The structure principle and nutritional v alue of vitamin D

(Nanning Shanggu Zhiyang Nutrition Consulting Co. Ltd., 530001,China)

Abstract：This paper conducts the system research to the structure principle, physiological functions, deficiency symptoms, food sources of vitamin D. Pointed out that vitamin D has decisive significance for the human body to absorb calcium, and points out that the source of vitamin D are animal and plant sources as well as a source of exogenous, for understanding has important reference significance of vitamin D.

 Keywords: Vitamin D; System; Calcium

维生素D的发现是人们与佝偻症抗争的结果。早在1824年，就有人发现鱼肝可在治疗佝偻病中起重要作用。1913年，美国科学家Elmer McCollum和Marguerite Davis在鱼肝油里发现了一种物质，起名叫“维生素A”，后来，英国医生EdwardMellanby发现，喂了鱼肝油的狗不会得佝偻病，于是得出结论维生素A或者其协同因子可以预防佝偻病。1921年Elmer McCollum使用破坏掉鱼肝油中维生素A做同样的实验，结果相同，说明抗佝偻病并非维生素A所为。他将其命名为维生素D，即第四种维生素，但当时的人们还不知道，这种东西和其他维生素不同，因为只要有紫外线，人自己就可以合成(有悖于维生素的定义)。1923年，人们知道7-脱氢胆固醇经紫外线照射可以形成一种脂溶性维生素(现在知道是D3)，Alfred Fabian Hess甚至指出“阳光即是维生素”。1930Gottingen大学的A.Windaus教授首先确定了维生素D的化学结构，1932年经过紫外线照射麦角固醇而得到的维生素D2的化学特性被阐明。维生素D3的化学特性直到1936年才被确定。至今，其结构原理基本被人类研究清晰。

1 结构

以下为维生素D的合成流程图：

维生素D（Vd）是环戊烷多氢菲类化合物。动物皮下7-脱氢胆固醇、酵母细胞中的麦角固醇都是维生素D原，经紫外线270~300nm激活分别转化为维生素D3及维生素D2量少，但人工照射者多为此型。维生素D的最大吸收峰为265nm，油溶液加抗氧化剂后比较稳定，溶解于有机溶媒中；水溶液由于有溶解的氧不稳定，光与酸促进异构作用，故应储存在氮气、无光与无酸的冷环境中。双键系统还原也可损失其生物效用。

2 原理分析

维生素D最主要的功能是稳定血浆钙和磷的水平，促使CABP的信使生成，促进小肠吸收钙，主要通过以下两个方面：

2．1维生素D维持血清钙磷浓度的稳定

血钙浓度低时，诱导甲状旁腺素分泌，将其释放至肾及骨细胞。其可三条途径使血钙恢复到正常水平，又反馈控制PTH的分泌及1，25-（OH）₂D₃的合成。1）在肾中PTH除刺激1位羧化酶与抑制24位羧基化酶外，还促使磷从尿中排出，钙在肾小管中再吸收。2）在骨中PTH与1，25-（OH）₂D₃协同作用，将钙从骨中动员出来。3）在小肠中1，25（OH）₂D₃促进钙的吸收。在血钙高时刺激甲状腺细胞，产生降钙素，阻止钙从骨中动员出来，并促使钙及磷从尿中排出。

2．2促使CABP的信使RNA(MRNA)的合成。

此MRNA蛋白在胞浆内转录为CABP。这种蛋白促使钙离子通过微绒毛刷状缘，积累于肠细胞的线粒体或其他部位。这种蛋白促使钙离子通过微绒毛刷状缘，积累于肠细胞的线粒体或其他部位。通过Na⁺将Ca²⁺挤出基底-外侧膜外。1，25（OH）₂D₃也可以在低血浆钙及膳食中钙缺乏时，将钙从骨中动员出来，24,25（OH）₂D₃可以促进小肠吸收钙，但不能从骨中将钙动员出来。

例如：促进怀孕及哺乳期输送钙到子体。在怀孕期间1，25（OH）₂D₃血浆浓度上升，哺乳期继续上升，断乳后母体逐渐恢复到正常水平。24，25（OH）₂D₃之水平与之相反，怀孕期下降。怀孕及哺乳期间母亲可从自身的骨中将钙输出以维持胎儿婴儿正常生长，维生素D供应充足者，在断乳后又可恢复到正常，又可重新获得钙，维生素D缺乏者，这种恢复能力较差。

3 功能作用

提高肌体对钙、磷的吸收，促进生长和骨骼钙化，使血浆中的钙和磷的水平达到饱和程度，促进钙的吸收。

4 缺乏症状

       当人体缺乏维生素D时，将出现以下症状：

       4．1佝偻病

先天性佝偻病多见于北温带地区的早产儿、多胎、低体重儿、冬春季出生婴儿，好发于5～15岁儿童。因母孕期有维生素D缺乏史，缺少动物性食品，少见阳光；或孕妇体弱多病，患肝肾或其他内分泌疾病。新生儿临床症状可不明显，部分小儿易激惹、烦躁、睡眠不安、夜惊、夜哭、多汗，由于汗水刺激，睡时经常摇头擦枕，以致枕后脱发（枕秃）。随着病情进展，出现肌张力低下，关节韧带松懈，腹部膨大如蛙腹。患儿动作发育迟缓，独立行走较晚。重症佝偻病常伴贫血、肝脾肿大，营养不良，全身免疫力减弱，易患腹泻、肺炎、且易成迁延性。患儿血钙过低，可出现低钙抽痉（手足搐搦症），神经肌肉兴奋性增高，出现面部及手足肌肉抽搐或全身惊厥，发作短暂约数分钟即停止，但亦可间歇性频繁发作，严重的惊厥可因喉痉挛引起窒息。体征以颅骨软化，前囟大，直通后囟，颅骨缝宽，边缘软化为主，胸部骨骼改变如肋软沟、漏斗胸较为少见。病程长者可有下肢变形（“O”形或“X”形腿），少数可见肋外翻或鸡胸等胸廓畸形。

4．2骨软化病

骨骼改变：随着病情进展，出现骨骼改变，多见于佝偻病活动极期。骨骼的改变与年龄、生长速度与维生素D缺乏程度等因素有关。早期轻型佝偻病如能及时治疗，可以完全恢复，不留下骨骼畸形。重型至恢复期可遗留轻重不等的骨骼畸形，如方颅、鸡胸、“O”形或“X”形腿，大多见于3岁以后。

常见的症状是骨痛，肌无力、肌痉挛和骨压痛。早期症状可不明显，常见背部及腰腿疼痛，活动时加剧，肌无力是维生素D缺乏的一个重要表现，开始患者上楼梯或从座位起立时很吃力，骨痛与肌无力同时存在。患者步态特殊，被称为“鸭步”，最后走路困难，迫使病人卧床不起。体检时患者胸骨、肋骨、骨盆及大关节处，往往有明显压痛。骨骼畸形有颈部缩短、头下沉、脊柱后侧凸；鸡胸、骨盆狭窄，造成分娩困难。不少病人发生病理性骨折。

5 适合人群

以下人群需要补充维生素D：

（1）生长发育期的儿童。

（2）保护视力健康、骨骼强健、发育健康等需要补充维生素A、D的儿童。

（3）缺乏维生素Ａ导致呼吸道和消化道感染、干眼症、角膜软化及皮肤干燥等的儿童。

（4）缺乏维生素Ｄ导致佝偻病、手足抽搐、骨软化等的儿童。

6 食物来源

维生素Ｄ是脂溶性的维生素。它的来源有两种：

6．1外源性的维生素Ｄ

通常天然的维生素Ｄ来自于动物和植物，但含量较低，动物性食品是非强化食品中天然维生素D的主要来源，如动物肝脏、蛋黄、奶油和奶酪中相对较多，而瘦肉、奶、坚果中含微量的维生素D。

植物（新鲜蔬菜）中的麦角固醇，经过紫外线照射后变成麦角骨化醇，即维生素Ｄ_２；另外蕈类、酵母、干菜中也含Ｄ_２。而蔬菜、谷物及其制品和水果含有少量维生素D或几乎没有维生素D的活性。

强化食品。如海鱼的肝含有较多的Ｄ_３，人们把它提炼出来，做成鱼肝油，用来预防佝偻病；强化AD奶等。

6．2内源性的维生素Ｄ        

进行户外活动，每天手脚露出30厘米，在阳光下晒30分钟，有效的防止维生素D的缺乏。只要人体接受足够的日光，体内就可以合成足够的维生素D。

皮肤的光合作用不足 日光照射是合成维生素D的主要途径。户外运动少，接受日光照射的时间短，城市空气污染，使皮肤不能有效地合成维生素D,在秋冬季节尤为明显，国外一项研究观察到在冬季末期有很多儿童有维生素D不足的表现。在阳光充沛的地方，为规避阳光直射造成皮肤癌，大部分皮肤被衣服遮盖，合成维生素D的量也不足，且皮肤色素沉者的需要增加2～10倍的日光照射时间才能达到健康人的水平。如在美国，维生素D缺乏的发生几乎完全局限于母乳喂养的黑人婴儿。
      摄入量不足 6个月的婴儿母乳喂养是其主要的喂养方式,而母乳中的维生素D水平约为20～70U/L,如果乳母维生素D缺乏的情况,则提供给婴儿的维生素D含量更少,故单靠母乳不能满足需求。而天然食物中含维生素D的量极少，其中的鱼类如鳕鱼肝油含量最高，但现在人们常吃主要是养殖鱼，其维生素D的含量较野生的低，也不能作为维生素D的主要来源。偏食及饮食欠佳也使患病的风险增加。同时人们对维生素D补充剂的认识不够，认为只靠光照和膳食就可满足对维生素D的需要而造成缺乏。

6．3其它建议

另外，过多摄入维生素不但不会保证营养的均衡，反而会给身体带来意想不到的危险。长期大量口服维生素D，可导致慢性中毒，表现为眩晕、恶心、呕吐、高血压、骨痛。严重中毒时则会导致肾衰竭，软组织和血管钙化。如果孕妇长期大量服用，则会引起高钙血症，使婴儿智力低下。儿童过量则可能导致生长发育停止。所以，成人的建议每日摄取量是5μg。妊娠期和哺乳期女性应当增加1倍左右的摄入量。