Метаболизм и активация витамина D

Витамин D является секостероидным прогормоном, который должен быть метаболизирован в два последовательных этапа гидроксилирования, прежде чем он сможет действовать как гормон, регулирующий уровень кальция. Холекальциферол (витамин D3) вырабатывается в коже из 7-дегидрохолестерина под воздействием ультрафиолетового света или поступает с пищей; затем он гидроксилируется в печени до 25-гидроксивитамина D и, наконец, в почках до гормонально активного 1,25-дигидроксивитамина D, известного как кальцитриол.

Definition

Метаболизм витамина D — это двухэтапная активация секостероидного прогормона витамина D: печеночное превращение в 25-гидроксивитамин D с последующим почечным 1-альфа-гидроксилированием до активного гормона 1,25-дигидроксивитамина D (кальцитриола).

Scope

Эта тема охватывает путь синтеза и активации витамина D: кожное производство, печеночное 25-гидроксилирование, почечное 1-альфа-гидроксилирование до кальцитриола, регуляцию активирующих и инактивирующих ферментов паратгормоном (ПТГ), фосфатом, FGF23 и самим кальцитриолом, а также обоснование измерения 25-гидроксивитамина D как показателя статуса витамина D. Механизмы действия кальцитриола на органы-мишени рассматриваются в сопутствующей теме. Это справочно-образовательное описание нормальной физиологии.

Key concepts

• 7-дегидрохолестерин и кожный синтез
• Холекальциферол (витамин D3)
• Печеночное 25-гидроксилирование
• 25-гидроксивитамин D (кальцидиол)
• Почечная 1-альфа-гидроксилаза (CYP27B1)
• 1,25-дигидроксивитамин D (кальцитриол)
• 24-гидроксилаза (CYP24A1) и инактивация
• Регуляция ПТГ, фосфатом и FGF23

Mechanisms

Ультрафиолетовое излучение B превращает кожный 7-дегидрохолестерин в превитамин D3, который изомеризуется в холекальциферол; пищевые витамины D2 и D3 также вносят свой вклад. В печени 25-гидроксилаза продуцирует 25-гидроксивитамин D, который является наиболее распространенной циркулирующей формой и стандартным маркером статуса витамина D. Лимитирующий скорость этап активации происходит в проксимальных почечных канальцах, где 1-альфа-гидроксилаза (CYP27B1) генерирует активный гормон кальцитриол. Этот почечный этап является основной точкой контроля: ПТГ и гипофосфатемия стимулируют 1-альфа-гидроксилазу, тогда как FGF23 и сам кальцитриол подавляют ее и индуцируют катаболическую 24-гидроксилазу (CYP24A1), которая инактивирует как 25-гидроксивитамин D, так и кальцитриол. Эта регулируемая активация связывает статус витамина D с потребностями организма в кальции и фосфате.

Clinical relevance

Метаболический путь объясняет, почему 25-гидроксивитамин D, а не активный кальцитриол, используется в качестве показателя статуса витамина D, и почему функция почек и печени влияет на активацию витамина D. Данная статья описывает нормальную физиологию и не является основой для диагностических порогов, рекомендаций по добавкам или решений о лечении.

History

Признание того, что витамин D неактивен в том виде, в котором он поступает в организм, а должен подвергаться последовательным печеночным и почечным гидроксилированиям до гормональной формы, стало крупным достижением середины-конца XX века, переосмыслив витамин D как прогормон в рамках эндокринной системы. Последующие работы охарактеризовали активирующие и инактивирующие ферменты цитохрома P450 и гормональные сигналы, которые их регулируют, интегрируя метаболизм витамина D с контролем ПТГ, фосфата и FGF23.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Почему витамин D нуждается в активации?

Поступающий с пищей или образующийся в коже витамин D является прогормоном; он становится биологически активным только после печеночного 25-гидроксилирования, а затем почечного 1-альфа-гидроксилирования до кальцитриола, гормональной формы.

Какая форма указывает на статус витамина D?

25-гидроксивитамин D является наиболее распространенным циркулирующим метаболитом и используется в качестве показателя статуса витамина D, тогда как кальцитриол является короткоживущим активным гормоном.