Dołącz do czytelników
Brak wyników

Suplementy

1 lipca 2020

NR 3 (Czerwiec 2020)

Witamina D2 i D3 Podstawowe źródła występowania tych witamin

207

Witamina D swoją nazwą obejmuje dwa związki steroidowe dobrze rozpuszczalne w tłuszczach. Zalicza się do nich cholekalcyferol o wzorze ogólnym C27H44O, znany jako witamina D3 oraz ergokalcyferol o wzorze C28H440, nazywany potocznie witaminą D2. Wykazują one różnicę w budowie strukturalnej łańcucha bocznego przy ugrupowaniu sterolowym. W cząsteczce witaminy D2 między atomami węgla C22 i C23 występuje podwójne wiązanie, a przy węglu C24 obecna jest dodatkowa grupa metylowa (Rys. 1). Obydwie formy witaminy D nie są aktywne metabolicznie, lecz są prekursorami niezbędnymi do jej dalszego powstawania w organizmie. Należy podkreślić, że główne szlaki prowadzące do powstania aktywnej postaci witaminy D kalcytriolu są identyczne jak w przypadku obydwu jej form [1, 2, 3, 4]. Niemniej jednak cholekalcyferol wykazuje większą aktywność i większe znaczenie biologiczne w porównaniu do ergokalcyferolu [5, 6]. 
 

POLECAMY

Rys. 1. Budowa strukturalna witaminy D3 i D2.
Źródło: https://eco-supplements.com/pl/witaminy/witamina-d/


W warstwie podstawnej i kolczystej błony komórkowej keratynocytów występuje prekursor witaminy D-7-dehydrocholesterol. W wyniku działania promieniowania słonecznego dochodzi do jego izomeryzacji i powstania cholekalcyferolu. Związek ten transportowany jest następnie do komórek wątroby, gdzie przy udziale enzymu 25-hydroksylazy ulega przekształceniu w 25-hydroksycholekalcyferol (25(OH)D). Postać ta, zwana kalcydiolem, jest wyznacznikiem stężenia witaminy D w ustroju człowieka. Dalszy etap następuje w nerkach i jest zależny od działania receptora klirensującego występującego w cewkach proksymalnych – megaliny. Receptor ten wiąże 25(OH)D i transportuje kalcydiol do komórek cewkowych nerek, gdzie dochodzi do konwersji 25(OH)D do jej formy aktywnej- 1,25(OH)2D3 (1,25-dihydroksycholekalcyferol). Proces ten katalizowany jest przez 1-α-hydroksylazę. Podobny mechanizm ma miejsce w tkankach roślinnych, w efekcie czego powstaje ergokalcyferol, a końcowo 1,25(OH)2D2 (1,25-dihydroksyergokalcyferol). Różne formy witaminy D są transportowe do tkanek docelowych przez białko wiążące witaminę D (DBP, D Binding Protein). Końcowe działanie biologiczne kalcytriolu lub jego analogów jest ściśle uzależnione od obecności w tych tkankach swoistego receptoru dla witaminy D-VDR (Vitamin D Receptor) [1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11]. Przełomem w badaniach nad witaminą D stało się odkrycie, że receptor jądrowy VDR obecny jest w większości narządów i komórkach ludzkiego ustroju. W związku z tym witamina D wykazuje plejotropowe, a więc wielokierunkowe działanie na wiele tkanek w komórkach ludzkiego ciała, co z kolei przekłada się na prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Oddziałuje na ekspresję bardzo wielu genów, a jej aktywna postać ma charakter hormonalny [3]. Warto w tym miejscu wspomnieć, że na powstawanie witaminy D3
wpływają m.in. karnacja skóry, czas i powierzchnia skóry poddana działaniu promieni UV, szerokość geograficzna, wiek, nadmierna masa ciała czy zanieczyszczenie powietrza [2, 4, 8, 9, 12, 13, 14, 15].

Czynniki regulujące metabolizm witaminy D

W przeciwieństwie do endogennej syntezy witaminy D w skórze jej powstawanie w organizmie człowieka jest uzależnione od wielu czynników. Wraz ze wzrostem ilości substratu oraz zwiększeniem stężenia białka DBP dochodzi do stymulacji wątrobowej 25-hydroksylazy. Z kolei produkt tej reakcji – 25(OH)D (25-hydroksycholekalcyferol) – hamuje zwrotnie działanie tego enzymu. Natomiast aktywność drugiego z enzymów- 1-α-hydroksylazy, metabolizującego 25(OH)D do 1,25(OH)2D3 jest zależna m.in. od poziomu wapnia i fosforu w surowicy krwi [4]. Na zwiększenie ilości powstającego kalcytriolu wpływa również parathormon (PTH). Kalcydiol powoduje zwiększenie wchłaniania wapnia oraz fosforu w śluzówce jelit, a także przyspiesza ich reabsorpcję w nerkach. Podobne działanie wykazuje też spadek stężenia wapnia (hipokalcemia) i fosforu (hipofosfatemia) w surowicy krwi. Przy osiągnięciu wysokiego stężenia 1,25(OH)2D3 sam metabolit hamuje też wydzielanie PTH. Z kolei na zmniejszenie ilości powstającego kalcytriolu pozytywne działanie ma przede wszystkim wzrost stężenia tego hormonu, niedobór PTH, hiperkalcemia i hiperfosfatemia. Podobny efekt wykazuje hormon produkowany przez komórki C tarczycy- kalcytonina i fosfatonina FGF-23 syntetyzowana w osteocytach. Ponadto związki będące inhibitorami 1-α-hydroksylazy działają stymulująco na powstawanie 24,25(OH)2D3, który hamuje syntezę kalcytriolu. Jednym z nich jest wspomniana już megalina nerkowa, która wiążąc PTH, wpływa na jego inaktywację i tym samym ogranicza powstawanie aktywnego metabolitu witaminy D [4, 7, 13, 16, 17, 18]. W przypadku dłuższej ekspozycji skóry na działanie promieniowania UV nie dochodzi do zatrucia organizmu witaminą D. 
Powstają wówczas nieaktywne biologiczne związki, lumisterol i tachysterol, które nie są wiązane dalej przez białko DBP i usuwane są z organizmu wraz ze złuszczającym się naskórkiem [4, 9]. 

Źródła występowania witaminy D

Witamina D2 i D3 różnią się istotnie pochodzeniem. Najbardziej wydajnym procesem powstawania cholekalcyferolu (D3) jest endogenna synteza w skórze w wyniku działania promieniowania UVB o długości fali 290–315 nm. Dochodzi wówczas do wytworzenia ponad 90% dziennego zapotrzebowania na witaminę D. Z kolei mniej wydajnym źródłem jest żywność bogata bądź wzbogacona w tę witaminę. Ergokalcyferol (D2) występuje w produktach pochodzenia roślinnego, drożdżach oraz grzybach (grzyby Shiitake – twardziak japoński/twardziak jadalny świeży, borowiki, pieczarki). W tym miejscu warto również wspomnieć, że dłuższy czas gotowania i wysoka temperatura wpływają na zatrzymywanie witaminy D w grzybach [11]. Natomiast w cholekalcyferol zasobne są też produkty pochodzenia zwierzęcego, takie jak tłuste ryby morskie (śledź, makrela, tuńczyk, łosoś, węgorz), tran, wątróbka, jaja kurze, masło czy żółte sery [2, 3, 7, 8, 19, 20]. W Polsce występuje obowiązek dodawania do margaryn witaminy D, a od 1969 r. dodaje się ją także do mleka modyfikowanego dla niemowląt [1, 10]. 

Znaczenie witaminy D w funkcjonowaniu organizmu

Najbardziej znaną do tej pory funkcją witaminy D jest jej wpływ na gospodarkę wapniowo-fosforanową i rozwój układu kostnego. Witamina D poprzez stymulację syntezy białka wiążącego wapń bierze udział we wchłanianiu tego pierwiastka w przewodzie pokarmowym, oddziałując tym samym na proces tworzenia tkanki kostnej. Kalcytriol warunkuje syntezę białek wchodzących w skład kości: osteokalcyny i osteopontyny oraz białka wiążącego witaminę D (DBP). Oddziałuje też na zachowanie prawidłowego poziomu PTH, w wyniku czego zmniejsza ryzyko rozwoju wtórnej nadczynności przytarczyc i demineralizację kości. Ponadto reguluje absorpcję fosforu w przewodzie pokarmowym i zwiększa resorpcję wapnia w kanalikach nerkowych. Niedobór witaminy D w wieku dziecięcym często objawia się krzywicą, niskorosłością czy próchnicą zębów. U dorosłych może dochodzić do osteomalacji i osteoporozy [4, 7, 9, 16, 21, 22]. Optymalny poziom witaminy D w organizmie oddziałuje także na aktywację wielu procesów metabolicznych zachodzących w tkance mięśniowej. W wyniku pobudzenia syntezy białek dochodzi do zwiększenia liczby szybkokurczliwych włókien mięśniowych typu II, które mają nadrzędny wpływ na wzrost siły i szybkości mięśni [2, 15, 16, 20, 23]. 
Obecność receptora VDR stwierdzono ponadto w innych tkankach, niezwiązanych z utrzymaniem homeostazy wapniowo-fosforowej ustroju. Świadczy to o plejotropowym działaniu witaminy D, którą można nazwać hormonem kalcytropowym [16]. 
Wspomniany receptor występuje w wielu komórkach budujących układ immunologiczny, takich jak monocyty, limfocyty B i T, komórki NK (natural killers), neutrofile czy komórki prezentujące antygen (makrofagi i komórki dendrytyczne). Działanie witaminy D ma na celu wygaszenie reakcji zapalnej. Kalcytriol wykazuje modulujący wpływ na układ odpornościowy, ponieważ hamuje powstawanie cytokin prozapalnych i zwiększa produkcję cytokin o działaniu przeciwzapalnym [1, 2, 7, 10, 21, 24]. Ponadto aktywna forma witaminy D oddziałuje na wzrost produkcji katelicydyn w surowicy krwi będącym naturalnym antybiotykiem hamującym rozwój wielu bakterii w organizmie [2, 21, 25].        
1-α-hydroksylaza obecna jest także w komórkach trzustki, w związku z czym kalcytriol bierze udział w regulowaniu wydzielania insuliny przez komórki β-trzustki. Deficyt witaminy D w organizmie hamuje przekształcenie proinsuliny w insulinę, zmniejsza syntezę receptora insulinowego i tym samym wpływa na rozwój insulinooporności i cukrzycy typu 2. Wzrost poziomu PTH przy niedoborach witaminy D w organizmie zwiększa wewnątrzkomórkową zawartość Ca2+, ograniczając tym samym działanie transportera glukozy – GLUT4 i transport glukozy do komórki [7, 8, 10, 14, 16, 17, 20, 21, 26, 27].
Witamina D wykazuje pozytywne oddziaływanie na zmniejszenie stężenia we krwi takich czynników, jak homocysteina, fibrynogen czy białko stanu zapalnego C-reaktywne (CRP) i poprzez to pełni funkcję w prewencji chorób układu sercowo-naczyniowego. Bierze także udział w regulacji ciśnienia krwi. Optymalny poziom witaminy D wpływa jednocześnie na zwiększenie przyswajania wapnia, który hamuje agregację trombocytów. Kalcydiol wykazuje działanie przeciwkrzepliwe, ponieważ podwyższa stężenie trombomoduliny w surowicy krwi [2, 16]. Odpowiedni poziom witaminy D w ustroju warunkuje prawidłowe działanie śródbłonka naczyń krwionośnych, wpływa na zmniejszenie syntezy endoteliny i hamuje proliferację komórek mięśniówki naczyń krwionośnych. Wykazuje także działanie kardioprotekcyjne. W wyniku spadku poziomu witaminy D może też dochodzić do rozwoju nadciśnienia tętniczego krwi. Wynika to z faktu, że witamina D obniża aktywność układu renina-angiotensyna-aldosteron (RAA), w związku z czym hamuje wydzielanie reniny, która działa obkurczająco na naczynia krwionośne [2, 3, 7, 14, 16, 21, 28, 29].
Receptory VDR obecne są też w tkance nerwowej, m.in. mózgu i obwodowym układzie nerwowym. 1,25(OH)2D3 bierze udział w dojrzewaniu i różnicowaniu neuronów oraz reguluje funkcjonowanie komórek glejowych. Witamina D stymuluje wydzielanie neuroprzekaźników, jak np. dopamina, w związku z czym może ograniczać rozwój choroby Parkinsona. Niedobór witaminy D może także wpływać na spadek funkcji poznawczych, rozwój schizofrenii, choroby Alzheimera [2, 3, 8, 9, 10, 14, 17, 30]. 
Niska podaż witaminy D może również oddziaływać na rozwój zaburzeń psychicznych, w tym depresji, co często występuje u osób z nadwagą i otyłością. Wynika to z faktu, że wysoka zawartość tkanki tłuszczowej związana jest ze zjawiskiem sekwestracji, czyli wiązania tej witaminy przez adipocyty [8, 14, 20, 21, 27, 28, 31]. 
Witamina D zmniejsza proliferację komórek oraz stymuluje ich różnicowanie się. Oddziałuje na apoptozę komórek, przez co zmniejsza powstawanie przerzutów oraz angiogenezę. Utworzony kompleks kalcytriol/receptor VDR blokuje na etapie fazy G1/G0 cykl komórki nowotworowej, wpływając tym samym na zmniejszenie ryzyka rozwoju zmienionych chorobowo tkanek [2, 7, 21]. Zachowanie prawidłowego poziomu witaminy D w ustroju może wpływać na zmniejszenie ryzyka rozwoju nowotworu jelita grubego, piersi, sutka, prostaty, jajnika, pęcherza [2, 3, 8, 10, 16, 21, 25]. 

Zapotrzebowanie i bezpieczna suplementacja

Niedobór witaminy D wśród społeczeństwa stał się obecnie problemem globalnym z punktu widzenia zdrowotnego. W Polsce niedobory tej witaminy dotyczą aż 70% populacji z różnych grup wiekowych, dlatego zaleca się suplementację tego związku [32, 33]. 
W tabeli 1 podane zostały rekomendowane dawki suplementacyjne witaminy D w zależności od wieku [3, 34]. Markerem służącym do oznaczenia poziomu witaminy D w organizmie jest pomiar stężenia 25(OH)D w surowicy krwi. Wynika to z faktu, że kalcydiol ma długi okres półtrwania wynoszący ok. 25 dni, w przeciwieństwie do aktywnej postaci witaminy D – kalcytriolu, gdzie czas ten stanowi ok. 7 godzin [34]. W związku z tym rekomendowaną dawkę witaminy D nie trzeba spożywać codziennie, a np. co drugi dzień raz bądź dwa razy w tygodniu. Celem, do którego należy dążyć, jest utrzymanie poziomu kalcydiolu w surowicy w ilości nie mniejszej niż 30 ng/ml. Poziom 25(OH)D należy monitorować co ok. 3 miesiące [3, 34]. Przyjmowanie aktywnej postaci witaminy D lub jej analogów (np. alfakalcydiol) jest leczeniem hormonalnym i nie odzwierciedla poziomu witaminy D w surowicy krwi [16].
 

Tabela 1. Zalecana suplementacja witaminą D dla populacji osób zdrowych [3, 34, w modyfikacji własnej]
Grupa Dobowe zapotrzebowanie
NOWORODKI DONOSZONE I NIEMOWLĘTA 0–6 miesięcy: 400 IU/dobę od pierwszych dni życia niezależnie od sposobu karmienia; 
6–12 miesięcy: 400–600 IU/dobę zależnie od dobowej ilości witaminy D przyjętej z pokarmem
NOWORODKI URODZONE ≤ 32. TYGODNIA CIĄŻY zaleca się rozpoczęcie suplementacji w dawce 800 IU/d od pierwszych dni życia (jeśli jest możliwe żywienie enteralne), niezależnie od sposobu karmienia; suplementacja powinna być prowadzona pod kontrolą 25(OH)D w surowicy zarówno w okresie pobytu w szpitalu (pierwsza kontrola po 4 tygodniach suplementacji), jak i w powypisowej opiece ambulatoryjnej; po osiągnięciu łącznej podaży witaminy D z suplementów oraz diety > 1000 IU/d istnieje ryzyko przedawkowania witaminy D, szczególnie u noworodków z masą urodzeniową < 1000 g
NOWORODKI URODZONE W 33.–36. TYGODNIU CIĄŻY 400 IU/d od pierwszych dni życia, niezależnie od sposobu karmienia; nie ma wskazań do rutynowego oznaczania stężenia 25(OH)D; suplementację pod kontrolą stężenia 25(OH)D 
należy rozważyć u dzieci z grup ryzyka (żywienie pozajelitowe > 2 tygodni, ketokonazol 
> 2 tygodni, leczenie przeciwdrgawkowe, cholestaza, masa urodzeniowa < 1500 g)
DZIECI (1–10 LAT) u dzieci zdrowych pr...

Artykuł jest dostępny w całości tylko dla zalogowanych użytkowników.

Jak uzyskać dostęp? Wystarczy, że założysz konto lub zalogujesz się.
Czeka na Ciebie pakiet inspirujących materiałow pokazowych.
Załóż konto Zaloguj się

Przypisy