维生素D
维生素D（vitamin D ）为固醇类衍生物，具抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是D2和D3。维生素D均为不同的维生素D原经紫外照射后的衍生物。植物不含维生素D，但维生素D原在动、植物体内都存在。维生素D是一种脂溶性维生素，有五种化合物，对健康关系较密切的是维生素D2和维生素D3。它们有以下三点特性：它存在于部分天然食物中；受紫外线的照射后，人体内的胆固醇能转化为维生素D。
植物中的麦角醇为维生素D2原，经紫外照射后可转变为维生素D2，又名麦角钙化醇；人和动物皮下含的7-脱氢胆固醇为维生素D3原，在紫外线照射后转变成维生素D3，又名胆钙化醇。 维生素D2 分子式 C28H44O 维生素D3 分子式 C27H44O。
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历史由来
- 1824年：有人发现服用鱼肝油可以对佝偻病起到很好的治疗作用
- 1913年：美国科学家Elmer McCollum和Marguerite Davis在鱼肝油里发现了一种物质，起名叫“维生素A”，后来，英国医生EdwardMellanby发现，喂了鱼肝油的狗不会得佝偻病，于是得出结论维生素A或者其协同因子可以预防佝偻病。
- 1918年：英国的梅兰比爵士证实了佝偻病是一种营养素缺乏导致的疾病，但当时他却误认为这是因为 维生素a缺乏造成的。
- 1921年：Elmer McCollum使用破坏掉鱼肝油中维生素A做同样的实验，结果相同，说明抗佝偻病并非维生素A所为。他将其命名为维生素D，即第四种维生素。
- 1923年：人们知道7-脱氢胆固醇经紫外线照射可以形成一种脂溶性维生素(现在知道是D3)，Alfred Fabian Hess甚至指出”阳光即是维生素”。
- 1924年：哥伦比亚大学的赫斯博士和威斯康里大学的斯廷克博士同时发现，用紫外线照射食物和动物 后可以得到一种抗佝楼病的活性物质，后来还发现，人体经紫外线照射后，也产生了同样的效应。
- 1928年：德国哥廷根大学教授AdolfWindaus荣获诺贝尔奖，以表彰其在研究固醇与维生素关系的工作。
- 1930年：DGottingen大学的A.Windaus教授首先确定了维生素D的化学结构
- 1932年：经过紫外线照射麦角固醇而得到的维素D2的化学特性被阐明。
- 1936年：维生素D3的化学特性被确定
生物化学
食物来源
维生素D的食物来源有三个面：正常的食物、维生素D强化食品和浓缩的天然食物。我国建议孕妇每日应摄取10微克的维生素D，为了达到这个供给量标准，孕妇应注意多从食物中摄取维生素D，增加日光照射时间，以防止维生素D缺乏症的出现。
一般的食物维生素D含量不丰富。含量较多的食物有海产鱼类、蛋类和黄油。维生素D强化食品多为奶类食品和婴儿食品。近年来我国多数大城市采用鲜奶强化维生素D的摄入。
天然浓缩食物主要是鱼肝油。孕妇在选择鱼肝油和维生素D强化食物时，一定要遵照医生的嘱咐，不可过量，以免引起中毒。
化学性质
维生素D溶于脂肪溶剂，对热、碱较稳定。如在130摄氏度加热90min也不被破坏，故通常烹调方法不至于损失。光及酸促进其异构化。脂肪酸败也可引起维生素D破坏。
作用机理
维生素D在体内发挥作用主要是通过促进钙的吸收进而调节多种生理功能。研究证明，维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白（CaBP），增加动物肠粘膜对钙离子的通透性，促进钙在肠内的吸收。
维生素D的主要功能是调节体内钙、磷代谢，维持血钙和血磷的水平，从而维持牙齿和骨骼的正常生长就发育。儿童缺乏维生素D，易发生佝偻病，过多服用维生素D将引起急性中毒。
- 促进钙、磷自小肠吸收。1-25(OH)2D与肠粘膜细胞的胞浆受体结合后,运入胞核,促进基因表达合成钙结合蛋白(CaBP),使钙离子(Ca2+)自小肠粘膜乳头上皮细胞的刷毛缘吸收。
- 动员骨钙、磷到血。使骨钙与CaBP结合入血。
- 使骨无机盐化。刺激成骨细胞,促使钙、磷沉着于骨。
- 通过远端肾小管细胞受体，与 PTH共同增进钙的回吸收;血钙升高后抑制PTH(PTH增多尿磷),而增加磷的回吸收。
- 通过特异受体，增加皮肤生发层的7-脱氢胆固醇含量，使胰岛细胞增多胰岛素的产量；增加乳腺对钙的运转等。
代谢
D2、D3在人体内的主要代谢过程见图 2。自皮肤形成的D3与 DBP结合经血入肝。口服的D2或D3至小肠,在胆盐的作用下,与脂质一同自粘膜吸收成乳糜微粒经淋巴系统入肝；注射的D2或D3吸收后也经血入肝。在肝细胞微粒体经25-羟化酶的作用形成25-OHD入血，25-OHD为血清中多种维生素D代谢产物中含量最多且最稳定的一种，其血清浓度可代表机体维生素D营养状态,正常值约11～68ng/ml。25-OHD经血入肾,在近端曲管细胞的线粒体内经1-α 羟化酶的作用生成1,25-(OH)2D,其产生受内分泌系统的严格控制,其血清含量随人体对钙、磷的需要而增多或减少。血 PTH（甲状旁腺素）的升高及钙、磷降低,使1-α 羟化酶活性增强,致1,25-(OH)2D增多,血钙、磷增高时,24-R羟化酶活性增强,使24,25-(OH)2D增多。许多组织的细胞有1,25-(OH)2D的受体,如小肠粘膜细胞、骨细胞、肾远端曲管细胞、皮肤生发层细胞、胰岛细胞及乳腺细胞等。肾、肠、软骨等细胞的线粒体并有24-R羟化酶，在血钙、磷正常或升高时，25-OHD在肾、肠经24-羟化酶羟化成24,25-(OH)2D,其生物活性远低于1,25-(OH)2D。
正常人摄入D2或D3后,80％以上可自小肠吸收,其代谢物与部分D2或D3自胆汁及粪便排泄(图2)。4％以下自尿排出。摄入或充分晒太阳后合成较多量维生素D时,可储于脂肪及肝达数月。
调节
血清钙降低时，PTH迅速升高,刺激肾1-α 羟化酶活性增强,产生 1，25-(OH)2D增多。血清磷降低则可直接增强肾1-α羟化酶活性，增加1,25-(OH)2D的形成。1，25-(OH)2D可抑制1-α羟化酶活性,但引发24-R羟化酶活性。降钙素(CT) 与1,25-(OH)2D提高血清钙、磷的作用相反,使钙、磷沉着于骨以保持骨的硬度,并避免血钙过高。血清钙升高可抑制肾1-α 羟化酶,但刺激24-羟化作用。1，25-(OH)2D、PTH与CT互相反馈调节,以维持人体正常钙磷代谢。在妊娠和哺乳时，催乳素和雌激素可增加1,25-(OH)2D的生成，以提高对钙的吸收。
正常水平
125-羟基维生素D3〔1,25-(OH)2D〕：62～156pmol/L(26～65pg/ml)
25-羟维生素D3〔25-(OH)2D〕：
夏季： 37～200nmol/L(15～80ng/ml)
冬季： 35～105nmol/L(14～42ng/ml)
主要生理功能
维生素D主要有以下生理功能：
- 提高肌体对钙、磷的吸收，使血浆钙和血浆磷的水平达到饱和程度。
- 促进生长和骨骼钙化，促进牙齿健全；
- 通过肠壁增加磷的吸收，并通过肾小管增加磷的再吸收；
- 维持血液中柠檬酸盐的正常水平；
- 防止氨基酸通过肾脏损失。
需要人群
- 住在都市的人，特别是浓烟污染的地域的人应该摄取更多的维生素D。
- 夜间工作者、修女，或者是因为服装、生活方式而不能充分得到阳光的人要特别注意在饮食中增加维生素D的摄取。
- 如果您正服用抗痉挛的药物，则必须增加对维生素D的摄取。
- 饮用未添加维生素D牛奶的小孩必须增加维生素D的摄取量。
- 皮肤颜色较黑且住在北方气候地域的人需要更多的维生素D。
新生儿要及时添加维生素D
自从出生后第7--10天开始，母乳喂养的婴儿每天要添加维生素D400单位，预防维生素D缺乏性佝偻病，因母乳中维生素D的含量太少，不能满足婴儿生长发育的需要。用配方奶粉喂养的婴儿，则不必另外加维生素D。
盈缺对健康的影响
维生素D既来源于膳食又可以皮肤合成，因而难以估计膳食维生素D的摄入量。在钙和磷充足的条件下，儿童 青少年 孕妇 乳母及老人的RNI(推荐摄入量)为10ug/d,16岁以上的成人为5ug/d，维生素D的UL（可耐受最高摄入量）为20ug/d。
维生素D缺乏症
维生素D缺乏可致佝偻病、手足搐搦症、骨软化病、骨质疏松症。中国小儿佝偻病发病率较高，病因为日照不足、维生素D摄入不足及肝、肾疾患与先天、后天因素所致维生素D吸收或代谢障碍。苯巴比妥可增加维生素D的代谢，增快其非活性代谢物的排出,减少体内维生素D的储存。苯妥英钠（大仑丁）影响CaBP而抑制钙吸收。长期服抗癫痫药的病人血清25-OHD降低并可发生骨软化症。长期服某些安眠药的非癫痫患者也可有骨质疏松。对这些病人应及早加服生理需要量的维生素D。中国国内常用的维生素D制剂有不同浓度的维生素AD滴剂(溶于植物油中)或鱼肝油、胆维丁(D3)及 D2片剂、维生素AD或D胶丸和D2、D3针剂等。另有双氢速固醇,又名AT-10,为D3还原产物，临床应用能提高血清钙，对低钙惊厥有效。AT-10在肝被25-羟化，不需肾1-α 羟化即对肠、骨有活性，国外常用于治疗家族性低磷血症。
维生素D过量表现
一些学者认为长期每日入25μg维生素D可引起中毒，这其中可能包括一些对维生素D较敏感的人，但长期每天摄入125μg维生素D则肯定会引起中毒。中毒的症状是异常口渴，眼睛发炎，皮肤搔痒，厌食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿频以及钙在血管壁、肝脏、肺部、肾脏、胃中的异常沉淀，关节疼痛和弥漫性骨质脱矿化。我国制定维生素D可耐受最高摄入量为20μg/日。
临床应用
维生素D为固醇类衍生物，具抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是D2和D3。维生素D均为不同的维生素D 原经紫外照射后的衍生物。植物不含维生素D，但维生素D原在动、植物体内都存在。植物中的麦角醇为维生素D2原，经紫外照射后可转变为维生素D2，又名麦角钙化醇；人和动物皮下含的7-脱氢胆固醇为维生素D3原，在紫外照射后转变成维生素D3，又名胆钙化醇。
维生素D在体内发挥作用主要是通过促进钙的吸收进而调节多种生理功能。研究证明，维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白（CaBP），增加动物肠粘膜对钙离子的通透性，促进钙在肠内的吸收。
维生素D的主要功能是调节体内钙、磷代谢，维持血钙和血磷的水平，从而维持牙齿和骨骼的正常生长就发育。儿童缺乏维生素D，易发生佝偻病，过多服用维生素D将引起急性中毒。
维生素D缺乏性佝偻病
维生素D 缺乏性佝偻病简称佝偻病，是维生素D 缺乏引起钙磷代谢紊乱而造成的代谢性骨骼疾病。我国＜3 岁儿童佝偻病发病率约20％～30％，部分地区已高达80％以上，因此是婴幼儿期常见的营养缺乏症之一，卫生部将其列为儿童保健四种疾病之一。临床以多汗、夜惊、烦躁不安和骨骼改变为特征。常与摄入不足，少见阳光，吸收不良，需要量增加，代谢障碍如肝肾疾病或长期使用抗癫痫药物等有关。
维生素D的其他药理作用
维生素D除了可以预防和治疗佝偻病以外，还有相当多的药理学意义，比如维生素D不足则可加速动脉硬化进程、维生素D对血压的影响有临床意义、维生素D缺乏时糖尿病病人血糖控制不甚满意、高维生素D可降低糖尿病风险、维生素D可保护吸烟者的肺脏、维生素D可在一定程度上抵抗结核病等等，维生素D的作用绝不单单局限于佝偻病，当然，维生素D的这些作用，可能并不是非常突出，但若能掌握这些药理作用，在临床上用药时有一定帮助。
维生素D与高血压
有报道认为维生素D影响高血压的可能机制为负性调节肾素-血管紧张素系统。体外实验表明，在维生素D受体基因敲除的小鼠体内肾素和血管紧张素II的表达会增加几倍，导致高血压、心脏肥大和水负荷增加维。生素D缺乏与高血压发病相关，而中国老年人由于独处、饮食不够、日照不足等因素，极易出现维生素D缺乏。因此，适量补充维生素D有可能成为预防和治疗老年高血压病的一种简单有效手段。
维生素D与肺癌
早在1937年，皮勒和斯蒂芬森就提出假设，阳光照射可以降低患癌症的风险。1941年，有人证明，纬度和癌症死亡率之间存在一定关系。其后，又有研究发现在高纬度地区维生素D缺乏者患结肠癌、乳腺癌和卵巢癌的风险上升。又有学者在对前列腺癌的研究中也研究发现并提出了类似的假设。研究证明，不同地区之间的B型紫外线辐射水平和多种癌症的死亡率呈负相关。在日本有学者也发现，平均年太阳辐射水平和消化系统癌症死亡率呈负相关。这些研究结果为维生素D可能与肿瘤的发生、发展有关提供了证据。通过对纬度以及紫外线照射与肺癌发生、发展和预后相关性的研究发现，维生素D及其代谢通路与肺癌密切相关。进一步的深入研究发现，在维生素D的代谢通路中25-羟维生素D—la羟化酶和25一羟基维生索D3-24一羟化酶的活性决定了1，25(OH)2D的含量，而VDR的表达决定了1，25(OH)：D是否能有效发挥作用。CYP450酶系的CYP27A1、CYP2781和CYP24A1分别编码的25一羟化酶、25一羟维生素D．1a羟化酶和25一羟基维生素D，-24一羟化酶参与维生素D的代谢过程。肺癌细胞中CYP2781和CYP24A1的表达有别于肺正常细胞。CYP450在肺癌患者维生素D代谢通路方面的作用日益引起人们的关注，并有可能成为靶向治疗的靶点之一。
维生素D与COPD
维生素D缺乏在COPD患者中有着较高的患病率。在COPD患者中，影响维生素D水平的主要因素有：饮食不当致摄入不足；活动能力下降，户外运动减少，加之怕受凉而裸露皮肤的机会少，从而导致有效日光照射不足；老年人皮肤老化、肠道功能以及肝肾功能下降导致合成维生素D能力下降；COPD患者中糖皮质激素的使用等。而这些因素往往会使COPD患者病情程度与维生素D缺乏形成恶性循环，导致维生素D缺乏在COPD患者中日趋严重。
女人补维生素D的注意事项
注意之一：补充维生素D不能超量。一般人(成年女性)每天可以补充维生素D1000国际单位，而孕妇可以补充到1500国际单位，但不得超过2000国际单位。如果每天的补充量超过2000国际单位，因补充维生素D而致体内吸收钙过多，会引起对肝和肾的损害。
注意之二：不能晒太阳过多，晒太阳过多同样有危险。比如，晒黑皮肤是最小的代价，而引起皮肤灼伤则得不偿失，更为严重的是会引起皮肤癌。所以，每天晒15分钟太阳就够了，夏天更应避免在阳光下暴晒。
注意之三：日常补充量与风湿性关节炎的关系。研究人员提出，通过饮食和补品摄取维生素D都可以降低女人罹患风湿性关节炎的风险，但是这种补充量不宜太多。通过一般饮食，至少每天可以补充290国际单位，而通过服用药片或补品，每天至少可以补充400国际单位，这就可以有效将罹患风湿性关节炎的风险降低28%和34%。
注意之四：不要把维生素D当成神药。虽然维生素D在保持细胞的健康方面起了作用，而且可能具有降低免疫性失调危险的作用，但维生素D对免疫系统是如何起保护作用的还需要进一步研究。所以不要把维生素D当成维护健康和包治百病的灵丹妙药或高级食品。
维生素专题
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参考文献
- 《药理学》人民卫生出版社第七版医学教材.杨宝峰主编
- 《生物化学》人民卫生出版社第七版医学教材.查赐良主编
- 初发系统性红斑狼疮患者血清25-羟-维生素D和维生素D抗体水平变化及意义.《中华风湿病学杂志》ISTIC PKU -2012年10期
- 三种大鼠动脉粥样硬化模型复制方法的比较.《中国动脉硬化杂志》 ISTIC PKU -2003年5期
- 活性维生素D与营养性维生素D在慢性肾脏病治疗中的临床地位.《肾脏病与透析肾移植杂志》 ISTIC PKU -2011年2期
- 维生素D缺乏与老年高血压的相关性研究.《中国全科医学》ISTIC PKU -2012年29期
- 维生素D缺乏在慢性阻塞性肺疾病患者中患病率及对患者生活质量的影响.《中南大学学报（医学版）》ISTIC PKU -2012年8期
- 维生素D与肺癌.《肿瘤》ISTIC PKU -2010年5期
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