WikiPortallus: Witamina D.html

Witamina D (ATC: A 11 CC 05) – grupa rozpuszczalnych w tłuszczach steroidowych organicznych związków chemicznych, o wielu różnorodnych i ważnych funkcjach fizjologicznych, z których podstawową jest wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową oraz budowę kośćca. Pierwotnie nazwana była witaminą A - od łacińskiego słowa antyrachitic, ponieważ chroniła oraz leczyła krzywicę i osteoporozę.

Istnieją dwie podstawowe formy witaminy D, różniące się przede wszystkim budową łańcucha bocznego:

Witaminy D w organizmie człowieka można zaliczyć do witamin lub prohormonów.

edytuj Metabolizm witaminy D u człowieka

Zarówno witamina D₂ jak i D₃ nie ma aktywności biologicznej i uzyskuje ją poprzez enzymatyczną hydroksylację przy tych samych atomach węgla ich cząsteczek. U ludzi biologicznie czynną formą witaminy D jest 1α,25-dihydroksywitamina D (1,25(OH)₂D).

Prowitaminą D₂ jest ergosterol, a D₃ pochodna cholesterolu 7-dehydrocholesterol. W skórze przede wszystkim w naskórku (głównie w keratynocytach warstwy rozrodczej) przez działanie światła słonecznego na 7-dehydrocholesterol w wyniku nieenzymatycznego, fotochemicznego przekształcenia powstaje najpierw forma prewitaminy D, która pod działaniem energii cieplnej ciała przekształcona zostaje ostatecznie w cholekalcyferol.
Przekształcenie prowitaminy D w prewitaminę zachodzi przez działanie zakresu promieniowania świetlnego długości 290-315 n m, które wchodzi w zakres promieniowania UV-B, a eksperymentalnie ustalono, że najbardziej efektywną długością fali świetlnej jest 295-300 nm (z maksimum przy 297 nm).
Nie ma niebezpieczeństwa powstawania toksycznych ilości witaminy D₃ w wyniku nadmiernej ekspozycji na światło słoneczne, ponieważ w takiej sytuacji nadmiar prewitaminy i witaminy jest przez nie rozkładany.

Nawet ponad 90% dobowego zapotrzebowania na witaminę D może być wyprodukowane w skórze pod wpływem światła słonecznego. Na skórną produkcję witaminy D mają wpływ: pora roku, zachmurzenie i zanieczyszczenia powietrza, szerokość geograficzna, stosowanie kremów z filtrem, pigmentacji skóry i starzenie się skóry.

Pierwszy etap biosyntezy aktywnej postaci witaminy D ma miejsce w wątrobie gdzie z krwią dociera chole- i ergokalcyferol. Po enzymatycznej hydroksylacji przy węglu C-25 powstaje witamina 25-(OH)D. Reakcję tę katalizuje prawdopodobnie zespół hydroksylaz wchodzących w skład cytochromu P450 (CYP27A1, CYP3A4 oraz CYP2R1)^[1]. 25-(OH)D przekazywana jest z wątroby do nerek (a także do niektórych innych tkanek, np. skóry oraz komórek odpornościowych) gdzie przez działanie enzymu 1α-hydroksylazy (CYP27B1) dochodzi do powstawania aktywnej formy witaminy D - 1α,25-(OH)₂D. Obie aktywne formy (1α,25-(OH)₂D₂ i 1α,25-(OH)₂D₃) charakteryzują się identycznymi własnościami, jednak ze względu na rozpowszechnienie częściej stosowana jest 1α,25-dihydroksycholekalcyferol (1,25-(OH)₂D₃) czyli kalcytriol.
Istnieje około 10 prowitamin, z których powstają związki wykazujące aktywność witaminy D. Przemysłowa produkcja witaminy D ogranicza się głównie do tych dwóch.

Ważnym metabolitem witaminy D jest 24R,25-dihydroksywitamina D, która powstaje na alternatywnym szlaku hydroksylacji 25(OH)-witaminy D.

Ocenia się, że ok. 80-100% dobowego zapotrzebowania na witaminę D₃ pochodzi z biosyntezy w skórze, a tylko w niewielkim stopniu wspomagane jest przez źródła pokarmowe.

edytuj Aktywność biologiczna

Aktywne metabolity witaminy D charakteryzują się szerokimi i różnorodnymi działaniami biologicznymi. Aktywność witaminy D wywierana jest poprzez działania genomowe i niegenomowe. Witamina D w wielu tkankach i komórkach łączy się z receptorem witaminy D (VDR) o własnościach czynnika transkrypcyjnego, przez co zapoczątkowuje działania genomowe. Działania niegenomowe mediowane są przez zlokalizowany w błonie komórkowy receptor, który jest odmienny od receptora jądrowego i uruchamia wewnątrzkomórkowe szlaki metaboliczne modulujące działania wynikające z ekspresji genowej.

Główne działanie witaminy D polega na jej wpływie na regulację homeostazy wapnia i fosforanów. Dwa główne narządy efektorowe związane z tą funkcją, na które działają aktywne metabolity witaminy D to przede wszystkim jelita i kości, a w mniejszym stopniu nerki. W jelitach dochodzi do zwiększenia wchłaniania wapnia, z kości uwalnia wapń i fosforany (przy hipokalcemii) w nerkach współdziała z parathormonem w reabsorbcji wapnia.

1,25(OH)₂D jest przełącznikiem mogącym aktywować co najmniej 1000 różnych genów w niemal wszystkich rodzajach tkanek. 1,25(OH)₂D jest ligandem, który łączy się z jądrowym receptorem witaminy D (VDR), a następnie tworzy heterodimer z receptorem kwasu 9-cis retinowego (RXR).

W organizmie człowieka odgrywa rolę pośrednią między witaminą (dostarczana z zewnątrz) a hormonem (produkowana przez jedną tkankę, skórę, oddziałuje na inne - poprzez VDR działają, np. estrogeny i testosteron).

edytuj Właściwości chemiczne

Witamina D posiada wspólny dla steroidów rdzeń cyklopentanoperhydrofenatrenowy, lecz różni się tym, że pierścień B uległ rozszczepieniu. Jest nierozpuszczalna w wodzie a rozpuszczalna w tłuszczach. Odporna na działanie podwyższonej temperatury i nie zmienia się w czasie długotrwałego przechowywania. Jest również stosunkowo trwała w środowisku zasadowym, natomiast jest wrażliwa na działanie kwasów. Ergokalcyferol ogrzewany powyżej temperatury 160-190°C przechodzi w biologicznie nieaktywne izomery.

edytuj Poziom witaminy D

Przy odpowiednim nasłonecznieniu ilość, która jest wytwarzana w skórze jest na tyle wystarczająca, że nie trzeba czerpać jej dodatkowo ze źródeł pokarmowych (nie jest więc do końca witaminą). Ilość wytwarzanej witaminy D u ludzi podlega wahaniom sezonowym i zazwyczaj spada im dalej na północ lub południe teren jest położony. W strefie klimatu umiarkowanego, przez około połowę roku ilość światła słonecznego jest za mała, aby skóra człowieka mogła sama wytworzyć dostateczną ilość witaminy.

Ocena za pomocą stężenia 1,25(OH)₂D₃ we krwi jest trudniejsze, droższe a także mniej wiarygodne niż badanie stężenia 25(OH)D₃. W umiarkowanym niedoborze witaminy D, a także w trakcie leczenia stężenia 1,25(OH)₂D₃ mogą być fałszywie wysokie i wprowadzać w błąd. Dlatego powszechnie do oceny zasobów witaminy D ustroju (wytwarzanie w skórze i dostarczanie z pożywieniem) stosuje się badania

Prawidłowy poziom witaminy D wynosi 20-60 ng/ml (50-150 nM/l), wartości między 8 a 20 ng/ml oznaczają hipowitaminozę, a poniżej 8 ng/ml awitaminozę.

edytuj Skutki niedoboru

Awitaminoza grozi krzywicą u dzieci i młodzieży, rozmiękaniem kości (osteomalacja) i osteoporozą u dorosłych, złamaniami, skrzywieniami i zwyrodnieniami układu kostnego, zniekształceniami sylwetki, złym funkcjonowaniem układu nerwowego i mięśniowego, zapaleniem spojówek, stanami zapalnymi skóry, osłabieniem organizmu i zmniejszeniem odporności, pogorszeniem słuchu, osłabieniem i wypadaniem zębów oraz zwiększeniem się ryzyka chorób autoimmunologicznych, zwłaszcza cukrzycy typu I, choroby Leśniowskiego-Crohna, raka pęcherza moczowego, piersi, jelita grubego, okrężnicy i jajnika.

Badania z 2005 pokazały, że u 92% zdrowych młodych kobiet (próba 420 dziewcząt) z Europy Środkowej i Północnej, poziom witaminy D jest niski (<20 ng/ml).

Skóra o ciemnej karnacji produkuje witaminę D około sześciu razy wolniej, na skutek pochłaniania promieniowania UV przez melaninę. Powoduje to, że ludzie rasy czarnej mają przeważnie o połowę mniejsze stężenie witaminy D we krwi niż ludzie rasy białej. Kremy ochronne redukują jej produkcję o około 98%.

Dzienna dawka witaminy D u osoby o jasnej karnacji powstaje w trakcie 5-15 minutowej ekspozycji między godziną 10 a 15. Dorosła kobieta (o jasnej karnacji) podczas opalania w bikini, wytwarza około 10 000 IU w czasie 15-20 min.

Obecnie trwają badania weryfikujące zalecane dzienne spożycie witaminy D. Prawdopodobnie w wielu krajach będzie koniecznie ich podniesienie nawet 5 krotnie.

edytuj Skutki nadmiaru

Przy poziomie witaminy D przekraczającym 150 ng/ml pojawiają się objawy hiperwitaminozy, która powstaje w wyniku przedawkowania preparatów witaminy D (nie jest możliwe wywołanie hiperwitaminozy przy zwykłej diecie lub intensywnej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe).

Zwykle do przedawkowania witaminy D podawanej doustnie dochodzi rzadko, ponieważ wymaga podawania przewlekle dużych dawek tej witaminy - ok. 50 tys. j.m. na dobę lub więcej. W niektórych chorobach np. sarkoidozie, gruźlicy czy idiopatycznej hyperkalcemii o wiele mniejsze dawki niewiele przekraczające dawki terapeutyczne (np. powyżej 1000 j.m. na dobę) mogą już spowodować objawy zatrucia.

Nie można przedawkować witaminy D produkowanej przez skórę. Nadmierna ilość promieni UV rozkłada witaminę D do suprasterolu, zapobiegając nadprodukcji.

Występujące objawy są związane z hiperkalcemią - nudności i wymioty, brak apetytu, zaparcia, osłabienie i łatwe męczenie się, nadmierne pragnienie, wzmożone oddawanie moczu, świąd skóry, bóle głowy. Przy towarzyszącej hiperkalciurii może dochodzić do tworzenia złogów nerkowych (kamica nerkowa), a także zwapnień (nefrokacynoza), następnie do niewydolności nerek. Złogi wapniowe mogą pojawiać się w tkankach: np. tętnicach, sercu, płucach. U dzieci można obserwować opóźnienia w rozwoju dziecka.
Najczęściej przyczyną zgonu jest niewydolność nerek.

edytuj Pokarmowe źródła witaminy D

Pod wpływem światła słonecznego w drożdżach i roślinach powstaje ergokalcyferol. Cholekacyferol znajduje się w rybach oleistych i ich produktach (tran).

Z tego względu, że zwykle dieta nie zawiera wystarczającej ilości witaminy D niektóre produkty spożywcze są w nią wzbogacane. W USA: mleko i jogurt, płatki śniadaniowe, sok pomarańczowy oraz margarynę. W krajach europejskich są to: margaryna i płatki śniadaniowe.

edytuj Dobowe zapotrzebowanie^[5]

Ustalenie norm dziennego zapotrzebowania na witaminę D jest utrudnione, ponieważ jej głównym źródłem (często zapewniającym w 100% zapotrzebowanie), jest cholekalcyferol powstający w skórze. Normy ustala się w celu prewencji chorób i zachowania pełni zdrowia.

FDA zaleca spożywanie 10 µg (400 j.m.) witaminy D na dobę u dzieci powyżej 4 r.ż. i dorosłych (przy diecie zawierającej 2000 kcal)^[6]. Inna amerykańska instytucja naukowa zaleca spożywanie na dobę 5 µg w wieku do 51 roku życia, 10 µg w wieku 51-70 i 15 µg powyżej 71 roku życia^[7].

edytuj Historia

Do odkrycia doprowadziły badania nad krzywicą, dziecięcą chorobą kośćca, która była szeroko rozpowszechniona w miastach w czasach rewolucji przemysłowej. Na początku XIX wieku badacze wykryli, że lecznicze działanie u dzieci chorych na krzywicę ma promieniowanie ultrafioletowe i olej z wątroby dorsza.

Kąpiele słoneczne jako metodę leczenia krzywicy opisał w 1822 roku polski lekarz i uczony Jędrzej Śniadecki^[8].

Poprzez naświetlanie ergosterolu, sterolu uzyskanego z drożdży, otrzymano produkt który nazwano witaminą D₁, lecz później ustalono, że jest to w rzeczywistości mieszanina ergokalcyferolu i lumisterolu. W 1931 roku poprzez separację uzyskano z "witaminy D₁" ergokalcyferol, czyli witaminę D₂. Sądzono wówczas, że jest ona tożsama z witaminą wytwarzaną w skórze, jednak dalsze badania wykazały, że są to różne związki chemiczne. Dalsze badania wykazały istnienie prekursora witaminy D w skórze - 7-dehydrocholesterolu oraz doprowadziły w 1936 roku do odkrycia witaminy D₃. Dalsze badania w 2. połowie XX wieku doprowadziły do szczegółowego poznania funkcji i metabolizmu witaminy D.

edytuj Preparaty

W Polsce w profilaktyce i leczeniu stosuje się głównie cholekalcyferol, a np. w USA ergokalcyferol.

edytuj Dawkowanie

Dawki witaminy D stosowane są ustalane indywidualnie i zależą od konkretnej sytuacji klinicznej. Ze względu na ścisły związek poziomu witaminy D z poziomem wapnia, przed i w trakcie leczenia należy go monitorować.

edytuj Profilaktyka

edytuj Leczenie

Stężenie wapnia we krwi należy kontrolować co 4-6 tygodnie, następnie co 3-6 miesiące.

Przypisy

↑ Prosser, E i Jones, G. Enzymes involved in the activation and inactivation of vitamin D. Trends Biochem Sci. Tom 29, 664-673. 2004.
↑ Gloth, FM III, Lindsay, JM i Zelesnick, LB. Can vitamin D deficiency produce an unusual pain syndrome?. Arch Intern Med. Tom 28, 151, 1662-1664. 1991.
↑ Plotnikoff, GA i Quigley, JM. Prevalence of severe hypovitaminosis D in patients with persistent, nonspecific musculoskeletal pain. Mayo Clin Proc, 78, 1463-1470. 2003.
↑ Wang, TT, Nestel, FP i Bourdeau, V. Cutting edge: 1,25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression.. J Immunol.. 173, 5, 2909-12. 2004.
↑ Normy żywienia opublikowane przez Instytut Żywności i Żywienia (dostęp 10.02.2008)
↑ Food and Drug Administration - Reference Daily Intakes (RDI) (dostęp 10.02.2008)
↑ Institute of Medicine, Food and Nutrition Board. Dietary Reference Intakes: Calcium, Phosphorus, Magnesium, Vitamin D and Fluoride. National Academy Press, Washington, DC, 1999.
↑ Świat Nauki. Joanna Zimakowska - red. nacz.. Styczeń 2008 (197). Warszawa : Prószyński Media Sp. z o.o., 2008. ISSN 08676380.

edytuj Bibliografia

edytuj Zobacz też

edytuj Linki zewnętrzne

p • d • e

Witaminy (A11)

Rozpuszczalne w tłuszczach

Retinol (A) • Kalcyferol (D) • Tokoferol (E) • Fitochinon (K)

Rozpuszczalne w wodzie

Tiamina (B₁) • Ryboflawina (B₂) • Niacyna (B₃) • Kwas pantotenowy (B₅) • Pirydoksyna (B₆) • Kwas foliowy (B₉) • Cyjanokobalamina (B₁₂) • Biotyna (H) • Kwas askorbinowy (C)

Witamina D.html

Spis treści