维生素D的代谢与活化

维生素D是一种类固醇前激素，必须经过两次连续的羟基化步骤才能作为钙调节激素发挥作用。胆钙化醇（维生素D3）在紫外线作用下由皮肤中的7-脱氢胆固醇生成，或通过饮食摄取；然后它在肝脏中被羟基化为25-羟基维生素D，最后在肾脏中被羟基化为具有激素活性的1,25-二羟基维生素D，即骨化三醇。

Definition

维生素D代谢是指类固醇前激素维生素D的两步活化过程——首先在肝脏中转化为25-羟基维生素D，随后在肾脏中进行1-α-羟基化，生成活性激素1,25-二羟基维生素D（骨化三醇）。

Scope

本主题涵盖维生素D的合成和活化途径：皮肤生成、肝脏25-羟基化、肾脏1-α-羟基化生成骨化三醇，以及PTH、磷酸盐、FGF23和骨化三醇本身对活化和失活酶的调节，以及测量25-羟基维生素D作为维生素D状态指标的原理。骨化三醇对靶器官作用的机制将在相关主题中讨论。这是对正常生理学的参考教育性介绍。

Key concepts

• 7-脱氢胆固醇和皮肤合成
• 胆钙化醇（维生素D3）
• 肝脏25-羟基化
• 25-羟基维生素D（骨化二醇）
• 肾脏1-α-羟化酶（CYP27B1）
• 1,25-二羟基维生素D（骨化三醇）
• 24-羟化酶（CYP24A1）和失活
• PTH、磷酸盐和FGF23的调节

Mechanisms

紫外线B辐射将皮肤中的7-脱氢胆固醇转化为前维生素D3，后者异构化为胆钙化醇；膳食中的维生素D2和D3也提供补充。在肝脏中，25-羟化酶生成25-羟基维生素D，这是循环中含量丰富的形式，也是维生素D状态的标准标志物。限速活化步骤发生在肾脏近端小管，1-α-羟化酶（CYP27B1）在此生成活性激素骨化三醇。这一肾脏步骤是主要的控制点：PTH和低磷血症刺激1-α-羟化酶，而FGF23和骨化三醇本身则抑制它，并诱导分解代谢的24-羟化酶（CYP24A1），该酶可使25-羟基维生素D和骨化三醇都失活。这种受调节的活化将维生素D状态与身体的钙和磷酸盐需求联系起来。

Clinical relevance

代谢途径解释了为什么使用25-羟基维生素D而不是活性骨化三醇作为维生素D状态的指标，以及为什么肾脏和肝脏功能会影响维生素D的活化。本条目描述的是正常生理学，不能作为诊断阈值、补充或治疗决策的依据。

History

认识到维生素D并非摄入后即具有活性，而必须经过肝脏和肾脏的连续羟基化才能转化为激素形式，是20世纪中后期的一项重大进展，将维生素D重新定义为内分泌系统中的一种前激素。随后的研究阐明了活化和失活细胞色素P450酶及其调节激素信号的特征，将维生素D代谢与PTH、磷酸盐和FGF23的控制整合起来。

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

为什么维生素D需要被活化？

摄入或皮肤产生的维生素D是一种前激素；它只有在经过肝脏25-羟基化和随后的肾脏1-α-羟基化转化为激素形式的骨化三醇后才具有生物活性。

哪种形式指示维生素D状态？

25-羟基维生素D是循环中含量丰富的代谢产物，用作维生素D状态的指标，而骨化三醇是短效的活性激素。