विटामिन डी चयापचय और सक्रियण

विटामिन डी एक सेकोस्टेरॉइड प्रोहॉर्मोन है जिसे कैल्शियम-विनियमन हार्मोन के रूप में कार्य करने से पहले दो अनुक्रमिक हाइड्रॉक्सिलेशन चरणों में चयापचयित किया जाना चाहिए। कोलेकैल्सीफेरॉल (विटामिन डी3) त्वचा में 7-डीहाइड्रोकोलेस्ट्रॉल से पराबैंगनी प्रकाश के तहत उत्पन्न होता है या आहार से प्राप्त होता है; फिर इसे यकृत में 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी में और अंततः गुर्दे में हार्मोनल रूप से सक्रिय 1,25-डाइहाइड्रॉक्सीविटामिन डी, जिसे कैल्सिट्रिओल के नाम से जाना जाता है, में हाइड्रॉक्सिलेट किया जाता है।

Definition

विटामिन डी चयापचय सेकोस्टेरॉइड प्रोहॉर्मोन विटामिन डी का दो-चरणीय सक्रियण है - यकृत द्वारा 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी में रूपांतरण जिसके बाद सक्रिय हार्मोन 1,25-डाइहाइड्रॉक्सीविटामिन डी (कैल्सिट्रिओल) में गुर्दे का 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेशन होता है।

Scope

यह विषय विटामिन डी के संश्लेषण और सक्रियण मार्ग को शामिल करता है: त्वचीय उत्पादन, यकृत 25-हाइड्रॉक्सिलेशन, कैल्सिट्रिओल में गुर्दे का 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेशन, पीटीएच, फॉस्फेट, एफजीएफ23 और स्वयं कैल्सिट्रिओल द्वारा सक्रियण और निष्क्रिय करने वाले एंजाइमों का विनियमन, और विटामिन डी स्थिति के संकेतक के रूप में 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी को मापने का औचित्य। लक्ष्य अंगों पर कैल्सिट्रिओल क्रिया के तंत्र को एक सहयोगी विषय में वर्णित किया गया है। यह सामान्य शरीर क्रिया विज्ञान का एक संदर्भ-शैक्षणिक विवरण है।

Key concepts

• 7-डीहाइड्रोकोलेस्ट्रॉल और त्वचीय संश्लेषण
• कोलेकैल्सीफेरॉल (विटामिन डी3)
• यकृत 25-हाइड्रॉक्सिलेशन
• 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी (कैल्सीडिओल)
• गुर्दे का 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेज़ (CYP27B1)
• 1,25-डाइहाइड्रॉक्सीविटामिन डी (कैल्सिट्रिओल)
• 24-हाइड्रॉक्सिलेज़ (CYP24A1) और निष्क्रियकरण
• पीटीएच, फॉस्फेट और एफजीएफ23 द्वारा विनियमन

Mechanisms

पराबैंगनी बी विकिरण त्वचीय 7-डीहाइड्रोकोलेस्ट्रॉल को प्रीविटामिन डी3 में परिवर्तित करता है, जो कोलेकैल्सीफेरॉल में आइसोमेराइज़ होता है; आहार विटामिन डी2 और डी3 अतिरिक्त रूप से योगदान करते हैं। यकृत में, 25-हाइड्रॉक्सिलेज़ 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी का उत्पादन करता है, जो प्रचुर मात्रा में परिसंचारी रूप और विटामिन डी स्थिति का मानक मार्कर है। दर-सीमित सक्रियण चरण समीपस्थ गुर्दे की नलिका में होता है, जहाँ 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेज़ (CYP27B1) सक्रिय हार्मोन कैल्सिट्रिओल उत्पन्न करता है। यह गुर्दे का चरण नियंत्रण का मुख्य बिंदु है: पीटीएच और हाइपोफॉस्फेटेमिया 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेज़ को उत्तेजित करते हैं, जबकि एफजीएफ23 और स्वयं कैल्सिट्रिओल इसे दबाते हैं और कैटाबॉलिक 24-हाइड्रॉक्सिलेज़ (CYP24A1) को प्रेरित करते हैं जो 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी और कैल्सिट्रिओल दोनों को निष्क्रिय करता है। यह विनियमित सक्रियण विटामिन डी की स्थिति को शरीर की कैल्शियम और फॉस्फेट की जरूरतों से जोड़ता है।

Clinical relevance

चयापचय मार्ग बताता है कि सक्रिय कैल्सिट्रिओल के बजाय 25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी का उपयोग विटामिन डी स्थिति के संकेतक के रूप में क्यों किया जाता है, और गुर्दे और यकृत का कार्य विटामिन डी सक्रियण को कैसे प्रभावित करता है। यह प्रविष्टि सामान्य शरीर क्रिया विज्ञान का वर्णन करती है और नैदानिक ​​सीमाओं, पूरकता या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

यह पहचान कि विटामिन डी अंतर्ग्रहण के रूप में सक्रिय नहीं है, बल्कि हार्मोनल रूप में क्रमिक यकृत और गुर्दे के हाइड्रॉक्सिलेशन से गुजरना चाहिए, बीसवीं सदी के मध्य से अंत तक की एक बड़ी प्रगति थी, जिसने विटामिन डी को एक अंतःस्रावी प्रणाली के भीतर एक प्रोहॉर्मोन के रूप में फिर से परिभाषित किया। बाद के कार्य ने सक्रियण और निष्क्रिय करने वाले साइटोक्रोम P450 एंजाइमों और उन्हें विनियमित करने वाले हार्मोनल संकेतों को चित्रित किया, जिसमें पीटीएच, फॉस्फेट और एफजीएफ23 नियंत्रण के साथ विटामिन डी चयापचय को एकीकृत किया गया।

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

विटामिन डी को सक्रिय करने की आवश्यकता क्यों है?

अंतर्ग्रहण या त्वचा-व्युत्पन्न विटामिन डी एक प्रोहॉर्मोन है; यह केवल यकृत 25-हाइड्रॉक्सिलेशन और फिर गुर्दे के 1-अल्फा-हाइड्रॉक्सिलेशन के बाद कैल्सिट्रिओल, हार्मोनल रूप में जैविक रूप से सक्रिय हो जाता है।

कौन सा रूप विटामिन डी की स्थिति को इंगित करता है?

25-हाइड्रॉक्सीविटामिन डी प्रचुर मात्रा में परिसंचारी मेटाबोलाइट है और इसका उपयोग विटामिन डी स्थिति के संकेतक के रूप में किया जाता है, जबकि कैल्सिट्रिओल अल्पकालिक सक्रिय हार्मोन है।