1、維生D (Vitamin D),一、概述,維生素D是維持高等動物生命所必需的營養(yǎng)素，在體 內(nèi)的主要作用是參與鈣代謝的調(diào)節(jié)，由于其具有預防和治療 佝僂病(rickets)的作用， 又被稱作抗佝僂病因子(antirachitic factor)。,人類很早以前就知道現(xiàn)在被稱為維生素D的物質(zhì)，公元前500年就有骨發(fā)育異常的記載，也就是現(xiàn)在的佝僂病，直到17世紀英國科學家才第一次正確描述了這種疾病。 1824年人們發(fā)現(xiàn)魚肝油對于佝僂病的防治具有重要作用，1890年英國醫(yī)生Palm觀察到陽光照射與佝僂病發(fā)生密切相關。,直到1918年Mellanby爵士證實佝僂病是一種營養(yǎng)缺乏癥，并用魚肝油治愈了佝僂病，

2、但他錯誤地認為這是當時新發(fā)現(xiàn)的維生素A的作用。 1922年MeCollum發(fā)現(xiàn)魚肝油中存在的另外一種物質(zhì)才具有治療佝僂病的作用，并稱作“存放鈣的維生素”，也就是后來的維生素D。,1924年Steenbock發(fā)現(xiàn)通過紫外線照射可在食物中或動物體內(nèi)產(chǎn)生具有抗佝僂病活性的物質(zhì)，證實這種物質(zhì)與魚肝油中存的物質(zhì)相同，即維生素D。 1932年和1936年植物中的麥角鈣化醇和動物中的膽鈣醇分別被分離提純， 1952年首次確定了維生素D的化學結(jié)構(gòu)并進行了人工合成。,由于機體在皮膚中通過紫外線的照射可以合成維生素D，因此從嚴格意義上講，維生素D不屬于人體必需的維生素。,二、VitD結(jié)構(gòu)與性質(zhì),維生素D-指含環(huán)戊

3、烷多氫菲結(jié)構(gòu)，并具有鈣化醇生物活性的一大類物質(zhì)。 維生素D二種形式（麥角鈣化醇(ergocalciferol，維生素D2；膽鈣化醇cholecalciferol，維生素D3) 麥角鈣化醇是植物中麥角固醇經(jīng)紫外線照射后的產(chǎn)物(圖7-7)，,膽鈣化醇是人體直接從食物攝人或在體內(nèi)合成的膽固醇經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?脫氫膽固醇，儲存于皮下，在陽光中的紫外線照射后使其B環(huán)中9，10位碳-碳鍵斷裂，形成前維生素D3，幾小時在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素D3（圖7-8）。,維生素D3是白色晶體，溶于脂肪與脂溶劑； 在熱、堿性條件下較穩(wěn)定，光及酸可促進其異構(gòu)化。 一般的烹調(diào)加工不會引起維生素D的損失， 脂肪酸敗時可引起維生素D的破壞。

4、 過量輻射線照射可使維生素D形成具有毒性的化學物。,三、生理功能,維生素D主要是以l，25(OH)2D3的形式在小腸、腎骨骼等靶器官起到維持細胞內(nèi)、外鈣濃度，調(diào)節(jié)鈣磷代謝的作用。,1維持血鈣水平 維生素D與甲狀旁腺激素(parathyroid horlnone，PTH)共同作用維持血鈣水平恒定。 當血鈣水平降低時，促進鈣在腎小管的重吸收，將鈣從骨骼中動員出來，在小腸促進鈣結(jié)合蛋白的合成，增加鈣吸收； 當血鈣過高時，促進甲狀旁腺產(chǎn)生降鈣素，阻止鈣從骨骼中的動員、增加鈣、磷經(jīng)尿中排出。,2促使骨、軟骨及牙齒的礦化 維生素D可以通過不同的途徑增加機體對鈣、磷的利用，促使骨、軟骨及牙齒的礦化 并不斷更

5、新以維持正常生長，預防兒童佝僂病和成人骨質(zhì)軟化癥。,3促進小腸鈣吸收 轉(zhuǎn)運至小腸的維生素D可以促進小腸粘膜上皮中鈣結(jié)合蛋白的合成，從而提高鈣的吸收 。,4促進腎對鈣、磷的重吸收 l，25(OH)2D3能直接作用于腎促進腎小管對鈣、磷的重吸收，減少丟失。,5調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄 由于維生素D是脂溶性的，所以l，25(OH)2D3 的作用機理與許多小分子親脂性物質(zhì)(如視黃酸、甲狀腺素、雌激素、糖皮質(zhì)激素)相似，通過與核受體結(jié)合 后啟動各種生物學效應。 此外，維生素D還具有免疫調(diào)節(jié)功能，可改變機體對感染的反應。,四、VitD代謝,人類從兩個途徑獲得維生素D，即通過膳食獲取以及在皮膚內(nèi)由維生素D原形成。 經(jīng)膳

6、食攝人的維生素D3(動物食物來源)和維生素D2(植物食物來源)主要在空腸、回腸與脂肪一起被吸收入血。,從膳食和皮膚兩條途徑獲得的維生素D3與血漿球蛋白結(jié)合輸送到肝，在肝內(nèi)經(jīng)維生素D325羥化酶催化生成25OHD3，然后再被轉(zhuǎn)運至腎，在25-OH-D3-1-羥化酶和25-OH-D3-24-羥化酶的催化下，生成l，25(OH)2D3和24，25(OH)2D3。,血漿中的維生素D結(jié)合蛋白(DBP)攜帶這兩種二羥基代謝物到達小腸 、骨骼、腎等 靶器官中與核受體結(jié)合后發(fā)生相應的生物學效應（圖7-10）。,在體內(nèi)，維生素D主要儲存在脂肪組織和骨骼肌 中，肝、大腦、肺、脾、骨骼和皮膚中也存在少量。 維生素D

7、主要在肝代謝，形成極性較強的代謝產(chǎn)物 與葡萄糖苷酸結(jié)合后隨膽汁排人腸中。尿中也可有少量 排出。,維生素D在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運（略） 無論是天然的還是人工的維生素D均能經(jīng)羥基化轉(zhuǎn)化為具有激素活性的衍生物。 維生素D可與血漿中一種特殊蛋白質(zhì)結(jié)合，大部分被轉(zhuǎn)運到肝中，通過類P450羥化酶催化肝細胞中微粒體和線粒體的25-羥基化作用。,25-0H-D在血漿中與維生素D-結(jié)合蛋白(DBP)結(jié)合，從肝轉(zhuǎn)運到腎中，在腎近曲小管細胞的線粒體中發(fā)生la-羥基化作用。,25-OH-D從血漿向腎近曲小管的轉(zhuǎn)移是一個受體介導的細胞內(nèi)吞作用。 在腎近曲小管上皮細胞的刷狀緣表面存在一種多功能的清除受體，DBP和DBP-25-O

8、H-D通過腎小球的濾過并通過內(nèi)吞作用進入腎小管上皮細胞。,DBP-25-OH-D復合物進入細胞后，在溶菌酶的作用下在胞質(zhì)中釋放出250H-D和DBP，接著25OH-D在25OH-D-1a脫氫酶作用下發(fā)生第二次羥化反應，最終生成維生素D的活化形式-la，25(OH)2D。,該酶包含三種蛋白質(zhì)，它們都是線粒體膜的主要組分。1，25(OH)2-D載體蛋白介導的轉(zhuǎn)運是由血漿到靶組織的，之后1，25(OH)2-D 與特異的、高親和力的細胞內(nèi)受體(VDR)結(jié)合。,據(jù)報道，有許多靶組織和細胞都具有高親和力的1，25(OH)2-D 3受體。這種激素的核受體(VDR)最先在維生素D缺乏的雞腸道中發(fā)現(xiàn)，它是一種D

9、NA結(jié)合蛋白(50 kDa)，屬于同源核受體超家族。而維生素A的核受體中靠近C末端的E區(qū)可與(OH)2D結(jié)合。,型受體VDR(如RAR和RXR) 能夠與其它受體構(gòu)成異源雙體(兩條鏈由非共價鍵連接的雜化的二聚體)。 l,25(OH)2D -VDR復合物與其它的核受體結(jié)合形成二聚體后被激活并且與DNA的核受體反應元件(HRE)結(jié)合，從而調(diào)控激素敏感性基因的表達。 據(jù)報道，有超過50種的已知基因受l,25(OH)2D2的調(diào)控。在這些蛋白質(zhì)中，鈣結(jié)合蛋白(calbindin)可受維生素D的影響而增多。,其它一些非基因轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的(OH)2D反應也包括磷酸肌醇的分解等。目前認為，維生素D主要是通過代謝產(chǎn)物

10、1，25(OH)2產(chǎn)生一系列的生物學反應，尤其在腸道對Ca2+的吸收以及骨質(zhì)礦化中起核心作用。,五、缺乏與過多,1缺乏 原因： （1）、母乳喂養(yǎng)但未補充維生素D或未得到足夠日照的嬰兒、老年人、肝、腎衰竭者。 （2）、膳食中缺乏維生素D和日光照射不足。 日光照射與地理條件、季節(jié)和大氣環(huán)境有密切關系。在熱帶、亞熱帶常年日光充足的地區(qū)，一般不易發(fā)生維生素D缺乏。,溫帶、寒帶日照較少的地區(qū)(例如我國北方的冬季)、多雨和多霧的地區(qū)，容易發(fā)生維生素D缺乏。 戶外活動時間的長短和衣服覆蓋皮膚的多少也是影響維生素D營養(yǎng)狀態(tài)的重要因素。 此外除了日光照射，人體皮膚的顏色、年齡等都可影響體內(nèi)維生素D的合成。,有研

11、究發(fā)現(xiàn)深色皮膚的人合成維生素D的能力比淺色皮膚的人低，老年人較年輕人低。 缺乏后果： 兒童佝僂病(rickets)及中老年人的骨質(zhì)軟化癥(osteomalacia)和骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis)。,佝僂病 小兒佝僂病在我國發(fā)病地區(qū)較廣泛?；疾÷势毡檩^高 北方高于南方，是影響1歲以內(nèi)小兒健康的常見病。 佝僂病表現(xiàn)：骨骼不能正常鈣化、變軟、易彎曲、形成“X“或“O”形腿；胸骨外突”肋骨串珠“，囟門閉合延遲，脊柱彎曲：牙齒萌出延遲，恒牙稀疏，易發(fā)齲齒；還可出現(xiàn)貧血和易患呼吸道感染等。,(2)骨質(zhì)軟化癥 成年人缺乏維生素D表現(xiàn)為骨質(zhì)軟化癥特別是妊娠和哺乳的婦女以及老年人容易發(fā)生。 表現(xiàn)：初期

12、為腰背部和腿部不定位時好時壞的疼痛，通?；顒訒r加重。嚴重時，骨骼脫鈣 發(fā)生骨質(zhì)疏松，可發(fā)生自發(fā)性或多發(fā)性骨折。孕婦骨盆變形可導致難產(chǎn)。,(3)骨質(zhì)疏松癥 骨質(zhì)疏松癥是以骨量減少、骨的微觀結(jié)構(gòu)退化為特征的，致使骨的脆性增加以及易于發(fā)生骨折的一種全身性骨骼疾病。 骨質(zhì)疏松主要表現(xiàn)：骨礦物質(zhì)密度降低、骨小梁變細減少。骨質(zhì)變松變薄，常導致脊椎骨壓縮變形、股骨頸和前臂易骨折,出現(xiàn)骨痛、身高縮短、駝背等常見癥狀。 骨質(zhì)疏松的變化是隨著年齡的增加而加重，女性較男性多，尤其在女性絕經(jīng)以后。 老年人骨質(zhì)疏松的原因與戶外活動減少、皮膚對光反應減弱以及患病時服用某些藥物可能影響維生素D的代謝有關，也與膳食維生素D攝

13、人量較低、吸收較差和體內(nèi)維生素D的代謝活化降低、 女性絕經(jīng)后體內(nèi)雌激素水平下降等有關。,2過多 通常食物來源的維生素D一般不會過量。但是，攝人過量的維生素D補充劑可能會產(chǎn)生副作用其至發(fā)生維生素D中毒。,維生素D中毒的癥狀包括： 食欲減退、厭食、惡心、煩躁、嘔吐、口渴、多尿、 便秘或腹瀉交替出現(xiàn)； 高鈣血癥、高尿鈣癥，使鈣沉積在心臟、血管、肺和 腎小管等軟組織，出現(xiàn)肌肉乏力、關節(jié)疼痛； 彌漫性骨質(zhì)脫礦化以及一般定向能力障礙等； 嚴重的維生素D中毒可導致死亡。,雖然維生素D，的中毒劑量尚未確定， 有報道每天攝入45g(18001U)的維生素D3就可以引起幼童維生素D過多癥的癥狀。,六、供給量和食物

14、來源,供給量（RNI）：,由于維生素D既可由膳食提供，又可經(jīng)暴露在日光之下的皮膚合成，而皮膚合成量的多少又受到緯度、暴露面積、陽光照射時間、紫外線強度、皮膚顏色等影響，因此維生素D的需要量很難確切估計。 2000年中國營養(yǎng)學會制訂的中國居民膳食維生素D參考攝人量：成人(18歲) RNI：5gd，UL：20gd。,七、營養(yǎng)狀況評價,營養(yǎng)狀況評價 正常血漿維生素D的濃度是12ngml，由于維生素D半衰期僅接近24小時，且血清維生素D的濃度僅依賴于最近吸收的維生素D和最后一次的陽光接觸，因此在臨床上幾乎沒有實用價值。,25-(OH)D3是血漿中的主要存在形式，測定血漿25-(OH)D3的濃度是評價個

15、體維生素D營養(yǎng)狀況最有價值的指標，它的半衰期約3周，在血漿中的濃度穩(wěn)定，是幾周甚至是幾個月來自膳食和通過紫外線照射產(chǎn)生的總和。 低于25nmolL(10ngm1)為維生素D缺乏。,1，25(OH)2D3的半衰期估計為4-6小時，正常的血清濃度范圍在38-144pmolL(16-60pgm1)。當病人維生素D的儲存降低或正在發(fā)展成維生素D缺乏時，1，25-(OH)2D3的血液循環(huán)濃度可以是低的，正常的，甚至是高的， 因此血清1，25-(OH)2D3濃度對評價維生素D缺乏幾乎沒有價值。,八、維生素D的來源,維生素D的來源： 維生素D有兩個來源： 一為外源性，依靠食物來源； 另一為內(nèi)源性，通過陽光(紫外線)照射由人體皮膚產(chǎn)生。,食物來源 維生素D2或維生素D3，在天然食物中存在并不廣泛，植物性食物如蘑菇、蕈類含有維生素D2； 動物性食物中則含有維生素D3，魚肝和魚油含量最豐富， 其次在雞蛋、乳牛肉、黃油和咸水魚如鯡魚、鮭魚和沙丁魚中含量相對較高，牛乳和人乳的維生素D含量較低(牛乳為41 1U100g)，蔬菜、谷物和水果中幾乎不含維生素D。,由于食物中的維生素D來源不足，許多國家均在常用的食物中進行維生素D的強化，如焙烤食品、奶和奶制品和嬰兒食品等，以預防維生素D缺乏病和骨軟化癥。,內(nèi)源性來