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词条 维生素D
释义

§ 发现过程

维生素D的发现是人们与佝偻症抗争的结果。早在1824年,就有人发现鱼肝油可在治疗佝偻病中起重要作用。1918年,英国的梅兰比爵士证实佝偻病是一种营养缺乏症。但他误认为是缺乏维生素A所致。1930年Gottingen大学的A.Windaus教授首先确定了维生素D的化学结构,1932年经过紫外线照射麦角固醇而得到的维生素D2的化学特性被阐明。维生素D3的化学特性知道1936年才被确定。

§ 化学结构

麦解固醇及7-脱氢基胆固醇在紫外线作用下转变为维生素d2及维生素d3维生素d(vd)是环戊烷多氢菲类化合物,可由维生素d原(provitamind)经紫外线270~300nm激活形成。动物皮下7-脱氢胆固醇,酵母细胞中的麦角固醇都是维生素d原,经紫外线激活分别转化为维生素d3及维生素d2量少,但人工照射者多为此型(图5-6)。维生素d的最大吸收峰为265nm,比较稳定,溶解于有机溶媒中,光与酸促进异构作用,应储存在氮气、无光与无酸的冷环境中,油溶液加抗氧化剂后稳定,水溶液由于有溶解的氧不稳定。双键系统还原也可损失其生物效用。在人类所需的维生素中,维生素D非常特殊,它是一种激素的前体,而且在阳光充足的情况下,人体自身可以合成(维生素D3)。血浆维生素D水平可以反映紫外线照射皮肤合成的和食物摄入的维生素D的总水平,而现在认为,人体自身合成的维生素D是人体内获取维生素D的主要途径。研究证明,阳光照射皮肤产生维生素D要接受负反馈环路调节,以防止过多维生素D产生生物毒性。但是,过多阳光照射也会导致皮肤癌症发生,美国国家科学院医学研究院并没有说明到底多少日照对于满足正常维生素D需求是必要的。而美国饮食营养摄入参考中维生素D摄入标准是假设没有日照,所有维生素D都取自食物摄取而制定的。经过肝脏和肾脏的进一步转化,维生素D转化为骨化三醇(1,25(OH)D3),作为一种激素重新进入循环,调节钙和磷的吸收,促进骨骼的生长和重构,维生素D可以用来预防小儿佝偻病和成人骨软化症,维生素D与钙合用可以预防老年人骨质疏松。维生素D对神经肌肉功能、炎症都有作用,还影响许多基因的表达和翻译,调节细胞的增殖、转化的凋亡。

§ 生理代谢

从食物中得来的维生素d,与脂肪一起吸收,吸收部位主要在空肠与回肠。胆汁帮助其吸收。脂肪吸收受干扰时,如慢性胰腺炎、脂肪痢及胆道阻塞都会影响他的吸收。吸收的维生素d与乳糜微粒相结合,由淋巴系统运输,但也可与维生素d运输蛋白(α-球蛋白部分)相结合在血浆中运输。有些与β-脂蛋白相结合,口服维生素d与乳糜微粒结合,比从皮肤中来的与蛋白结合者易于分解。25-(oh)d3及1a;25(oh)2d3的结构式当维生素d运到肝脏中,在微粒体中经单氧酶系统作用,将其25位羟基化形成25(oh)d(25-hydroxy vitamin d3),肝外的其他组织也可吸取维生素d及25-(oh)d3,因此组织中维生素d及25(oh)d3及其总量比血浆中多,如果靶组织需要,可将其释放出来,他们在脂肪组织中最多,释放速度最慢,当体重减轻,脂肪减少时,他们也可释放出来。静脉注射维生素d,较快的由血浆进入到组织中。血浆中25(oh)d3在注射后1~3天达到高峰,其浓度可达到20~40ng·ml-1,最高可达80 ng·ml-1。浓度与摄入量有一定的关系,小于4 ng·ml-1,临床上可发生佝偻病及骨质软化。25(oh)d3在肾线粒体单氧酶作用下(酶系统包括细胞色素p450、铁硫蛋白及黄素蛋白),经羧基化,转变为1,25(oh)2d3(1,25-dihydroxy vxtamin d),他是维生素d的生物作用形式,现将其作为激素。其作用方式与其他固醇类激素相似。在靶组织中都有其受体,1,25(oh)2d3与受体形成复合物内,与细胞核或染色体相结合,通过dna转录作用合成信使rna(mrna),并转译为蛋白质,1,25(oh)2d3在血浆中由分子量为52,00的蛋白质输送至靶组织(如小肠、骨、肾等),在这些组织中既有1,25(oh)2d3的受体,又有需要vd的钙结合蛋白(calcium binding protein,cabp),说明1,25(oh)2d3的影响。最近,报道胰脏内有1,25(oh)2d3及cabp,二者均存在于分泌胰岛素的β细胞内,在维生素d空竭情况下,可以阻止胰岛素的分泌,也有人证明1,25(oh)2d3对于干细胞的生长与分化有关。

在肾中1位羧基化酶与24位羧基化酶相抑制,为血钙水平所控制。在正常血钙浓度下(9.5mg%)肾中1α羧基化酶与24位羧基化酶都有活力,所以既能合成1,25(oh)2d3也能合成24,25(oh)2d3,血清钙低时,刺激1位羧基化酶,钙多时抑制此酶。由此以调节1,25(oh)2d3合成之量。1,25(oh)2d3合成量多,24,25(oh)2d3合成量少,除血钙外,尚有其他因 素影响1,25(oh)2d3如甲状旁腺素(parthormone,pth)、降钙素(calcitonin,ct)、催乳激素都可使其增多。肾为2个羧基化的主要组织,但在体外试验已证明骨、胎盘、肠及蛋黄均有此功能。

1,25(oh)2d3的分解代谢与24,25(oh)2d3的途径相类似。24位羧基化后可进一步氧化成24位氧络物,然后23位羧基化,侧链分裂。26-c,27-c可氧化co2水溶性代谢物有维生素d3-23羧酸(calcitroic acid),也可产生内酯及酸酯,维生素d的分解代谢主要场所在肝内,并将其代谢物排入到胆汁中,口服维生素d比从皮肤中得来的易于分解。25(oh)2d3及1,25(oh)2d3也可以葡糖苷酸形式通过胆肝形成肝肠循环或从大便中排出。口服生理剂量48h后,30%的剂量从大便中排出,仅2-~4%从尿中排出。

§ 生理功用

(1)维持血清钙磷浓度的稳定 血钙浓度低时,诱导甲状旁腺素分泌,将其释放至肾及骨细胞。在肾中pth除刺激1位羧化酶与抑制24位羧基化酶外,还促使磷从尿中排出,钙在肾小管中再吸收。在骨中pth与1,25(oh)2d3协同作用,将钙从骨中动员出来。在小肠中1,25(oh)2d3促进钙的吸收。从这三条途径使血钙恢复到正常水平,又反馈控制pth的分泌及1,25(oh)2d3的合成。在血钙高时刺激甲状腺c细胞,产生降钙素,阻止钙从骨中动员出来,并促使钙及磷从尿中排出。小肠吸收磷为主动吸收,需要能量,钠、葡萄糖、1,25(oh)2d3及血清磷低时(8mg%以下),刺激1,25(oh)2d3的 合成,促进小肠对钙、磷的吸收。由于pth不参加反应,所以钙从尿中排出而磷不排出,从而使血钙略有上升,而磷上升较多,使血磷恢复正常值。

(2)促进怀孕及哺乳期输送钙到子体 1位羧基化酶除受血清中钙磷浓度及膳食中钙磷供给量的影响外,还受激 素的影响,停经后的妇女1,25(oh)2d3浓度减低,易有骨质软化等症状。孕妇多喝牛奶补充维生素D在怀孕期间1,25(oh)2d3血浆浓度上升,哺乳期继续上升,断乳后母体逐渐恢复到正常水平。24,25(oh)2d3之水平与之相反,怀孕期下降,断乳后恢复到正常。胎盘也有1位羧基化酶,在怀孕期间无肾动物也能合成1,25(oh)2d3。乳腺也是1,25(oh)2d3的靶组织,对乳中钙的水平直接关系,怀孕及哺乳期间母亲可从自身的骨中将钙输出以维持胎儿婴儿正常生长,维生素d供应充足者,在断乳后,又可重新获得钙,维生素d缺乏者,这种恢复能力较差。

(3)1,25(oh)2d3作用机理 1,25(oh)2d3对小肠作用为诱导合成cabp. 1,25(oh)2d3与小肠细胞的受体形成复合体进入细胞核染色体上,促使cabp的信使rna(mrna)的合成,此mrna在胞浆内转录为cabp。这种蛋白促使钙离子通过微绒毛刷状缘(microvillus brush border),积累于肠细胞的线粒体或其他部位。通过na+将ca2+挤出基底-外侧膜外(basal-lataaral mebrace)。1,25(oh)2d3对肾小管ca2+的再吸收作用与在小肠中是一样的。1,25(oh)2d3也可以在低血浆钙及膳食中钙缺乏时,将钙从骨中动员出来,但在骨中未发现有cabp, 1,24,25(oh)2d3可以促进小肠吸收钙,但不能从骨中将钙动员出来,所以1,25(oh)2d3对骨的作用机理与对小肠者是不同的,但目前还不清楚。

骨的矿物化作用的机理尚未阐明,补充1,25(oh)2d3给缺乏维生素d的动物及人体,都不能有助于骨中矿物质的沉积。动物体内虽然分离出许多维生素d代谢产物但迄今尚未找出对骨的矿物化有明显作用者。在现阶段中只了解到维生素d促进钙磷的吸收,又可将钙磷从骨中动员出来,使血浆钙、磷达到正常值,促使骨的矿物化,并不断更新。

(4)  抗疲劳:缺乏维生素D时,会使人感到疲倦、乏力,不愿运动和参加体力劳动。

维生素D与健康

美国科学院医学研究所应美加两国政府请求,制定了《钙与维生素D饮食摄入参考》。特别编委会14位专家涉足“钙磷与维生素D代谢及相关领域、生殖医学与妇产医学、儿科及婴幼儿营养学,少数民族健康与健康差距,细胞的新陈代谢学,毒理学和风险评估,皮肤科学,免疫学,内分泌学,骨骼健康,肿瘤学,心血管学,流行病学,营养监测与卫生统计学“等学科,这份报告由各位专家综合各种文献,规范运用了卫生保健研究和质量局制定的询证医学系统回顾的分析方法来评估慢性疾病和非慢性疾病的健康转归。医学研究所的报告向我们提供了最为客观的信息来评估维生素D吃多少对人体健康是适量,多少又是超量。

“钙或维生素D的摄入量与​​肿瘤,心血管疾病和高血压,糖尿病和代谢综合征,创伤和体能,免疫和自身免疫性疾病,感染,神经心理功能,和先兆子痫等疾病的联系并不可靠,并经常互相冲突“

报告中还说:“尽管许多人提出维生素D对身体有很多好处,但现有证据不能够支持人们所说的维生素D摄入对人体健康所发挥的巨大作用。但介于维生素D对机体广泛的益处,把它当做营养品是可以理解的,但现有证据还不足以支持这种做法。现有的最清楚的维生素D的作用还是针对骨骼健康,关于这种关联,我们有样本从生到死的数据,而且自从19978年DRIs成立后,这些样本还有增加(IOM, 1997)。我们现在没能得出维生素D与其他健康效果有明显关系,并不标明我们将来找不到,当然,我们的同道也会继续努力,终有一天会有结果。”

§ 缺乏症状

维生素D缺乏会导致少儿佝偻病和成年人的软骨病。症状包括骨头和关节疼痛,肌肉萎缩,失眠,紧张以及痢疾腹泻。

维生素D主要用于组成和维持骨骼的强壮。它被用来防治儿童的佝偻病和成人的软骨症,关节痛等等。患有骨质疏松症的人通过添加合适的维生素D和镁可以有效的提高钙离子的吸收度。除此以外,维生素D还被用于降低结肠癌、乳腺癌和前列腺癌的机率,对免疫系统也有增强作用。 抗维生素d佝偻病的X照片维生素D的作用机制。维生素D的前体(生成维生素D的原料)存在于皮肤中,当阳光直射时会发生反应转化为维生素D3,D3分子被运送到肝脏并且转化为维生素D的另一种形式25位单脱氧胆固醇,这种形式的效用更大。然后25位单脱氧胆固醇又被转运到肾形矿脉并在那里被转化为1,25位二羟胆钙化(甾)醇,这种形式是维生素D最有效的状态。然后维生素D将和甲状旁腺激素以及降血钙素协同作用来平衡血液中钙离子和磷的含量,特别是增强人体对钙离子的吸收能力。

维生素D不应该用于血钙过高的病人,或者血液中钙离子含量偏高的人。另外对患有肾结石和动脉硬化的病人来说也必须小心使用,因为维生素D可能会引起他们的甲状旁腺疾病,削弱肾功能甚至引起心脏疾病。 克罗恩氏病皮质类固醇对维生素D的作用有抵消作用。消胆胺和矿物油会抑制人体对维生素D的吸收,所以应该避免一起食用。苯妥英钠和安眠药可能增加维生素D的效果而降低血压。

缺乏维生素D最典型的会引起少儿的佝偻病和成人的软骨病。其它的典型症状还包括肌肉萎缩,痢疾腹泻,失眠,紧张等等。居住在地球南北极的人和一些常年室内工作的人往往无法自身合成足够的维生素D,还有一些疾病也影响维生素D的吸收,比如克罗恩氏病(Crohn’s disease)等等。

维生素造成的主要毒副作用是血钙过多,早期征兆主要包括痢疾或者便秘,头痛,没有食欲,头昏眼花,走路困难,肌肉骨头疼痛,以及心律不齐等等。晚期症状包括发痒,肾形矿脉功能下降,骨质疏松症,体重下降,肌肉和软组织石灰化等等。

§ 作用疾病

美国科学家一项为期40年的研究发现,每天服用一剂维生素D能把罹患乳腺癌、结肠癌和卵巢癌的风险降低一半。阳光照射在皮肤上,身体就会产生维生素D,这部分维生素D占身体维生素D供给的90%。

癌症专家说,有关这种“阳光维生素”防癌作用的证据十分充分,公共卫生部门必须采取紧急行动提高人们体内的维生素D的水平。近几年来,越来越多的证据表明,缺乏维生素D可能对身体极其有害。据认为,心脏病、肺病、癌症、糖尿病、高血压、精神分裂症和多发性硬化等疾病形成都与缺乏维生素D密切相关。

维生素D的作用不可低估:

心脏病:维生素D可降低对胰岛素的耐受性,而胰岛素耐受性是导致心脏病的主要因素之一。日光浴可促进维生素D生成肺病:肺部组织在人的一生中会经历修复和“改造”,由于维生素影响多种细胞的生长,它可能对肺的修复过程起到一定的作用。

癌症(包括乳腺癌、结肠癌、卵巢癌和前列腺癌等):据认为,维生素D对调节细胞繁殖起到关键作用—癌症患者体内则缺乏这种调控机制。因此,通过防止细胞过度繁殖,维生素D就能预防某些癌症。

糖尿病:在Ⅰ型糖尿病中,免疫系统会杀灭人体自身的细胞。科学家认为,维生素D可起到免疫抑制剂的作用。他们认为,它也许能防止免疫系统的过度反应。

高血压:维生素D为颈部甲状腺上的副甲状腺所利用。这些腺体分泌出一种调节体内钙水平的激素,钙则帮助调节血压,但科学家尚未完全理解这一过程。

精神分裂症:患精神分裂症的几率大概与出生前几个月的日照情况有关。缺乏日照可能会导致维生素D缺乏。科学家认为,这会改变胎儿大脑的发育。

多发性硬化:缺乏维生素D会限制人体产生的1,25二羟基维生素D3,这是维生素D3的一种激素形式,可以调节免疫系统。它的缺乏可能提高患上多发性硬化的风险。

佝偻病和骨质疏松:维生素D可坚固骨骼,预防儿童佝偻病和老年骨质疏松症。药物补充维生素D美国科学家评估了自上世纪60年代以来几乎每篇讨论维生素D与癌症两者关系的论文后说,要保持身体健康,每天需服用1000国际单位(25微克)的维生素D。他们在《美国公共卫生杂志》上撰文说,维生素D缺乏是一种普遍存在的现象。与此同时,研究发现,缺乏维生素D的人患某些癌症的风险越来越高。这两种现象合并起来看,意味着维生素D缺乏或许是每年数千患者因结肠癌、乳腺癌、卵巢癌和其他癌症过早离开人世的原因。

这些科学家建议的维生素D摄入量是目前美国维生素D建议摄入量的2.5倍。英国没有官方的建议摄入标准,但每年从10月到次年3月的短暂白昼和漫长黑夜意味着冬去春来时60%的英国人体内维生素D不足。

由于对维生素D的研究越来越深入,各国都开始修改有关日光浴危害的警告。澳大利亚癌症理事会协会首次承认,晒太阳有利于健康。在这项新的研究中,美国圣迭戈加利福尼亚大学的癌症专家们在锡德里克•加兰教授的领导下,回顾了1966年—2004年发表的63项讨论维生素D与癌症关系的论文。他们发现,在日照较强的美国东部地区的居民因倾向躲避阳光照射,缺乏维生素D的可能性较大,患癌症的风险也较高。

§ 正常需求

补充维生素D需要多的户外时间

饮食摄入参考

美国科学院医学研究所2010年公布的维生素D饮食摄入参考中换掉了以前的摄入适量参考值,新的指南中在假设没有阳光,没有紫外线来参与维生素D的合成,所有维生素D均来源于饮食并且钙的补充也是足量的的前提下制定的,对于北美洲人群适用。

新的维生素D饮食摄入参考如下

1-70岁,每日600单位

71岁以上,每日800单位

妊娠和哺乳期,每日600单位

对婴幼儿维生素D饮食摄入参考为0-12个月每日400单位。

维生素D摄入过量的潜在危害

紫外线照射虽然产生了大量维生素D,但是没有产生过毒性的记载。医学研究所利用风险评估框架结构来回顾分析维生素D摄入与多种疾病之间的关系,目的并不是说明维生素D水平高于多少就会导致疾病,而是判断新的证据,观察长期较多的摄入维生素D而不达到维生素D急性毒性前提下,的是否会对健康造成不利影响的实验,是否帮助人们相对谨慎的摄入维生素D。

可耐受最高摄入量

可耐受最高摄入量,定义为”指某一生理阶段和性别人群,几乎对所有个体健康都无任何副作用和危险的平均每日营养素最高摄入量”,尽管可以认为可耐受最高摄入量非常安全,但长期效果数据仍然不完全,所以这些结果并没有在摄入参考中公布。

0–6 个月: 1,000 IU

6–12 个月: 1,500 IU

1–3 岁: 2,500 IU

4–8 岁: 3,000 IU

9-71+岁: 4,000 IU

妊娠和哺乳期: 4,000 IU

关于维生素D 水平的不同意见

有一个学派坚持人正常生理情况下需要接受阳光每天产生4000-12000单位的维生素D,并保证血清25(OH)D在40-80ng/ml才能保证健康,这个标准的拥护者包括医学研究所(IOM)的很多成员,他们中许多参与起草了1997年IOM编写的摄入参考,当时规定维生素D摄入在600单位/天,并且当时还宣称血清25(OH)D在20ng/ml对骨骼及健康是非常安全的(当时的询证还没有广泛应用到医学上,指南制定靠的是专家的经验,不像现在靠证据,不能怪人家——译者注)。反对者还争论说IOM关于血清25(OH)D大于50ng/ml的临界点的规定从生物学角度上说,就是痴人说梦,反对者还说,这个标准的制定彻底失败了,他们只观察到每日低于600单位的维生素D不对导致什么疾病,而没有发现高于4000单位能预防什么疾病,尤其是超重与肥胖的预防(美国50%的人口都超重)。

食物来源

富含脂肪的鱼是维生素D的食物来源之一,一些国家,符合国家标准的食品都人工强化了其中的维生素D,食品中的维生素D包括:

富含脂肪的鱼类如:

鲶鱼每85g(3盎司)提供425单位维生素D(5IU/g)

大马哈鱼, 烹熟, 100 g (3.5盎司) 提供360 IU (3.6 IU/g)

鲭鱼, 烹熟, 100 g (3.5盎司), 345 IU (3.45 IU/g)

沙丁鱼, 油浸罐头, 鱼干, 50 g (1.75盎司), 250 IU (5 IU/g)

金枪鱼, 油浸罐头, 100 g (3.5盎司), 235 IU (2.35 IU/g)

鳗鱼, 烹熟, 100 g (3.5盎司), 200 IU (2.00 IU/g)

一个60g大小的鸡蛋能提供20 IU (0.33 IU/g)

牛肝, 烹熟, 100 g (3.5盎司), 15 IU (0.15 IU/g)

鱼肝油,如鳕鱼肝油1 汤匙. (15 ml) 提供1360 IU (90.6 IU/ml)

紫外线照射过的蘑菇和酵母是仅有的可以补充维生素D的重要素食,紫外线照射波塔贝拉菇可以将每100g蘑菇的维生素D从14IU(未照射前0.14 IU/g)提升到500IU(5 IU/g).

欧盟对维生素D日摄入量的建议

欧盟对维生素D摄入的建议是每天摄入5µg,1 µg = 40 IU and 0.025 µg = 1 IU

澳大利亚与新西兰

Australia and New Zealand have established average intakes for vitaminD, as follows.[51]

澳大利亚与新西兰也建立了维生素D摄入平均标准,如下

儿童

5.0 μg /day

成人

19–50 岁 5.0 μg/day

51–70 岁 10.0 μg/day

>70 岁 15.0 μg/day

阳光照射减少可以导致25(OH)D缺乏,后果非常严重,会导致骨骼不能正常矿化,最终导致骨骼软化的疾病,如:

佝偻病是一种儿童生长期的疾病,表现为长骨发育不全和畸形。钙和磷的缺乏可以导致该病,维生素D缺乏同样可以导致。现在佝偻病的发病主要集中在亚洲非洲和中东的低收入国家。一些疾病如假性维生素D缺乏也可以导致佝偻病发生。Francis Glisson在1650年首次描述了佝偻病,文中说在当时的三十多年前这种病发生在多塞特郡和萨默塞特县。1857年,John Snow提议说英国大规模佝偻病流行可能是由于在面包粉里大量掺入白矾导致的(这损事儿老外原来也做过,还是天朝好啊哈哈天朝支持地沟油喽——译者论)。Edward Mellanby在1918-1920年间测试了食品对佝偻病病情发展的影响。在炎日酷热的尼日利亚,由于营养缺乏导致的佝偻病很常见,但极少有维生素D的缺乏。虽然现在佝偻病和骨质软化症在英国已经很少见了,但在其他国家的移民社区中,仍然存在着骨质软化症患者,包括一些妇女,她们穿着与当地西方人无异,接受同样的日照,但还是发病。如果一个人接受西方饮食——鱼肉蛋的摄入量较多,而精米细面摄入的较少的话,即使皮肤偏黑或接受日照时间不足也不足以产生骨质软化,对于这些人不吃肉成了患佝偻病或骨质软化症的独立危险因素。维生素D的缺乏也在全球范围内导致婴幼儿的佝偻病发生。因为母乳中缺乏维生素D,同时对婴幼儿的社会习俗以及环境因素也导致紫外线照不到她们的皮肤。在阳光充足的国家,如尼日利亚、南非和孟加拉国,在学走路的小孩子和稍大一点的孩子中佝偻病也很常见,原因是饮食中钙缺乏。因为他们除了谷物以外很少吃到别的东西。佝偻病也是曾经困扰过美国很长时间的公共健康问题,丹佛地区的紫外线比同纬度同样高度的地区强20%,而到20世纪20年代末,从那里选出的500儿童中有三分之二有轻度骨质软化。后来在食品中强化动物蛋白,民众消耗奶制品增加一倍,并且强化维生素D这才使佝偻病患者数量有所减少

骨质软化症,是一种成人发病的骨质变薄的疾病,以近端肌无力和骨质脆弱为特点。骨质软化是导致慢性骨肌肉性疼痛的原因之一,但没有有力的证据说明疼痛患者维生素D缺乏。

充足的维生素D对健康的毛囊生长周期也有好处,血清25(OH)D 水平较低可能导致周围血管疾病、肿瘤、多发性硬化、类风湿性关节炎、青少年型糖尿病、帕金森氏症和阿尔兹海默征。虽然低维生素D和这些疾病的进展有关联,但没有人能说明补充维生素D能减少这些疾病的发生。

研究表明,在温带生活的皮肤较黑的人维生素D水平偏低。暗色皮肤的人因为皮肤中的黑色素阻挡了紫外线,从而减少了维生素D的生成。但最新研究找到了一个新证据,说明非洲黑色人种维生素D水平低不止这一个原因。最近有证据说明甲状旁腺激素水平(PTH,具有升高血钙的功能——译者注)与心血管疾病的发生成负相关。而相较于白人妇女,黑人妇女25(OH)D水平偏低,而PTH水平偏高,大量样本也证明在高加索人种中,色素沉着与维生素D缺乏无关。

英国卫生部和国民保健署首席科学顾问兼研究及发展总干事说,六个月到五岁的孩子应该补充维生素D——尤其是在冬季,但是能在饮食中补充到足量维生素D和经常晒太阳的人,就不必要了。

对于以下人群,如果有维生素缺乏危险,应该应用维生素D强化治疗。专家小组在2011年发表的临床指南,没有强调维生素D2和维生素D3的不同。

婴幼儿 0–1 岁 (400 IU)

成人 19–70 岁 (600 IU)

老年人 70岁以上 (800 IU)

妇女妊娠期或哺乳期(600 IU)

肥胖的儿童和成人 (应用量是正常人群的2-3倍)

六个月内可耐受量最高值1000IU, 六个月到1岁,1500IU,1-3岁,2500IU,4-8岁,3000IU,大于8岁,最高4000单位

过量表现:

对于健康成年人,长期每日服用超过1.25 mg (50,000 IU)几个月可能导致毒性,而患有某种疾病,如原发性甲状旁腺亢进症的患者,对维生素D尤其敏感。稍有维生素D补充进体内就可能导致高钙血症。而妊娠期母亲现高钙血症也会影响胎儿维生素D的代谢,使其对维生素D敏感性增强,最终导致新生儿弱智低能,面部畸形。妊娠期或哺乳期妇女在想要补充维生素D之前,应该向医师咨询。婴儿(0-1岁)可耐受最高摄取量为25ug/d (1000 IU),对于他们曾有连续一个月每天摄入1000 ug/d (40000 IU)而导致毒性的事情。受加拿大和美国政府的委托后,美国科学院医学研究所(IOM)的与2010年11月30日将可耐受摄入量上限提供到年龄在1-3岁每天2500IU,,每天4-8岁每天3000 IU, 9-71岁及更高年龄每天4000 IU(包括妊娠期和哺乳期妇女)。维生素D摄入过多会导致高钙血症,典型症状就是高钙血症的症状,可能会厌食,胃内嘈杂,恶心。接下来会多尿,烦渴,乏力,过度紧张,皮肤瘙痒甚至会导致肾衰竭、蛋白尿、尿管型、氮质血症以及迁徙性钙化。如果发现毒性后及时停用维生素D并限制钙摄入,肾损害还是有可能逆转的。

单独只是长时间接受阳光照射不会导致维生素D毒性出现,一个人紫外光照射20分钟(如果这个人的皮肤已经晒得黝黑,时间增加到1-2个小时)后,皮肤中的维生素D的合成和降解达到平衡,再生成的维生素D将会直接被降解。这么计算的话,每天如果全身都暴露在阳光下,大概可以产生250 µg (10,000 IU)维生素D,Holick认为,皮肤生成胆骨化醇的能力还要强大,他的实验显示了

“当全身都暴露在阳光下,晒到出现红斑(使一个人刚刚被晒伤的值)相当于口服250 - 625 mg (10 000- 25 000 IU) 维生素D “

鉴于一天摄入50000IU维生素D可能导致中毒,而这种剂量下25(OH)D可能达到600 nmol/L,而食物中摄入的维生素D和造成轻微晒伤的阳光照射产生的维生素D的功能差不多,因此,2007年学者认为成人一天服用250 mg(10000 IU)维生素D是安全可靠的,这个值才是可耐受最高摄入量。维生素D摄入过量而导致高钙血症的病例中,病人的日摄入量均大与等于40000IU (1000 mcg)。但是摄入的维生素D和皮肤产生的维生素D对血清25(OH)D浓度的影响是不一样的。内源性维生素D在血浆内几乎完全与维生素D结合蛋白(VDBP)结合,源源不断的向肝脏提供维生素D转化为25(OH)D,对升高血清25(OH)D的作用缓慢而持久。而口服维生素D直接进入肝脏,迅速转化为25(OH)D,作用时间非常快。但是想依靠饮食来摄入足够的维生素D,想想一下,要每天摄入10000IU维生素D,就算你吃的是含有维生素D非常高的鲑鱼肉,也需要吃35盎司(撑死我了我不用吃别的了——译者注)。当一个人化验指标很健康,但理论上应该缺乏维生素D的人是否应该补充维生素D,还有很大争议,而且对于通过食物营养强化使血清25(OH)D长期高于80nmol/L的长期效果如何人们存有疑惑,也是一个值得关注的问题。多伦多一项研究得出结论“通过测量皮肤黑色素水平,证实皮肤色素沉着和血清25(OH)D水平呈负相关。”在印度的印度人和在中国的中国人同时发生了维生素D水平偏低。这个结果不支持在高纬度地区皮肤较黑的人皮肤不能生成足够维生素D的假说。研究的领导人,该研究的领导人还是敦促皮肤较黑的移民要补充维生素D。“我看不到什么风险,什么副作用的,我只看到补充既有益处。”Fraser补充道,口服补充维生素的确不是人体自然获得维生素D的方式,所以才会中毒。这点无法证实,但有证据证明食物中摄取的维生素D有可能被载脂蛋白颗粒导入动脉壁细胞和动脉粥样硬化的斑块中,在那里被单核巨噬细胞转化为活性D3。这个发现也提醒了人们关注维生素D的摄取和心血管风险及动脉粥样硬化血管钙化之间的是否有联系的问题

正常人及病人血清碱性磷酸酶、钙、磷浓度:

血清碱性磷酸酶(布氏单位·ml (国际单位umol·mm·l)

血清ca(mg%)

血清p(mg%)

正常婴儿

5~15

26~80

10

5 ~ 8

正常成人

3~5

16~26

10

3~4.5

佝偻病人

>20

>115

8~9

3

骨质软化病人

15

80

9

2~3

甲状旁腺素过多

4~20

20~120

12~16

2~8

骨质疏松

2

10

10~12

4~5

变形性骨炎(paget's)

50

268

10

4

成骨细胞瘤

30

160

10

4

需要人群:

1.住在都市的人,特别是浓烟污染的地域的人应该摄取更多的维生素D。

2.夜间工作者、修女,或者是因为服装、生活方式而不能充分得到阳光的人要特别注意在饮食中增加维生素D的摄取。

3.如果您正服用抗痉挛的药物,则必须增加对维生素D的摄取。

4.饮用未添加维生素D牛奶的小孩必须增加维生素D的摄取量。

5.皮肤颜色较黑且住在北方气候地域的人需要更多的维生素D。鱼肝油食物来源:鱼肝油、牛奶、蛋黄等动物性食品中有维生素d3,蕈及麦角中维生素d2,皮肤中7-脱氢胆固醇经紫外线照射变为维生素d3前体(previtamin d3),然后在一定温度下异构为维生素d3,这一过程比较缓慢,37℃时维生素d3可达80%,温度低时转换率小些。皮肤中维生素d3与前体仍继续异构为维生素d3为机体所利用。因其转变过程缓慢,不致产生毒性,血浆25(oh)维生素d3不超过80%,温度低时转换率小些。皮肤中维生素d­3与前体呈一定的平衡。血浆中有维生素d3结合蛋白,可将维生素d3从皮肤中带到血流中,这种蛋白不与前体结合。为了获得新的平衡,前体不断地变成维生素d3。停止照射后,皮肤中储存的前体仍继续异构为维生素d3为机体所利用。因其转变过程缓慢,不致产生毒性,血浆25(oh)维生素d3不超过80 ng·ml-1,摄取大剂量者可上升到400 ng·ml-1,易产生毒性。

维生素d的形成和羟化代谢吸收:维生素D是一个总称,由类固醇衍生而来,以维生素D2和维生素D3最为重要。维生素D2来源于植物,维生素D3是动物细胞内7-脱氢胆固醇转化而来,两者皆有日光作用而形成。从口中所摄取的维生素D由小肠壁与脂肪一起吸收。约90%被吸收的维生素D与乳糜微粒结合进入淋巴系统,其余与α-球蛋白结合,维生素D的这种吸收过程有效性约为50%。已确定维生素D有16种以上形式的代谢物,大多数是生理上无活性的排泄形式。

§ 临床应用

维生素d除防治维生素d3缺乏病外1,25(oh)2d3可防治下列病症:肾性骨病①肾性骨病,肾功能不全缺少1位羟基化酶,体内不能合成1,25(oh)2d3必须从体外摄取;

②难治疗抗维生素d3佝偻病,由于遗传因素,磷从肾排出过多;

③甲状旁腺素缺少症,患者不能在低血浆ca时产生1,25(oh)2d3;

④抗维生素d的佝偻病,维生素d供应正常但仍有佝偻病,由于代谢上的缺陷,不能1位羧基化;

⑤癫痫病人使用苯巴比妥可能导致骨病。也可用25(oh)2d3的生理剂量为1μg/天。此剂量也可作为治疗剂量。

骨骼健康

维生素D最重要的功能就是保持骨钙的平衡。它可以增强小肠对钙的吸收。提高破骨细胞的数量增强骨吸收,维持血钙和血磷浓度维护正常骨量,并调整甲状旁腺激素来维持血钙平衡。维生素D缺乏会引起钙磷代谢异常,导致骨密度降低,骨丢失(骨质疏松),甚至骨折。维生素D可以用来预防和治疗骨质疏松,但是用维生素D治疗维生素D缺乏也导致了类骨质钙化,现在也不知道维生素D对骨质疏松有没有副作用。横截面研究显示了维生素D和髋骨关节骨密度成正相关。Lips报道骨质软化症骨矿物质流失情况很严重,而维生素D的缺乏却很轻微

当然,静坐的生活方式也会导致骨密度降低。老年人通常很少运动,自然接受不到紫外线,这条理论似乎站不住脚。Lips同样报道了轻微的维生素D缺乏并没有导致骨折风险增加。补充维生素D同时也会增强其他部位的骨密度。与对照组相比,每日800单位维生素D可以明显改善绝经后妇女腰椎骨密度情况,LoPiccolo等人指出,50岁以上的人群需要更多维生素D,成年人每日服用维生素D482-770IU可以将非脊椎骨性德骨折降低20%。然而对于每日服用维生素D少于400IU的人的骨折风险,仍然缺乏报道。

免疫系统

Vitamin D[119]and that维生素D受体配体可以增强自然杀伤细胞(NK cell)的活动性,加强巨噬细胞的吞噬能力还可以增强抗微生物多肽Cathelicidin(cathelicidin antimicrobial peptidesCAMP——注意不是cAMP,译者注)这是一种由单核巨噬细胞分泌的多肽,对多种微生物如细菌、病毒、真菌都有很强的杀伤力。维生素D缺乏和多发性硬化(MS)之间的联系似乎可以说明了维生素D具有免疫抑制能力。维生素D可以激活组织相容性抗原基因(HLA-DRB1*1501)表达,对机体辨别自身蛋白和入侵蛋白非常重要,对有MS遗传倾向人群来说,维生素D可能能够预防该病。而妊娠期妇女补充维生素D是否可以减少孩子出生后MS的发病不得而知。然而,强化维生素D似乎曾经引起过过敏性疾病大流行。总之,维生素D强化食品的摄取只要每天少于400IU,就不会对血清25(OH)D产生很大影响,对维生素D 极度缺乏的人可以提高12 nmol/L,而对维生素D不缺乏的人,只提高不到2 nmol/L,退伍军人维生素D研究专家Hector DeLuca也质疑维生素D对MS有没有效。

结核

历史上维生素D曾经用于治疗肺结核病人,但对这些临床试验缺乏令人满意的研究。在体外试验中,维生素D3,1,25(OH)D3表现抗分支杆菌的效果,但适用于临床情况,仍然有待研究

有研究表明维生素D代谢产物可以调节cathelicidin的表达,这种抗微生物多肽对结核分枝杆菌效果非常强大,而且活动性肺结核病人86%缺乏维生素D (血清 25(OH)D 浓度 < 30ng/mL)。

为结核病人补充维生素D3似乎并没有起到多大效果,但对TT基因型并具有TaqI性维生素D受体病人很有效。很多研究显示血清25(OH)D 水平偏低增加对获得活动性肺结核以及易感性,并加快其患病。但对补充维生素D对肺结核的预防和治疗效果仍然需要很多前瞻性试验来证实。

HIV

艾滋病

在体外试验中,维生素D3也具有抗HIV-1的功效,包括可以介导感染细胞的自我吞噬能力。但这种效果在人体还没有研究。艾滋病人1,25(OH)2D水平偏低与CD4+细胞数量减少、肿瘤坏死因子(TGF)水平升高有明显关联。而艾滋病人通常都会有CD4+细胞的减少。还不能确定1,25(OH)2D降低是导致CD4+细胞减少的原因。坦桑尼亚一项流行病学研究显示HIV阳性妇女如果维生素D水平偏低,那么艾滋病进展也很快。但这项研究做的并不很严谨,如果在给予食品营养强化之前采取双盲,结果也是这样,就可以说明问题。

癌症

分子生物学理论认为维生素D具有预防癌症的作用,维生素D具有广泛的细胞生物学机制来防止癌症发生和发展。这些作用需要肿瘤细胞上表达的VDR介导,VDR多态性基因对乳腺癌的发生有很大关系。VDR基因突变的妇女患乳腺癌的风险会升高。

2006年一项研究动用了13个国家400万份癌症病例,显示日照较少的国家国民癌症风险较高。同时进行Meta分析显示维生素D水平的的人癌症风险较高。作者认为,每日摄入维生素D1000IU ( 25 mg)会显著降低结肠癌发病率50%,降低乳腺癌和卵巢癌30%,但是,似乎维生素D水平和当地人接受日光照射关系并不密切。还要注意的是,在北半球人群中,癌症的发病率和病死率与遗传基因也是相关的。

2006年两项长期研究使用美国维生素D每日推荐量(U.S.RDA) (400 IU /d)为120000受试者补充维生素D,结果减少了胰腺癌43%发病率,但是在对照组中,男性吸烟者的胰腺癌风险率相当于其他人3倍,而他们的25(OH)D也列于最少的五分之一中。

2007年发表了一篇关于1200位妇女的为期四年随机干预试验,报道结果补充维生素D的妇女(1100IU/d)降低癌症发病率60%,在第一年里减少诊断出的癌症77%(排出了可能在服药之前就可能患有的而没有诊断出来的癌症)。但这项研究做的不是很严谨,比如缺少一些实验数据,试验方法不恰当,而且缺乏自身对照试验。没有长期试验中乳腺癌的会聚性。作者的回应中提供所缺少的数据,解释他们的统计方法,并评论说,即使维生素D没有怎么改善癌症病情(根据其他的研究,他们也不相信),但仍然有相当的益处。

2007年加拿大癌症学会建议居住在加拿大的人应该在秋冬季节每日服用1000IU维生素D,美国癌症研究所研究了第三次全国健康和营养调查的数据,分析17岁以上16818癌症患者血液中的维生素D与癌症病死率之间的关系,结果不支持发现维生素D水平与癌症全因死亡率相关,但是,还是有发现“结肠直肠癌的病死率与血清25(OH)D呈明显负相关,如果血清25(OH)D高于80nmol/L相对于低于50nmol/L,则病死率降低72%(P≤0.02 95% 可信区间32- 89%)”不同于其他试验,这个试验是前瞻性的,也就是先做试验,再随访出结果。而且研究者用的是血样来检测血液中的维生素D,而不是用模型来推断受试者的维生素D水平。

2010年五月国际癌症杂志发表了一篇Meta分析,这篇荟萃分析研究了35份关于为维生素D与癌症的独立研究。研究者发现,血清维生素D每升高10ng/L,结肠癌发病率就降低15%,乳腺癌发病率降低11%。虽然作者的报告研究方法不是很恰当,得出的结果并不足让人信服。

2011年罗切斯特大学医学中心发现乳腺癌患者如果维生素D水平偏低,那么肿瘤的进展会加快,患者预后也很差。如果患者维生素D水平比要求的适宜水平低,那么所有显示预后的肿瘤标志物化验结果都不好。此研究领导者说:“鉴于这个结果,建议医生严密关切乳腺癌患者的维生素D水平,及时予以调整,因为它和预后直接相关。”

Cardiovasculardisease心血管疾

全国健康和营养调查(NHANES)报告显示,在近5000受试者中,发现维生素水平偏低伴随有周围血管病(PAD)发病的升高。维生素水平低下(<17.8 ng/mL)的人周围血管病发病率升高了80%。英国菜农夏季血胆固醇水平下降,这时他们的维生素D相对较低,可以见到他们这时高血压和心血管疾病的风险上升很明显。大量观察性试验表明两者联系,但两个系统回顾研究中,有一个发现补充维生素D有轻微的效果,而另外一个,根本没有的得出有效的结论。

有很多研究揭示摄取的维生素D会随着载脂蛋白颗粒进入动脉壁细胞和动脉粥样硬化斑块中,然后被单核巨噬细胞系统转化为活性维生素D,这个发现也提醒了人们关注维生素D的摄取和心血管风险及动脉粥样硬化血管钙化之间的是否有联系的问题。而骨化二醇(25(OH) D)尤其可能与动脉粥样硬化有关,特别是在有色人种中非常明显。

Freedman等人在2010年对非洲裔美国人而不是欧洲裔美国人的动脉粥样硬化钙化斑进行研究,结果显示“血清25(OH)D水平与主动脉和颈动脉动脉粥样硬化钙化斑大小成正相关,但与冠状动脉没有关联。这与之前做的欧洲裔的结果相反。”在南印度的人群中发现血清维生素D水平高于89ng/mL的人缺血性心脏病的风险增加。

印度一项关于维生素D营养状况统一性研究结果显示,虽然印度地区日照充足,但印度人血清25(OH)D还是偏低,建议公共卫生部门应该强化食品中的维生素D,印度的人均维生素D水平数据与其他热带国家一致,虽然接受了可以说是最大量的日照,尤其是印度农民,他们的血清25(OH)D水平甚至赶不上欧洲人水平。

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Mortality死亡率

全国健康和营养调查的信息中,大样本研究显示,维生素D水平偏低低(<17.8 ng/ml)是全因死亡率增加的独立危险因素。但似乎维生素D水平偏高(>50ng/ml)死亡率也会升高。2010年8月一项复杂的研究显示。老年人血浆维生素D水平偏高(>39 ng/ml)或偏低(<18 ng/ml),与介于两者之间的人群相比,都伴有全因死亡率和癌症病死率的升高。这项研究设定的界限比Melamed等人研究全国健康与营养调查的数据限定的要窄很多,但全国健康和营养调查所使用的免疫方法测量维生素D值往往偏高。

总之维生素D过多或不足会导致过早衰老及一些功能障碍。血清25(OH)D水平和全因生死率之间成U形曲线,25(OH)D水平过高造成的健康风险似乎对黑色人种更加危险。总之,维生素D调节机制非常复杂,现在流行病学证据正在预示着我们能够找到一个更精确的维生素D水平安全范围,而高于或低于这个水平死亡率都会升高

中毒时尿中排出ca量过多比血钙过高发生较早,尿钙过高易形成肾结石。

维生素d及25(oh)d3可以储存,维生素d储存时间一般为1~4个月,有的可达18个月之久。维生素d代谢物也可产生中毒现象,但由于其生物半衰期短,中毒时间也较短,25(oh)d3可达数周,1,25(oh)2oh3仅有数日。

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