Witamina D i K

Terminologia 

Termin „witamina D” obejmuje związki steroidowe wykazujące aktywność biologiczną (przeciwkrzywiczą) cholekalcyferolu, związaną z udziałem tej witaminy w gospodarce wapniowej i fosforanowej organizmu człowieka i zwierząt [1]. Spośród związków występujących w przyrodzie tylko dwa mają istotne znaczenie praktyczne. Są to ergokalcyferol (witamina D2) oraz cholekalcyferol (witamina D3). Inne witaminy D, oznaczane symbolami D4, D5, D6 i D7, z uwagi na niewielką aktywność zapobiegającą krzywicy nie mają praktycznego znaczenia. Z kolei związek oznaczany pierwotnie jako witamina D1 okazał się mieszaniną ergokalcyferolu z lumisterolem i dlatego indeksy cyfrowe zaczynają się od dwójki. Witamina D uzyskuje aktywność biologiczną po przekształceniu w odpowiednie pochodne hydroksylowe i dopiero one stymulują wchłanianie np. jonów wapnia oraz mineralizację kości i zębów [1, 2].
Ilość witaminy D można wyrazić w jednostkach międzynarodowych IU (International Unit), przy czym 1 µg = 40 IU (j.m.).

Metabolizm i mechanizmy działania 

Pod wpływem promieniowania UVB ergokalcyferol i cholekalcyferol powstają z prowitamin odpowiednio z ergosterolu i 7-dehydrocholesterolu. Witamina D2 oraz D3 stanowią prohormony i prekursory do syntezy związków wykazujących aktywność biologiczną po biokonwersji polegającej na reakcjach podwójnej hydroksylacji [1, 2, 21]. Witamina D2 dostarczana jest do organizmu człowieka głównie z pokarmami pochodzenia roślinnego, do których należą grzyby dziko rosnące i naturalnie poddawane promieniowaniu światła słonecznego lub produkowane na skalę przemysłową i napromieniowane za pomocą UV. Z kolei D3 dostarczają produkty pochodzenia zwierzęcego lub powstaje ona w trakcie syntezy skórnej pod wpływem UVB [5, 6, 17, 19]. W wątrobie ulegają 25-hydroksylacji, w wyniku której powstają 25-hydroksycholekalcyferol, tzw. kalcydiol (25-OH-D3) lub 25-hydroksyergokalcyferol (25-OH-D2). Metabolity te następnie są przekształcane w 1,25-dihydroksyergokalcyferol oraz 1,25-dihydroksycholekalcyferol (kalcytriol) [5, 13]. 
Z uwagi na fakt, iż grzyby nie stanowią istotnego źródła witaminy D dla człowieka, dostępne piśmiennictwo skupia się głównie na opisie witaminy D3 i jej przemian w organizmie. 
Hydroksylacja w wątrobie pod wpływem 25-hydroksylazy prowadzi do wytworzenia metabolitu, który dociera następnie do nerek stanowiących podstawową lokalizację procesu związanego z gospodarką mineralną. Ponadto kalcydiol dociera do innych miejsc w organizmie, które nie uczestniczą w przemianach mineralnych ustroju, np. do komórek układu immunologicznego, reprodukcyjnego, prostaty, przytarczyc, mięśni gładkich i prążkowanych, skóry, nowotworowych, nadnerczy, trzustki. W tych narządach kalcydiol ulega kolejnej hydroksylacji z udziałem 1-hydroksylazy, stymulowanej przez parathmormon (PTH). Jeśli enzym ten występuje w innych tkankach niż nerki, to nazywany jest hydroksylazą obwodową [4, 6, 8]. Możliwe jest także przekształcanie 25(OH)D3 w 24,25(OH)2D3, który wykazuje znacznie mniejszą aktywność biologiczną niż kalcytriol [1, 11]. 
Wzrost syntezy kalcytriolu powodują m.in. hipokalcemia, hipofosfatemia, PTH, estrogeny, androgeny, insulina, kortyzol, prolaktyna i somatotropina [5, 11, 18, 19]. Z kolei do spadku syntezy tego związku dochodzi w sytuacji wzrostu we krwi poziomu fosforanów, a także kalcytriolu i 24,25(OH)D3, czyli produktów drugiej hydroksylacji [10, 14, 18, 19]. 
Działanie witaminy D często opisuje się jako tzw. klasyczne, związane z regulacją homeostazy mineralnej, oraz nieklasyczne, niezwiązane z tą gospodarką i zachodzące z udziałem receptorów w tkankach innych niż dotyczących gospodarki mineralnej. Funkcje kalcytriolu w organizmie są konsekwencją jego łączenia się z receptorami dla witaminy D (vitamin D receptor – VDR), co dotyczy zarówno klasycznego, jak i nieklasycznego jej działania. Są one szeroko rozpowszechnione w różnych tkankach, podobnie jak enzymy warunkujące drugą hydroksylację do kalcytriolu, co przekłada się na wielokierunkowe działanie witaminy D. Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za takie działanie kalcytriolu jest oddziaływanie genomowe poprzez bezpośrednie łączenie się z receptorami jądrowymi, co wpływa na procesy transkrypcji i reguluje ekspresję ok. 300 genów. W mniejszym stopniu kalcytriol działa pośrednio przez wiązanie się z receptorami zlokalizowanymi w błonach komórkowych. Dzięki temu dochodzi do aktywacji odpowiednich proteaz i kinaz oraz tworzenia prostaglandyn, odpowiedzialnych za niegenomowe działanie tego aktywnego metabolitu. Polega ono na aktywacji szlaków sygnałowych charakterystycznych dla danej tkanki docelowej. Pełna odpowiedź na poziomie genomu jest wolna i obecna po kilku godzinach lub dniach, a niegenomowa jest szybka i trwa kilka sekund lub minut [4, 6, 9, 11, 17]. 
Wiadomo, że przy przewlekłej niewydolności nerek, zwłaszcza w zaawansowanym stadium, na skutek utraty nefronów oraz postępującego włóknienia poziom kalcytriolu spada do wartości niewykrywalnych. Wynika z tego, że jeśli inne tkanki niż nerki wytwarzają tę formę aktywną, to nie jest ona uwalniana do układu krążenia, ale działa lokalnie w obrębie komórki, w której powstała, lub w komórkach sąsiadujących. Regulacja poziomu wytwarzania 1,25-(OH)2-D3 odbywa się wówczas na szczeblu lokalnym, w miejscu powstania i działania, niezależnie od ogólnoustrojowego układu zapewniającego homeostazę mineralną. Wyjątkową sytuacją są gruźlica i sarkoidoza, w których kalcytriol jest wydzielany do krążenia ogólnego z komórek układu immunologicznego [4, 6, 14–18]. 
Najczęstszym błędem jest postrzeganie jako witaminy D kalcytriolu, który stanowi formę hormonalną. Podobnie jest z innymi analogami lub metabolitami witaminy D, takimi jak alfakalcydiol czy parakalcytol, których podawanie należy uznać za leczenie hormonalne. Nie ma ono...