Chuyển hóa và Hoạt hóa Vitamin D

Vitamin D là một prohormone secosteroid phải trải qua hai bước hydroxyl hóa tuần tự trước khi có thể hoạt động như một hormone điều hòa canxi. Cholecalciferol (vitamin D3) được tạo ra trong da từ 7-dehydrocholesterol dưới tác động của tia cực tím hoặc được hấp thu từ chế độ ăn uống; sau đó nó được hydroxyl hóa ở gan thành 25-hydroxyvitamin D và cuối cùng ở thận thành 1,25-dihydroxyvitamin D có hoạt tính nội tiết tố, còn được gọi là calcitriol.

Definition

Chuyển hóa vitamin D là quá trình hoạt hóa hai bước của prohormone secosteroid vitamin D — chuyển đổi ở gan thành 25-hydroxyvitamin D, sau đó là 1-alpha-hydroxyl hóa ở thận thành hormone hoạt động 1,25-dihydroxyvitamin D (calcitriol).

Scope

Chủ đề này bao gồm con đường tổng hợp và hoạt hóa vitamin D: sản xuất ở da, 25-hydroxyl hóa ở gan, 1-alpha-hydroxyl hóa ở thận thành calcitriol, sự điều hòa các enzyme hoạt hóa và bất hoạt bởi PTH, phosphat, FGF23 và chính calcitriol, cùng với lý do đo 25-hydroxyvitamin D làm chỉ số tình trạng vitamin D. Các cơ chế hoạt động của calcitriol trên các cơ quan đích được đề cập trong một chủ đề đi kèm. Đây là một tài liệu tham khảo-giáo dục về sinh lý học bình thường.

Key concepts

• 7-dehydrocholesterol và tổng hợp ở da
• Cholecalciferol (vitamin D3)
• 25-hydroxyl hóa ở gan
• 25-hydroxyvitamin D (calcidiol)
• 1-alpha-hydroxylase ở thận (CYP27B1)
• 1,25-dihydroxyvitamin D (calcitriol)
• 24-hydroxylase (CYP24A1) và sự bất hoạt
• Điều hòa bởi PTH, phosphat và FGF23

Mechanisms

Bức xạ cực tím B chuyển đổi 7-dehydrocholesterol ở da thành previtamin D3, sau đó đồng phân hóa thành cholecalciferol; vitamin D2 và D3 từ chế độ ăn uống cũng góp phần bổ sung. Ở gan, 25-hydroxylase tạo ra 25-hydroxyvitamin D, dạng lưu hành dồi dào và là chỉ dấu tiêu chuẩn về tình trạng vitamin D. Bước hoạt hóa giới hạn tốc độ xảy ra ở ống lượn gần của thận, nơi 1-alpha-hydroxylase (CYP27B1) tạo ra hormone hoạt động calcitriol. Bước ở thận này là điểm kiểm soát chính: PTH và hạ phosphat máu kích thích 1-alpha-hydroxylase, trong khi FGF23 và chính calcitriol ức chế nó và gây ra 24-hydroxylase (CYP24A1) dị hóa, làm bất hoạt cả 25-hydroxyvitamin D và calcitriol. Sự hoạt hóa được điều hòa này liên kết tình trạng vitamin D với nhu cầu canxi và phosphat của cơ thể.

Clinical relevance

Con đường chuyển hóa giải thích tại sao 25-hydroxyvitamin D, chứ không phải calcitriol hoạt động, được sử dụng làm chỉ số tình trạng vitamin D, và tại sao chức năng thận và gan ảnh hưởng đến sự hoạt hóa vitamin D. Mục này mô tả sinh lý học bình thường và không phải là cơ sở cho ngưỡng chẩn đoán, bổ sung hoặc quyết định điều trị.

History

Việc nhận ra rằng vitamin D không hoạt động khi được hấp thu mà phải trải qua các quá trình hydroxyl hóa liên tiếp ở gan và thận để trở thành dạng hormone là một tiến bộ lớn vào giữa đến cuối thế kỷ XX, định hình lại vitamin D như một prohormone trong hệ thống nội tiết. Các công trình tiếp theo đã mô tả đặc điểm của các enzyme cytochrome P450 hoạt hóa và bất hoạt cùng các tín hiệu hormone điều hòa chúng, tích hợp chuyển hóa vitamin D với sự kiểm soát của PTH, phosphat và FGF23.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao vitamin D cần được hoạt hóa?

Vitamin D được hấp thu hoặc tổng hợp từ da là một prohormone; nó chỉ trở nên hoạt động sinh học sau khi trải qua quá trình 25-hydroxyl hóa ở gan và sau đó là 1-alpha-hydroxyl hóa ở thận thành calcitriol, dạng hormone.

Dạng nào cho biết tình trạng vitamin D?

25-hydroxyvitamin D là chất chuyển hóa lưu hành dồi dào và được sử dụng làm chỉ số tình trạng vitamin D, trong khi calcitriol là hormone hoạt động có thời gian bán hủy ngắn.