導讀：

（一）   化學性質與體內分布

（二）   維生素D的吸收與代謝

（三）   生理功能

（四）   需要量與參考攝入量

（五）   缺乏癥與過量危害

（六）   營養(yǎng)狀況評價

（七）   維生素D的來源

維生素D

維生素D是一種脂溶性維生素，也被看作是一種作用于鈣、磷代謝的激素前體。它與陽光有密切關系，當有足夠的陽光照射時，可減少這種維生素的膳食需要，維生素D在所有的脊椎動物——包括人類——中的主要生理功能是維持血清鈣和磷的濃度在正常范圍內，維持神經(jīng)肌肉功能正常和骨骼的健全，它是生命必需的營養(yǎng)素和鈣代謝的最重要的生物調節(jié)因子。

（一）   化學性質和體內分布

維生素D是一族A、B、C、D環(huán)結構相同，但側鏈不同的一類復合物的總成，A、B、C、D環(huán)的結構來源于類固醇的環(huán)戊氫烯菲環(huán)結構。目前已知的維生素D至少有10種，但最重要的是維生素D₂（麥角骨化醇）和D3（膽鈣化醇）。維生素D₂是由紫外線照射植物中的麥角固醇產生的，但在自然界中的存量很少，照射麥角固醇的方法是人工合成維生素D2的一種主要方式。維生素D3則是由大多數(shù)高級動物的表皮和真皮內含有的7-脫氫膽固醇經(jīng)日光中紫外線照射轉變而成。維生素D₂和維生素D3雖然在結構、理化性質、生化和生理上有細小的差別，但對人體的作用和作用機制則完全相同，哺乳動物和人類對兩者的利用亦無差別。因此在一下的討論中統(tǒng)稱為維生素D。維生素D溶于脂肪溶劑，對熱、堿較穩(wěn)定。光及酸可促進其異構。

維生素D不能直接對人體發(fā)揮其生理作用，必須先經(jīng)過轉化成一系列代謝物才具有生理活性。其在人體內可以以其本體加上至少16種代謝物的形式存在，這些代謝物有的具有生物活性，有的不具備活性，僅為排泄形式。具有生物活性的幾種代謝物在人體中都有著不同的功能，其中最重要的是25-羥膽鈣化醇（（OH）D₃）和1,25-二羥膽鈣化醇（（OH）₂D₃）。

1.       25-羥膽鈣化醇

25-羥膽鈣化醇是維生素D在人體內主要的循環(huán)形式，它在人體肝臟中生成。維生素D在人體中經(jīng)過吸收與轉運之后，一部分被轉運到肝臟中，在其側鏈C-25位上經(jīng)25羥化酶羥化形成25-羥膽鈣化醇。25羥化酶主要受維生素D在肝臟的濃度調節(jié)，也就是說，肝臟中維生素D過高，25羥化酶就會受到抑制；反之則其活性提高。但25羥化酶并幾乎不被25-羥膽鈣化醇抑制，所以肝臟中存在由于25-羥膽鈣化醇濃度過高的可能，而25-羥膽鈣化醇也正是維生素D過量中毒的主要代謝物。25-羥膽鈣化醇不儲存在細胞內，它在肝臟中被合成后會被釋放到血漿當中與DBP（一種蛋白質，下面會談到）結合。血漿中25-羥膽鈣化醇濃度正常時，僅有少量的25-羥膽鈣化醇從血漿持中釋放進入組織。因此25-羥膽鈣化醇的循環(huán)水平是良好的維生素D營養(yǎng)狀況的是指標。

2.       1,25-二羥膽鈣化醇

1,25-二羥膽鈣化醇是人體中維生素D的活性形式。在腎臟中，25-羥膽鈣化醇進一步在1-羥化酶作用下，在A環(huán)C-1位置羥化成1,25-二羥膽鈣化醇。

腎臟1-羥化酶的活性主要是受到1,25-二羥膽鈣化醇（負相關）、甲狀旁腺素（正相關）、降鈣素（負相關）和幾個其他的激素以及Ca²⁺和磷的循環(huán)水平（負相關）嚴格控制的。1-羥化酶受1,25-二羥膽鈣化醇反饋抑制，也就是說當1,25-二羥膽鈣化醇的循環(huán)水平降低，腎臟1,25-二羥膽鈣化醇的產生就高，反之則降低。另外。，1-羥化酶唄鍶抑制，被催乳素、低鈣血癥和低磷血癥刺激，雌激素也參與了1-羥化酶的調節(jié)。

和其他的脂溶性維生素不同，維生素D不是只儲存于肝臟中，而是在各種組織都有分布，并以脂肪組織中為最多。特別是在脂肪組織中有較高的濃度，并以類脂的形式存在，代謝較慢。在組織中大約一半是以維生素D的形式存在，其余大部分以25-羥膽鈣化醇存在，大約為總量的20%。在血漿中25-羥膽鈣化醇占絕對優(yōu)勢，25-羥膽鈣化醇也存在于其他組織中，如腎、肝、肺、主動脈和心臟。因此認為在不同的組織維生素D以不同的形式分布并與組織的類脂含量和組織的維生素D結合蛋白有關。

在維生素D的活性系統(tǒng)中，1,25-二羥膽鈣化醇比維生素D₃的效應高10倍，比25-羥膽鈣化醇高2倍。由于1,25-二羥膽鈣化醇是人體中維生素D的活性形式，而它的生成依賴于肝臟（第一次羥化）與腎臟（第二次羥化），所以肝臟和腎臟的功能障礙會導致活性維生素D的缺乏癥。

研究已證實1,25-二羥膽鈣化醇和靶組織（骨骼，腎和腸道）的核受體結合發(fā)揮它特有的作用。這些受體也存在于其它的組織如胎盤、甲狀旁腺、胰島、胃內分泌細胞和腦的一些細胞上，提示了維生素D染色體功能的作用范圍。包括維持鈣平衡以及免疫、內分泌、生殖、皮膚和腫瘤密切有關的細胞。

表一：已知的維生素D核受體的分布

資料來源：中國營養(yǎng)科學全書，葛可佑，P185

（二）   維生素D的吸收和代謝

人體維生素D有兩個來源：內源性與外源性。外源性維生素D是通過食物來源獲取的，最快的吸收似乎在小腸的近端，也就是十二指腸和空場，但由于食物通過小腸遠端的時間較長，維生素D的最大吸收量可能在回腸，通過膠體-依賴被動吸收。大部分的維生素D（約90%的吸收總量）與乳糜微粒結合進入淋巴系統(tǒng)，其余與α-球蛋白結合，轉送至肝臟。乳糜微?？芍苯踊蛟谌槊游⒘＝到膺^程中與血漿中的蛋白質結合，這種蛋白質被稱為維生素D結合蛋白質（vitamin D-binding protein 即DBP）。它是一種α-球蛋白，偶爾有一些β-球蛋白。沒有結合的血漿維生素D隨乳糜微粒進入肝臟，在肝臟中羥化為25-羥膽鈣化醇，之后維生素D與25-羥膽鈣化醇再與蛋白質結合進入血漿。一部分25-羥膽鈣化醇在血漿中與DBP結合轉運至腎臟，在腎臟經(jīng)過羥化之后生成1,25-二羥膽鈣化醇，然后25-羥膽鈣化醇與1,25-二羥膽鈣化醇再進入血循環(huán)，在組織器官中發(fā)揮生理作用。

進入血漿的維生素D及其代謝物以與BDP結合的形式在血漿中運轉，DBP可結合維生素D和它的羥化代謝物（包括25-羥膽鈣化醇、1,25-二羥膽鈣化醇等），但明顯地與25-羥膽鈣化醇的親和力比其他形式的為大，并且非常穩(wěn)定，不受性別、年齡或維生素D狀況的影響。DBP由肝臟合成，在肝臟疾病的病人中合成下降，此外在雌激素治療或妊娠時合成增加。

在正常維生素D狀況的個體中，只有5%的DBP與維生素D和它的代謝物結合，由于對25-羥膽鈣化醇的親和力非常高，因此25-羥膽鈣化醇大都存在于血漿中，而在其他組織中很少。同樣DBP的水平與血漿1,25-二羥膽鈣化醇濃度相關，蛋白質結合增加，使血清1,25-二羥膽鈣化醇的水平增加，并使游離的1,25-二羥膽鈣化醇維持非常低的循環(huán)濃度。

內源性維生素D是人體皮膚在陽光或紫外線照射下合成的。皮膚中的維生素D3可與DBP結合，這似乎說明了內源性維生素D3的作用大于口服給予。原因是前者是以DBP直接進入循環(huán)而后者是以DBP復合物和乳糜微粒進入，這也提示口服維生素D在肝中停留時間較長因此更快的分解到排泄形式。這支持了一種假設，口服高劑量的維生素D可引起非常高的25-羥膽鈣化醇的水平（＞400mg/ml）易引起中毒，而加強紫外線照射很少引起25-羥膽鈣化醇的血漿濃度增高，并從為有報道由于增加紫外線照射引起高維生素D血癥。

維生素D的分解代謝主要在肝臟，轉化為極性較強的代謝產物，如葡糖苷酸。之后隨膽汁被排入小腸，由糞便排出（從尿中排出2%~4%）。

（三）   生理功能

維生素D的最主要功能是提高血漿鈣和磷的水平到超飽和的程度，以適應骨骼礦物化的作用，主要通過以下三個機制：促進腸道對鈣、磷的吸收；對骨骼鈣的動員；促進腎臟重新吸收鈣、磷。

維生素D在肝、腎內轉化為活性形式并與DBP結合后，即被運輸至十二指腸，進入腸黏膜上皮細胞的飽和，在該處誘發(fā)核糖核酸的形成，而有利于一些特異性的蛋白質的合成，如鈣結合蛋白。這種蛋白質能把鈣主動轉運至血循環(huán)，再經(jīng)骨和腎臟，與甲狀旁腺素共同作用，維持血鈣水平。當血鈣水平低下時，甲狀旁腺激素分泌增加，刺激酶使25-羥膽鈣化醇在腎臟轉變?yōu)?/span>1,25-二羥膽鈣化醇，在小腸促進鈣結合蛋白合成，從而增加鈣的吸收，并將部分鈣從骨中動員出來，使血鈣上升；當血鈣過高時，促使甲狀旁腺分泌降鈣素，使1,25-二羥膽鈣化醇代謝為24, 25-二羥膽鈣化醇（一種維生素D的非活性代謝物），從而阻止鈣從骨中動員，同時增加鈣磷從尿中排出，維持血鈣水平和肌體鈣磷的平衡。

同樣在磷低水平時，刺激1,25-二羥膽鈣化醇的產生，高水平是刺激24,25-二羥膽鈣化醇的產生。其次，腎臟中的維生素D₃（主要為1,25-二羥膽鈣化醇形式）對腎臟也有直接作用。能促進腎小管對磷的重吸收，以減少磷的損失。

此外，1,25-二羥膽鈣化醇還能在甲狀旁腺激素協(xié)同作用下，刺激破骨細胞的形成并增加其活性，促進溶骨作用，從而維持骨骼和牙齒的正常生長與無機化過程；對防止氨基酸通過腎臟時的丟失也起著重要的作用。

近年來發(fā)現(xiàn)，維生素D還具有調節(jié)細胞增殖和分化的重要作用，與免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的功能有密切關系，還與肌肉、軟骨、皮膚細胞的正常功能有關。目前證實，維生素D參與超過1000個基因的活化，對預防多種癌癥、免疫系統(tǒng)功能障礙、多發(fā)性硬化癥、抑郁癥等多方面的疾病有幫助。

（四）   需要量與參考攝入量

由于維生素D既可由膳食提供，又可經(jīng)暴露在日光之下的皮膚合成，而皮膚合成量的多少又受到緯度、暴露面積、陽光照射時間、紫外線強度、皮膚顏色等影響，因此維生素D的需要量很難確切估計。

嬰幼兒由于生長發(fā)育的迅速，需要相對大量的維生素D，是維生素D缺乏的高危人群。雖然嬰兒從母體獲得并儲存了一定量的維生素D，但法國對新生兒的調查，發(fā)現(xiàn)有64%的嬰兒1,25-羥膽鈣化醇值已成為正常的低限，加上母乳中維生素D的含量較低，因此在缺乏陽光照射的母乳喂養(yǎng)兒很容易得佝僂病。在兒童和青少年，他們戶外活動的時間較長，容易得到充足的紫外線照射來合成維生素D，一般每周有2~3次戶外活動就能提供他們維生素D的需要，尤其是夏季和秋季合成過量的維生素D可儲存在脂肪中，也有利于維持冬天的生長需要。老年人皮膚合成維生素D的速率及靶組織的反應都下降，加上皮膚暴露在陽光下的時間減少，老年人維生素D缺乏增多，引起骨質疏松，髖骨骨折發(fā)生率增加。孕婦補充適量的維生素D對滿足新生兒的生長速度很重要，也能改善孕后期血鈣的降低和妊娠并發(fā)癥。哺乳期間母體維生素D沒有過多的消耗，給哺乳母親補充鈣或維生素D不會增加母乳中鈣和維生素D的量，因此對乳母不需要額外補充維生素D。

2000年中國營養(yǎng)學會置頂?shù)闹袊用裆攀尘S生素推薦攝入量見表二：

表二：中國居民膳食維生素D推薦攝入量（RNI） 單位：μg/d（1μg=40IU）

資料來源：中國營養(yǎng)科學全書，葛可佑，P187

（五）   缺乏癥與過量危害

維生素D缺乏在嬰幼兒可引起佝僂病，以鈣、磷代謝障礙和骨樣組織鈣化障礙為特征，嚴重者出現(xiàn)骨骼畸形，如方頭、雞胸、漏斗胸，“O”型腿和“X”型腿等。在成人維生素D缺乏使成熟骨礦化不全，表現(xiàn)為骨質軟化癥。特別是妊娠和哺乳婦女及老年人容易發(fā)生，常見癥狀是骨痛，肌無力，活動時加劇，嚴重時骨骼脫鈣引起骨質疏松，發(fā)生自發(fā)性或多發(fā)性骨折。另外，維生素D的不足同時引起人體的免疫力低下，罹患感染性疾病的風險增加，如感冒、上呼吸道感染等。維生素D缺乏時多種癌癥的風險也隨之提高。

通過膳食來源的維生素D一般認為不會引起中毒，但攝入過量維生素D補充劑和強化維生素D的奶制品有發(fā)生維生素D過量和中毒的可能。準確的中毒劑量還不清楚。一些學者認為長期每日攝入25μg維生素D可引起中毒，這其中可能包含一些對維生素D較為敏感的人，但長期每天攝入125μg維生素D則肯定會中毒。目前普遍接受維生素D的每日攝入量不宜超過25μg。中國營養(yǎng)學會2000年制定的“中國居民膳食營養(yǎng)參考攝入量”建議我國的兒童和成人的可耐受最高攝入量為20μg/d。

當維生素D的攝入增加，循環(huán)中25-羥膽鈣化醇的量增高，它是引起維生素D中毒的主要代謝物。在25-羥膽鈣化醇高水平時，可和細胞內1,25-二羥膽鈣化醇的受體競爭，而減少了后者的正常形成。維生素D中毒時增加鈣的腸道吸收和骨鈣的吸收引起高血鈣癥，使鈣平衡失調，骨鈣的動員也導致血清鋅濃度的增加。維生素D中毒時可出現(xiàn)厭食、嘔吐、頭痛、嗜睡、腹瀉、多尿、關節(jié)疼痛和彌漫性骨質脫礦化。隨著血鈣和磷水平長期升高，最終導致鈣、磷在軟組織的沉積，特別是心臟和腎臟，其次為血管、呼吸系統(tǒng)和其他組織，引起功能障礙。

（六）   營養(yǎng)狀況評價

正常血漿維生素D的濃度是1~2mg/ml，由于維生素D半衰期僅接近24小時，且血清維生素D的濃度僅依賴與最近吸收的維生素D和最后一次的陽光接觸，因此在臨床上幾乎沒有實用價值。25-羥膽鈣化醇是血漿中的主要存在形式，測定血漿25-羥膽鈣化醇的濃度是對個體維生素D營養(yǎng)狀況最有價值的指標。它的半衰期近似3周，在血中的濃度穩(wěn)定，是幾周甚至幾個月來自膳食和通過紫外線照射產生的總和。通常報道的正常范圍是20~150nmol/L（8~60ng/ml），低于25nmol/L（100ng/ml）為維生素D缺乏的指標。雖然大多數(shù)實驗室測定的25-羥膽鈣化醇正常范圍為150nmol/L（60ng/ml），但在整個夏季暴露在陽光中時，血清濃度可達到250nmol/L（100ng/ml），這個濃度是正常的。維生素D中毒時，25-羥膽鈣化醇的濃度可在375nmol/L（150ng/ml）以上，并伴有高鈣血癥和高磷血癥。血清25-羥膽鈣化醇的測定在臨床上用于腸道吸收不良綜合征、嚴重的肝功能衰竭和腎臟綜合征的維生素D缺乏病人。這也是嬰幼兒和老年人維生素D缺乏的主要評價指標。

1,25-二羥膽鈣化醇的半衰期估計為4~6小時，正常的血清濃度范圍在38~144pmol/L（16~60pg/ml）。由于25-羥膽鈣化醇的濃度比1,25-二羥膽鈣化醇的濃度高三個等級，即使25-羥膽鈣化醇處于低水平，也能提供足夠的1,25-二羥膽鈣化醇的形成基礎。因此維生素D缺乏的病人有足夠的25-羥膽鈣化醇作為腎25-羥膽鈣化醇-1羥化酶的基質。當病人維生素D儲存降低或正在發(fā)展成維生素D缺乏時，1,25-二羥膽鈣化醇的血循環(huán)濃度可以是低的、正常的，甚至是高的。當維生素D缺乏的病人暴露在陽光中或在膳食中得到維生素D時，維生素D可迅速代謝為25-羥膽鈣化醇和1, 25-二羥膽鈣化醇，結果1, 25-二羥膽鈣化醇的血循環(huán)水平可以上升達到正常水平的2倍，達半個月之久。因此血清1, 25-二羥膽鈣化醇的濃度對評價維生素D缺乏幾乎沒有價值。在絕對的維生素D缺乏的情況下，循環(huán)中可測不出1,25-二羥膽鈣化醇。1,25-二羥膽鈣化醇的測定對遺傳和25-羥膽鈣化醇代謝紊亂的病人有很大價值。當有慢性腎功能衰竭、高磷血癥、甲狀旁腺功能減退、假甲狀腺功能減退、腫瘤引起的骨軟化癥和高鈣血癥，或維生素D以來的佝僂病I型（先天的25-羥膽鈣化醇到1, 25-二羥膽鈣化醇的轉換減少）時，1, 25-二羥膽鈣化醇的循環(huán)水平降低。血清1, 25-二羥膽鈣化醇的濃度在一些病人可高于正常，如原發(fā)性甲狀旁腺功能亢進，維生素D依賴性佝僂病II型（靶細胞受體對1, 25-二羥膽鈣化醇的識別缺陷），慢性肉芽腫如結節(jié)病、結核和矽肺。

維生素D的營養(yǎng)狀況可單獨用血清25-羥膽鈣化醇的水平測試來評價，也可用聯(lián)合的測試進行，包括a.血清樣本；b.放射性25-羥化[3H]維生素D測定；c.維生素D結合蛋白測定；d.維生素D的功能性試驗包括佝僂病和骨軟化癥的診斷等。

（七）   維生素D的來源

維生素D有兩個來源，一為外源性，依靠食物來源；另一為內源性，通過陽光（紫外線）照射下人體皮膚產生。

1.           食物來源。 維生素D無論是骨化醇（維生素D2）或膽鈣化醇（維生素D3）在自然界的存在并不豐富。植物性食物如蘑菇、蕈類含有維生素D2。動物性食品中則含有維生素D3，以魚肝油和魚油含量最豐富，其次在雞蛋、小牛肉、黃油和咸水魚如鯡魚、鮭魚和沙丁魚中含量相對較高，牛乳和人乳中的維生素D量較低（人乳為22IU/L），蔬菜、谷物和水果幾乎不含維生素D。由于食物中的維生素D來源不足，許多國家均在常用的食物中進行維生素D2或維生素D3的強化，如焙烤食品、奶和奶制品和嬰兒食品等來預防佝僂病和骨軟化癥。富含維生素D的食物見表三：

表三：富含維生素D的食物

資料來源：中國營養(yǎng)科學全書，葛可佑，P188

2.           內源性來源。人體的表皮和真皮內含有7-脫氧膽固醇，經(jīng)陽光或紫外線照射后形成前維生素D3，約再需3天時間完全轉化為維生素D₃。產生量的多少與年齡、季節(jié)、緯度、紫外線強度、暴露皮膚的面積和時間長短有關。有報道健康個體全身在陽光中曬到最輕的皮膚發(fā)紅，在循環(huán)中維生素D的濃度可和攝入250~625μg的維生素D相等。兒童和年輕人每周2~3次的短期戶外活動，這種非正規(guī)的接觸陽光就能滿足維生素D的需要。老年人皮膚產生維生素D的能力下降，他們穿的衣服較多和常用陽光屏蔽使維生素D3的產生減少，加上老年人易有乳糖不耐受，奶制品攝入少，維生素D的來源只依賴于含維生素D的多種維生素片。有報道在冬末時月80%的老人處于維生素D缺乏邊緣。因此尤其對老年人應鼓勵在春夏秋三季的早晨或下午多接觸陽光，使維生素D滿足身體需要。按照我國嬰兒衣著習慣，僅暴露面部和前手臂，每天戶外活動2小時即可維持血中25-羥膽鈣化醇在正常范圍內，可預防佝僂病的發(fā)生。