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针对维生素 D2 与 D3 在靶器官功能改善中功效的争议,研究人员以大鼠为模型,比较两者及组合在不同剂量下对肠、骨、肾的影响。结果显示 D3 更高效提升血清 25 (OH) D,增强肠道45Ca 吸收、骨健康及肾钙重吸收相关基因表达,为补充和 fortification 提供依据。
维生素 D 作为一种脂溶性 secosteroid 前激素,对钙稳态至关重要,通过作用于肠道、肾脏和骨等经典靶器官维持体内正常钙水平,其 optimal 水平是维持血液磷钙稳态和骨矿化的关键。自然界中主要存在维生素 D2(麦角钙化醇)和维生素 D3(胆钙化醇)两种形式,D3 可经皮肤暴露于紫外线 - B(280-315nm)由 7 - 脱氢胆固醇光转化生成,也可从动物源食物及补充剂获取;D2 则主要来自少数真菌、植物源及补充剂。
然而,全球维生素 D 缺乏(VDD)问题严峻,约 48% 的人血清 25 - 羟维生素 D(25 (OH) D)水平处于缺乏(<20ng/mL)状态,77% 处于不足(<30ng/mL)状态,在高纬度地区、冬春季及中低收入国家更为普遍。尽管食物强化是改善维生素 D 状态的有效手段,且不同国家分别使用 D2 和 D3 作为强化剂,但两者的相对生物利用度和功效存在长期争议。化学结构差异使 D3 在转运和代谢通路中更具优势,虽有研究表明 D3 在提升和维持血清 25 (OH) D 水平上更有效,但部分研究认为两者效果相当,且 D2 对 D3 代谢产物的影响及在经典靶器官功能改善上的差异尚未明确,因此开展本研究十分必要。
研究人员开展了这项比较维生素 D2 与 D3 在大鼠经典靶器官功能中相对功效的研究,论文发表在《Journal of Surgical Research》。该研究采用断乳雄性 Sprague-Dawley 大鼠,通过 depletion-repletion 研究设计,给予含 D2、D3、D2+D3 组合或 VDD 的饮食,检测血清 25 (OH) D、钙(Ca)、甲状旁腺激素(PTH)、碱性磷酸酶(ALP),肠道45Ca 吸收,骨的长度、宽度、强度及骨小梁面积,以及肾钙重吸收和维生素 D 代谢 / 功能相关基因(Trpv5、Calbindin-D28k、Pmca1b、Cubilin、Vdr)的表达。
维生素 D3 在提升血清 25 (OH) D 水平上更高效,且 D2 会降低 D3 的作用潜力
研究分析不同组大鼠血清 25 (OH) D2、25 (OH) D3 水平及维生素 D 依赖参数,VDD 组未检测到维生素 D 代谢物。血清 25 (OH) D2 和 25 (OH) D3 水平呈剂量依赖性增加(P<0.001),但 D3 组血清 25 (OH) D3 的增加量约为 D2 组 25 (OH) D2 的 2 倍,且同时补充 D2 会降低 D3 提升 25 (OH) D3 水平的潜力。
两者均能维持血清 Ca 和 PTH 在正常范围
尽管 D3 在提升 25 (OH) D 上更优,但 D2 和 D3 补充后,大鼠血清 Ca 和 PTH 水平均维持在正常范围内,表明两种形式在维持基础钙调节激素平衡方面具有一定效果。
D3 基于饮食可剂量依赖性提高肠道45Ca 吸收
检测发现,接受 D3 基饮食的组中,肠道45Ca 吸收水平更高,且呈现剂量依赖性,说明 D3 在促进肠道钙吸收方面的功效优于 D2,这对维持钙稳态至关重要。
D3 在改善骨健康方面优于 D2
研究结果显示,D3 补充在骨长度、宽度和强度上的效果优于 D2,且在康复阶段,D3 能更有效减少骨小梁面积,表明 D3 在促进骨发育和维持骨结构完整性上具有更显著的作用。
D3 对肾相关基因表达的纠正效果更好
VDD 组中参与肾钙重吸收(Trpv5、Calbindin-D28k、Pmca1b)和维生素 D 代谢 / 功能(Cubilin、Vdr)的基因表达发生显著改变,而在康复阶段,D3 对这些基因表达的纠正效果优于 D2,说明 D3 在调节肾脏维生素 D 代谢和钙重吸收功能上更具优势。
本研究首次在大鼠模型中比较了不同剂量维生素 D2、D3 及两者组合在改善肠、骨、肾经典功能上的相对功效。研究结论表明,维生素 D3 在提升血清 25 (OH) D 水平、促进肠道钙吸收、改善骨健康及纠正肾脏相关基因表达方面均优于维生素 D2,且同时补充 D2 会降低 D3 的作用。
这一发现具有重要意义,从机制上进一步证实了 D3 因结构优势在代谢和功能发挥上的优越性,为解决维生素 D 补充和食物强化中形式选择的争议提供了实验依据。鉴于全球 VDD 的高发性,该研究支持维生素 D3 作为更优选择用于人群维生素 D 缺乏的预防和康复,对制定公共卫生营养策略、指导个体维生素 D 补充具有重要的实践价值。