维生素D3的营养价值，原来晒太阳这么重要

维生素D3

英文名：Cholecalciferol, Vitamin D, Calciferol, 1,25-Dihydroxycholecalciferol, and ergocalciferol

天然食物来源：人体维生素D主要通过由皮肤接收紫外线照射合成而来，阳光照射手和脸大约10分钟即可产生10mcg VD3[20]。大多数天然食物中的维生素D含量低，只有脂肪较多的海鱼、动物肝脏、蛋黄和奶油有相对含量较多的维生素D3。蘑菇可以提供一些维生素D2。

简介

维生素D是一类具有环戊氢烯菲环结构的化合物，由类固醇衍生而来。维生素D至少有五种形式，但最具有生物学意义的只有两种，即胆钙化醇（D3）和麦角钙化醇（D2）。两者对人体的作用和作用机制完全一致，VD2在人体内还需转化为VD3，由于VD2生产更为便宜，一般的强化食物中含的是VD2。

胆钙化醇是人类必须的一种脂溶性维生素。1936年人们确定了化学结构。

胆固醇脱氢后生成的7-脱氢胆固醇经紫外线照射即可形成胆钙化醇，因此也就是说胆钙化醇的维生素D原是7-脱氢胆固醇。胆钙化醇在肝脏中经羟化酶系作用形成25-羟胆钙化醇，再在肾脏中被羟化为1，25-二羟胆钙化醇，这种物质的活性较胆钙化醇高50%，被证明是维生素D在体内的真正活性形式。且1,25-二羟胆钙化醇属于肾脏分泌的一种激素，因此实际上胆钙化醇也是一种激素原[1][8]。

近年来大量研究表明维生素D对骨骼具有健康效应，还可以参与组织的分化、增殖和活性调节，对机体免疫功能具有调节作用[1][3][4]。

体内代谢

维生素D3吸收后必须进行代谢活化后才能发挥其生物学功能。在肝脏中，胆钙化醇经25-羟基化形成25-羟胆钙化醇[25-(OH)-D3]，随后在肾脏中发生1-α羟基化生成1,25-二羟胆钙化醇[1,25-(OH)2-D3]。肾脏是产生活性维生素D[1,25-(OH)2-D3]的关键脏器。

血液循环中的25OHD和1, 25(OH) 2 D大约有85%~88%与维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein, DBP)结合，12%~15%与白蛋白相结合，大约不到1%为游离形式。DBP主要由肝脏合成，在其他组织器官如肾脏、睾丸和脂肪中也有产生。在调节方面与其他性激素结合蛋白相似，口服避孕药和妊娠会增加DBP的合成。在体外，糖皮质激素和一些细胞因子如表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、白介素6(interleukin-6，IL-6)、转移生长因子(transforming growth factor β，TGF-β)等刺激DBP的合成，而TGF-β则抑制DBP的合成[2][3][8]。

影响维生素D水平的因素

任何干扰人体皮肤产生维生素D的因素，包括肝肾病变，可导致维生素D缺乏。如：

• 妨碍常规日晒的慢性疾病或残疾
• 冬季生活在北纬37度以上或南纬37度以下的地区，但是这还有争议
• 深肤色的人和老年人维生素D的产生量较少[20]

作用机理、功效及对应人群

骨骼

成骨细胞(Osteoblast, OB)与破骨细胞(Osteoclast, OC)

• 维生素D既能控制和调节Ca的吸收与平衡，又是调节骨代谢的重要体液因子。破骨细胞和成骨细胞的分化与增殖都受维生素D的调节。
• 充足的摄入钙和维生素D可以调节和降低骨转换，即抑制甲状旁腺激素（PTH）的分泌，阻止PTH增加破骨细胞的活性和数量。[2][3][14]
• 1，25二羟胆钙化醇可直接作用于成骨细胞的VDR降低RANKL/OPG通路的比例以减少破骨细胞的骨再吸收，并且促进成骨细胞分化和增殖，增加转化生长因子β（TGF-β，有较强的成骨和成软骨作用）的合成及胰岛样生长因子1（IGF-1）受体的数量，同时通过I型胶原和基质蛋白相应基因的启动，转录而增加合成，不仅保证了骨组织胶原纤维的矿化，而且使维持骨质量所必须的成分增多。[2][15]
• 过量的1，25二羟胆钙化醇则会作用于未成熟的成骨细胞VDR致使RANKL/OPG增加，刺激破骨细胞的骨再吸收。大量1，25二羟胆钙化醇还会作用于成骨细胞和骨细胞VDR使骨矿化抑制因子增多，使骨骼去矿化，最终导致软骨病[9][21]。

• 骨峰值基本在三十岁定型，由基因，生活方式，营养和体力活动决定。骨流失一般从40岁开始。晚年的骨骼相关疾病与成年时的骨峰值和骨量的维持有关。如果维生素D长期摄入不足则会导致骨去矿物质化，VD的缺乏会导致Ca吸收下降，骨钙需要释放以维持血钙浓度。连续的骨转化和再吸收会影响骨骼的结构进而通过继发性甲状旁腺功能亢进增加骨折的风险，最终导致骨软化和骨质疏松。充足的维生素D的摄入可有效的降低骨折的风险并增强骨矿物质密度（BMD）[21]。
• 维生素D还可增加肠钙吸收，肠钙吸收能力即肠壁运载钙的能力受1，25二羟胆钙化醇控制，其通过控制基因和非基因途径刺激肠壁细胞钙主动转运系统。肠壁细胞的主动吸收钙离子通道为瞬时性受体电位通道香草酸受体5/6，在十二指肠和近端空肠分布非常丰富，对1，25二羟胆钙化醇反应敏感，是肠钙吸收效率最高的部位。[2][4]
• 维生素D和PTH共同调节钙磷平衡，当血钙血磷低时，PTH分泌增加，刺激肾脏产生1,25-(OH)2-D3，促进钙在肾小管的重吸收，增强小肠钙磷吸收；使未成熟的破骨细胞前体变为成熟的破骨细胞，促进骨钙释放。当血钙过高时，促进甲状旁腺产生降钙素，阻止钙从骨骼中动员，增加钙磷从尿中排出。

免疫

1，25二羟胆钙化醇的生物效应是通过核受体（nVDR）和细胞受体（mVDR）介导的，其中nVDR是主要受体。1，25二羟胆钙化醇与nVDR结合，作为配体依赖性转录因子发挥作用。nVDR在人体中的30个靶细胞包括经典的小肠上皮细胞、甲状腺细胞、骨细胞、肾细胞以外还包括T淋巴细胞、B淋巴细胞、抗原呈递细胞等，表明1，25二羟胆钙化醇除调节钙磷代谢外还有调节免疫的功能。[5][6]

1，25二羟胆钙化醇可直接作用于T细胞，抑制抗原特异性T细胞的增殖和相应细胞因子的产生。其中CD4+ T细胞是其作用的直接靶点。CD4+T细胞在功能上可分为两个子集Th1和Th2。Th1细胞介导细胞免疫，诱导免疫排斥，Th2细胞介导体液免疫，诱导免疫耐受。Th1和Th2互为抑制性T细胞。当VD缺乏或VDR传递信号减弱时，Th1活动增强，Th2和调节型T细胞活动减弱，由此可以诱导出Th1优势免疫应答。1，25二羟胆钙化醇能直接抑制Th1分泌的细胞因子，即1，25二羟胆钙化醇能调节Th1/Th2免疫偏移。[5][7][8]

1，25二羟胆钙化醇还可抑制T细胞的凋亡。1，25二羟胆钙化醇激活VDR后抑制FasL的启动子活性，减少FasL的mRNA表达，抑制激活诱导的细胞死亡。[5][6]

减肥

脂肪细胞和成骨细胞来源于相同的祖细胞——间充质干细胞(MSC)，因为脂肪细胞和成骨细胞分化之间存在着此消彼长的关系。骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化过程中C/EBPs和PPARγ等转录因子起了关键性作用，其中PPARγ的作用尤为显著。PPARγ被激活后可以抑制Runx2和Osterix等成骨细胞特异性转录因子表达， 因而成骨细胞分化减弱而脂肪细胞分化加强。1，25二羟胆钙化醇可以增强Runx2，Osterix等表达使成骨细胞分化增强，同时使PPARγ和C/EBPα的mRNA表达显著减少，表明1，25二羟胆钙化醇可强烈阻断脂肪细胞的生成[10][12][13]

上述方式一般适用于青少年这类脂肪细胞数量未定的人群[22] 高脂高糖的环境下，1，25二羟胆钙化醇已经失去对前脂肪细胞脂肪合成的抑制作用[11]

产品形态优势

维生素D有两种形式，D2（麦角钙化醇）和D3（胆钙化醇），它们在化学结构和代谢作用上很相似。两种形式都可以有效地增加血清维生素D水平，但研究表明维生素D3具有更强功效，比补充后维生素D2后维持健康维生素D水平的周期更长。考虑到这些因素，维生素D3是治疗维生素D缺乏的首选方案。

橘袋维生素D还额外添加了维生素K2以辅助维生素D3功效，维生素K AI为80mcg/day，暂无UL。美国实验19-30女性人群367mcg/d未观察到任何副作用。

维生素K2的作用机制与K1相似，可辅助γ-谷氨酰羧化酶将谷氨酸（Glu）转化为γ-羧化谷氨酸（Gla）。这过程对生成Gla-蛋白质（含有Gla-的蛋白质）有帮助，如骨钙素（Osteocalcin），它属于非胶原酸性糖蛋白，是一种维生素K依赖性钙结合蛋白。它主要由成骨细胞、成牙质细胞合成，还有一些由增生的软骨细胞合成，在调节骨钙代谢中起重要作用，能够促进成骨细胞，抑制破骨细胞从而促进骨骼钙化[19]。

安全性及推荐剂量

安全性

作为补充生理剂量的维生素D，在25mcg/day以内一般很安全。如使用推荐剂量出现高血钙，应考虑已患有原发性甲状旁腺功能亢进，长期使用要注意可能出现的高血钙症。[2]

根据各国推荐摄入量以及摄入上限量，本品25mcg/d安全合理。

推荐剂量

• 中国营养学会 RNI 10mcg/d、UL 50mcg/d
• 美国 15mcg/d
• 欧洲 20mcg/d
• 法国 25mcg/d。

缺乏症

儿童维生素D缺乏表现为佝偻病， 佝偻病主要的特征是生长着的长骨干骺端软骨板和骨组织钙化不全，维生素D不足使成熟骨钙化不全。

成人维生素D缺乏表现为软骨病和骨质疏松。骨质疏松是由于多种原因导致的骨密度和骨质量下降，骨微结构破坏，造成骨脆性增加，从而容易发生骨折的全身性骨病。

副作用及禁忌人群

副作用：超大剂量（100mcg/day）摄入后会出现恶心，呕吐，食欲不佳，便秘，虚弱，意识模糊，肾损伤等问题[17]。

禁忌症：高钙血症、维生素D增多症、高磷血症、肾功能减退、肾结石者、甲状旁腺功能亢进请咨询医师[16]。

References

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[16] “Common and Rare Side Effects for Cholecalciferol (Vitamin D3) Oral.” WebMD, www.webmd.com/drugs/2/drug-6152/cholecalciferol-vitamin-d3-oral/details/list-contraindications. Accessed 18 Sept. 2021.

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[18] Laird, Eamon et al. “Vitamin D and bone health: potential mechanisms.” Nutrients vol. 2,7 (2010): 693-724. doi:10.3390/nu2070693

[19]Shearer, Martin J, and Paul Newman. “Metabolism and cell biology of vitamin K.” Thrombosis and haemostasis vol. 100,4 (2008): 530-47.

[20] Fookes, Carmen. “Vitiamin D' Drugs.Com, www.drugs.com/vitamin-d.html. Accessed 18 Sept. 2021.

[21] Goltzman, D. Functions of vitamin D in bone. Histochem Cell Biol 149, 305–312 (2018). https:///10.1007/s00418-018-1648-y

[22] 中国超重/肥胖医学营养治疗专家共识 (2016 年版)