维生素D是维持人体健康的关键微量营养素

2024-10-31 10:59


      维生素D,这种至关重要的微量营养素,对我们的骨骼健康和多种生理过程起着决定性作用。在体内,维生素D转化为25(OH)D1,25(OH)2D,与甲状旁腺激素协同工作,以精确调控血钙水平。最新的研究不断揭示维生素D在预防心血管疾病、自身免疫疾病、感染以及某些类型癌症方面的关键作用。2024年,美国心脏代谢和内分泌研究所的最新研究强调,为了实现疾病预防的最佳效果,建议将25(OH)D水平维持在4080 ng/mL的范围内1。


【维生素D缺乏的定义】

      维生素D不足:血清25(OH)D浓度低于40 ng/mL,无法满足其生理和生物功能的需求。

      严重维生素D缺乏:血清25(OH)D浓度低于12 ng/mL,此时个体可能会出现与维生素D缺乏相关的症状。

      维生素D充足:血清25(OH)D浓度高于50 ng/mL,这是维持整体健康和强健生理功能所必需的。



  1. 维生素D的重要性及全球缺乏现状


      维生素D是维持人体健康的必需微量营养素,对骨骼健康尤其重要。它在体内转化为25(OH)D1,25(OH)2D,与甲状旁腺激素共同调节血钙水平,影响神经肌肉功能。维生素D还对预防多种疾病有积极作用,包括心血管病、代谢疾病、自身免疫疾病、感染和某些癌症。维生素D不足会加剧炎症和代谢紊乱,增加感染风险。因此,维持血清25(OH)D水平在40 ng/mL以上对健康至关重要。


      全球超过半数的人因缺乏日晒而维生素D不足,尤其在远离赤道的地区。为改善这一状况,需要提高公众对安全日晒、饮食来源和补充维生素D的认识。当前的维生素D摄入建议通常未能满足人体需求,因为它们没有考虑到维生素D在疾病预防方面的作用。全球范围内,由于日晒不足和避免阳光的行为,维生素D缺乏普遍存在,导致超过半数的人口血清25(OH)D水平低于40 ng/mL。这种缺乏状态可能会加剧多种疾病,增加其他疾病的易感性。


      为了改善这一状况,需要提高公众对维生素D重要性的认识,鼓励安全的日晒习惯,增加饮食中维生素D的摄入,并在必要时补充。尽管有证据表明,维持25(OH)D浓度在4080 ng/mL范围内对健康和疾病预防最为理想,但许多政府和健康机构的推荐量仍然偏低,未能充分利用维生素D在促进健康方面的潜力。因此,重新评估和更新维生素D的推荐摄入量对于改善全球人口的健康状况至关重要。通过提高血清25(OH)D水平,不仅可以增强骨骼健康,还可以降低多种慢性疾病和急性感染的风险,从而提高生活质量并减少医疗保健成本。


2. 维生素D的合成


      维生素D的合成是维持人体健康的关键过程。尽管可以通过食物和补充剂摄取维生素D,但大部分维生素D的来源是通过皮肤暴露于阳光中的紫外线BUVB)来合成的。皮肤中的7-脱氢胆固醇(7-DHC)在UVB照射下转化为前维生素D3,进而通过热异构化形成维生素D3。这个过程的效率受到多种因素的影响,包括皮肤色素含量、UVB的强度和持续时间、一天中的时间、季节、使用的防晒产品或衣物以及皮肤状况等。


      维生素D3在体内经过一系列代谢过程,最终转化为其活性形式——钙化三醇(1,25(OH)2D)。首先,维生素D3在肝脏中经过25-羟化酶的作用转化为25-羟基维生素D25(OH)D),这是维生素D状态的最佳生物标志物。随后,25(OH)D在肾脏中的1α-羟化酶作用下进一步转化为1,25(OH)2D,也称为钙化三醇。此外,某些外周细胞,如免疫细胞,也能通过细胞内的1α-羟化酶将25(OH)D转化为1,25(OH)2D,这对于它们的?;ば陨碜饔弥凉刂匾?。


      值得注意的是,皮肤合成维生素D的能力具有内在的反馈机制,可以防止因过度日晒而导致血液中维生素D过量,从而避免维生素D中毒或高钙血症。然而,这种合成过程在早晨和傍晚、冬季、通过双层玻璃窗的室内日晒,或当皮肤被衣物或防晒霜覆盖时几乎不会发生。因此,生活在高纬度地区或因文化习惯避免日晒的人们往往面临维生素D缺乏的风险,这就需要通过饮食、补充剂或安全的日光浴来确保足够的维生素D水平。


3. 维生素D的生理作用与健康重要性


      维生素D的生理学是一门研究维生素D在人体中作用的科学。这种重要的营养素在体内扮演着多种角色,其生理功能不仅限于支持骨骼健康,还扩展到调节免疫系统、影响细胞生长和分化,以及维持整体健康。


      钙化三醇,是通过一系列代谢步骤在体内生成的。这个过程开始于皮肤暴露于紫外线BUVB)下,将7-脱氢胆固醇(7-DHC)转化为维生素D3。随后,维生素D3在肝脏中被转化为25-羟基维生素D25(OH)D),并在肾脏中进一步转化为1,25(OH)2D。值得注意的是,1,25(OH)2D不仅在肾脏中产生,某些外周细胞,如免疫细胞和上皮细胞,也能根据局部需要合成这种激素。


7-脱氢胆固醇(7-DHC)在暴露于UVB射线后生成维生素D3的途径


      维生素D在调节钙和磷代谢中起着至关重要的作用。它通过促进肠道对钙和磷的吸收、调节肾脏对这些矿物质的重吸收,以及维持骨骼矿化,来保持血液中钙和磷的浓度稳定。此外,维生素D还参与调节甲状旁腺激素(PTH)的分泌,这是一种调节血钙水平的关键激素。


      除了这些经典功能外,维生素D还具有广泛的非骨骼效应。例如,它通过与维生素D受体(VDR)结合,影响基因表达,从而调节免疫细胞的功能。这种调节作用有助于预防某些自身免疫疾病和某些类型的癌症。此外,维生素D还参与调节细胞增殖、分化和凋亡,影响肌肉功能,甚至影响心理健康,包括情绪和认知功能。


      维生素D的生理作用强调了维持适当血清25(OH)D水平的重要性。研究表明,低于40 ng/mL的水平与多种健康问题相关,而将25(OH)D浓度维持在4080 ng/mL范围内可能有助于预防多种慢性疾病。因此,确保足够的维生素D摄入对于维护整体健康至关重要。  


      然而,由于地理位置、季节、皮肤色素、防晒行为等因素,许多人可能无法通过日晒获得足够的维生素D。因此,饮食和补充剂成为重要的维生素D来源。食物来源包括油性鱼类、强化食品和某些蘑菇,但这些来源可能无法提供足够的维生素D,特别是对于有特定需求的人群,如老年人、孕妇和地理位置远离赤道的人群。


维生素 D1,25(OH) 2 D)的更广泛功能:该图说明了影响身体各种细胞和组织的内分泌和非内分泌功能


4. 维持生理血清 25(OH)D 浓度的成本


      维生素D的健康经济学强调了维持适当血清25(OH)D浓度的成本效益。维生素D作为一种广泛可用的微量营养素,其补充成本相对较低,尤其与治疗维生素D缺乏相关疾?。ㄈ缧难芗膊?、自身免疫疾病、某些癌症)的高昂医疗费用相比。例如,维生素D3补充剂在西方市场上的年供应成本通常不到8美元,而针对维生素D缺乏症的治疗和相关并发症的处理费用可能每年高达数千至数万美元。


      通过口服维生素D补充剂或通过安全的日晒来维持血清25(OH)D水平在4080 ng/mL的范围内,可以显著降低某些慢性疾病的发病率和死亡率,从而减少长期医疗费用。此外,通过预防疾病,维生素D补充还可能提高个体的生活质量和工作生产力。


      公共卫生策略,如鼓励阳光照射、食品强化和维生素D补充指导,可以作为成本效益高的手段来提高人群的维生素D水平。这些策略的实施成本远低于治疗维生素D缺乏引起的健康问题的花费。因此,投资于预防措施不仅有助于提高公共健康水平,还可能在经济上带来节省。


总结与展望


      维生素D作为关键的微量营养素,对维护骨骼健康、免疫系统调节以及预防多种慢性疾病至关重要。当前全球普遍存在维生素D缺乏问题,尤其是在高纬度地区和避免日晒的人群中。维持25(OH)D水平在4080 ng/mL范围内,不仅能够增强骨骼健康,还能降低慢性疾病风险,提高生活质量。未来,通过提高公众对维生素D重要性的认识,鼓励安全日晒、增加饮食摄入和适当补充,有望改善全球人口的维生素D状况,减少相关疾病的医疗负担,实现更广泛的健康和经济效益。


参考文献

1.        Wimalawansa SJ. Physiology of Vitamin D-Focusing on Disease Prevention. Nutrients. 2024;16(11). doi:10.3390/nu16111666

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