Posted on

Witamina D: Kluczowy Hormon Steroidowy i Jego Rola w Organizmie

Witamina D: Kluczowy Hormon Steroidowy i Jego Rola w Organizmie

Witamina D od dawna cieszy się zainteresowaniem naukowców, lekarzy oraz dietetyków z uwagi na swoją unikalną pozycję na granicy między witaminą a hormonem steroidowym. Choć powszechnie jest nazywana „witaminą słońca”, w istocie pełni w organizmie rolę regulatora ekspresji genów, immunomodulatora oraz czynnika wpływającego na metabolizm mineralny, integrując tym samym układy kostny, odpornościowy, nerwowy i metaboliczny. Coraz liczniejsze badania wskazują, że odpowiednio wysoki poziom witaminy D może chronić przed szeregiem chorób cywilizacyjnych, między innymi: osteoporozą, niektórymi nowotworami, cukrzycą typu 2 czy zaburzeniami funkcji poznawczych.

Rys Historyczny

Pierwsze doniesienia łączące promienie słoneczne z prawidłowym rozwojem kości pochodzą z początku XIX wieku. W 1822 roku polski lekarz Jędrzej Śniadecki jako jeden z pierwszych zauważył, że dzieci mieszkające w miastach, pozbawione odpowiedniej ekspozycji na światło słoneczne, częściej zapadają na krzywicę (1). Jednak dopiero w latach 20. XX wieku udało się wyodrębnić substancję odpowiedzialną za zapobieganie tej chorobie. W 1922 roku biochemik Elmer McCollum odkrył nową „witaminę” – nazwaną witaminą D – której brak prowadził do deformacji kości. Późniejsze badania wykazały, że ta cząsteczka, po serii przemian metabolicznych, działa jak hormon steroidowy wpływający na wiele aspektów funkcjonowania organizmu (2,3).

Źródła i Synteza Witaminy D

Witamina D występuje przede wszystkim w dwóch formach: ergokalcyferol (D2) pozyskiwany głównie z grzybów i drożdży oraz cholekalcyferol (D3) syntetyzowany w skórze (nie tylko ludzi) pod wpływem promieniowania UVB (4).

  • Synteza skórna:
    Pod wpływem promieniowania UVB (zakres 290–315 nm) dochodzi do fotochemicznej konwersji 7-dehydrocholesterolu, znajdującego się w warstwie rozrodczej naskórka, do prewitaminy D3. Następnie w ciągu kilku godzin prewitamina D3 spontanicznie izomeryzuje do cholekalcyferolu (D3), który uwalniany jest do krążenia (5).
  • Metabolizm w organizmie:
    Po wchłonięciu z suplementu lub syntezie w skórze, witamina D3 wiąże się z białkiem wiążącym witaminę D (DBP) i trafia do wątroby, gdzie ulega hydroksylacji przy udziale enzymu 25-hydroksylazy (CYP2R1), tworząc 25(OH)D3, czyli kalcydiol. To właśnie stężenie 25(OH)D3 w surowicy jest najczęściej wykorzystywanym wskaźnikiem statusu witaminy D w organizmie (6).
    Następnie w nerkach, pod kontrolą parathormonu (PTH) oraz innych czynników, dochodzi do kolejnej hydroksylacji w pozycji 1α przy udziale 1α-hydroksylazy (CYP27B1), powstaje wtedy 1,25(OH)2D3, czyli kalcytriol – aktywna forma witaminy D. Kalcytriol działa poprzez receptor jądrowy VDR (vitamin D receptor), obecny w wielu komórkach ciała, wpływając na ekspresję setek genów (7,8).

Rola Kalcytriolu w Organizmie

  1. Regulacja gospodarki wapniowo-fosforanowej:
    Kalcytriol nasila wchłanianie wapnia oraz fosforanów w jelicie cienkim. Poprzez wzrost ekspresji białek transportujących wapń (np. kalbindyny) pozwala utrzymać prawidłowe stężenie jonów wapnia w surowicy, co jest niezbędne do mineralizacji kości oraz prawidłowej funkcji układu nerwowego i mięśniowego (9). Dodatkowo, wraz z parathormonem i kalcytoniną, reguluje resorpcję wapnia w nerkach, zapobiegając jego nadmiernej utracie z moczem.
  2. Wsparcie układu kostnego:
    Witamina D, obok wapnia i fosforu, jest jednym z kluczowych czynników zapewniających prawidłowe tworzenie oraz remodeling tkanki kostnej. Jej niedobór prowadzi u dzieci do krzywicy, a u dorosłych do osteomalacji oraz przyczynia się do rozwoju osteoporozy (10).
  3. Wpływ na układ immunologiczny:
    Receptory VDR są obecne na limfocytach T, B oraz komórkach prezentujących antygen (makrofagach, komórkach dendrytycznych). Kalcytriol moduluje odpowiedź immunologiczną, hamując nadmierną reakcję zapalną oraz sprzyjając równowadze między limfocytami Th1 i Th2 (11). W badaniach obserwacyjnych stwierdzono związek między niedoborem witaminy D a zwiększonym ryzykiem infekcji dróg oddechowych, zaburzeniami autoimmunologicznymi (np. stwardnienie rozsiane, reumatoidalne zapalenie stawów) oraz innymi stanami o podłożu immunologicznym (12).
  4. Działanie antynowotworowe:
    Liczne badania in vitro i in vivo sugerują, że kalcytriol może hamować proliferację komórek nowotworowych oraz wspomagać ich różnicowanie i apoptozę (13). W niektórych nowotworach, takich jak rak jelita grubego, prostaty czy piersi, występuje związek między niskim poziomem 25(OH)D3 a wyższym ryzykiem zachorowania. Potencjał witaminy D w prewencji onkologicznej pozostaje obiektem intensywnych badań (14).
  5. Wpływ na układ nerwowy:
    Witamina D wpływa na syntezę neurotrofin, neurotransmiterów oraz procesy neuroprotekcyjne (15). Niektóre badania sugerują, że niedobór witaminy D może wiązać się z pogorszeniem funkcji poznawczych, zwiększonym ryzykiem depresji oraz choroby Alzheimera (16).
  6. Regulacja ekspresji genów:
    Poprzez receptor VDR, kalcytriol wpływa na ekspresję setek genów, kontrolując procesy różnicowania komórek, ich proliferacji i apoptozy (7,8). Tym samym witamina D jest ważnym czynnikiem epigenetycznym, kształtującym wzorce genetycznej aktywności w tkankach docelowych.
  7. Działanie przeciwzapalne:
    Witamina D może hamować uwalnianie cytokin prozapalnych, takich jak IL-6 czy TNF-α, ograniczając w ten sposób przewlekły stan zapalny, który towarzyszy wielu chorobom metabolicznym i autoimmunologicznym (17).
  8. Wpływ na układ mięśniowy:
    Kalcytriol uczestniczy w regulacji funkcji mięśni szkieletowych, wpływając na siłę mięśni i koordynację neuromuskularną. Badania pokazują, że u osób starszych o niskim poziomie witaminy D częściej dochodzi do sarkopenii i złamań (18).
  9. Modulacja procesów metabolicznych:
    Witamina D wpływa na wrażliwość komórek na insulinę, gospodarkę glukozowo-lipidową oraz metabolizm tkanki tłuszczowej. Niektóre doniesienia wiążą jej niedobór z wyższym ryzykiem rozwoju insulinooporności, zespołu metabolicznego i cukrzycy typu 2 (19).

Zapotrzebowanie, Status i Suplementacja

Zapotrzebowanie na witaminę D zależy od wielu czynników, w tym od wieku, masy ciała, szerokości geograficznej, nasłonecznienia, pory roku, a także stylu życia i stanu zdrowia.

  • Synteza skórna:
    Wystawienie twarzy i przedramion na promienie słoneczne przez 30 minut dziennie w okresie od maja do września (w strefach umiarkowanych) może zapewnić pewną syntezę witaminy D. Jednak w miesiącach jesienno-zimowych, gdy kąt padania promieni słonecznych jest niewystarczający, synteza w skórze jest znikoma.
  • Suplementacja i dieta:
    W okresach niedostatecznej ekspozycji na słońce zaleca się suplementację witaminą D, szczególnie u osób starszych, otyłych, z ciemniejszą karnacją, a także u niemowląt i kobiet w ciąży (21). Dawkowanie uzależnione jest od aktualnego stężenia 25(OH)D oraz indywidualnych czynników ryzyka niedoboru oraz aktualnych dolegliwości zdrowotnych.

Podsumowanie

Witamina D, działając jak hormon steroidowy, pełni kluczową rolę w regulacji procesów życiowych: od metabolizmu kości, poprzez modulację układu odpornościowego, nerwowego, aż po wpływ na cykl komórkowy i regulację zapalną. Jej rola wykracza daleko poza utrzymanie prawidłowej gospodarki wapniowo-fosforanowej, obejmując szerokie spektrum działań prozdrowotnych. Optymalny status witaminy D jest istotny dla prewencji i wspomagania leczenia wielu chorób cywilizacyjnych.

Wybrane Źródła (Przykładowe Opracowania Naukowe):

  1. Śniadecki J. „O fizycznych wpływach słońca, szczególnie na organizm człowieka.” Dziennik Warszawski, 1822.
  2. DeLuca HF. “Vitamin D: historical overview.” Vitam Horm. 1998; 100:1-20.
  3. Holick MF. “Vitamin D deficiency.” N Engl J Med. 2007; 357(3):266-281.
  4. Cashman KD, et al. “Dietary vitamin D2 — a potentially underexploited resource for increasing vitamin D nutritional status?” Br J Nutr. 2014; 112(12):1933–1947.
  5. Bikle DD. “Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications.” Chem Biol. 2014;21(3):319-329.
  6. Jones G. “Pharmacokinetics of vitamin D toxicity.” Am J Clin Nutr. 2008;88(2):582S–586S.
  7. Haussler MR, et al. “The vitamin D receptor: new paradigms for the regulation of gene expression by 1,25-dihydroxyvitamin D3.” J Cell Biochem. 2003;88(2):260-272.
  8. Carlberg C. “Genome-wide (over)view on the actions of vitamin D.” Front Physiol. 2014;5:167.
  9. Christakos S, et al. “Vitamin D and intestinal calcium absorption.” Mol Cell Endocrinol. 2011;347(1-2):25-29.
  10. Holick MF. “Vitamin D and bone health.” J Nutr. 1996;126(4 Suppl):1159S-1164S.
  11. Aranow C. “Vitamin D and the immune system.” J Investig Med. 2011;59(6):881-886.
  12. Charoenngam N, Holick MF. “Immunologic effects of vitamin D on human health and disease.” Nutrients. 2020;12(7):2097.
  13. Feldman D, Krishnan AV, Swami S, Giovannucci E, Feldman BJ. “The role of vitamin D in reducing cancer risk and progression.” Nat Rev Cancer. 2014;14(5):342–357.
  14. Autier P, Boniol M, Pizot C, Mullie P. “Vitamin D status and ill health: a systematic review.” Lancet Diabetes Endocrinol. 2014;2(1):76-89.
  15. Garcion E, Wion-Barbot N, Montero-Menei CN, Berger F, Wion D. “New clues about vitamin D functions in the nervous system.” Trends Endocrinol Metab. 2002;13(3):100–105.
  16. Littlejohns TJ, et al. “Vitamin D and the risk of dementia and Alzheimer disease.” Neurology. 2014;83(10):920-928.
  17. White JH. “Vitamin D metabolism and signaling in the immune system.” Rev Endocr Metab Disord. 2012;13(1):21-29.
  18. Visser M, Deeg DJ, Lips P. “Low vitamin D and high parathyroid hormone levels as determinants of loss of muscle strength and muscle mass (sarcopenia): the Longitudinal Aging Study Amsterdam.” J Clin Endocrinol Metab. 2003;88(12):5766-5772.
  19. Pittas AG, Lau J, Hu FB, Dawson-Hughes B. “The role of vitamin D and calcium in type 2 diabetes. A systematic review and meta-analysis.” J Clin Endocrinol Metab. 2007;92(6):2017-2029.
  20. Institute of Medicine. “Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D.” Washington, DC: The National Academies Press, 2011.
  21. Pludowski P, et al. “Practical guidelines for the supplementation of vitamin D and the treatment of deficits in Central Europe – recommended vitamin D intakes in the general population and groups at risk of vitamin D deficiency.” Endokrynol Pol. 2013;64(4):319-327.

Dar Słońca i Wsparcie dla Zdrowia

Witamina D jest jednym z najważniejszych mikroelementów/hormonów dla zachowania zdrowia. Dbanie o jej optymalny poziom, poprzez ekspozycję na słońce i suplementację, może przynieść wymierne korzyści w profilaktyce i wspomaganiu terapii wielu schorzeń. Tym samym zapewnisz sobie solidną podstawę dla zdrowia i dobrego samopoczucia.

Miłego dnia!
Piotr Wyszyński