维生素D在现代营养学中的重要性

6.2.2.1　维生素D的命名、结构及理化性质

维生素D是环戊烷多氢菲类化合物，并具有钙化醇生物活性的一大类物质，它是钙、磷代谢的最重要调节因子之一，可由维生素D原（pro-vitamin D）经紫外线（270～300 nm）激活形成。动物皮下7-脱氢胆固醇、酵母细胞中的麦角固醇都是维生素D原，经紫外线激活分别转化为维生素D3（cholecalciferol）及维生素D2（ergocalciferol）。人与许多动物的皮肤和脂肪中都含7-脱氢胆固醇，故皮肤经紫外线照射后，即可产生维生素D3，然后被运往肝、肾，转化为具有生理活性的形式后再发挥其生理作用。

维生素D溶于脂肪与脂溶剂，不溶于水，对酸、碱及氧的作用较稳定，对热也稳定，但在酸性环境中加热，则逐渐分解。光及酸可促进其异构化。一般的烹调加工不会引起维生素D的损失，但脂肪酸败可引起维生素D的破坏，过量辐射线照射可使维生素D形成具有毒性的化合物。

6.2.2.2　维生素D的生化代谢

人体可从两个途径获得维生素D，即经口摄取和经皮肤内转化形成。膳食中的维生素D3在胆汁的协助下，在小肠中乳化形成乳糜微粒被吸收入血浆，与内源性维生素D3一起与α球蛋白结合并运送至肝脏。维生素D3在肝内经25-羟化酶（25-hydroxylase）催化氧化［25-（OH）2D3］，后者又被转运至肾脏，在1-羟化酶（1-hydroxylase）催化下，进一步被氧化成1，25-二羟维生素D3［1，25-（OH）2D3］，最后由血液循环输送到有关的组织器官中发挥生理作用。肾脏还可羟化25-（OH）2D3为24，25-（OH）2D3，但两者形成的作用恰好相反。1，25-（OH）2D3是受低血钙引起的甲状旁腺激素上升刺激而产生的，而24，25-（OH）2D3则是受高血钙引起的甲状旁腺激素下降的刺激而产生的。前者的形成有利于纠正血钙过低，而后者的形成有利于纠正血钙过高，两者在调节钙的代谢上都有重要的作用。

图1-6-2　活性维生素D的内源性合成途径

维生素D3主要储存于脂肪组织，其次为肝脏，储存量比维生素A少。在肝中首先转化成为活性较强的代谢产物，再与葡萄糖醛酸结合形成葡萄糖醛酸苷（glucuronide）后，随同胆汁排入肠中，通过粪便排出体外。仅占摄入量的2%～4%的维生素D随尿液排出。

6.2.2.3　维生素D的生理功能

维生素D主要是以1，25-（OH）2D3的形式在小肠、肾、骨骼等靶器官起到维持细胞内、外钙浓度，调节钙、磷代谢的作用。维生素D不仅与细胞膜受体特异性结合，还与核维生素D受体（VDR）结合，改变VDR构型，继而改变了VDR与位于特异性靶基因的启动子区域（promoter region of gene）的维生素D反应元件（vitamin D response elements，VDRE）的亲和性，继而在蛋白质水平影响细胞的代谢或分化。

1.维持血钙水平　维生素D与甲状旁腺素共同作用维持血钙水平的恒定。当血钙水平降低时，促进钙在肾小管的重吸收，将钙从骨骼中动员出来，在小肠促进钙结合蛋白的合成，增加钙吸收；当血钙过高时，促进甲状旁腺素产生降钙素，阻止钙从骨骼中的动员，增加钙、磷经尿中排出。

2.促使骨、软骨及牙齿的矿化　维生素D可以通过不同的途径增加机体对钙、磷的利用，促使骨、软骨及牙齿的矿化，并不断更新以维持正常生长，预防儿童佝偻病和成人骨质软化症。

3.促进肠道对钙的吸收　维生素D作用的最原始点是在肠细胞的刷状缘表面，能使钙在肠腔中进入细胞内。此外1，25-（OH）2D3可与肠黏膜细胞中的特异受体结合，促进肠黏膜上皮细胞合成钙结合蛋白（calcium-binding protein，CBP），对肠腔中的钙离子有较强的亲和力，对钙通过肠黏膜的运转有利。

4.促进肾对钙、磷的重吸收　1，25-（OH）2D3能直接作用于肾，促进肾小管对钙、磷的重吸收，减少丢失。(www.xing528.com)

5.细胞的分化、增殖和生长　1，25-（OH）2D3通过调节基因转录调节细胞的分化、增殖和生长。1，25-（OH）2D3可促进干细胞向破骨细胞的分化，抑制成纤维细胞、淋巴细胞以及肿瘤细胞的增殖。

6.2.2.4　维生素D的缺乏与过量

1.缺乏症　维生素D缺乏在婴幼儿可引起佝偻病，以钙、磷代谢障碍和骨样组织钙化障碍为特征，严重者出现骨骼畸形，如方头、鸡胸、漏斗胸、“O”形腿和“X”形腿等。成人维生素D缺乏表现为骨质软化症，好发于妊娠和哺乳期妇女，常见症状是骨痛和肌无力，尤其是活动时加剧，严重时可发生自发性或多发性骨折。

2.过多症　通过膳食摄入的维生素D一般认为不会引起中毒，但摄入过量维生素D补充剂或强化维生素D的奶制品，有发生维生素D过量和中毒的可能。目前普遍接受维生素D的每天摄入量不宜超过25 μg维生素D中毒时可出现厌食、呕吐、头痛、嗜睡、腹泻、多尿、关节疼痛和弥漫性骨质脱矿化。随着血钙和血磷水平长期升高，最终导致钙、磷在软组织的沉积，特别是心脏和肾脏，其次为血管、呼吸系统和其他组织，引起功能障碍。

6.2.2.5　维生素D的需要量与供给量

维生素D的需要量较难确切估计。由于日光照射皮肤可激活维生素D原产生维生素D，故人体从膳食中维生素D的需要量受日光照射皮肤的影响。同时，维生素D的需要量还与钙、磷的供给量有关。在钙、磷供给充足的条件下，成人每天获得300～400 IU的维生素D即可使钙的储留达到最高的程度。一般成年人如果不是生活或工作在不易接触日光的地方，则机体所需的维生素D的量很容易通过紫外光的照射而获得。当妇女怀孕或哺乳期，由于机体对钙、磷的需要量增加，必须通过膳食补充维生素D3。

中国营养学会推荐量（RNI）不论成人或儿童一律10μg/d，IU值为20μg/d。

6.2.2.6　维生素D的营养状况评价

1.维生素D的缺乏可使早期血清碱性磷酸酶升高　血清中碱性磷酸酶增加比维生素D缺乏的临床症状出现要早一些，它的增加幅度也与维生素D缺乏的程度有关，故以往常用测定血清碱性磷酸酶活性的方法来鉴定维生素D的含量水平，但因血清碱性磷酸酶是非特异性指标，影响因素太多，现已废用。

2.血浆中25-（OH）D3的浓度　近来发现25-（OH）D3是维生素D3在血液循环中的主要运输形式，它的浓度高低可特异性地反映机体维生素D3的储存情况，从而可用作直接鉴定维生素D3营养状况的指标。其正常值为25～150 nmol/L（10～60 ng/ml）。平均水平为25～30 ng/ml，＜25 nmol/L为维生素D缺乏。目前多用高效液相色谱法测定血浆中25-（OH）D3，结果准确可靠。

6.2.2.7　维生素D的来源

维生素D有2个来源：一为外源性，依靠食物来源；另一为内源性，通过阳光（紫外线）照射由人体皮肤产生。人体的表皮和真皮内含有7-脱氢胆固醇，经阳光或紫外线照射后形成前维生素D3，然后再转变为维生素D3，产生量的多少与季节、纬度、紫外线强度、年龄、暴露皮肤的面积和时间长短有关。

含维生素D较丰富的食物有海水鱼（如沙丁鱼）、肝、蛋黄等动物性食品及鱼肝油制剂中。人奶和牛奶仅含有少量的维生素D，每100 g奶含量在1 μg以下，蔬菜、谷物和水果中几乎不含维生素D。故以奶为主食的6岁以下儿童，应补充适量的鱼肝油，同时，建议每天有一定时间的日光浴。对一般成年人而言，经常接受日照，是维生素D3最好的来源，一般无需再行补充。由于食物中的维生素D来源不足，许多国家均在常用的食物中进行维生素D的强化，如焙烤食品、奶和奶制品和婴儿食品等。