维生素D对人体钙磷代谢和骨骼健康至关重要。维生素D及其代谢物的主要生理作用是促进钙和磷在肠道中吸收,维持血钙和血磷水平正常,进而保证骨骼健康和神经肌肉功能正常。
一、维生素D的代谢与活化
维生素D需经2次羟化才能转变为1,25-二羟维生素D,成为具有生物活性的维生素D。第一步羟化主要在肝脏完成,维生素D通过维生素D结合蛋白的运输到达肝脏,在肝细胞内经羟化酶催化转变为25-羟维生素D。第二步羟化主要在肾脏完成,肾小球滤液中的25-羟维生素D在维生素D结合蛋白协助下进入肾小管细胞,在1α-羟化酶的催化下,转变为1,25-二羟维生素D。1,25-二羟维生素D与甲状旁腺激素(PTH)、降钙素(CT)共同发挥维持血钙和血磷水平稳态的作用,作用的组织包括肾脏、肠道、骨骼。
二、维生素D在肾脏对钙磷代谢的调节作用
肾脏中1,25-二羟维生素D的生物合成与体内钙浓度和食物中钙含量呈负反馈调节。当血钙浓度下降时,甲状旁腺可增加PTH分泌,刺激肾脏1α-羟化酶合成以促进25-羟维生素D羟化反应,合成更多的1,25-二羟维生素D,进而导致肾中钙转运增多,促进钙的重吸收,血钙水平恢复正常。高血钙时,甲状旁腺激素分泌减少,抑制1,25-二羟维生素D的生成,降低钙的转运。低磷血症时,肾小管上皮细胞中无机磷降低,线粒体1α-羟化酶活性增强,1,25-二羟维生素D生成增加,促进磷的重吸收,血磷水平恢复正常;当血磷正常或升高时,1α-羟化酶活性降低,1,25-二羟维生素D的生成随之减少。
三、维生素D在小肠对钙磷代谢的调节作用
1,25-二羟维生素D能促进肠黏膜对钙磷的吸收。钙的主动运转依赖于维生素D,尤其在十二指肠及空肠上部更为明显。
1、维生素D促进肠黏膜刷状缘主动运转钙
小肠黏膜刷状缘在钙泵的作用下将肠腔中Ca2+主动吸入细胞内的过程中,活性维生素D除改变肠黏膜的磷脂组成以增加钙通透性外,还能增强黏膜膜刷状缘Ca2+-ATP酶的活性,有效地克服了Mg2+、Sr2+、Be2+等二价阳离子对Ca2+吸收的抑制,而加速Ca2+的吸收。
2、促进Ca2+在细胞内的转运
1,25-二羟维生素D在肠黏膜细胞质中,先与1,25-二羟维生素D受体蛋白结合,然后进入细胞核与染色体结合,促进DNA转录mRNA,诱导细胞合成对钙有高度亲和力的钙结合蛋白,促进Ca2+的转运。
四、维生素D在骨骼对钙磷代谢的调节作用
骨骼是机体巨大的钙磷库,对保持体液钙磷水平的稳定具有重要作用。1,25-二羟维生素D能刺激破骨细胞以促进骨质的溶解,同时能使佝偻病患儿血浆钙磷升高而促进骨质的钙化。在钙磷供应充足,血钙、血磷水平正常的情况下,1,25-二羟维生素D主要是促进骨矿化;只有当血钙下降、肠钙的吸收尚不足以维持血钙的正常水平时才刺激破骨细胞前体转化为破骨细胞,促进骨吸收,使旧骨中骨盐溶解,增加血钙、血磷浓度。
参考文献:
【1】中国营养学会:《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023)版》.
【2】中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会.维生素D及其类似物的临床应用共识[J].中华内分泌代谢杂志,2018,34(3).
【3】张胜舟.浅谈维生素D与钙磷代谢的关系[J]生物学通报,1998年第33卷第9期.

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