Vitamin D predstavlja a generično izraz za seko steroide (B-obroč v steroidu je odprt) z biološko aktivno aktivnostjo. Medicinsko pomembni so:
- Ergosterol (provitamin) → vitamin D2 (ergokalciferol) - najdemo ga v rastlinski hrani.
- 7-dehidrohoterol (provitamin) → vitamin D3 (holekalciferol) - pojavlja se v živalski hrani.
- Kalcidiol (25-hidroksiholekalciferol, 25-OH-D3) - endogena sinteza v jetra.
- Kalcitriol (1,25-dihidroksilholekalciferol, 1,25- (OH) 2-D3) - endogena sinteza v ledvicah; hormonsko aktivna oblika
Strukturno, tako kot vsi steroidi, tudi vitamin D2 in D3 vsebujeta tipičen obročni sistem holesterol (A, B, C, D), z zlomljenim obročem B. Količine vitamina D so izražene v enotah teže:
- 1 Mednarodna enota (IU) ustreza 0.025 µg vitamin D.
- 1 µg ustreza 40 ie vitamina D
Sinteza
Izhodiščna snov za endogeno sintezo vitamina D3 v koža je 7-dehidroholesterol. Ta provitamin najdemo v najvišji koncentracija v stratum basale (bazalni sloj) in stratum spinosum (bodeča celična plast) koža in izhaja iz holesterol v črevesju sluznica (črevesna sluznica) in jetra z delovanjem dehidrogenaze (vodik-cepilni encim). Slednje se lahko sintetizirajo endogeno v črevesju sluznica (črevesna sluznica) in jetra in zaužije s hrano živalskega izvora. Pod vplivom UV-B sevanja z valovno dolžino med 280-315 nm z največjim učinkom okoli 295 nm v prvem koraku fotokemična reakcija vodi do cepitve B-obroča v steranskem okostju, kar povzroči pretvorbo 7-dehidroholesterol v previtamin D3. V drugem koraku se previtamin D3 pretvori v vitamin D3 s svetlobno neodvisno toplotno izomerizacijo (pretvorba molekule v drug izomer) [2-4, 6, 11]. Vitamin D2 se lahko sintetizira endogeno iz ergosterola. Ergosterol izvira iz rastlinskih organizmov in vstopi v človeško telo z uživanjem rastlinske hrane. Analogno endogeni sintezi vitamina D3 se vitamin D2 sintetizira iz ergosterola v koža pod vplivom UV-B svetlobe s fotokemično reakcijo, ki ji sledi termoizomerizacija, neodvisna od svetlobe (pretvorba molekule v drug izomer pod vplivom toplote). Več kot 50% dnevnega vitamin D zahteva izpolnjena iz endogene proizvodnje.Hipervitaminoza ni mogoča s podaljšano izpostavljenostjo UV-B sevanju, ker je nad previtaminom D3 koncentracija od 10-15% prvotne vsebnosti 7-dehidroholesterola se pretvarjata tako vitamin D3 kot vitamin D3 v neaktivne izomere. Hitrost sinteze vitamina D je odvisna od več dejavnikov, kot so:
- Sezona
- Kraj bivanja (zemljepisna širina)
- Obseg onesnaženosti zraka, onesnaževanje z ozonom v industrijskih strnjenih naseljih.
- Ostanite na prostem
- Uporaba zaščitnih faktorjev z zaščitnim faktorjem (> 5)
- Pokrov telesa iz verskih razlogov
- Barva kože in pigmentacija
- Kožne bolezni, opekline
- Starost
Resorpcija
Kot vsi vitamini, topni v maščobah, se tudi vitamin D absorbira (absorbira) v zgornjem delu tankega črevesa kot del prebave maščob, tj. Prisotnost prehranskih maščob kot nosilcev lipofilnih (v maščobi topnih) molekul in žolčnih kislin, da se topijo (povečajo topnost) in tvorijo micele (tvorijo transportne kroglice, zaradi katerih so snovi, topne v maščobi, prenosljive v vodni raztopini) potrebne za optimalno črevesno absorpcijo (vnos skozi črevesje). Prehranski vitamin D vstopi v tanko črevo in se s pasivno difuzijo absorbira kot sestavni del mešanih micel v enterocite (celice epitelija tankega črevesja). Absorpcija je močno odvisna od vrste in količine dobavljenih lipidov hkrati. Znotrajcelično (znotraj celice) pride do vključitve (absorpcije) vitamina D v hilomikrone (lipoproteini, bogati z lipidi), ki po limfi prenašajo vitamin D v periferno cirkulacijo. Z nedotaknjenimi funkcijami jeter / žolčnika, trebušne slinavke (trebušne slinavke) in tankega črevesa ter ustreznim vnosom prehranskih maščob se absorbira približno 80% prehranskega (prehranskega) vitamina D.
Prevoz in porazdelitev v telesu
Med transportom v jetra se hilomikroni razgradijo na ostanke hilomikrona (delci ostankov hilomikrona z nizko vsebnostjo maščob), absorbirani vitamin D pa se prenese v določen protein, ki veže vitamin D (DBP). V koži sintetizirani vitamin D se sprosti v krvni obtok in prenaša tudi v jetra, vezan na DBP. DBP se veže tako z vitaminom D2 kot z vitaminom D3, pa tudi s hidroksiliranim vitaminom D., ki vsebuje OH. DBP se veže z vitaminom D. D2 in vitamin D3. Serum koncentracija DBP je približno 20-krat višja kot pri zgornjih ligandih (vezavnih partnerjih). Predpostavlja se, da je v normalnih pogojih nasičenih le med 3-5% vezne sposobnosti DBP. Vitamin D3 je shranjen pretežno v maščobah in mišicah z dolgim biološkim razpolovnim časom.
Biotransformacija
V jetrih in ledvice, vitamin D3 se pretvori v kalcitriol (1,25-dihidroksilholekalciferol, 1,25- (OH) 2-D3), presnovno aktivni hormon vitamina D, z dvojno hidroksilacijo (vstavitev OH skupin). Prva reakcija hidroksilacije se pojavi v mitohondriji („Energetske elektrarne“) ali mikrosomi (majhni membranski mehurčki) jeter in v manjši meri v ledvice in črevesje s pomočjo 25-hidroksilaze (encima), ki pretvori vitamin D3 v 25-hidroksiholekalciferol (25-OH-D3, kalcidiol). 1-alfa-hidroksilaza posreduje v drugem koraku hidroksilacije v mitohondriji proksimalnih ledvičnih tubulov (ledvičnih tubulov). Ta enyzm pretvori 25-OH-D3, vezan na DBP, iz jeter v ledvice z vstavitvijo druge skupine OH v biološko aktivni 1,25- (OH) 2-D3, ki ima svoje hormonske učinke na ciljne organe, vključno z Tanko črevo, kosti, ledvice in obščitnična žleza. Nizke aktivnosti 1-alfa-hidroksilaze najdemo tudi v drugih tkivih z receptorji vitamina D, ki imajo avtokrine (sproščene hormoni delujejo na samo celico, ki izloča) ali parakrine funkcije (sproščeni hormoni delujejo na celice v neposrednem okolju), kot npr debelo črevo, prostate, dojke in imunski sistem [2-4, 6, 7, 10, 11]. V alternativnem koraku hidroksilacije lahko 25-OH-D3 pretvorimo v 24,25- (OH) 2-D3 v mitohondriji proksimalnega ledvičnega tubula z delovanjem 24-hidroksilaze. Do zdaj je ta reakcija hidroksilacije veljala za korak razgradnje z nastankom neučinkovitih presnovkov (intermediatov). Vendar pa naj bi 24,25-dihidroksilholekalciferol zdaj imel funkcije v kostni presnovi [2-4, 10, 11]. 25-OH-D3 je prevladujoči presnovek vitamina D, ki kroži v plazmi in predstavlja najboljši pokazatelj stanja oskrbe z vitaminom D3. Koncentracija 1,25- (OH) 2-D3 v obtoku natančno uravnava plazemska koncentracija obščitnični hormon (PTH) in vitamina D in kalcij ravni. Hiperkalciemija (kalcij presežek) in povišane ravni vitamina D spodbujajo aktivnost 24-hidroksilaze, hkrati pa zavirajo aktivnost 1-alfa-hidroksilaze. Nasprotno pa hipokalcemija (kalcij pomanjkanje) in hipofosfatemija (fosfat pomanjkanje) vodi do povečanja aktivnosti 1-alfa-hidroksilaze s stimulacijo tvorbe PTH [1-3, 6, 7, 10].
Enakovrednost vitamina D2 in vitamina D3
Predhodno uveljavljeno stališče o enakovrednosti in zamenljivosti vitamina D2 in vitamina D3 je bilo zavrnjeno v nedavnih farmakokinetičnih študijah. Pri svojem delu so Trang in sod. ugotovili 1.7-krat višjo koncentracijo 25-OH-D3 v serumu v skupini preiskovancev, ki so prejemali vitamin D3, po 2 tednih jemanja 4,000 ie vitamina D2 in vitamina D3. Mastaglia et al. zaključil, da so pri ženskah po menopavzi osteoporotiki v trimesečnem posegu potrebni veliko večji peroralni odmerki vitamina D2 v primerjavi z običajnimi priporočenimi dnevnimi vitamini D3 Odmerek 800 ie za doseganje ustrezne ravni 25-OH-D3 v serumu. Poleg tega se domneva, da se presnovki vitamina D2 manj vežejo na plazmatične beljakovine, ki vežejo vitamin D, nefiziološki metabolizem in krajši razpolovni čas v primerjavi z vitaminom D3. Zaradi neskladja med obema oblikama vitamina D pri molar vitamina D 2 ni mogoče priporočiti kot dopolnilo ali obogatitev hrane.
Izločanje
Vitamin D in njegovi presnovki se izločajo pretežno preko žolč in le v majhni meri ledvično.
