前D3轉(zhuǎn)化成光固醇或速固醇貯于皮膚內(nèi)。前D3用盡時,紫外線照射可使二者又轉(zhuǎn)化為前D3,再形成D3,D3與維生素D結(jié)合 α-球蛋白結(jié)合入血。D3的形成為光化學(xué)作用,不需酶類。紫外線不能穿透普通窗玻璃,但在戶外蔭涼處可受到紫外線照射,大氣飄塵和衣著皆影響紫外線穿透。
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??诜腄2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,致1,25-(OH)2D增多,血鈣、磷增高時,24-R羥化酶活性增強,使24,25-(OH)2D增多。許多組織的細胞有1,25-(OH)2D的受體,如小腸粘膜細胞、骨細胞、腎遠端曲管細胞、皮膚生發(fā)層細胞、胰島細胞及乳腺細胞等。腎、腸、軟骨等細胞的線粒體并有24-R羥化酶,在血鈣、磷正?;蛏邥r,25-OHD在腎、腸經(jīng)24-羥化酶羥化成24,25-(OH)2D,其生物活性遠低于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,可儲于脂肪及肝達數(shù)月。
Image:weishe09.jpg
作用 1,25-(OH)2D通過細胞的特異受體作用于靶器官。①促進鈣、磷自小腸吸收。1-25(OH)2D與腸粘膜細胞的胞漿受體結(jié)合后,運入胞核,促進基因表達合成鈣結(jié)合蛋白(CaBP),使鈣離子(Ca2+)自小腸粘膜乳頭上皮細胞的刷毛緣吸收。②動員骨鈣、磷到血。使骨鈣與CaBP結(jié)合入血。③使骨無機鹽化。刺激成骨細胞,促使鈣、磷沉著于骨。④通過遠端腎小管細胞受體,與 PTH共同增進鈣的回吸收;血鈣升高后抑制PTH(PTH增多尿磷),而增加磷的回吸收。⑤通過特異受體,增加皮膚生發(fā)層的7-脫氫膽固醇含量,使胰島細胞增多胰島素的產(chǎn)量;增加乳腺對鈣的運轉(zhuǎn)等。
調(diào)節(jié) 血清鈣降低時,PTH迅速升高,刺激腎1-α 羥化酶活性增強,產(chǎn)生 1,25-(OH)2D增多。血清磷降低則可直接增強腎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,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。
需要量 國際公認每人每日維生素D需要量為400國際單位(IU,1IU=0.025μg),不分年齡。
缺乏 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,病因為日照不足、維生素 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的儲存。苯妥英鈉(大侖?。┯绊慍aBP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。
人體維生素 D缺乏時,鈣的吸收減少,體內(nèi)常缺鈣。除乳類外,一般食品中含鈣量常較少,中國人群鈣攝入量常低于營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),故治療維生素D缺乏性疾病時,應(yīng)補充適量的鈣,有利于骨的鈣化。但給鈣不宜過多以免影響鐵、鋅等礦物質(zhì)的吸收。
毒性 無論口服或注射,維生素 D過量均可致中毒。對維生素D的耐受量個體差異很大,連續(xù)大劑量肌內(nèi)注射最易導(dǎo)致中毒。中毒的主要表現(xiàn)為血清鈣增高及腎、心血管、肺、腦等全身異位鈣沉著,嚴(yán)重者腎、腦等臟器大片鈣化,死因多為腎功能衰竭。
營養(yǎng)水平鑒定 血清25-OHD濃度可代表機體維生素D營養(yǎng)狀況,可用競爭蛋白結(jié)合放射免疫法或高效液相法測定。人血清25-OHD的正常值約為11~68ng/ml,11ng/ml以下為缺乏,68ng/ml以上為過高。維生素D中毒時除血清25-OHD升高外,皆伴有血清鈣升高及沿血管的異位鈣沉著。
來源 人的自然食物中除海魚外,含維生素D皆很少(見表)。
Image:weishe10.jpg
一般人每日從食物中得到的維生素D很難超過100IU,包括嬰兒在內(nèi)。主要靠日光照射在皮膚內(nèi)生成。需開窗或在室外接受日照,夏季可在蔭涼處接受反射的日光照射。1920年代以來,用海魚的肝臟制成魚肝油,內(nèi)含多量維生素A與D。1936年以來,發(fā)達國家在牛奶中強化D2或D3(400IU/L)對預(yù)防佝僂病起了很大作用?,F(xiàn)各國的嬰兒配方奶粉也都強化了D2或D3,約400IU/100g。中國北京自 1987年制造了維生素 A、D強化牛奶,內(nèi)含維生素A2000IU/L 、D600IU/L,初步效果尚屬滿意。
臨床應(yīng)用 用以預(yù)防及治療佝僂病、骨軟化病和嬰兒手足搐搦癥等。
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、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鈣的吸收進而調(diào)節(jié)多種生理功能。研究證明,維生素D3能誘導(dǎo)許多動物的腸黏膜產(chǎn)生一種專一的鈣結(jié)婚蛋白(CaBP),增加動物腸粘膜對鈣離子的通透性,促進鈣在腸內(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。