vitamina D (Calcitriol)

La vitamina D bioactiva o calcitriol es una hormona esteroide que ha sido conocida durante mucho tiempo por su importante papel en la regulación de los niveles corporales de calcio y fósforo, y en la mineralización de los huesos. Más recientemente, ha quedado claro que los receptores de vitamina D están presentes en una amplia variedad de células, y que esta hormona tiene efectos biológicos que se extienden mucho más allá del control del metabolismo mineral.,

estructura y síntesis

el término vitamina D es, desafortunadamente, un término impreciso que se refiere a uno o más miembros de un grupo de moléculas de esteroides. La vitamina D3, también conocida como colecalciferol, se genera en la piel de los animales cuando la energía de la luz es absorbida por una molécula precursora, el 7-dehidrocolesterol. Por lo tanto, la vitamina D no es una verdadera vitamina, porque las personas con una exposición adecuada a la luz solar no requieren suplementos dietéticos. También hay fuentes dietéticas de vitamina D, como la yema de huevo, el aceite de pescado y varias plantas., La forma vegetal de la vitamina D se llama vitamina D2 o ergosterol. Sin embargo, las dietas naturales normalmente no contienen cantidades adecuadas de vitamina D, y la exposición a la luz solar o el consumo de alimentos suplementados con vitamina D son necesarios para prevenir las deficiencias.

La vitamina D, como D3 o D2, no tiene actividad biológica significativa. Más bien, debe ser metabolizado dentro del cuerpo a la forma hormonalmente activa conocida como 1,25-dihidroxicolecalciferol., Esta transformación ocurre en dos pasos, como se muestra en el diagrama de la derecha:

1. dentro del hígado, colecalciferal es hidroxilado a 25-hidroxicolecalciferol por la enzima 25-hidroxilasa.
2. dentro del riñón, el 25-hidroxicolecalciferol sirve como sustrato para la 1-alfa-hidroxilasa, produciendo 1,25-dihidroxicolecalciferol, la forma biológicamente activa.

cada una de las formas de vitamina D es hidrofóbica, y se transporta en la sangre unida a proteínas transportadoras. El portador principal se llama, apropiadamente, proteína de unión a la vitamina D., La vida media del 25-hidroxicolecalciferol es de varias semanas, mientras que la del 1,25-dihidroxicolecalciferol es de solo unas pocas horas.

Control de la síntesis de vitamina D

la síntesis hepática de 25-hidroxicolecalciferol solo está ligeramente regulada, y los niveles en sangre de esta molécula reflejan en gran medida la cantidad de cantidad de vitamina D producida en la piel o ingerida. En contraste, la actividad de la 1-alfa-hidroxilasa en el riñón está estrechamente regulada y sirve como el principal punto de control en la producción de la hormona activa., El principal inductor de la 1-alfa-hidroxilasa es la hormona paratiroidea; también es inducida por bajos niveles sanguíneos de fosfato.

Existen interesantes diferencias entre especies en la capacidad de sintetizar vitamina D a través de la vía mediada por la luz solar descrita anteriormente. La piel de los seres humanos, caballos, cerdos, ratas, ganado y ovejas contienen cantidades adecuadas de 7-dehidrocolesterol que puede convertirse efectivamente en colecalciferol., Por el contrario, la piel de los perros y gatos presenta cantidades significativamente más bajas de 7-dehidrocolesterol que otras especies, y su conversión fotoquímica a colecalciferol es bastante ineficiente; por lo tanto, los perros y gatos parecen depender más de la ingesta dietética de vitamina D que otros animales.

el Receptor de la vitamina D y el mecanismo de acción

la forma activa de la vitamina D se une a los receptores intracelulares que luego funcionan como factores de transcripción para modular la expresión génica., Al igual que los receptores de otras hormonas esteroides y hormonas tiroideas, el receptor de vitamina D tiene dominios de unión a hormonas y de unión al ADN. El receptor de vitamina D forma un complejo con otro receptor intracelular, el receptor retinoide-X, y ese heterodímero es lo que se une al ADN. En la mayoría de los casos estudiados, el efecto es activar la transcripción, pero también se conocen situaciones en las que la vitamina D suprime la transcripción.

el receptor de vitamina D se une a varias formas de colecalciferol., Su afinidad por el 1,25-dihidroxicolecalciferol es aproximadamente 1000 veces mayor que para el 25-hidroxicolecalciferol, lo que explica sus potencias biológicas relativas.

efectos fisiológicos de la vitamina D

La vitamina D es bien conocida como una hormona involucrada en el metabolismo mineral y el crecimiento óseo. Su efecto más dramático es facilitar la absorción intestinal de calcio, aunque también estimula la absorción de iones de fosfato y magnesio. En ausencia de vitamina D, el calcio dietético no se absorbe de manera eficiente., La vitamina D estimula la expresión de una serie de proteínas involucradas en el transporte de calcio desde la luz del intestino, a través de las células epiteliales y en la sangre. El mejor estudiado de estos transportadores de calcio es la calbindina, una proteína intracelular que transporta el calcio a través de la célula epitelial intestinal.

Se han demostrado numerosos efectos de la vitamina D en los huesos. Como regulador transcripcional de las proteínas de la matriz ósea, induce la expresión de osteocalcina y suprime la síntesis de colágeno tipo I. En cultivos celulares, la vitamina D estimula la diferenciación de los osteoclastos., Sin embargo, los estudios de seres humanos y animales con deficiencia de vitamina D o mutaciones en el receptor de vitamina D sugieren que estos efectos tal vez no son de gran importancia fisiológica, y que el efecto crítico de la vitamina D en el hueso es proporcionar el equilibrio adecuado de calcio y fósforo para apoyar la mineralización.

resulta que los receptores de vitamina D están presentes en la mayoría, si no en todas las células del cuerpo. Además, los experimentos con células cultivadas han demostrado que la vitamina D tiene efectos potentes sobre el crecimiento y la diferenciación de muchos tipos de células., Estos hallazgos sugieren que la vitamina D tiene efectos fisiológicos mucho más amplios que un papel en la homeostasis mineral y la función ósea. Por ejemplo, muchas células inmunitarias no solo expresan receptores de vitamina D, sino que son capaces de sintetizar vitamina D activa, y la deficiencia de vitamina D se ha asociado con una mayor incidencia de enfermedades autoinmunes y susceptibilidad a la enfermedad.

estados de enfermedad

deficiencia de vitamina D: las manifestaciones clásicas de la deficiencia de vitamina D es el raquitismo, que se observa en niños y da lugar a deformaciones óseas, incluidos los huesos largos arqueados., La deficiencia en adultos conduce a la enfermedad osteomalacia. Tanto el raquitismo como la osteomalacia reflejan una mineralización deteriorada de la matriz ósea recién sintetizada, y generalmente resultan de una combinación de exposición inadecuada a la luz solar y disminución de la ingesta dietética de vitamina D.,

La deficiencia o insuficiencia de vitamina D ocurre en varias otras situaciones, que usted podría predecir en base a la vía sintética descrita anteriormente:

defectos genéticos en el receptor de vitamina D: se han identificado varias mutaciones diferentes en los seres humanos que conducen a la resistencia hereditaria a la vitamina D. enfermedad hepática o renal grave: esto puede interferir con la generación de la forma biológicamente activa de la vitamina D., exposición insuficiente a la luz solar: las personas mayores que permanecen dentro y tienen dietas pobres a menudo tienen al menos deficiencia subclínica. Irónicamente, parece que la hipovitaminosis D es muy común en algunos de los países más soleados del mundo; la causa de este problema es el dictado cultural de que las mujeres deben estar muy veladas cuando están afuera en público.

Los Protectores solares, especialmente aquellos con calificaciones de SPF superiores a 8, bloquean efectivamente la síntesis de vitamina D en la piel., Sin embargo, las personas que usan estos protectores solares viven religiosamente en países industriales donde muchos alimentos se suplementan con vitamina D, y la deficiencia de vitamina D se evita mediante la ingesta dietética.

toxicidad de la vitamina D: la exposición excesiva a la luz solar no conduce a la sobreproducción de vitamina D. La toxicidad de la vitamina D es inevitablemente el resultado de una sobredosis de suplementos de vitamina D. Ciertamente, los suplementos de vitamina D son un tratamiento valioso para las personas con deficiencias., Sin embargo, la ingestión de cantidades excesivas (miligramos) de vitamina D durante períodos de semanas de meses puede ser severamente tóxica para los seres humanos y los animales debido principalmente a la hipercalcemia. De hecho, los cebos que contienen grandes cantidades de vitamina D se utilizan muy eficazmente como rodenticidas.

suplementos de vitamina D para prevenir el cáncer y las enfermedades cardiovasculares: ha habido un interés considerable en el potencial de los suplementos de vitamina D para suprimir el desarrollo del cáncer o prevenir las enfermedades cardiovasculares., La mayor parte de este entusiasmo se basa en estudios con animales de laboratorio, pero los ensayos en humanos no han logrado apoyar los efectos beneficiosos de la suplementación con vitamina D en la prevención de tales enfermedades.

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Advanced and Supplemental Topics

• endocrino Control of Calcium Homeostasis