La vitamina D (Calcitriolo)

La vitamina D bioattiva o calcitriolo è un ormone steroideo che è noto da tempo per il suo ruolo importante nella regolazione dei livelli corporei di calcio e fosforo e nella mineralizzazione dell’osso. Più recentemente, è diventato chiaro che i recettori per la vitamina D sono presenti in un’ampia varietà di cellule e che questo ormone ha effetti biologici che si estendono ben oltre il controllo del metabolismo minerale.,

Struttura e sintesi

Il termine vitamina D è, purtroppo, un termine impreciso che si riferisce a uno o più membri di un gruppo di molecole di steroidi. La vitamina D3, nota anche come colecalciferolo, viene generata nella pelle degli animali quando l’energia luminosa viene assorbita da una molecola precursore 7-deidrocolesterolo. La vitamina D non è quindi una vera vitamina, perché gli individui con un’adeguata esposizione alla luce solare non richiedono integratori alimentari. Ci sono anche fonti dietetiche di vitamina D, tra cui tuorlo d’uovo, olio di pesce e un certo numero di piante., La forma vegetale di vitamina D è chiamata vitamina D2 o ergosterolo. Tuttavia, le diete naturali in genere non contengono quantità adeguate di vitamina D e l’esposizione alla luce solare o il consumo di alimenti appositamente integrati con vitamina D sono necessari per prevenire le carenze.

La vitamina D, come D3 o D2, non ha un’attività biologica significativa. Piuttosto, deve essere metabolizzato all’interno del corpo nella forma ormonalmente attiva nota come 1,25-diidrossicolecalciferolo., Questa trasformazione avviene in due fasi, come illustrato nel diagramma a destra:

1. All’interno del fegato, il colecalcifero viene idrossilato a 25-idrossicolecalciferolo dall’enzima 25-idrossilasi.
2. All’interno del rene, 25-idrossicolecalciferolo funge da substrato per 1-alfa-idrossilasi, producendo 1,25-diidrossicolecalciferolo, la forma biologicamente attiva.

Ciascuna delle forme di vitamina D è idrofobica e viene trasportata nel sangue legata alle proteine trasportatrici. Il principale vettore è chiamato, appropriatamente, proteina legante la vitamina D., La metà della vita di 25-idrossicolecalciferolo è di diverse settimane, mentre quella di 1,25-diidrossicolecalciferolo è solo poche ore.

Controllo della sintesi della vitamina D

La sintesi epatica di 25-idrossicolecalciferolo è regolata solo vagamente e i livelli ematici di questa molecola riflettono in gran parte la quantità di quantità di vitamina D prodotta nella pelle o ingerita. Al contrario, l’attività di 1-alfa-idrossilasi nel rene è strettamente regolata e serve come il principale punto di controllo nella produzione dell’ormone attivo., Il principale induttore di 1-alfa-idrossilasi è l’ormone paratiroideo; è anche indotto da bassi livelli ematici di fosfato.

Esistono differenze di specie interessanti nella capacità di sintetizzare la vitamina D attraverso il percorso mediato dalla luce solare sopra descritto. La pelle di esseri umani, cavalli, maiali, ratti, bovini e ovini contengono quantità adeguate di 7-deidrocolesterolo che può essere efficacemente convertito in colecalciferolo., Al contrario, la pelle di cani e gatti mantiene quantità significativamente inferiori di 7-deidrocolesterolo rispetto ad altre specie e la sua conversione fotochimica in colecalciferolo è piuttosto inefficiente; cani e gatti sembrano quindi fare affidamento sull’assunzione dietetica di vitamina D più di altri animali.

Il recettore della vitamina D e il meccanismo d’azione

La forma attiva della vitamina D si lega ai recettori intracellulari che poi funzionano come fattori di trascrizione per modulare l’espressione genica., Come i recettori per altri ormoni steroidei e ormoni tiroidei,il recettore della vitamina D ha domini leganti l’ormone e il DNA. Il recettore della vitamina D forma un complesso con un altro recettore intracellulare, il recettore retinoide-X, e che l’eterodimero è ciò che si lega al DNA. Nella maggior parte dei casi studiati, l’effetto è quello di attivare la trascrizione, ma sono note anche situazioni in cui la vitamina D sopprime la trascrizione.

Il recettore della vitamina D lega diverse forme di colecalciferolo., La sua affinità per 1,25-diidrossicolecalciferolo è circa 1000 volte quella per 25-idrossicolecalciferolo, che spiega le loro potenze biologiche relative.

Effetti fisiologici della vitamina D

La vitamina D è ben nota come ormone coinvolto nel metabolismo minerale e nella crescita ossea. Il suo effetto più drammatico è quello di facilitare l’assorbimento intestinale del calcio, anche se stimola anche l’assorbimento di ioni fosfato e magnesio. In assenza di vitamina D, il calcio alimentare non viene assorbito affatto in modo efficiente., La vitamina D stimola l’espressione di un certo numero di proteine coinvolte nel trasporto del calcio dal lume intestinale, attraverso le cellule epiteliali e nel sangue. Il meglio studiato di questi trasportatori di calcio è la calbindina, una proteina intracellulare che traghetta il calcio attraverso la cellula epiteliale intestinale.

Sono stati dimostrati numerosi effetti della vitamina D sulle ossa. Come regolatore trascrizionale delle proteine della matrice ossea, induce l’espressione dell’osteocalcina e sopprime la sintesi del collagene di tipo I. Nelle colture cellulari, la vitamina D stimola la differenziazione degli osteoclasti., Tuttavia, studi su esseri umani e animali con carenza di vitamina D o mutazioni nel recettore della vitamina D suggeriscono che questi effetti non sono forse di grande importanza fisiologica e che l’effetto crutiale della vitamina D sull’osso è quello di fornire il corretto equilibrio di calcio e fosforo per sostenere la mineralizzazione.

Si scopre che i recettori della vitamina D sono presenti nella maggior parte se non in tutte le cellule del corpo. Inoltre, esperimenti con cellule coltivate hanno dimostrato che la vitamina D ha potenti effetti sulla crescita e la differenziazione di molti tipi di cellule., Questi risultati suggeriscono che la vitamina D ha effetti fisiologici molto più ampi che un ruolo nell’omeostasi minerale e nella funzione ossea. Ad esempio, molte cellule immunitarie non solo esprimono i recettori della vitamina D, ma sono in grado di sintetizzare la vitamina D attiva e la carenza di vitamina D è stata associata ad una maggiore incidenza di malattie autoimmuni e suscettibilità alle malattie.

Stati di malattia

Carenza di vitamina D: le manifestazioni classiche della carenza di vitamina D sono il rachitismo, che è visto nei bambini e si traduce in deformazioni ossee comprese le ossa lunghe incurvate., La carenza negli adulti porta alla malattia osteomalacia. Sia il rachitismo che l’osteomalacia riflettono la mineralizzazione compromessa della matrice ossea appena sintetizzata e di solito derivano da una combinazione di esposizione inadeguata alla luce solare e diminuzione dell’assunzione di vitamina D.,

La carenza o l’insufficienza di vitamina D si verifica in diverse altre situazioni, che è possibile prevedere in base al percorso sintetico descritto sopra:

Difetti genetici nel recettore della vitamina D: sono state identificate diverse mutazioni nell’uomo che portano alla resistenza ereditaria alla vitamina D. Grave malattia epatica o renale: questo può interferire con la generazione della forma biologicamente attiva di vitamina D., Esposizione insufficiente alla luce solare: le persone anziane che rimangono all’interno e hanno diete povere spesso hanno almeno una carenza subclinica. Ironia della sorte, sembra che l’ipovitaminosi D sia molto comune in alcuni dei paesi più soleggiati del mondo – la causa di questo problema è il dettato culturale che le donne siano pesantemente velate quando fuori in pubblico.

I filtri solari, specialmente quelli con valori SPF superiori a 8, bloccano efficacemente la sintesi della vitamina D nella pelle., Tuttavia, le persone che usano tali filtri solari vivono religiosamente in paesi industriali dove molti alimenti sono integrati con vitamina D, e la carenza di vitamina D viene quindi evitata dall’assunzione dietetica.

Tossicità della vitamina D: l’eccessiva esposizione alla luce solare non porta alla sovrapproduzione di vitamina D. La tossicità della vitamina D è inevitabilmente il risultato di un sovradosaggio di integratori di vitamina D. Certamente, gli integratori di vitamina D sono un trattamento prezioso per le persone con carenze., Tuttavia, l’ingestione di quantità eccessive (milligrammo) di vitamina D per periodi di settimane di mesi può essere gravemente tossica per l’uomo e gli animali a causa principalmente dell’ipercalcemia. Infatti, le esche contenenti grandi quantità di vitamina D sono utilizzate in modo molto efficace come rodenticidi.

Supplementazione di vitamina D per prevenire il cancro e le malattie cardiovascolari: C’è stato un notevole interesse per il potenziale di integratori di vitamina D per sopprimere lo sviluppo del cancro o prevenire le malattie cardiovascolari., La maggior parte di questo entusiasmo si basa su studi con animali da laboratorio, ma gli studi sull’uomo non sono riusciti a sostenere effetti benefici supplementazione di vitamina D nella prevenzione di tali malattie.

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advanced and Supplemental Topics

• endocrino Control of calcium Homeostasis