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 原經紫外照XX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,對健康關係較密切的是維生素D2維生素D3。它們有以下三點特性:它存在於部分天然食物中;受紫外線的照XX后,人體內的膽固醇能轉化為維生素D。

發現過程

  維生素D的發現是人們與佝僂症抗爭的結果。早在1824年,就有人發現魚肝油可在治療佝僂病中起重要作用。1918年,英國的梅蘭比爵士證實佝僂病是一種營養缺乏症。但他誤認為是缺乏維生素A所致。1930

維生素D

Gottingen大學的A.Windaus教授首先確定了維生素D的化學結構,1932年經過紫外線照XX麥角固醇而得到的維生素D2的化學特性被闡明。維生素D3的化學特性直到1936年才被確定。

化學結構

  維生素d(Vd)是環戊烷多氫菲類化合物,可由維生素d原(provitamind)經紫外線270~300nm激活形成。動物皮下7-脫氫膽固醇,酵母細胞中的麥角固醇都是維生素d原,經紫外線激活分別轉化為維生素d3及維生素d2量少,但人工照XX者多為此型(圖5-6)。維生素d的最大吸收峰為265nm,比較穩定溶解于有機溶媒中,光與酸促進異構作用,應儲存在氮氣、無光與無酸的冷環境中,油溶液氧化后穩定,水溶液由於有溶解的氧不穩定。雙鍵系統還原也可損失其生物效用。

生理代謝

  從食物中得來的維生素d,與脂肪一起吸收,吸收部位主要在空腸迴腸膽汁幫助其吸收。脂肪吸收受干擾時,如慢性胰腺炎、脂肪痢膽道阻塞都會影響他的吸收。吸收的維生素d與乳糜微粒相結合,由淋巴系統運輸,但也可與維生素d運輸蛋白(α-球蛋白部分)相結合在血漿中運輸。有些與β-脂蛋白相結合,口服維生素d與乳糜微粒結合,比從皮膚中來的與蛋白結合者易於分解。當維生素d運到肝臟中,在微粒體中經單氧酶系統作用,將其25位羥基化形成25(oh)d(25-hydroxy vitamin d3),肝外的其他組織也可吸取維生素d及25-(oh)d3,因此組織中維生素d及25(oh)d3及其總量

維生素D

血漿中多,如果靶組織需要,可將其釋放出來,他們在脂肪組織中最多,釋放速度最慢,當體重減輕,脂肪減少時,他們也可釋放出來。靜脈注XX維生素d,較快的由血漿XX到組織中。血漿中25(oh)d3在注XX后1~3天達到高峰,其濃度可達到20~40ng·ml-1,最高可達80 ng·ml-1。濃度與攝入量有一定的關係,小於4 ng·ml-1,臨床上可發生佝僂病及骨質軟化。25(oh)d3在腎線粒體單氧酶作用下(酶系統包括細胞色素p450、鐵硫蛋白及黃素蛋白),經羧基化,轉變為1,25(oh)2d3(1,25-dihydroxy vxtamin d),他是維生素d的生物作用形式,現將其作為激素。其作用方式與其他固醇類激素相似。在靶組織中都有其受體,1,25(oh)2d3與受體形成複合物內,與細胞核染色體相結合,通過dna轉錄作用合成信使rna(mrna),並轉譯為蛋白質,1,25(oh)2d3在血漿中由分子量為52,00的蛋白質輸送至靶組織(如小腸、骨、腎等),在這些組織中既有1,25(oh)2d3的受體,又有需要vd的鈣結合蛋白calcium binding protein,cabp),說明1,25(oh)2d3的影響。最近,報道胰臟內有1,25(oh)2d3及cabp,二者均存在於分泌胰島素β細胞內,在維生素d空竭情況下,可以阻止胰島素的分泌,也有人證明1,25(oh)2d3對於幹細胞生長分化有關。在腎中1位羧基化酶與24位羧基化酶相抑制,為血鈣水平所控制。在正常血鈣濃度下(9.5mg%)腎中1α羧基化酶與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,血清鈣低時,刺激1位羧基化酶,鈣多時抑制此酶。由此以調節1,25(oh)2d3合成之量。1,25(oh)2d3合成量多,24,25(oh)2d3合成量少,除血鈣外,尚有其他因 素影響1,25(oh)2d3如甲狀旁腺素(parthormone,pth)、降鈣素(calcitonin,ct)、催乳激素都可使其增多。腎為2個羧基化的主要組織,但在體外試驗已證明骨、胎盤、腸及蛋黃均有此功能。   1,25(oh)2d3的分解代謝與24,25(oh)2d3的途徑相類似。24位羧基化后可進一步氧化成24位氧絡物,然後23位羧基化,側鏈分裂。26-c,27-c可氧化co2水溶性代謝物有維生素d3-23羧酸(calcitroic acid),也可產生內酯及酸酯,維生素d的分解代謝主要場所在肝內,並將其代謝物排入到膽汁中,口服維生素d比從皮膚中得來的易於分解。25(oh)2d3及1,25(oh)2d3也可以葡糖苷酸形式通過膽肝形成肝腸循環或從大便中排出。口服生理劑量48h后,30%的劑量從大便中排出,僅2-~4%從尿中排出。

生理功用

  (1)維持血清鈣磷濃度的穩定 血鈣濃度低時,誘導甲狀旁腺素分泌,將其釋放至腎及骨細胞。在腎中pth除刺激1位羧化酶與抑制24位羧基化酶外,還促使磷從尿中排出,鈣在腎小管中再吸收。在骨中pth與1,25(oh)2d3協同作用,將鈣從骨中動員出來。在小腸中1,25(oh)2d3促進鈣的吸收。從這三條途徑使血鈣恢復到正常水平,又反饋控制pth的分泌及1,25(oh)2d3的合成。在血鈣高時刺激甲狀腺c細胞,產生降鈣素,阻止鈣從骨中動員出來,並促使鈣及磷從尿中排出。小腸吸收磷為主動吸收,需要能量,鈉、葡萄糖、1,25(oh)2d3及血清磷低時(8mg%以下),刺激1,25(oh)2d3的 合成,促進小腸對鈣、磷的吸收。由於pth不參加反應,所以鈣從尿中排出而磷不排出,從而使血鈣略有上升,而磷上升較多,使血磷恢復正常值

維持血清鈣磷濃度的穩定

(2)促進懷孕哺乳期輸送鈣到子體 1位羧基化酶除受血清中鈣磷濃度及膳食中鈣磷供給量的影響外,還受激 素的影響,停經后的婦女1,25(oh)2d3濃度減低,易有骨質軟化等癥狀

維生素D

  在懷孕期間1,25(oh)2d3血漿濃度上升,哺乳期繼續上升,斷乳母體逐漸恢復到正常水平。24,25(oh)2d3之水平與之相反,懷孕期下降,斷乳后恢復到正常。胎盤也有1位羧基化酶,在懷孕期間無腎動物也能合成1,25(oh)2d3。乳腺也是1,25(oh)2d3的靶組織,對乳中鈣的水平直接關係,懷孕及哺乳期間母親可從自身的骨中將鈣輸出以維持胎兒嬰兒正常生長,維生素d供應充足者,在斷乳后,又可重新獲得鈣,維生素d缺乏者,這種恢復能力較差。

促進懷孕及哺乳期輸送鈣到子體

(3)1,25(oh)2d3作用機理 1,25(oh)2d3對小腸作用為誘導合成cabp. 1,25(oh)2d3與小腸細胞的受體形成複合體XX細胞核染色體上,促使cabp的信使rna(mrna)的合成,此mrna在胞漿內轉錄為cabp。這種蛋白促使鈣離子通過微絨毛刷狀緣(microvillus brush border),積累于腸細胞的線粒體或其他部位。通過na+將ca2+擠出基底-外側膜外(basal-lataaral mebrace)。1,25(oh)2d3對腎小管ca2+的再吸收作用與在小腸中是一樣的。1,25(oh)2d3也可以在低血漿鈣及膳食中鈣缺乏時,將鈣從骨中動員出來,但在骨中未發現有cabp, 1,24,25(oh)2d3可以促進小腸吸收鈣,但不能從骨中將鈣動員出來,所以1,25(oh)2d3對骨的作用機理與對小腸者是不同的,但目前還不清楚。   骨的礦物化作用的機理尚未闡明,補充1,25(oh)2d3給缺乏維生素d的動物及人體,都不能有助於骨中礦物質的沉積。動物體內雖然分離出許多維生素d代謝產物但迄今尚未找出對骨的礦物化有明顯作用者。在現階段中只了解到維生素d促進鈣磷的吸收,又可將鈣磷從骨中動員出來,使血漿鈣、磷達到正常值,促使骨的礦物化,並不斷更新。

缺乏癥狀

  維生素D缺乏會導致少兒佝僂病和成年人的軟骨病。癥狀包括骨頭關節疼痛肌肉萎縮,失眠,緊張以及痢疾腹瀉

預防少兒佝僂病

預防成年人的骨病

維生素D主要用於組成和維持骨骼的強壯。它被用來防治兒童的佝僂病和成人的軟骨症,關節痛等等。患有骨質疏鬆症的人通過添加合適的維生素D和鎂可以有效的提高鈣離子的吸收度。除此以外,維生素D還被用於降低結腸癌乳腺癌攝護腺癌的機率,對免疫系統也有增強作用

維持骨骼的強壯

維生素D的作用機制。維生素D的前體(生成維生素D的原料)存在於皮膚中,當陽光直XX時會發生反應轉化為維生素D3,D3分子被運送到肝臟並且轉化為維生素D的另一種形式25位單脫氧膽固醇,這種形式的效用更大。然後25位單脫氧膽固醇又被轉運到腎形礦脈並在那裡被轉化為1,25位二羥膽鈣化(甾)醇,這種形式是維生素D最有效的狀態。然後維生素D將和甲狀旁腺激素以及降血鈣素協同作用來平衡血液中鈣離子和磷的含量,特別是增強人體對鈣離子的吸收能力。維生素D不應該用於血鈣過高的病人,或者血液中鈣離子含量偏高的人。另外對患有腎結石動脈硬化的病人來說也必須小心使用,因為維生素D可能會引起他們的甲狀旁腺疾病,削弱腎功能甚至引起心臟疾病。   皮質類固醇對維生素D的作用有抵消作用。消膽胺礦物油會抑制人體對維生素D的吸收,所以應避免一起食用。苯妥英鈉和安眠藥可能增加維生素D的效果而降血壓。缺乏維生素D最典型的會引起少兒的佝僂病和成人的軟骨病。其它的典型癥狀還包括肌肉萎縮,痢疾腹瀉,失眠,緊張等等。居住在地球南北極的人和一些常年室內工作的人往往無法自身合成足夠的維生素D,還有一些疾病也影響維生素D的吸收,比如克羅恩氏病(Crohn』s disease)等等。   維生素造成的主要毒副作用是血鈣過多,早期徵兆主要包括痢疾或者便秘頭痛,沒有食慾頭昏眼花,走路困難,肌肉骨頭疼痛,以及心律不齊等等。晚期癥狀包括髮癢,腎形礦脈功能下降,骨質疏鬆症,體重下降,肌肉和軟組織石灰化等等。

作用疾病

  美國科學家一項為期40年的研究發現,每天服用一劑維生素D能把罹患乳腺癌、結腸癌和卵巢癌的風險降低一半。陽光照XX在皮膚上,身體就會產生維生素D,這部分維生素D占身體維生素D供給的90%。   癌症專家說,有關這種「陽光維生素」防癌作用的證據十分充分,公共衛生部門必須採取緊急行動提高人們體內的維生素D的水平。近幾年來,越來越多的證據表明,缺乏維生素D可能對身體極其有害。據認為,心臟病肺病、癌症、糖尿病高血壓精神分裂症多發性硬化等疾病形成都與缺乏維生素D密切相關。

維生素D

維生素D的作用不可低估:   心臟病:維生素D可降低對胰島素的耐受性,而胰島素耐受性是導致心臟病的主要因素之一。

維生素D可降低對胰島素的耐受性

肺病:肺部組織在人的一生中會經歷修復和「改造」,由於維生素影響多種細胞的生長,它可能對肺的修復過程起到一定的作用。癌症(包括乳腺癌、結腸癌、卵巢癌和攝護腺癌等):據認為,維生素D對調節細胞繁殖起到關鍵作用—癌症患者體內則缺乏這種調控機制。因此,通過防止細胞過度繁殖,維生素D就能預防某些癌症。   糖尿病:Ⅰ型糖尿病中,免疫系統會殺滅人體自身的細胞。科學家認為,維生素D可起到免疫抑製劑的作用。他們認為,它也許能防止免疫系統的過度反應。

維生素D可起到免疫抑製劑的作用

高血壓:維生素D為頸部甲狀腺上的副甲狀腺利用。這些腺體分泌出一種調節體內鈣水平的激素,鈣則幫助調節血壓,但科學家尚未完全理解這一過程。   精神分裂症:患精神分裂症的幾率大概與出生前幾個月的日照情況有關。缺乏日照可能會導致維生素D缺乏。科學家認為,這會改變胎兒大腦發育。   多發性硬化:缺乏維生素D會限制人體產生的1,25二羥基維生素D3,這是維生素D3的一種激素形式,可以調節免疫系統。它的缺乏可能提高患上多發性硬化的風險。   佝僂病和骨質疏鬆:維生素D可堅固骨骼,預防兒童佝僂病和老年骨質疏鬆症。   美國科學家評估了自上世紀60年代以來幾乎每篇討論維生素D與癌症兩者關係的論文后說,要保持身體健康,每天需服用1000國際單位(25微克)的維生素D。他們在《美國公共衛生雜誌》上撰文說,維生素D缺乏是一種普遍存在的現象。與此同時,研究發現,缺乏維生素D的人患某些癌症的風險越來越高。這兩種現象合併起來看,意味著維生素D缺乏或許是每年數千患者因結腸癌、乳腺癌、卵巢癌和其他癌症過早離開人世的原因。這些科學家建議的維生素D攝入量是目前美國維生素D建議攝入量的2.5倍。英國沒有官方的建議攝入標準,但每年從10月到次年3月的短暫白晝和漫長黑夜意味著冬去春來時60%的英國人體內維生素D不足。   由於對維生素D的研究越來越深入,各國都開始修改有關日光浴危害的警告。澳大利亞癌症理事會協會首次承認,曬太陽有利於健康。在這項新的研究中,美國聖迭戈加利福尼亞大學的癌症專家們在錫德里克?加蘭教授的領導下,回顧了1966年—2004年發表的63項討論維生素D與癌症關係的論文。他們發現,在日照較強的美國東部地區的居民因傾向躲避陽光照XX,缺乏維生素D的可能性較大,患癌症的風險也較高。

正常需求

富含維生素d的食物(7張)   1.成人的建議每日攝取量是5μg。   2.妊娠期和哺乳期女性應當增加1倍左右的攝入量。   3.每天手腳露出30厘米,在陽光下曬30分鐘,有效的防止維生素D的缺乏。 量表現:一些學者認為長期每日攝入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則肯定會引起中毒。中毒的癥狀是異常口渴,眼睛發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、胃中的異常沉澱,關節疼痛和瀰漫性骨質脫礦化。我國制定維生素D可耐受最高攝入量為20μg。   正常人及病人血清鹼性磷酸酶、鈣、磷濃度:   

血清鹼性磷酸酶(布氏單位·ml (國際單位umol·mm·l)血清ca(mg%)血清p(mg%)
正常嬰兒5~1526~80105 ~ 8
正常成人3~516~26103~4.5
佝僂病人>20>1158~93
骨質軟化病人158092~3
甲狀旁腺素過多4~2020~12012~162~8
骨質疏鬆21010~124~5
變形性骨炎(paget's)50268104
成骨細胞瘤30160104
 需要人群:   1.住在都市的人,特別是濃煙污染地域的人應該攝取更多的維生素D。   2.夜間工作者、修女,或者是因為服裝、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。   3.如果您正服用抗痙攣藥物,則必須增加對維生素D的攝取。   4.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。   5.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。   食物來源:魚肝油、牛奶、蛋黃等動物性食品中有維生素d3,蕈及麥角中維生素d2,皮膚中7-脫氫膽固醇經紫外線照XX變為維生素d3前體(previtamin d3),然後在一定溫度下異構為維生素d3,這一過程比較緩慢,37℃時維生素d3可達80%,溫度低時轉換率小些。皮膚中維生素d3與前體仍繼續異構為維生素d3為機體所利用。因其轉變過程緩慢,不致產生毒性,血漿25(oh)維生素d3不超過80%,溫度低時轉換率小些。皮膚中維生素d 3與前體呈一定的平衡。血漿中有維生素d3結合蛋白,可將維生素d3從皮膚中帶到血流中,這種蛋白不與前體結合。為了獲得新的平衡,前體不斷地變成維生素d3。停止照XX后,皮膚中儲存的前體仍繼續異構為維生素d3為機體所利用。因其轉變過程緩慢,不致產生毒性,血漿25(oh)維生素d3不超過80 ng·ml-1,攝取大劑量者可上升到400 ng·ml-1,易產生毒性。   代謝吸收:維生素D是一個總稱,由類固醇衍生而來,以維生素D2和維生素D3最為重要。維生素D2來源於植物,維生素D3是動物細胞內7-脫氫膽固醇轉化而來,兩者皆有日光作用而形成。從口中所攝取的維生素D由小腸壁與脂肪一起吸收。約90%被吸收的維生素D與乳糜微粒結合XX淋巴系統,其餘與α-球蛋白結合,維生素D的這種吸收過程有效性約為50%。已確定維生素D有16種以上形式的代謝物,大多數是生理上無活性的排泄形式。50歲以下的人每天應該提供200國際單位的維生素D,51歲至70歲的人需要400國際單位,70歲以上需要600國際單位。隨著年齡的增長而增加需求量是因為皮膚隨著年齡的老化,製造維生素D的能力越來越低。   兒童,大人和孕婦最多吸收2000國際單位,超過這個量就會起反作用。因為維生素D可溶於油脂,過量會影響健康。但是維生素D過低也就沒法預防慢性疾病和骨質疏鬆。每天攝入1000國際單位的維生素D就可以既有保健作用又不會起反作用。只要你不過量吃肝油,就絕不會攝入過量維生素D,通過曬太陽也不用擔心會製造過量或不足量,因為人體自身會調節。如果你患有皮膚病的話,最好要先咨詢過專家意見來調節曬太陽的時間長短。

臨床應用

治療腎性骨病

  維生素d除防治維生素d3缺乏病外1,25(oh)2d3可防治下列病癥:   ①腎性骨病,腎功能不全缺少1位羥基化酶,體內不能合成1,25(oh)2d3必須從體外攝取   ②難治療抗維生素d3佝僂病,由於遺傳因素,磷從腎排出過多   ③甲狀旁腺素缺少症,患者不能在低血漿ca時產生1,25(oh)2d3   ④抗維生素d的佝僂病,維生素d供應正常但仍有佝僂病,由於代謝上的缺陷,不能1位羧基化   ⑤癲癇病人使用苯巴比妥可能導致骨病。也可用25(oh)2d3的生理劑量為1μg/天。此劑量也可作為治療劑量。維生素d中毒劑量與生理劑量相差不多,嬰兒服用50μg(200iu)或更少一些可以導致血鈣過多,腎功能不全。成人中毒劑量個體差異較大,有人口服2000iu中毒現象,口服5000iu者易中毒,口服量不能超過800iu。用維生素d治療時,要檢查血鈣水平,如血鈣正常不致中毒,輕度中毒有嘔吐,食慾不振等現象,重者可致死亡。維生素d毒性可由於血流中25(oh)2d3水平高代替1,25(oh)2d3與蛋白受體結合,因此1,25(oh)2d3不能XX細胞,也不能起控制鈣的吸收及動員骨鈣的作用,因此血鈣水平高,而使腎、心臟及主動脈鈣化,治療維生素d過多時可用低鈣膳及動員骨鈣的作用,因此血鈣水平高,而使腎、心臟及主動脈鈣化,治療維生素d過多時可用低鈣膳及糖皮質激素以減低血清鈣的水平。   中毒時尿中排出ca量過多比血鈣過高發生較早,尿鈣過高易形成腎結石。   維生素d及25(oh)d3可以儲存,維生素d儲存時間一般為1~4個月,有的可達18個月之久。維生素d代謝物也可產生中毒現象,但由於其生物半衰期短,中毒時間也較短,25(oh)d3可達數周,1,25(oh)2oh3僅有數日。

世界前沿

  世界各國關於維生素D的報道:   *醫學分析表明,將維生素D攝取量增至1000 IU /d 可能降低結腸癌和乳腺癌的患病幾率50%。   *男性攝入維生素D 400 IU /d 可大幅降低患多種癌症的幾率,包括胰腺癌食道癌非霍奇金淋巴瘤。   *孩子在生命的第一年期間每天攝入2000 IU的維生素D,在30年隨訪期間1型糖尿病的風險降低80%

富含維生素D的食物

  ——魚肝油   ——動物肝臟,如雞肝鴨肝豬肝牛肝羊肝等   ——各種富含油脂的魚類,如鯡魚、三文魚、金槍魚、沙丁魚、秋刀魚鰻魚、鯰魚等   ——各種蛋黃(注意,蛋白中沒有)   ——各種全脂奶、乳酪奶油(注意,脫脂奶中含量甚微,而強化AD奶中含量最高)

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