استقلاب وتنشيط فيتامين د

فيتامين د هو هرمون ستيرويدي أولي (secosteroid prohormone) يجب استقلابه في خطوتين متتاليتين من الهيدروكسيل قبل أن يتمكن من العمل كهرمون منظم للكالسيوم. يتم إنتاج الكولي كالسيفيرول (فيتامين د3) في الجلد من 7-ديهيدروكوليسترول تحت الأشعة فوق البنفسجية أو يتم الحصول عليه من الغذاء؛ ثم يتم هيدروكسيله في الكبد إلى 25-هيدروكسي فيتامين د، وأخيرًا في الكلى إلى الشكل النشط هرمونيًا 1,25-ثنائي هيدروكسي فيتامين د، المعروف باسم الكالسيتريول.

Definition

استقلاب فيتامين د هو التنشيط ذو الخطوتين للهرمون الستيرويدي الأولي فيتامين د — التحويل الكبدي إلى 25-هيدروكسي فيتامين د يليه الهيدروكسيل الكلوي عند الموضع 1-ألفا إلى الهرمون النشط 1,25-ثنائي هيدروكسي فيتامين د (الكالسيتريول).

Scope

يغطي هذا الموضوع مسار تخليق وتنشيط فيتامين د: الإنتاج الجلدي، الهيدروكسيل الكبدي عند الموضع 25، الهيدروكسيل الكلوي عند الموضع 1-ألفا إلى الكالسيتريول، تنظيم الإنزيمات المنشطة والمعطلة بواسطة الهرمون الدريقي (PTH)، الفوسفات، عامل نمو الخلايا الليفية 23 (FGF23)، والكالسيتريول نفسه، والأساس المنطقي لقياس 25-هيدروكسي فيتامين د كمؤشر لحالة فيتامين د. يتم تناول آليات عمل الكالسيتريول على الأعضاء المستهدفة في موضوع مصاحب. هذا وصف تعليمي مرجعي للفسيولوجيا الطبيعية.

Key concepts

• 7-ديهيدروكوليسترول والتخليق الجلدي
• كولي كالسيفيرول (فيتامين د3)
• الهيدروكسيل الكبدي عند الموضع 25
• 25-هيدروكسي فيتامين د (كالسيديول)
• 1-ألفا-هيدروكسيلاز الكلوي (CYP27B1)
• 1,25-ثنائي هيدروكسي فيتامين د (كالسيتريول)
• 24-هيدروكسيلاز (CYP24A1) والتعطيل
• التنظيم بواسطة الهرمون الدريقي (PTH) والفوسفات وعامل نمو الخلايا الليفية 23 (FGF23)

Mechanisms

تحول الأشعة فوق البنفسجية B مادة 7-ديهيدروكوليسترول الجلدية إلى بريفيتامين د3 (previtamin D3)، والذي يتصاوغ إلى كولي كالسيفيرول؛ ويساهم فيتامين د2 ود3 الغذائيان بشكل إضافي. في الكبد، ينتج إنزيم 25-هيدروكسيلاز 25-هيدروكسي فيتامين د، وهو الشكل الوفير المتداول والمؤشر القياسي لحالة فيتامين د. تحدث خطوة التنشيط المحددة للمعدل في الأنبوب الكلوي القريب، حيث ينتج إنزيم 1-ألفا-هيدروكسيلاز (CYP27B1) الهرمون النشط الكالسيتريول. هذه الخطوة الكلوية هي نقطة التحكم الرئيسية: يحفز الهرمون الدريقي (PTH) ونقص فوسفات الدم إنزيم 1-ألفا-هيدروكسيلاز، بينما يثبطه عامل نمو الخلايا الليفية 23 (FGF23) والكالسيتريول نفسه، ويحفزان إنزيم 24-هيدروكسيلاز الهدمي (CYP24A1) الذي يعطل كلاً من 25-هيدروكسي فيتامين د والكالسيتريول. يربط هذا التنشيط المنظم حالة فيتامين د باحتياجات الجسم من الكالسيوم والفوسفات.

Clinical relevance

يوضح المسار الأيضي سبب استخدام 25-هيدروكسي فيتامين د، بدلاً من الكالسيتريول النشط، كمؤشر لحالة فيتامين د، ولماذا تؤثر وظائف الكلى والكبد على تنشيط فيتامين د. يصف هذا المدخل الفسيولوجيا الطبيعية وليس أساسًا لعتبات التشخيص أو المكملات الغذائية أو قرارات العلاج.

History

كان الاعتراف بأن فيتامين د ليس نشطًا كما يتم تناوله ولكنه يجب أن يخضع لهيدروكسيلات كبدية وكلوية متتالية ليتحول إلى شكل هرموني تقدمًا كبيرًا في منتصف وأواخر القرن العشرين، مما أعاد تأطير فيتامين د كهرمون أولي ضمن نظام الغدد الصماء. وصفت الأعمال اللاحقة إنزيمات السيتوكروم P450 المنشطة والمعطلة والإشارات الهرمونية التي تنظمها، مما دمج استقلاب فيتامين د مع التحكم في الهرمون الدريقي (PTH) والفوسفات وعامل نمو الخلايا الليفية 23 (FGF23).

Key figures

• Michael F. Holick
• Daniel D. Bikle
• Sylvia Christakos

Seminal works

• christakos-2016
• bikle-2014
• holick-2007

Frequently asked questions

لماذا يحتاج فيتامين د إلى التنشيط؟

فيتامين د الذي يتم تناوله أو المستمد من الجلد هو هرمون أولي؛ يصبح نشطًا بيولوجيًا فقط بعد الهيدروكسيل الكبدي عند الموضع 25 ثم الهيدروكسيل الكلوي عند الموضع 1-ألفا ليتحول إلى الكالسيتريول، وهو الشكل الهرموني.

أي شكل يشير إلى حالة فيتامين د؟

25-هيدروكسي فيتامين د هو المستقلب الوفير المتداول ويستخدم كمؤشر لحالة فيتامين د، بينما الكالسيتريول هو الهرمون النشط قصير العمر.