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你out了, VD是维生素 or 激素?还停留在1997年前?

 渐近故乡时 2017-10-09


维生素D 到底是什么?


在有关维生素D(vitaminD, VD) 的国、内外文献中,时常会看到一些作者对维生素D 给出如下定义: 维生素D 是一种脂溶性维生素。偶尔有人将维生素D 称为阳光维生素!

 

众所周知,维生素和激素这两类物质,都是在体机生命活动中不可或缺的微量化学物质。但对它们的基本定义则有明显区别,对人体而言什么是维生素? 简言之,人体必需而不能自身合成需外源摄取的一类微量有机化合物; 什么是激素? 简言之, 人体内分泌细胞合成和分泌的一类信息传递化学物质,微量即可引起靶细胞产生明显生物效应。很明显,维生素是不能内生只能外供的,而激素则是内生无需外供( 正常生理情况下) ,前者强调其外源性,后者表明其内源性。由此可见,皮肤经阳光照射,使其内的7-脱氢胆固醇转变成D3 的事实,清楚表明维生素D3 产生的内源性,这是正常人体内获得D3 的主要途径,而非依D3 含量甚微的一般食物。尽管在这一过程中需有外因--紫外线,所以不能视其为维生素。毕竟,其前身物7-脱氢胆固醇本身就存在体内。但D3 此时又不具备生物活性, 所以,也不能视其为激素,是什么?


 

首先从其来源看,皮肤中产生的D3 实际就是一种开环类固醇激素的激素原。 既然维生素D 不是维生素,那为什么长久以来普遍将其称为维生素? 对这种名不符实的现象如何看等? 


主要原因有3 点: 


其一,早在1922 年,当人们已知鱼肝油能治疗佝偻病患儿,但对其中的抗佝偻病因子为何物并不清楚之际,McCollum 等首先将这一待发现的物质预先命名为维生素D,因其时维生素A、B、C 都已发现。这就是说,早期科学家在探寻抗佝偻病物质时,在不知其所以然的情况下,就主观将其视为人体外源的维生素,并循维生素发现先后顺序而将其命名为维生素D,这是先入为主! 


其二,著名德国科学家Windaus 等于20 世纪30 年代,先后发现并命名了维生素D2和维生素D3 并阐明其化学结构,之前他曾命名过具有抗佝偻病作用的提取物维生素D1,但很快发现该提取物为一混合物,经纯化后弃D1 之名将其称为D2。紧接着发现D3 并阐明其化学结构加之对其他类固醇的研究成果,并于1938 年获得诺贝尔化学奖。当年Windaus 也把维生素D 看成是外源的维生素,这是权威之见! 


其三,众所周知,维生素D3 和维生素D2 还有其另一循其源遵其用的名称,即维生素D3 又称胆骨化醇( cholecalciferol) ; 维生素D2 又称麦角骨化醇( ergocalciferol) 。很明显,从中文译文看,两种名字字数相仿,但从英文拼写来看,Vitamin D3 或Vitamin D2 要比其另一英文名称节省约50% 字符, 而且读之简单,又易上口。经笔者统计,在1985 年和1988 年2 次国际维生素D 专题会议的论文中, 使用cholecalciferol 和ergocalciferol 名称的论文数分别仅占4. 4%和5. 3%。而近年在有关维生素D 论著中,使用该名称的近乎“绝迹”! 这是读写之便!

 


20 世纪80 年代,随着对维生素D 代谢、调节作用及作用机制的深入研究,学者们提出了“维生素D 内分泌系统”概念。

 

深入了解这个与其他经典类固醇内分泌系统既相似但又有其特殊性的“维生素D 内分泌系统” 的本质,对于维生素D 到底是什么似应不辩自明! 而使用90 余年习以为常的“维生素D”之名,虽然名不符实,并有时造成分类的混乱,但在人们知其然又知其所以然时,这种不符似乎又显得不那么重要,特别是考虑到补充“维生素”较补充“激素”易被人们接受时,谁还会“逆历史而动”呢。因此,了解本质,尊重历史,应用之便,一种开环固醇类、非维生素的维生素D 之名似将长久使用下去!

 

 


近年来, 国际医学界对维生素D的认识发生了重大变化:


①维生素D不仅对人体钙磷代谢和骨质钙化有重要作用, 而且对全身各组织细胞都有广泛作用, 与各种重要疾病均有密切关系;


②过去高估了维生素D的毒性。因此, 最近十年来掀起了重新认识和研究维生素D的热潮。各国卫生部门也开始重新评估维生素D的营养需求量和临床应用剂量。


维生素D(vitaminD, VD)是所有生物活性物质中一个非常独特的成员, 具有多种作用。它是维生素, 但本质上是激素, 还可能是细胞因子。因为VD是来源于食物的必需营养物, 所以说它是维生素。但它主要是在紫外线的照射下从皮肤内的7-脱氢胆固醇转变而来, 然后随血液运行到全身发挥作用, 所以属于类固醇激素。多年来, 人们对其认识还停留在钙磷代谢和骨健康的水平上。另一方面, 由于过去某些文献对中外学术界的误导, 导致人们应用VD时如履薄冰, 误以为VD毒性很大, 很容易引起高血钙、肾结石及器官钙化等严重不良反应。

 


十多年前, 由于血液中VD检测技术的发展, 美国的一些科学家们惊讶地发现, 在美国的居民中居然有半数以上的人VD不足。接着又发现VD不足和许多重要疾病如癌症、心脏病、神经系统疾病、免疫功能疾病等具有密切关系。而且VD根本不像人们长期以来认为的有那么大的毒性。这些报道震惊了医学界, 随之在欧美各国掀起了研究VD的热潮。美国出版商Amazon出版了《维生素D革命》一书, VD也得到了“风云营养物”的称号。这促使各国政府开始重新考虑VD的营养卫生需要量和临床应用剂量问题。

 

VD的来源与生理作用:VD的来源 VD主要有两种形式:VD3和VD2 。


VD3主要在紫外线B(UVB, 波长270 ~ 300 nm, 最佳波长295 ~ 297 nm)照射皮肤时由7-脱氢胆固醇转变而来, 也可来自动物性食物如蛋黄、动物肝脏、鱼、奶等。植物性食物所含VD极其有限, 只有酵母及某些菌类含有的麦角固醇经过紫外线照射可形成VD2 , 随血液循环到全身细胞, 发挥激素作用。近年来发现, 许多其他组织细胞, 如免疫细胞、胰腺细胞、乳腺细胞、神经细胞、肌肉细胞等也可将25[ OH] D转变成1, 25[ OH] D。这些肾外来源的骨化三醇, 作用于细胞周围的某一部位, 所以按照其作用也可以认为是一种细胞因子。



VD的生理作用 


在钙磷代谢和骨基质钙化中的作用 VD可以促进钙和磷在肠道的吸收, 以及肾小管对钙磷的重吸收, 提高血中钙磷水平, 在甲状旁腺激素及降钙素等激素的协同作用下, 在骨基质上进行钙化作用, 使骨质坚硬。

 

对其他组织细胞的作用 VD对钙磷代谢和骨质钙化作用虽然重要, 但这只是VD生理作用的冰山一角。最近的研究表明, VD受体(VDR)属于核内类固醇/甲状腺激素受体超基因家族成员, 几乎遍布所有细胞的细胞核, 用基因芯片检查在基因组中初步发现有2 667个结合位点, 最少可以明显地改变229个基因的表达。VDR遍布于心、脑、肝脏、肾脏、骨、泌尿生殖器、甲状旁腺, 以及各种免疫细胞中。这可以解释为什么缺乏VD与多种疾病有关。由于VDR也存在基因多态性, 可以解释个体对VD反应性的差别。



VD与疾病 


流行病学和临床上评估VD情况主要依据血液中25[ OH] D的水平。虽然VD活性成分1, 25[ OH] D, 但是现在多数学者认为25[ OH] D比1, 25[ OH] D能够更确切地反映体内VD的情况。所以本文提及的体内VD水平基本上指25[ OH] D 。在补充VD的时候, 如果没有特殊说明, 主要指VD3 。VD2由酵母经紫外线照射制造, 有时含量有较大偏差, 这是过去误会VD毒性原因之一。VD不足可导致如下疾病。


1.骨质疏松症 


2.肌无力和肌痛 跌跤引起骨折是老年人的常见病, 其原因主要有三:骨质疏松症、肌无力、共济失调, 这三个因素都与VD缺乏有关。VD缺乏可以明显降低肌力和运动能力。


3.癌症 VD与癌症的关系是最引人关注, 也是最具争议的焦点问题之一。大量流行病学研究发现, VD 缺乏或不足时, 即25 [ OH] D低于20 ng· mL-1 (<50 nmol·="" l-1)时,="" 十几种癌症的发生率可能上升,="">


4.心脏病与高血压

5.糖尿病 

6.神经系统疾病 


维生素D是一种“被遗忘的神经甾体”,它不仅能调节钙磷代谢维持骨骼健康,而且在神经系统发育和功能中也发挥着重要作用。近年来大量流行病学研究报道,维生素D缺乏和多种神经精神疾病的发生发展相关。本文对维生素D在神经系统疾病中的作用和其可能的机制作一综述。

 

自20世纪初发现维生素D(Vitamin D,VD)以作用。VDR在脑内分布广泛,脑桥-中脑区域,VD在维持钙、磷平衡和骨骼健康中的作用就被脑、丘脑、下丘脑、基底核、海马、皮质、黑质等和神经人们所共识。但直到近年来,VD在中枢神经系统精神疾病以及行为学相关的区域都有表达。发育和功能中的重要作用才被大量研究所证实,因VDR基因多态性与精神分裂症、阿尔茨海默病、帕此有人称VD为“被遗忘的神经甾体”。金森病、多发性硬化症、抑郁症等多种神经精神疾病

 

近十年来的动物试验和临床证据表明VD在神经生长分化、神经营养、神经传递、神经保护和神经可塑性中发挥着重要作用。VD缺乏与多种神经精神疾病相关,而VD缺乏在人群中十分普遍,尤见于老年人、儿童和孕妇,因此设计合理的观察性研究甚至是随机临床试验来考察VD对神经精神疾病的改善作用是十分必要的。目前关于VD水平和神经系统疾病的关系还有很多疑问,例如,VD对神经精神疾病的保护机制研究不够深入;VD缺乏是疾病的原因还是结果还需要进一步的探讨;补充VD的最小剂量和安全范围是多少;易感疾病的


VD作为神经甾体,很可能是一种颇有前景的神经系统疾病辅助治疗药物,具有便宜易得、不良反应少等优点。通过增加光照和适量补充VD有望为预防和治疗神经精神疾病打开新思路。

 


7.免疫系统疾病和传染病。各种免疫细胞如单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、T细胞和B细胞都有VDR和羟化酶, 可将25[ OH] D转化为有活性的1, 25[ OH] D。这是VD与免疫力相关的分子生物学基础。综合分析世界上各国流行病学研究资料, 同样发现25[ OH] D低下患者易患各种自身免疫性疾病, 如类风湿关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。在动物实验和少数临床预防性试验中发现, VD可以预防自身变态反应性疾病的发生。


8.VD过量和毒性问题


长期以来, 各国政府和卫生界对VD营养补充量都持谨慎态度。主要认为, VD是一类脂溶性维生素, 不能像水溶性维生素那样快速从尿液排出, 有可能引起蓄积性中毒。另一方面, 由于1997年之前对VD的研究比较欠缺, 科学上还没有比较明确的依据说明人体对VD真正的需要量是多少, 所以只能根据最原始的认为能够预防儿童佝偻病和成人软骨病的数据, 制定每天的需要量(RDA)建议。1997年美国医学研究院(InstituteofMedicine, IOM)制定的VD每天需要量如下:<50 岁为200="" iu(5="" μg),="" ~="" 70岁为400="" iu="" (10="" μg),="">70岁为600 IU(15 μg)。购买维生素时, 如果说明书标识每片含VD 500 IU, 后面标识125DV%(部分标识400 IU)。意即每天基本需要量, 而这一片含量是每天最低需要量400 IU的125%。 


1997年以后, 出现了“维生素D革命”, 其内容主要有二:


①VD的生理功能远远不限于钙磷代谢和骨钙化, 与VD有关的疾病不单是佝偻病和软骨病。VD几乎和多数重要疾病都有不同程度的关联, 关乎人体整体的健康水平。所以, 只用预防佝偻病和软骨病的剂量预防其他众多的疾病, 以及维持整体的健康, 显然是不够的。这些问题已如上所述。所以“革命”的焦点问题是, 到底VD是不是像多年来人们所说的那么容易过量, 那么容易引起中毒。


②VD的毒性问题。1999年多伦多大学教授VIETH[ 43]收集了大量文献, 发现过去泛滥于医学界的认为VD很容易引起中毒的观点是没有根据的。他进一步指出, 在他收集的文献中, 没有发现每天用VD 10 000 IU而引起中毒的病例。并且询问世界医学界同行:“有没有谁发现过VD10 000 IU引起中毒的病例?”。从临床和动物实验结果均可见, VD3的安全剂量范围远远超过1997年以前的估计。


VIETH的综述文章由于其严谨性, 被以后的研究作为参考文献广泛引用, 医学界公认其具有权威性。研究明确地证明, 每天摄入VD10 000 IU, 持续应用>5个月, 并无不良反应。但科学界仍然有很多不同意见, 最主要的是以下两点:①虽然在需要量和安全性方面的规定比以前有较大的进步, 但仍然太保守。②基本需要量定得太低, 因为VD与许多重要疾病都关系密切。这么低的剂量对预防这些重要疾病是不够的。



VD的最适宜需要量、最大的安全范围、最适宜的25[ OH] D水平有待确定 目前大多数医院都没有25[ OH] D的检验项目。许多医务和科研人员对VD 的认识还停留在1997年前的水平, 亟待与时俱进。


综合近二十年来的大量文献, 主要有如下两点结论:①VD的需要量尤其是耐受量, 与20世纪90年代相比, 可以明显提高, 而且应该提高, 但是提高的程度;则有待进一步确定;②VD除了与钙磷和骨代谢有关外, 对许多重要的疾病都有极其重要的作用, 这些作用得到分子生物学研究的支持。但是无论在流行病学或临床上, 对各种疾病都有矛盾的资料, 有待进一步改善研究方法和开展更深入的研究。可以预期, VD潜在的意义将十分重大。

 

参考文献:

1.维生素D 到底是什么? 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志2015 年3 月第8 卷第1 期

2.Holick MF. Photobiology of vitamin D [M]. eds by Feldman D,pike JW,4dams JS. in vitamin D. 3rd. London: Elsevier,2011: 13-22.

3.张觅,刘巍 维生素D在神经系统疾病中的作用 中国医院药学杂志2015年9月第35卷第17期

4. 陈兆聪 维生素D再认识,HeraldofMedicineVol.30 No.5 May2011



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