综述:维生素D——阳光能满足我们的需求吗?

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Nutrition & Metabolism 3.9

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  (编辑推荐)本文系统探讨了维生素D(25(OH)D)的储存机制与补充策略,指出皮肤合成(UV-B)无法维持全年充足水平,强调个性化补充(基于PRI指数)的必要性。研究对比了维生素D3与D2的代谢差异(VDBP亲和力、CYP2R1转化效率),揭示肥胖人群(BMI>30)需加倍剂量,并分析肌肉/脂肪组织作为动态储存库的调控机制(PTH-VDR通路)。

  

维生素D的储存与补充:阳光是否足够?

引言
作为具有多靶点功能的脂溶性维生素,维生素D的独特之处在于其双重来源——皮肤经UV-B照射合成7-脱氢胆固醇(7-DHC)转化为维生素D3,或通过膳食/补充剂获取。然而,季节性光照差异引发关键问题:夏季阳光能否建立足够的冬季储备?研究表明,人体通过脂肪组织、肌肉等储存维生素D,但其效率受BMI、基因表达(如VDR受体活性)和代谢通路(CYP27A1/CYP24A1平衡)的复杂调控。

健康机体的维生素D需求
个体差异通过"个人维生素D反应指数"(PRI)体现,该指标与VDR介导的1000余种基因转录调控相关。血清25(OH)D浓度是核心生物标志物,但目标值存在争议:IOM建议>20 ng/mL(对应400-800 IU/天),而内分泌学会推荐>30 ng/mL(400-2000 IU/天)。值得注意的是,肥胖者(BMI>30)需剂量翻倍,因其脂肪组织对维生素D的"滞留效应"可降低生物利用度57%。

维生素D的生化命运
维生素D3/D2在肝脏经CYP2R1羟基化为25(OH)D,再于肾脏转化为活性形式1,25(OH)2D。自我调节机制包括:

  1. UV-B过量时,皮肤将维生素D3异构化为无活性的超甾醇
  2. 负反馈调节:1,25(OH)2D上调CYP24A1促进自身降解
  3. 脂肪组织缓慢释放储存的维生素D3(半衰期达112天)

来源与药代动力学
皮肤合成
模拟研究显示,波士顿夏季正午,III型皮肤暴露7分钟可合成1000 IU维生素D3。但苏格兰冬季,25%女性血清25(OH)D<10 ng/mL,证实光照不足。关键限制因素包括:

  • 纬度影响:北纬69°地区冬季几乎无合成
  • 肤色差异:深色皮肤需3-5倍更长曝光时间

口服补充
药代动力学显示:

  • 单次大剂量(100,000 IU)可使25(OH)D维持90天,但肌肉注射生物利用度更高
  • 每日补充组比隔周组更快达到目标浓度(93.1% vs 63.6%在4周内达30 ng/mL)
  • 维生素D3的AUC值比D2高20%(p<0.0001),因其对VDBP亲和力高10%

脂肪组织:是储存库还是陷阱?
肥胖人群呈现矛盾现象:

  • 脂肪组织维生素D3含量达84.8 mg/g(正常体重者55.5 mg/g)
  • 但血清25(OH)D反降低21%,因PTH升高抑制羟基化(p=0.0291)
  • 减重后每公斤体重仅提升0.39 ng/mL 25(OH)D

肌肉:动态储备库
骨骼肌通过巨蛋白(megalin)内化VDBP-25(OH)D复合物,在运动时释放:

  • 足球运动员训练后1小时血清25(OH)D上升1.2 ng/mL
  • 肌细胞储存量是血液的30-70倍(羊模型数据)

D3 vs D2:效能之争
头对头试验证明:

  • 相同剂量下,D3组25(OH)D峰值比D2组高70%(p<0.01)
  • D3的24-羟基化代谢速率仅为D2的54%(p<0.001)
  • 肌注300,000 IU后,D3组PTH降低持续60天(p=0.037),D2组无此效应

结论
现有证据表明:

  1. 单纯依赖夏季阳光无法维持冬季25(OH)D>20 ng/mL阈值
  2. 肥胖人群需个体化增量补充(可达6000 IU/天)
  3. 肌肉组织比脂肪更具功能储存价值
  4. 维生素D3在维持长期血清浓度方面显著优于D2
    未来研究需聚焦基于PRI的精准补充方案,以及VDR表观遗传调控对储存效率的影响。
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