วิตามินดี: ความหมายการสังเคราะห์การดูดซึมการขนส่งและการแพร่กระจาย

วิตามิน D หมายถึง ทั่วไป คำศัพท์สำหรับ seco เตียรอยด์ (B-ring ในสเตียรอยด์เปิดอยู่) ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ สำคัญทางการแพทย์คือ:

  • Ergosterol (provitamin) →วิตามิน D2 (ergocalciferol) - พบในอาหารจากพืช
  • 7-Dehydrocholesterol (provitamin) →วิตามิน D3 (cholecalciferol) - เกิดขึ้นในอาหารสัตว์
  • Calcidiol (25-hydroxycholecalciferol, 25-OH-D3) - การสังเคราะห์จากภายนอกใน ตับ.
  • Calcitriol (1,25-dihydroxylcholecalciferol, 1,25- (OH) 2-D3) - การสังเคราะห์จากภายนอกในไต รูปแบบที่ใช้งานของฮอร์โมน

โครงสร้างเช่นเดียวกับสเตียรอยด์วิตามิน D2 และ D3 มีระบบวงแหวนทั่วไปของ คอเลสเตอรอล (A, B, C, D) โดยแหวน B หัก ปริมาณวิตามินดีแสดงเป็นหน่วยน้ำหนัก:

  • 1 International Unit (IU) เทียบเท่ากับ 0.025 µg ของ D วิตามิน.
  • 1 ไมโครกรัมสอดคล้องกับวิตามินดี 40 IU

การสังเคราะห์

สารเริ่มต้นสำหรับการสังเคราะห์วิตามิน D3 จากภายนอกใน ผิว คือ 7-dehydrocholesterol สารนี้พบมากที่สุด สมาธิ ในชั้นฐาน (ชั้นฐาน) และชั้นสเตรตัมสปิโนซัม (ชั้นเซลล์หนาม) ของ ผิว และได้มาจาก คอเลสเตอรอล ในลำไส้ เยื่อเมือก (เยื่อบุลำไส้) และ ตับ โดยการกระทำของ dehydrogenase (ไฮโดรเจน- แยกเอนไซม์). ในทางกลับกันสามารถสังเคราะห์ได้จากภายในลำไส้ เยื่อเมือก (เยื่อบุลำไส้) และ ตับ และกินเข้าไปทางอาหารที่มาจากสัตว์ ภายใต้อิทธิพลของรังสี UV-B ที่มีความยาวคลื่นระหว่าง 280-315 นาโนเมตรโดยมีเอฟเฟกต์สูงสุดประมาณ 295 นาโนเมตรในขั้นตอนแรกปฏิกิริยาเคมีโฟโตเคมีจะนำไปสู่การแยกวงแหวน B ในโครงกระดูกสเตียเรนส่งผลให้เกิดการแปลง 7-dehydrocholesterol เป็น previtamin D3 ในขั้นตอนที่สอง previtamin D3 จะถูกเปลี่ยนเป็นวิตามิน D3 โดยการแยกโมเลกุลด้วยความร้อนที่ไม่ขึ้นกับแสง (การแปลงโมเลกุลเป็นไอโซเมอร์อื่น) [2-4, 6, 11] วิตามิน D2 สามารถสังเคราะห์จากภายนอกได้จาก ergosterol Ergosterol มีต้นกำเนิดจากสิ่งมีชีวิตในพืชและเข้าสู่ร่างกายมนุษย์โดยการบริโภคอาหารจากพืช คล้ายกับการสังเคราะห์วิตามิน D3 ภายนอกวิตามิน D2 ถูกสังเคราะห์จาก ergosterol ใน ผิว ภายใต้อิทธิพลของแสง UV-B โดยปฏิกิริยาโฟโตเคมีตามด้วยเทอร์โมไอโซเมอไรเซชันที่ไม่ใช้แสง (การแปลงโมเลกุลเป็นไอโซเมอร์อื่นภายใต้อิทธิพลของความร้อน) มากกว่า 50% ของรายวัน D วิตามิน เป็นไปตามข้อกำหนดจากการผลิตจากภายนอกภาวะวิตามินเกิน ไม่สามารถทำได้โดยการสัมผัสกับรังสี UV-B เป็นเวลานานเนื่องจากอยู่เหนือพรีวิตามิน D3 สมาธิ 10-15% ของเนื้อหาดั้งเดิมของ 7-dehydrocholesterol ทั้งพรีวิตามิน D3 และวิตามิน D3 จะถูกเปลี่ยนเป็นไอโซเมอร์ที่ไม่ใช้งาน อัตราการสังเคราะห์วิตามินดีขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการเช่น:

  • ฤดู
  • สถานที่อยู่อาศัย (ละติจูด)
  • มลพิษทางอากาศมลพิษโอโซนในการรวมตัวกันของอุตสาหกรรม
  • อยู่กลางแจ้ง
  • การใช้ครีมกันแดดที่มีปัจจัยป้องกันแสงแดด (> 5)
  • การปกปิดร่างกายด้วยเหตุผลทางศาสนา
  • สีผิวและเม็ดสี
  • โรคผิวหนังไหม้
  • อายุ

สลาย

เช่นเดียวกับวิตามินที่ละลายในไขมันวิตามินดีจะถูกดูดซึม (ถ่ายขึ้น) ในลำไส้เล็กตอนบนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการย่อยไขมันกล่าวคือการมีไขมันในอาหารเป็นตัวขนส่งโมเลกุลของไลโปฟิลิก (ที่ละลายในไขมัน) และกรดน้ำดีเพื่อละลาย (เพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลาย) และรูปแบบ micelles (รูปแบบของ globules การขนส่งที่ทำให้สารที่ละลายในไขมันสามารถขนส่งได้ในสารละลายในน้ำ) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดูดซึมของลำไส้ที่ดีที่สุด (ดูดซึมผ่านลำไส้) วิตามินดีในอาหารจะเข้าสู่ลำไส้เล็กและถูกดูดซึมเป็นส่วนประกอบของไมเซลส์ผสมเข้าสู่เอนเทอโรไซต์ (เซลล์ของเยื่อบุผิวลำไส้เล็ก) โดยการแพร่กระจายแบบพาสซีฟ การดูดซึมขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของไขมันที่ให้มาในเวลาเดียวกัน ภายในเซลล์ (ภายในเซลล์) การรวมตัว (การดูดซึม) ของวิตามินดีเกิดขึ้นเป็น chylomicrons (ไลโปโปรตีนที่อุดมด้วยไขมัน) ซึ่งลำเลียงวิตามินดีผ่านทางน้ำเหลืองไปสู่การไหลเวียนของอุปกรณ์ต่อพ่วง เมื่อตับ / ถุงน้ำดีตับอ่อน (ตับอ่อน) และลำไส้เล็กทำงานได้ดีเช่นเดียวกับการบริโภคไขมันในอาหารอย่างเพียงพอวิตามินดีประมาณ 80% ทางอาหาร (อาหาร) จะถูกดูดซึม

ขนส่งและจำหน่ายในร่างกาย

ในระหว่างการขนส่งไปยังตับ chylomicrons จะถูกย่อยสลายให้เป็นเศษของ chylomicron (อนุภาคที่เหลือของ chylomicron ที่มีไขมันต่ำ) และวิตามินดีที่ดูดซึมจะถูกถ่ายโอนไปยังโปรตีนที่จับกับวิตามิน D (DBP) ที่เฉพาะเจาะจง วิตามินดีที่สังเคราะห์ในผิวหนังจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดและขนส่งไปยังตับที่เชื่อมต่อกับ DBP ด้วย DBP จับกับทั้งวิตามิน D2 และวิตามิน D3 รวมถึงวิตามิน D ที่มีไฮดรอกซิเลด (OH group-ประกอบด้วย) DBP จับกับวิตามิน D2 และวิตามิน D3 เซรั่ม สมาธิ ของ DBP สูงกว่าลิแกนด์ข้างต้นประมาณ 20 เท่า (พันธมิตรที่มีผลผูกพัน) สันนิษฐานว่าภายใต้สภาวะปกติมีเพียง 3-5% ของความสามารถในการจับยึดของ DBP เท่านั้นที่อิ่มตัว วิตามิน D3 ส่วนใหญ่ถูกเก็บไว้ในไขมันและกล้ามเนื้อโดยมีครึ่งชีวิตทางชีวภาพที่ยาวนาน

เปลี่ยนรูปทางชีวภาพ

ในตับและ ไต, วิตามิน D3 จะถูกเปลี่ยนเป็น Calcitriol (1,25-dihydroxylcholecalciferol, 1,25- (OH) 2-D3) ซึ่งเป็นฮอร์โมนวิตามินดีที่ออกฤทธิ์ในการเผาผลาญโดยการไฮดรอกซิเลชันสองเท่า (การแทรกกลุ่ม OH) ปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชันแรกเกิดขึ้นใน mitochondria (“ โรงไฟฟ้าพลังงาน”) หรือไมโครโซม (ถุงเยื่อหุ้มเซลล์ขนาดเล็กที่ จำกัด ) ของตับและในระดับที่น้อยกว่าใน ไต และลำไส้โดยใช้ 25-hydroxylase (เอนไซม์) ซึ่งเปลี่ยนวิตามิน D3 เป็น 25-hydroxycholecalciferol (25-OH-D3, calcidiol) 1-alpha-hydroxylase เป็นสื่อกลางของขั้นตอนการไฮดรอกซิเลชันที่สองใน mitochondria ของท่อไตใกล้เคียง (ท่อไต) enyzm นี้แปลง 25-OH-D3 ที่ถูกผูกไว้กับ DBP จากตับไปเป็น ไต โดยการใส่กลุ่ม OH อื่นลงใน 1,25- (OH) 2-D3 ที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งจะทำให้เกิดผลกระทบของฮอร์โมนที่อวัยวะเป้าหมายรวมถึง ลำไส้เล็ก, กระดูก, ไตและ ต่อมพาราไทรอยด์. นอกจากนี้ยังพบกิจกรรมต่ำของ 1-alpha-hydroxylase ในเนื้อเยื่ออื่น ๆ ที่มีตัวรับวิตามินดีที่มี autocrine (ปล่อยออกมา ฮอร์โมน ทำหน้าที่ในการหลั่งเซลล์เอง) หรือการทำงานของพาราคริน (ฮอร์โมนที่ปล่อยออกมาทำหน้าที่ในเซลล์ในสภาพแวดล้อมทันที) เช่น เครื่องหมายจุดคู่, ต่อมลูกหมาก, เต้านมและ ระบบภูมิคุ้มกัน [2-4, 6, 7, 10, 11] ในขั้นตอนไฮดรอกซิเลชันทางเลือก 25-OH-D3 สามารถแปลงเป็น 24,25- (OH) 2-D3 ได้ใน mitochondria ของท่อไตใกล้เคียงโดยการกระทำของ 24-hydroxylase จนถึงปัจจุบันปฏิกิริยาไฮดรอกซิเลชันนี้ถือเป็นขั้นตอนการย่อยสลายด้วยการสร้างสารที่ไม่มีประสิทธิผล (ตัวกลาง) อย่างไรก็ตาม 24,25-dihydroxylcholecalciferol ถูกคิดว่ามีหน้าที่ในการเผาผลาญของกระดูก [2-4, 10, 11] 25-OH-D3 เป็นเมตาบอไลต์วิตามินดีที่หมุนเวียนอยู่ในพลาสมาและเป็นตัวบ่งชี้สถานะการจัดหาวิตามิน D3 ที่ดีที่สุด ความเข้มข้นของการหมุนเวียน 1,25- (OH) 2-D3 ถูกควบคุมอย่างประณีตโดยระดับพลาสมาของ ฮอร์โมนพาราไทรอยด์ (PTH) และวิตามินดีและ แคลเซียม ระดับตามลำดับ ภาวะ Hypercalcemia (แคลเซียม ส่วนเกิน) และระดับวิตามินดีที่สูงขึ้นจะส่งเสริมกิจกรรม 24-hydroxylase ในขณะที่ยับยั้งกิจกรรม 1-alpha-hydroxylase ในทางตรงกันข้ามภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ (แคลเซียม ขาด) และ hypophosphatemia (ฟอสเฟต ขาด) นำ เพื่อเพิ่มกิจกรรม 1-alpha-hydroxylase ผ่านการกระตุ้นการผลิต PTH [1-3, 6, 7, 10]

ความเท่าเทียมกันของวิตามิน D2 และวิตามิน D3

มุมมองที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับความเท่าเทียมกันและความสามารถในการแลกเปลี่ยนกันของวิตามิน D2 และวิตามิน D3 ได้รับการหักล้างจากการศึกษาทางเภสัชจลนศาสตร์ ในการทำงานของพวกเขาตรัง et al. พบว่าซีรั่มมีความเข้มข้น 1.7-OH-D25 สูงขึ้น 3 เท่าในกลุ่มที่เสริมวิตามิน D3 หลังจากรับประทานวิตามิน D2 และวิตามิน D4,000 2 IU ตามลำดับ 3 สัปดาห์ Mastaglia et al. สรุปได้ว่าในวัยหมดประจำเดือนสตรีที่เป็นโรคกระดูกพรุนในการแทรกแซงสามเดือนจำเป็นต้องได้รับวิตามิน D2 ในปริมาณที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับวิตามิน D3 ที่แนะนำในแต่ละวัน ปริมาณ 800 IU เพื่อให้ได้ระดับ 25-OH-D3 ในซีรัมที่เพียงพอ นอกจากนี้เมตาบอไลต์ของวิตามิน D2 ยังเชื่อว่ามีผลผูกพันกับโปรตีนที่จับกับวิตามินดีในพลาสมาน้อยกว่าการเผาผลาญที่ไม่ใช่ทางกายภาพและครึ่งชีวิตที่สั้นกว่าเมื่อเทียบกับวิตามิน D3 เนื่องจากความแตกต่างระหว่างวิตามินดีทั้งสองรูปแบบที่ ฟันกราม ไม่แนะนำให้ใช้วิตามินดี 2 ในการเสริมหรือเสริมอาหาร

การขับถ่ายออก

วิตามินดีและสารเมตาบอไลต์จะถูกขับออกไปโดยส่วนใหญ่ น้ำดี และในระดับเล็ก ๆ เท่านั้น