膽鈣化醇
編輯膽鈣化醇(也簡稱膽鈣化醇或骨化醇;維生素 D3 或不精確地稱為維生素 D)是所有非植物真核生物中維生素 D 最重要的生理形式,在人類中也是如此。 膽堿化醇是一種類固醇,也是在皮膚中的 UVB 輻射的幫助下從 7-脫氫膽固醇中形成的,因此維生素的歷史定義并不完全準確。
在飲食中,它主要存在于油性魚類中或作為膳食補充劑添加到食物中。 它在體內具有激素原的功能,并通過中間階段骨化二醇轉化為生理上有效的形式,即激素骨化三醇。
生物化學
編輯維生素D3的生物合成
大多數脊椎動物,包括人類,通過將皮膚暴露在陽光下獲得大部分維生素 D 需求; 這也發生在某些浮游生物物種中。
根據定義,維生素是人體無法自行產生的物質,但它們是生命所必需的,因此必須提供。 然而,所謂的維生素 D3 的前體是由身體自身產生的。 然后必須將陽光添加到體內存在的維生素原 7-脫氫膽固醇(維生素 D 合成的起始物質)中。 由于其內源性合成及其影響除合成部位外的其他組織的事實,維生素 D3 應被稱為激素原。
如果用波長在 290-315 nm(UV-B 輻射)和至少 18 mJ/cm2 范圍內的紫外線照射 7-脫氫膽固醇,則 7-脫氫膽固醇中的 B 環可以通過光化學誘導的 6 電子旋轉電環斷裂反應變為:產生前維生素D3。 前維生素 D3 在熱力學上不穩定,會發生 (1-7) σ 重排,其中質子從 C-19 遷移到 C-9,隨后發生異構化:形成維生素 D3。 維生素 D3 進入血液后主要與維生素 D 結合蛋白 (DBP) 結合并轉運至肝臟,在肝臟進一步羥基化為骨化二醇(25(OH)-維生素 D3)。 三天后,80% 的前維生素 D3 在試管中異構化為維生素 D3,這在八小時后出現在皮膚中。
維生素 D3 的代謝
維生素 D3 通過血液輸送到肝臟,主要與維生素 D 結合蛋白結合。 在那里,它被微粒體中的細胞色素 P450 2R1 酶羥基化,形成骨化二醇(25(OH)-維生素 D3)。 早先假設這種反應也在線粒體中發生,現在已被駁斥。
在肝臟中,骨化二醇 (25(OH)-維生素 D3) 再次與維生素 D 結合蛋白結合并釋放到血液中。 它的半衰期約為 19 天。
這種酶促反應可能不受任何顯著調節,因為血液中的 25(OH) 維生素 D3 水平相當準確地反映了過去三到四個月的長期維生素 D3 供應,而維生素 D3 水平反映了供應最后幾小時到幾天。
維生素D缺乏
編輯另見:維生素 D3 缺乏癥
維生素 D 缺乏會在中期導致兒童佝僂病和成人骨軟化癥。
自然資源
編輯食物攝入量通常只能滿足維生素 D3 需求量的 5% 到 20%。 因此,陽光直射皮膚對于維生素 D3 的形成至關重要。 在陽光明媚的夏日,僅此一項就可以滿足日常需求的許多倍; 春、夏、秋季均可形成足量。
陽光教育
陽光中的 UV-B 成分負責通過暴露在陽光下形成維生素 D3。 各種因素會影響光強度和皮膚中維生素 D3 的最終形成,例如人的膚色、太陽的位置、海拔高度、地球表面的性質、云量、煙霧或臭氧。 如果 UV-B 輻射強度太低,維生素 D 血清水平會因缺乏維生素 D 生成而下降。
窗戶玻璃幾乎吸收了陽光中的所有 UV-B 成分,即使 SPF 為 8,防曬霜也會使維生素 D3 的生成減少 97% 以上。 去日光浴室通常沒有好處,因為皮膚通常暴露在 UV-A 而不是 UV-B 光下。 UV-A 輻射還會增加患皮膚癌的風險。
膳食攝入量
維生素 D3 不是普通的食物成分。 維生素 D3 的推薦每日攝入量 (RDA) 是科學家和醫療保健專業人員爭論的話題。 該領域的研究人員認為當前的建議要么無關緊要(對于充分暴露于 UV-B 光的個人)要么不充分(對于大多數高緯度人口)。 對于有維生素 D 缺乏風險的人群(膚色較深、光線不足和其他原因),建議檢查維生素 D 水平。
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