维持人体正常生命活动所必需的有机化合物。体内含量极微,在机体代谢、生长发育起重要作用。化学结构、性质各异,共同特点:①均以维生素本身,或维生素原的形式存在于食物中;②非机体结构成分,不提供能量,担负特殊代谢功能;③不在体内合成或合成量太少,须食物提供;④少量即可满足人体需要,但绝不能缺少,否则引起维生素缺乏病。摄入过多,水溶性维生素常以原形从尿中排出,几乎无毒性,非生理摄人量干扰其他营养素代谢;大量摄入脂溶性维生素致体内积存超负荷而造成中毒。只有适宜维生素摄入才会对人类健康有利。
维生素D
一族来源于类固醇的环戊氢烯菲环结构相同,侧链不同复合物总称,已知维生素D至少10种,最重要是维生素D2(麦角骨化醇)和维生素D3(胆钙化醇)。25-(OH)D3和1,25-(OH)2D3是其体内代谢物,后者具类固醇激素作用。
维生素D2是由紫外线照射植物中麦角固醇产生,自然界存量很少。维生素D3由人体表皮和真皮内含有7-脱氢胆固醇日光中紫外线照射转变而成。维生素D2和D3人体作用和作用机制完全相同,统称为维生素D。维生素D溶于脂肪溶剂,对热、碱较稳定,对光及酸不稳定。在各种组织都有分布,特别在脂肪组织中有较高浓度,代谢较慢。组织约一半是以维生素D形式存在,其余一半中25-(OH)D3所占比例较大,约为总量20%。血浆25-(OH)3占绝对优势,也存在于其他组织中如肾、肝、肺、主动脉和心脏。
维生素D提高血浆钙和磷水平到超饱和的程度,以适应骨骼矿物化的需要,机制:①促进肠道对钙、磷的吸收维生素D作用在肠细胞刷状缘表面,使肠腔中的钙进入细胞内。1,25-(OH)2D3与肠粘膜细胞特异受体结合,促肠粘膜上皮细胞合成钙结合蛋白,对肠腔中钙离子有强亲和力,对钙通过肠粘膜运转有利。激发肠道对磷转运过程,且与钙的转运不相互影响;②与甲状旁腺协同,维生素D使未成熟的破骨细胞前体,转变为成熟的破骨细胞,促进骨质吸收;使旧骨中的骨盐溶解,钙、磷转运到血内,以提高血钙和血磷的浓度;另一方面刺激成骨细胞促进骨样组织成熟和骨盐沉着。③促进肾近曲小管对钙、磷的重吸收以提高血钙、血磷的浓度。
维生素D缺乏在婴幼儿可引起维生素D缺乏病,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”型腿和“x”型腿等。在成人维生素D缺乏使成熟骨矿化不全,表现为骨质软化症,特别是妊娠和哺乳妇女及老年人容易发生,常见症状是骨痛、肌无力,活动时加剧,严重时骨骼脱钙引起骨质疏松,发生自发性或多发性骨折。
吸收吸收最快的部位在十二指肠和空肠,由于食物通过小肠远端时间较长,维生素D最大吸收量可能在回肠,通过胶体依赖被动吸收。90%吸收总量维生素D与乳糜微粒结合进入淋巴系统,有效性约为50%。乳糜微粒可直接或在乳糜微粒降解过程中与血浆蛋白质结合,没有结合的血浆维生素D随着乳糜微粒进入肝脏,在肝脏中再与蛋白质结合进入血浆。
皮肤中的维生素D3可与维生素D结合蛋白(DBP)结合直接进入循环,而口服维生素D是以DBP复合物和乳糜微粒进入,口服维生素D在肝中停留时间较长,可引起非常高的25-(OH)D3的水平,而易引起中毒,但紫外线照射很少引起25-(OH)D3的血浆浓度增高,未见紫外线照射引起的高维生素D血症。
在25-(OH)D3的血浆浓度正常时,仅有少量从血浆池中释放进入组织。因此,25-(OH)D3的循环水平是良好的维生素D营养状况的评价指标。通过1,25-(OH)2D3、甲状旁腺素(PTH)、降钙素和几个其他的激素以及Ca2+和磷的循环水平,严格控制肾脏1-羟化酶的活性,来调节维生素D内分泌系统。维生素D以几种不同的方式被分解,许多其他的代谢物包括葡萄糖苷和亚硫酸盐已被确定,大多数通过胆汁从粪便排出,有2%~4%出现在尿中。
过量危害膳食来源维生素D不会引起中毒,摄人过量维生素D补充剂,可发生维生素D中毒。准确中毒剂量不清楚,长期摄入25μg/d可能引起中毒,长期摄人125μg/d肯定引起中毒。每日摄入量不宜超过25μg。中毒时出现厌食、呕吐、头痛、嗜睡、腹泻、多尿、
关节疼痛和弥漫性骨质脱矿化。因血钙和血磷水平长期升高,致钙、磷在
软组织沉积,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。
营养状况评价血浆维生素D正常浓度1~2ng/ml,该指标没有临床价值,而是测定血浆25-(OH)D3浓度,半衰期约3周,血浆浓度稳定,是几周甚至是几个月来自膳食和通过紫外线照射产生总和。低于25nmol/L(10ng/m1)为维生素D缺乏。1,25(OH)2D3半衰期约4~6小时,血清浓度正常范围38~144pmol/L(16~60pg/ml),评价维生素D缺乏同样没有价值。
膳食参考摄人量由于既可膳食提供,又可经暴露在日光皮肤合成,而皮肤合成量的多少又受到纬度、暴露面积、阳光照射时间、紫外线强度、皮肤颜色等影响,因此维生素D的需要量很难确切估计。2000年中国营养学会制订的中国居民膳食维生素D参考摄入量成人(18岁~)RNI为5μg/d,UL为20μg/d。
维生素D来源两个来源,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。维生素D2或D3天然食物存在不广泛,植物性食物如蘑菇、蕈类含有维生素D2,动物性食物中则含有维生素D3,以鱼肝和鱼油含量最丰富,其次在鸡蛋、乳牛肉、黄油和咸水鱼如鲱鱼、鲑鱼和沙丁鱼中含量相对较高,牛乳和人乳的维生素D含量较低(牛乳为41IU/lOOg),蔬菜、谷物和水果中几乎不含维生素D。
人体表皮和真皮内含有7-脱氢胆固醇,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。健康个体全身阳光中晒到最轻皮肤发红,维生素D血液浓度与摄入250~625μg维生素D相等。儿童和年轻人每周2~3次的短时户外活动,这样的接触阳光就能满足维生素D需要。老年人皮肤产生维生素D的能力较低,衣服又常常穿得较多,接触阳光照射较少,使维生素D3的产生减少,鼓励老年人春、夏、秋季早晨或下午多接触阳光,使维生素D满足身体需要。