维生素D缺乏的危害
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作者: 刘梦婕
【摘要】 维生素D是人体不可缺少的营养素之一,是构成生长发育,维持生命活动所必须的物质,如果缺乏维生素D将会对人有重大的危害,长期以来主要是认为会引起骨骼系统的异常,但近年来研究的结果,表明对其他组织也有重大影响,还能增加一些疾病乳腺癌、糖尿病、血脂代谢、心血管疾病发生的危险。
【关键词】 维生素D;乳腺癌;糖尿病;肥胖;心血管疾病
维生素D是具有胆钙化醇生物活性的一类化合物,能促骨骼、软骨和牙齿的钙化,同时与甲状旁腺素共同调节血钙,以维持血钙在正常的范围,此外维生素D还有免疫功能,能增加机体的抵抗力。如果缺乏维生素D,将会引起骨骼的异常,在儿童身上表现为佝偻病,在成人身上表现为骨质疏松。最近有新的发现,维生素D缺乏与乳腺癌、糖尿病、肥胖和心血管疾病的发生有关,引人关注。
1 活性维生素D(1,25 dihydroxyvitamin D3;1,25(OH)2 D3)的介绍
维生素D本身没有作用,只有当转化为活性形式才能发挥作用。食物中的维生素D通过肠道被吸收,生成维生素D3,后者通过血浆中的蛋白结合形成维生素D 结合蛋白(VBP)被运送至肝脏,在肝细胞内被25-羟化酶作用后形成25-羟基维生素D3(25OH-D3),后者与α球蛋白结合并转移至肾脏后被1-羟化酶(1-OHase)在α位上再次羟基化,形成具有生物活性的1,25-二羟维生素D3(1,25(OH)2 D3)即骨化三醇,又称为活性维生素D 或激素型维生素D,是一种生物活性的类固醇激素。其作用于小肠黏膜,肾及肾小管,促进钙和磷的吸收,有利于新骨的生成和钙化。
2 维生素D与乳腺癌
1,25-二羟维生素D3的生物学活性主要由细胞内VDR(维生素D受体)介导,VDR首先和9-cis-维甲酸的受体(RXR)结合,然后激活维生素D反应因子(VDRE),在此状态下结合配体Calcitriol后,激活或抑制RNA多聚酶转录RNA,进而在乳腺癌的发生过程中参与细胞周期的调节,影响细胞形态[1]。1,25-二羟维生素D3能诱导细胞周期依赖性激酶的抑制蛋白升高,这些抑制蛋白能抑制细胞周期蛋白-细胞周期依赖性激酶复合物的激活,从而使细胞周期阻滞于G0 /G1 期[2],抑制了肿瘤细胞的增殖。此外1,25-二羟维生素D3能使肿瘤细胞表面的抗细胞凋亡蛋白下调[3],即诱导肿瘤细胞的凋亡,杀死肿瘤细胞。有研究显示乳腺癌外周血中1,25-二羟维生素D3的含量低于乳腺良性疾病组和健康志愿者组[4],说明维生素D与肿瘤的发生有密切的关系。同时,护士健康研究队列数据表明,饮食中摄入较多维生素D或是增加总的维生素D的吸收,会明显的降低绝经前女性患乳腺癌的风险[5]。因此可以认为如果缺乏维生素D,使得血清中1,25-二羟维生素D3的含量低将会增加肿瘤发生的危险。
3 维生素D与2型糖尿病(T2DM)
大样本临床研究表明,血清维生素D水平与2型糖尿病的发病呈负相关。与血维生素D水平低的人群相比,血维生素D水平高的人群患2型糖尿病的风险降低,相对危险比为0.06,差异显著[6]。2型糖尿病的中心环节是胰岛素分泌不足和胰岛素抵抗[7],分别从这两方面给予介绍和维生素D的关系。
3.1 维生素D与胰岛B细胞 胰岛素分泌是一个钙依赖的过程,所以钙内流的改变会影响到B细胞的分泌功能,这也会影响到正常的胰岛素分泌,活化的维生素D激活B细胞上的L 型钙离子通道,促使胰岛素的释放和胰岛素受体底物的酪氨酸磷酸化,启动胰岛素信号转导[8]。如果缺乏维生素D 则钙离子通道关闭,或者其胰岛素受体底物磷酸化受阻,从而影响到胰岛素转导信号,直接减少胰岛素的合成和分泌[9]。此外,对T2DM模型ob /ob大鼠研究证实,维生素D缺乏时胰岛素的分泌被抑制,补充维生素D以后,胰岛素水平增加,血糖水平下降[10]。说明维生素D缺乏损坏了胰岛分泌胰岛素的功能。
3.2 维生素D与胰岛素抵抗
胰岛素抵抗(IR)是机体对一定量的胰岛素的生物学反应低于预计正常水平的一种现象。IR时胰岛素对其靶细胞的生理效应降低,胰岛素介导的骨骼肌和脂肪组织对葡萄糖的摄取,利用或存储的效力减弱,同时肝脏输出的葡萄糖增多,导致B细胞分泌更多的胰岛素维持代谢,当病情发展到不能使血糖恢复正常时,就引起高血糖。Lee等[11]证实,维生素D可以直接抑制过氧化物酶体增殖物活化受体γ 的表达,并抑制3T3-L1 前脂肪细胞向脂肪细胞分化, 从而发挥其抗脂肪形成作用,减少外周组织的胰岛素抵抗。从而降低2型糖尿病的发生的危险。此外在胰岛素敏感的组织中,钙是胰岛素介导的细胞内反应的介质,在主要的胰岛素靶组织中如果维生素D缺乏使得钙离子浓度降低,而钙离子浓度减少可能会通过受损胰岛素信号传导降低葡萄糖转运体-4的作用,从而导致外周的胰岛素抵抗[12],增加糖尿病发生的危险。上述提示如果维生素D缺乏,会使得会导致外周组织中胰岛素抵抗,引起血糖升高。
4 维生素D与血脂代谢
维生素D 在血脂代谢中起重要的作用,当维生素D缺乏时,维生素D结合蛋白可以识别并且结合血液中的脂肪酸,这就使得组织细胞内的脂肪酸浓度增高,脂肪酸可以导致和加重代谢综合征,而代谢综合征导致胰岛素抵抗、胰岛素B 细胞功能减退,从而进一步升高血糖[9]。John等[13]对170名孟加拉人的研究发现,血维生素D浓度与血浆载脂蛋白A-I呈正相关,低维生素D血症患者其血浆载脂蛋白A-I明显降低。而血浆载脂蛋白A-I是转运清除外周组织中胆固醇的重要载脂蛋白,说明维生素D缺乏会使得循环中胆固醇水平增高。此外有研究显示,孕期25-OH维生素D的含量下降会导致孕妇肥胖[14]。上述研究显示维生素D的缺乏对血脂代谢有一定的影响,尤其是会引起胆固醇的升高。
5 维生素D对心血管系统的影响
研究显示,维生素D水平与中老年妇女高血压的发病呈负相关[15]。维生素D缺乏引起高血压的原因可能是,维生素D与血浆肾素活性呈负相关[16],维生素D抑制肾素的释放,从而抑制肾素的活性,即当维生素D缺乏时导会使血浆中肾素的水平升高,而肾素是引起血压升高的原因之一。此外,Forman等最近前瞻性的研究了血浆1,25-二羟维生素D3与事件性高血压危险之间的关联,结果显示1,25-二羟维生素D3与事件性高血压危险负相关。另有Chonchol[17]等学者研究发现伴有轻微肾功能不全的2型糖尿病患者,其心血管疾病的发病率与其血维生素D水平呈负相关,低维生素D血症是该人群心血管疾病发病的独立危险因子。血管内皮细胞和血管平滑肌细胞都表达高亲和力的VDR,在血管平滑肌细胞,维生素D可增加Ca-ATPase表达,升高胞浆游离钙,诱导收缩蛋白表达,促进平滑肌细胞产生前列环素,后者可以直接或间接影响血管的张力[16]。上述显示维生素D缺乏会导致血压升高,影响血管张力,从而对心血管系统有潜在的作用。
综上所述,维生素D缺乏将会引起严重的后果,不单单是众所周知的对骨骼系统的不良影响,还会增加乳腺癌的发病率,糖尿病发病率,同时也会加重病情,会影响血脂的代谢,对心血管也有一定程度的损害,特别是有明显升血压的影响。目前维生素D对人体的作用还在不断研究中,可能以后会发现更多的维生素D缺乏引起的危害,以便我们对维生素D新作用有更好的认识。
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