Dodaj tę stronę do książki
Pokaż książkę (0 stron)
Proponowane strony
Witamina D (ATC: A 11 CC 05) – grupa rozpuszczalnych w tłuszczach steroidowych organicznych związków chemicznych, które wywierają wielostronne działanie fizjologiczne, przede wszystkim w gospodarce wapniowo-fosforanowej oraz utrzymywaniu prawidłowej struktury i funkcji kośćca.
Podstawowe znacznie mają dwie formy witaminy D, różniące się budową łańcucha bocznego:
Witaminy D w organizmie człowieka tradycyjnie zalicza się do witamin, jednak spełniają one rolę prohormonów, ponieważ w wyniku przekształceń metabolicznych powstaje aktywna biologicznie postać – 1α,25-dihydroksycholekalcyferol.
W farmakoterapii witamina D znajduje zastosowanie przede wszystkim w profilaktyce i leczeniu krzywicy, osteomalacji i osteoporozy.
Spis treści |
Zarówno witamina D2 jak i D3 nie ma aktywności biologicznej. 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), pod wpływem światła słonecznego 7-dehydrocholesterol ulega nieenzymatycznej fotoizomeryzacji do prewitaminy D, która pod działaniem energii cieplnej ciała przekształcona zostaje w ciągu kilku godzin w witaminę D3[1].
Przekształcenie prowitaminy D w prewitaminę D zachodzi pod wpływem promieniowania UV o długości 290-315 nm (zakres 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.
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. Jednak bardzo często skórna produkcja witaminy D (wraz ze spożytą z pokarmem) nie jest wystarczająca dla zapewnienia dobowego zapotrzebowania. Na produkcję w skórze mają wpływ m.in.: pora roku, zachmurzenie i zanieczyszczenia powietrza, szerokość geograficzna, stosowanie kremów z filtrem, pigmentacji skóry i starzenie się skóry.
Chole- i ergokalcyferol w połączeniu z białkiem wiążącym witaminę D są transportowane z jelita cienkiego, gdzie są wchłaniane i ze skóry, gdzie cholekalcyferol jest produkowany, do wątroby. W wątrobie zachodzi pierwszy etap biosyntezy aktywnej postaci witaminy D. 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)[2]. 25-(OH)D przekazywana jest, także w połączeniu z białkiem wiążącym witaminę D, 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.
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.
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 jądrowym receptorem witaminy D (VDR), a następnie tworzy heterodimer z receptorem kwasu 9-cis retinowego (RXR) o własnościach czynnika transkrypcyjnego, przez co zapoczątkowuje działania genomowe. Witamina D kontroluje ponad 200 genów[3]
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.
Witamina D wywiera znaczący wpływ na metabolizm kości – zwiększa w osteoblaście ekspresję RANKL, a ten z kolei aktywuje RANK w prekursorze osteoklasta, co prowadzi do powstania dojrzałego osteoklasta, który przez działanie resorpcyjne powoduje uwalnianie wapnia z kośćca. W okresie rozwojowym ma istotne znaczenie w kształtowaniu się kości i zębów. Niedobór witaminy D (hipowitaminoza, awitaminoza) u dzieci prowadzi do krzywicy, zaburzenia mineralizacji kości i zmniejszenia masy kostnej, a u dorosłych wywołuje bóle kostne[4][5], osteomalację i osteoporozę
Witamina D pomaga w zwalczaniu próchnicy przez układ odpornościowy, gdyż aktywuje białka obronne (np. katelicydyny) – wystarczy już 30 ng/ml krwi (ilość wytwarzana w wyniku około półgodzinnej kąpieli słonecznej)[6].
Ma korzystny wpływ na układy nerwowy i mięśniowy. Regeneruje neurony, zwiększa masę mięśniową i siłę mięśni. Niedobór witaminy D prowadzi do mialgii i miopatii.
Ma działanie immunomodulujące i pośrednio przeciwbakteryjne. Witamina D aktywuje geny kodujące peptydy przeciwbakteryjne (o cechach naturalnych antybiotyków), katelicydynę i β-defensynę 2[7]. Katelicydyna wykazuje aktywność biologiczną przeciw wielu bakteriom, w tym bakteriom gruźlicy, co może tłumaczyć skuteczność "słonecznej kuracji" zalecanej w XIX wieku w leczeniu tej choroby. Katelicydna produkowana jest przez komórki odpornościowe przy zetknięciu ze ścianami komórkowymi bakterii, w obecności formy 25D witaminy D. Działanie przeciwzapalne polega na hamowaniu produkcji cytokin.
Badania na dużą skalę pokazały, że suplementacja witaminy D w dzieciństwie zmniejsza ryzyko wystąpienia cukrzycy typu 1. Inne badania wykazały, że suplementacja tej witaminy u osób z cukrzycą typu 2 ostatnio zdiagnozowaną poprawiła wydzielenie insuliny i tolerancję glukozy[8]. Wspomaga komórki szpiku kostnego spełniające funkcje obronne (wspomaganie leczenia chorób autoimmunologicznych). W stwardnieniu rozsianym – sezonowe braki witaminy D powodują zaostrzenie objawów choroby wczesną wiosną i złagodzenie jesienią. Częstsza ekspozycja na światło słoneczne w dzieciństwie obniża ryzyko zachorowania. Wyższy poziom witaminy D we krwi obniża ryzyko zachorowania na SM wśród białych[9]. Zwiększa odporność – wśród etiopskich dzieci z zapaleniem płuc 13 razy częściej występuje krzywica[10]. Ma działanie antyproliferacyjne i zapobiega powstawaniu komórek nowotworowych, wpływa na apoptozę i angiogenezę[3]. Obserwuje się odwrotną korelację między ilością ekspozycji na światło słoneczne a występowaniem pewnych typów nowotworów. U zwierząt syntetyczny analog formy 1,25(OH)2D, EB1089 (nie powoduje on zwiększonego odkładania się wapnia), o 80% zmniejszał wzrost raków głowy, szyi, piersi i gruczołu krokowego. Dzieje się to przez stymulację genu GAAD45a, hamującego wzrost przy uszkodzeniu DNA. Innymi aktywowanymi genami są geny odpowiedzialne za dojrzewanie i różnicowanie się komórek. Według badań przeprowadzonych na 17 tys. osób wyższy poziom witaminy D w surowicy nie wpływa na całkowitą liczbę zgonów z powodu raka. Osoby z wyższym poziomem mają niższe ryzyko zachorowania na raka jelita grubego i piersi, ale jest to rekompensowane zwiększonym ryzykiem zachorowania na inne nowotwory[11].
Analiza 18 wyników badań, w których łącznie uczestniczyło 57 tys. ludzi, wykazała że wśród przyjmujący witaminę D, w średniej dawce 528 j.m., śmiertelność spadła o 7%[12].
Niektóre badania[13][14] wskazują, że witamina D może zmniejszać ryzyko zachorowania na grypę. Sezonowa zmienność zawartości witaminy D w organizmie (spowodowana zmiennością nasłonecznienia w różnych porach roku) wiąże się także, według tych badań, z sezonowością zakażeń na tę chorobę.
 |
Tę sekcję należy dopracować zgodnie z zaleceniami edycyjnymi: Brak źródeł. Zdanie niezrozumiałe.. Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się na stronie dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości prosimy usunąć szablon {{Dopracować}} z kodu tego artykułu. |
Witamina D reguluje funkcjonowanie układu renina-angiotensyna-aldosteron, zatem jej niedobór pośrednio wpływa na ryzyko rozwoju nadciśnienia tętniczego i niewydolności serca.
Witamina D oddziałuje także na układ rozrodczy: zwiększa spermatogenezę i rozrodczość oraz hamuje rozrost endometrium.
Witamina D stymuluje zdolność do regeneracji wątroby. Poprzez wpływ na jej funkcje antyproliferacyjne, nasilające różnicowanie i apoptozę oraz antyangiogeniczne może działać przeciwnowotworowo.
W organizmie człowieka witamina D 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).
Pierwotnie stosowano nazwę witamina A (od antirachitic – przeciwkrzywicza), ponieważ zauważono, że chroni przed krzywicą i osteoporozą oraz pomaga w leczeniu tych chorób[potrzebne źródło].
Witamina D posiada wspólny dla steroidów rdzeń cyklopentanoperhydrofenatrenowy, z tą różnicą, że pierścień B uległ rozszczepieniu. Nie rozpuszcza się w wodzie, ale jest rozpuszczalna w tłuszczach. Jest dość odporna na działanie podwyższonej temperatury. Nie ulega rozpadowi w czasie długotrwałego przechowywania, o ile zostaną zapewnione odpowiednie warunki (m.in. brak ekspozycji na promieniowanie UV). Ponadto jest stosunkowo trwała w środowisku zasadowym i zarazem wrażliwa na działanie kwasów. Ergokalcyferol ogrzewany powyżej temperatury 160-190 °C przechodzi w biologicznie nieaktywne izomery[potrzebne źródło].
Prowitaminą D2 jest ergosterol, a prowitaminą D3 jest 7-dehydrocholesterol.
Pod wpływem światła słonecznego w drożdżach i roślinach powstaje ergokalcyferol.
Najwięcej cholekalcyferolu zawiera mięso niektórych ryb (łosoś, dorsz, tuńczyk, śledź, makrela, sardynki, węgorz i inne) oraz tran. Ważnymi źródłami cholekalcyferolu są: wątroba, ser, żółtko jaj i niektóre grzyby.
W celu zapobieżenia ewentualnym niedoborom 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. W Polsce obligatoryjnie margaryny wzbogaca się w witaminy A i D.
| Nazwa produktu | Zawartość witaminy D |
|---|---|
| węgorz świeży | 1200 IU/100 g |
| śledź marynowany | 480 IU/100 g |
| śledź w oleju | 808 IU/100 g |
| dorsz świeży | 40 IU/100 g |
| łosoś (gotowany/pieczony) | 540 IU/100 g |
| makrela (gotowana/pieczona) | 152 IU/100 g |
| ryby z puszki (tuńczyk, sardynki) | 200 IU/100 g |
| żółtko jajka | 54 IU/żółtko |
| ser żółty | 7,6-28 IU/100 g |
| pokarm kobiecy | 1,5-8 IU/100 ml |
| mleko krowie | 0,4-1,2 IU/100 ml |
Ustalenie norm dziennego zapotrzebowania na witaminę D jest utrudnione, ponieważ jej ważnym źródłem (niekiedy zapewniającym w 100% zapotrzebowanie) jest cholekalcyferol powstający w skórze, ale ilość powstałej w ten sposób witaminy D w znacznym stopniu zależy od pogody oraz od tego, jaką część skóry i przez ile czasu wystawia się na oddziaływanie promieni słonecznych. Różne instytucje zalecają różne dzienne normy doustnego spożywania witaminy D.
Polski Instytut Żywności i Żywienia im. prof. Aleksandra Szczygła zaleca następujące normy[16]:
W Unii Europejskiej oficjalnie zaleca się spożywać dziennie 5 µg witaminy D[17].
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)[18]. Inna amerykańska instytucja naukowa (Institute of Medicine, Food and Nutrition Board) 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[19].
Dla osób powyżej 60 lat Międzynarodowa Fundacja Osteoporetyczna (ang. International Osteoporosis Foundation) zaleca poziom 25OHD w surowicy wynoszący 75 nmol/L (30 ng/ml) osiągnięty przez spożywanie 20 – 25 μg/dzień (800 – 1000 IU/dzień). Do czasu ogłoszenia tych zaleceń w 2010 efektywność wyższych dawek w zapobieganiu upadkom i złamaniom nie została oceniana w badaniach klinicznych. U osób: otyłych, z osteoporozą, o ograniczonej ekspozycji na słońce (obłożenie chorych, kalek), z zaburzeniami wchłaniania oraz u nie-Europejczyków może być koniecznym zwiększenie spożycia do 50 μg/dzień (2 000 IU/dzień). U tych zagrożonych osób Fundacja zaleca pomiar 25OHD w surowicy i powtórzenie pomiaru po 3 miesiącach suplementacji w celu sprawdzenia, czy stężenie witaminy D osiągnęło pożądany poziom. 2,5 μg (100 IU) dodanej witaminy D zwiększy poziom 25OHD w surowicy o około 2,5 nmol/L (1,0 ng/ml)[20].
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 ilość światła słonecznego dostarczana przez około połowę roku jest za mała, aby skóra człowieka mogła sama wytworzyć dostateczną ilość witaminy.
Witamina D krąży w organizmie głównie w postaci 25(OH)D3. Najbardziej aktywną biologicznie formą jest 1,25(OH)2D3, której poziom jest regulowany hormonalnie[21]. Z tego względu bardziej wiarygodne jest oznaczanie poziomu 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, zaś w przypadku przedawkowania pozostawać w normie.
Prawidłowy poziom witaminy D wynosi ≥15 ng/ml (37,5 nM/l), wartości poniżej 10–11 ng/ml powiązane są z niedoborem witaminy D, a wartości utrzymujące się stale powyżej 200 ng/mg są uważane za potencjalnie toksyczne, jednak wielkość ta opiera się na małej liczbie danych[22].
Przyczynami niedoboru są małe spożycie w połączeniu z małą ekspozycją na słońce (UVB) i różne zaburzenia, w tym rzadko dziedziczne, takie jak zaburzenia wchłaniania, choroby zakłócające przemianę witaminy D w wątrobie i nerkach w jej aktywne biologicznie metabolity.
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. Osoby z chorobą Parkinsona[23] i stwardnieniem rozsianym[24] mają niższe stężenie witaminy D w surowicy.
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)[potrzebne źródło]
Skóra o ciemnej karnacji produkuje witaminę D około sześciu razy wolniej, na skutek pochłaniania promieniowania UV przez melaninę. Powoduje to, że Murzyni mają przeważnie o połowę mniejsze stężenie witaminy D we krwi niż biali. Kremy ochronne redukują jej produkcję o około 98%[potrzebne źródło].
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.
Nie jest możliwe wywołanie hiperwitaminozy przy zwykłej diecie lub intensywnej ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Nadmierna ilość promieni UV rozkłada witaminę D do suprasterolu zapobiegając nadprodukcji. 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. Poziom witaminy D przekraczający 200 ng/ml (500 nmoli/L) uważa się za potencjalnie toksyczny prowadzący do hiperkalcemii i hiperfosfatemii[25]. Tolerowalny wyższy poziom przyjmowania witaminy D został określony na 2000 j.m.[19]
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 zaobserwować opóźnienia w rozwoju psychomotorycznym.
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[26].
Przez stulecia medycyna ludowa stosowała tran jako remedium w leczeniu krzywicy. Na przełomie XIX i XX wieku badania naukowe skupiły się na wykryciu czynnika przeciwkrzywiczego w tranie. Odkrycia dokonał w 1922 r. McCollum, napowietrzając i ogrzewając go rozłożył znajdującą się w nim substancję przeciwdziałającą kseroftamii (witamina A), pozostawiając nietknięte działanie przeciwkrzywicze tranu. Przez co udowodnił, że są to odmienne substancje chemiczne. Czynnik przeciwkrzywiczy został nazwany witaminą D[27].
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.
W Polsce w profilaktyce i leczeniu stosuje się głównie cholekalcyferol, a np. w USA ergokalcyferol. Preparaty zawierające witaminę D (lub jej metabolity) są obecne na polskim rynku, głównie:
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.
Doustne:
Leczenie doustne:
Stężenie wapnia we krwi należy kontrolować co 4-6 tygodni, następnie co 3-6 miesięcy.
|
||||||||
