Vitamina D
La vitamina D es un grupo de secosteroides liposolubles responsables de aumentar la absorción intestinal de calcio, magnesio y fosfato, y muchos otros efectos biológicos. En humanos, los compuestos más importantes de este grupo son la vitamina D 3 (colecalciferol) y la vitamina D 2 (ergocalciferol).
La principal fuente natural de la vitamina es la síntesis de colecalciferol en las capas inferiores de la epidermis de la piel a través de una reacción química que depende de la exposición al sol (específicamente la radiación UVB). El colecalciferol y el ergocalciferol se pueden ingerir de la dieta y los suplementos. Solo unos pocos alimentos, como la carne del pescado graso, contienen naturalmente cantidades significativas de vitamina D. En los EE. UU. y otros países, la leche de vaca y los sustitutos de la leche derivados de plantas están fortificados con vitamina D, al igual que muchos cereales para el desayuno. Los hongos expuestos a la luz ultravioleta aportan cantidades útiles de vitamina D 2.Las recomendaciones dietéticas generalmente asumen que toda la vitamina D de una persona se toma por vía oral, porque la exposición al sol en la población es variable y las recomendaciones sobre la cantidad de exposición al sol que es segura son inciertas en vista del riesgo de cáncer de piel.
La vitamina D de la dieta o de la síntesis de la piel es biológicamente inactiva. Se activa mediante dos pasos de hidroxilación de enzimas proteicas, el primero en el hígado y el segundo en los riñones. Debido a que la mayoría de los mamíferos pueden sintetizar la vitamina D en cantidades adecuadas si reciben suficiente luz solar, no es esencial y, por lo tanto, técnicamente no es una vitamina. En cambio, puede considerarse una hormona, con la activación de la prohormona de vitamina D que da como resultado la forma activa, calcitriol, que luego produce efectos a través de un receptor nuclear en múltiples ubicaciones.
El colecalciferol se convierte en el hígado en calcifediol (25-hidroxicolecalciferol); el ergocalciferol se convierte en 25-hidroxiergocalciferol. Estos dos metabolitos de la vitamina D (llamados 25-hidroxivitamina D o 25(OH)D) se miden en suero para determinar el estado de vitamina D de una persona. Los riñones y algunas de las células del sistema inmunitario hidroxilan aún más el calcifediol para formar calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol), la forma biológicamente activa de la vitamina D. El calcitriol circula como una hormona en la sangre y tiene un papel importante en la regulación de la concentración de calcio y fosfato, y promover el crecimiento saludable y la remodelación de los huesos. El calcitriol también tiene otros efectos, incluidos algunos sobre el crecimiento celular, las funciones neuromusculares e inmunitarias y la reducción de la inflamación.
La vitamina D tiene un papel importante en la homeostasis y el metabolismo del calcio. Su descubrimiento se debió al esfuerzo por encontrar la sustancia dietética que falta en los niños con raquitismo (la forma infantil de osteomalacia). Los suplementos de vitamina D se administran para tratar o prevenir la osteomalacia y el raquitismo. La evidencia de otros efectos en la salud de la suplementación con vitamina D en individuos con repleción de vitamina D es inconsistente. El efecto de la suplementación con vitamina D sobre la mortalidad no está claro, y un metanálisis encontró una pequeña disminución de la mortalidad en las personas mayores. Excepto por la prevención del raquitismo y la osteomalacia en grupos de alto riesgo, cualquier beneficio de los suplementos de vitamina D para la salud musculoesquelética o general puede ser pequeño.
Tipos
| Nombre | Composición química | Estructura |
|---|---|---|
| Vitamina D 1 | Mezcla de compuestos moleculares de ergocalciferol con lumisterol, 1:1 | |
| vitamina D 2 | ergocalciferol (hecho de ergosterol) |  |
| Vitamina D 3 | colecalciferol(hecho de 7-dehidrocolesterol en la piel). |  |
| Vitamina D 4 | 22-dihidroergocalciferol |  |
| Vitamina D 5 | sitocalciferol(hecho de 7-dehidrositosterol) |  |
Existen varias formas (vitámeros) de vitamina D. Las dos formas principales son la vitamina D 2 o ergocalciferol y la vitamina D 3 o colecalciferol. La vitamina D sin subíndice se refiere a D 2 o D 3, oa ambos, y se conoce colectivamente como calciferol.
La vitamina D 2 se caracterizó químicamente en 1931. En 1935, se definió la estructura química de la vitamina D 3 y se demostró que resultaba de la irradiación ultravioleta del 7-dehidrocolesterol. En 1981 se recomendó una nomenclatura química para las formas de vitamina D, pero los nombres alternativos siguen siendo de uso común.
Químicamente, las diversas formas de vitamina D son secosteroides, es decir, esteroides en los que se rompe uno de los enlaces en los anillos de esteroides. La diferencia estructural entre la vitamina D 2 y la vitamina D 3 está en la cadena lateral, que contiene un doble enlace, entre los carbonos 22 y 23, y un grupo metilo en el carbono 24 de la vitamina D 2.
Se han sintetizado muchos análogos de la vitamina D.
Biología
El metabolito activo de la vitamina D, el calcitriol, media sus efectos biológicos al unirse al receptor de la vitamina D (VDR), que se encuentra principalmente en los núcleos de las células diana. La unión del calcitriol al VDR permite que el VDR actúe como un factor de transcripción que modula la expresión génica de proteínas transportadoras (como TRPV6 y calbindina), que están involucradas en la absorción de calcio en el intestino. El receptor de vitamina D pertenece a la superfamilia de receptores nucleares de receptores de hormonas esteroides/tiroideas, y los VDR se expresan en las células de la mayoría de los órganos, incluidos el cerebro, el corazón, la piel, las gónadas, la próstata y las mamas.
La activación de VDR en el intestino, los huesos, los riñones y las células de las glándulas paratiroides conduce al mantenimiento de los niveles de calcio y fósforo en la sangre (con la ayuda de la hormona paratiroidea y la calcitonina) y al mantenimiento del contenido óseo.
Una de las funciones más importantes de la vitamina D es mantener el equilibrio del calcio en el esqueleto al promover la absorción de calcio en los intestinos, promover la reabsorción ósea al aumentar el número de osteoclastos, mantener los niveles de calcio y fosfato para la formación ósea y permitir el funcionamiento adecuado de la hormona paratiroidea para mantener el suero. niveles de calcio La deficiencia de vitamina D puede resultar en una menor densidad mineral ósea y un mayor riesgo de reducción de la densidad ósea (osteoporosis) o fractura ósea debido a que la falta de vitamina D altera el metabolismo mineral en el cuerpo. Por lo tanto, la vitamina D también es crítica para la remodelación ósea a través de su papel como un potente estimulador de la resorción ósea.
El VDR regula la proliferación y diferenciación celular. La vitamina D también afecta el sistema inmunitario y los VDR se expresan en varios glóbulos blancos, incluidos los monocitos y las células T y B activadas. In vitro, la vitamina D aumenta la expresión del gen de la tirosina hidroxilasa en las células de la médula suprarrenal y afecta la síntesis de factores neurotróficos, óxido nítrico sintasa y glutatión.
La expresión del receptor de vitamina D disminuye con la edad y los hallazgos sugieren que la vitamina D está directamente relacionada con la fuerza, la masa y la función muscular.
Deficiencia
Se estima que mil millones de personas en todo el mundo son insuficientes o deficientes en vitamina D. La deficiencia de vitamina D está muy extendida en la población europea. Una dieta con vitamina D insuficiente junto con una exposición solar inadecuada provoca deficiencia de vitamina D. La deficiencia grave de vitamina D en los niños provoca raquitismo, un ablandamiento y debilitamiento de los huesos, que es una enfermedad rara en el mundo desarrollado.
La deficiencia de vitamina D se encuentra en todo el mundo en los ancianos y sigue siendo común en niños y adultos. La deficiencia da como resultado una mineralización ósea deteriorada y daño óseo que conduce a enfermedades que debilitan los huesos, incluido el raquitismo en los niños y la osteomalacia en los adultos. El bajo nivel de calcifediol (25-hidroxi-vitamina D) en la sangre puede resultar de evitar el sol. Ser deficiente en vitamina D puede causar que la absorción intestinal de calcio en la dieta caiga al 15%. Cuando no es deficiente, un individuo suele absorber entre el 60 y el 80%.
La salud ósea
Raquitismo
El raquitismo, una enfermedad infantil, se caracteriza por un crecimiento impedido y huesos largos blandos, débiles y deformados que se doblan y arquean bajo su peso cuando los niños comienzan a caminar. El raquitismo suele aparecer entre los 3 y los 18 meses de edad. Se siguen notificando casos en América del Norte y otros países occidentales y se observa principalmente en lactantes amamantados y en aquellos con tez de piel más oscura. Esta condición se caracteriza por piernas arqueadas, que pueden ser causadas por deficiencia de calcio o fósforo, así como por falta de vitamina D; en el siglo XXI, se encuentra principalmente en países de bajos ingresos en África, Asia o el Medio Oriente y en aquellos con trastornos genéticos como el raquitismo por deficiencia de pseudovitamina D.
La deficiencia materna de vitamina D puede causar una enfermedad ósea manifiesta desde antes del nacimiento y un deterioro de la calidad ósea después del nacimiento. El raquitismo nutricional existe en países con luz solar intensa durante todo el año, como Nigeria, y puede ocurrir sin deficiencia de vitamina D.
Aunque el raquitismo y la osteomalacia ahora son raros en el Reino Unido, se han producido brotes en algunas comunidades de inmigrantes en las que los pacientes con osteomalacia incluían mujeres con una exposición al aire libre aparentemente adecuada a la luz del día que vestían ropa occidental. Tener una piel más oscura y una exposición reducida a la luz solar no producía raquitismo a menos que la dieta se desviara de un patrón omnívoro occidental caracterizado por un alto consumo de carne, pescado y huevos. Los factores de riesgo dietéticos para el raquitismo incluyen abstenerse de alimentos de origen animal.
La deficiencia de vitamina D sigue siendo la principal causa de raquitismo entre los niños pequeños en la mayoría de los países porque la leche materna es baja en vitamina D y las costumbres sociales y las condiciones climáticas pueden impedir una exposición solar adecuada. En países soleados como Nigeria, Sudáfrica y Bangladesh, donde el raquitismo ocurre entre los niños pequeños y mayores, se ha atribuido a la baja ingesta de calcio en la dieta, que es característica de las dietas basadas en cereales con acceso limitado a los productos lácteos.
El raquitismo fue anteriormente un importante problema de salud pública entre la población estadounidense; en Denver, donde los rayos ultravioleta son aproximadamente un 20% más fuertes que al nivel del mar en la misma latitud, casi dos tercios de 500 niños tenían raquitismo leve a fines de la década de 1920. Un aumento en la proporción de proteína animal en la dieta estadounidense del siglo XX, junto con un mayor consumo de leche fortificada con cantidades relativamente pequeñas de vitamina D, coincidió con una disminución dramática en el número de casos de raquitismo. Además, en los Estados Unidos y Canadá, la leche enriquecida con vitamina D, los suplementos vitamínicos para bebés y los suplementos vitamínicos han ayudado a erradicar la mayoría de los casos de raquitismo en niños con problemas de malabsorción de grasas.
Osteomalacia y osteoporosis
La osteomalacia es una enfermedad en adultos que resulta de la deficiencia de vitamina D. Las características de esta enfermedad son el ablandamiento de los huesos, lo que lleva a la flexión de la columna vertebral, el arqueamiento de las piernas, la debilidad de los músculos proximales, la fragilidad de los huesos y un mayor riesgo de fracturas. La osteomalacia reduce la absorción de calcio y aumenta la pérdida de calcio de los huesos, lo que aumenta el riesgo de fracturas óseas. La osteomalacia suele estar presente cuando los niveles de 25-hidroxivitamina D son inferiores a unos 10 ng/ml. Aunque se cree que los efectos de la osteomalacia contribuyen al dolor musculoesquelético crónico, no hay evidencia convincente de niveles más bajos de vitamina D en pacientes con dolor crónico o de que la suplementación alivie el dolor musculoesquelético crónico inespecífico.
La osteoporosis es una condición de densidad mineral ósea reducida con mayor fragilidad ósea y riesgo de fracturas óseas. La osteoporosis puede ser un efecto a largo plazo de la insuficiencia de calcio y/o vitamina D, al menos en parte. Esto puede deberse a una ingesta inadecuada de calcio, con una contribución insuficiente de vitamina D al reducir la absorción de calcio.
Pigmentación de la piel
Se ha demostrado que las personas de piel oscura que viven en climas templados tienen niveles bajos de vitamina D, pero la importancia de esto no es segura. Las personas de piel oscura son menos eficientes en la producción de vitamina D porque la melanina en la piel dificulta la síntesis de vitamina D. La deficiencia de vitamina D es común en los hispanos y afroamericanos en los Estados Unidos, y los niveles caen significativamente en el invierno. Esto se debe a los niveles de melanina en la piel, ya que actúa como un protector natural de la exposición solar.
Otro
Existe alguna evidencia de que la patogenia de los fibromas uterinos puede estar asociada con los niveles de vitamina D.
Uso de suplementos
La suplementación con vitamina D es un método confiable para prevenir o tratar el raquitismo. Los efectos de la suplementación con vitamina D en la salud no esquelética son inciertos. Una revisión de 2013 no encontró ningún efecto de la suplementación en las tasas de enfermedades no esqueléticas, aparte de una disminución tentativa de la mortalidad en los ancianos. Los suplementos de vitamina D no alteran los resultados de infarto de miocardio, accidente cerebrovascular o enfermedad cerebrovascular, cáncer, fracturas óseas u osteoartritis de rodilla. Los niveles bajos de vitamina D pueden ser el resultado de una enfermedad en lugar de causarla.
Un informe del Instituto de Medicina de los Estados Unidos (IOM, por sus siglas en inglés) establece: "Los resultados relacionados con el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la hipertensión, y la diabetes y el síndrome metabólico, las caídas y el rendimiento físico, el funcionamiento inmunitario y los trastornos autoinmunes, las infecciones, el funcionamiento neuropsicológico y la preeclampsia no pudieron ser vinculados de forma fiable con la ingesta de calcio o vitamina D y, a menudo, eran contradictorios". Algunos investigadores afirman que el IOM fue demasiado definitivo en sus recomendaciones y cometió un error matemático al calcular el nivel sanguíneo de vitamina D asociado con la salud ósea. Los miembros del panel del IOM sostienen que utilizaron un "procedimiento estándar para las recomendaciones dietéticas" y que el informe se basa sólidamente en los datos. Investigación sobre suplementos de vitamina D, incluidos ensayos clínicos a gran escala,
Mortalidad por todas las causas
Se ha encontrado tentativamente que la suplementación con vitamina D 3 reduce el riesgo de muerte en los ancianos, pero el efecto no se ha considerado pronunciado, o lo suficientemente seguro, como para recomendar la toma de suplementos. Otras formas (vitamina D 2, alfacalcidol y calcitriol) no parecen tener efectos beneficiosos en cuanto al riesgo de muerte. Los niveles altos en sangre parecen estar asociados con un menor riesgo de muerte, pero no está claro si la suplementación puede resultar en este beneficio. Tanto un exceso como una deficiencia de vitamina D parecen causar un funcionamiento anormal y un envejecimiento prematuro.La relación entre las concentraciones séricas de calcifediol y la mortalidad por todas las causas tiene "forma de U": la mortalidad es elevada a niveles altos y bajos de calcifediol, en relación con niveles moderados. El daño de la vitamina D parece ocurrir a un nivel más bajo de vitamina D en la población negra que en la población blanca.
La salud ósea
En general, ninguna buena evidencia respalda la creencia común de que los suplementos de vitamina D pueden ayudar a prevenir la osteoporosis. Por lo tanto, es probable que no sea necesario su uso general para la prevención de esta enfermedad en personas sin deficiencia de vitamina D. Para las personas mayores con osteoporosis, tomar vitamina D con calcio puede ayudar a prevenir fracturas de cadera, pero también aumenta ligeramente el riesgo de problemas estomacales y renales. Un estudio encontró que la suplementación con 800 UI o más diariamente, en mayores de 65 años, fue "algo favorable en la prevención de fracturas de cadera y fracturas no vertebrales". El efecto es pequeño o nulo para las personas que viven de forma independiente. Los niveles bajos de vitamina D en suero se han asociado con caídas y baja densidad mineral ósea.Sin embargo, tomar vitamina D adicional no parece cambiar el riesgo.
Los atletas que tienen deficiencia de vitamina D tienen un mayor riesgo de fracturas por estrés y/o roturas importantes, en particular los que practican deportes de contacto. El mayor beneficio con la suplementación se observa en atletas que tienen deficiencia (niveles séricos de 25(OH)D <30 ng/mL) o deficiencia severa (niveles séricos de 25(OH)D <25 ng/mL). Se observan disminuciones incrementales en los riesgos con concentraciones séricas crecientes de 25(OH)D que alcanzan una meseta de 50 ng/mL sin que se observen beneficios adicionales en niveles más allá de este punto.
Una revisión sistemática Cochrane reciente encontró evidencia limitada de que la vitamina D más el calcio, pero no de forma independiente, pueden mejorar la cicatrización en niños con raquitismo nutricional, pero la evidencia no fue concluyente para reducir las fracturas.
La Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. (FDA, por sus siglas en inglés) ha requerido a los fabricantes que declaren la cantidad de vitamina D en las etiquetas de información nutricional, como "nutrientes de importancia para la salud pública", desde mayo de 2016. Con la extensión del plazo propuesto, algunos fabricantes tenían hasta el 1 de julio de 2021, para cumplir.
Cáncer
Se han encontrado asociaciones potenciales entre los niveles bajos de vitamina D y el riesgo de desarrollar varios tipos de cáncer. Los metanálisis de estudios observacionales han encontrado un riesgo reducido de incidencia de cáncer relacionado con la ingesta de vitamina D y los niveles de 25(OH)D, particularmente para el cáncer colorrectal, aunque la fuerza de las asociaciones se clasificó como débil. Si bien los ensayos controlados aleatorios no han confirmado que los suplementos de vitamina D reduzcan el riesgo de incidencia de cáncer, el riesgo relativo de muerte por cáncer fue menor hasta en un 16 % en varios metanálisis.
Enfermedad cardiovascular
La suplementación con vitamina D no está asociada con un riesgo reducido de accidente cerebrovascular, enfermedad cerebrovascular, infarto de miocardio o cardiopatía isquémica. La suplementación no reduce la presión arterial en la población general.
Sistema inmunitario
Enfermedades infecciosas
En general, la vitamina D funciona para activar el sistema inmunitario innato y amortiguar el adaptativo con efectos antibacterianos, antivirales y antiinflamatorios. Los niveles bajos de vitamina D parecen ser un factor de riesgo para la tuberculosis, e históricamente se usó como tratamiento.
La suplementación con vitamina D en dosis bajas (400 a 1000 UI/día) puede disminuir levemente el riesgo general de infecciones agudas de las vías respiratorias. Los beneficios se encontraron en niños pequeños y adolescentes (de 1 a 16 años de edad) y no se confirmaron con dosis más altas (>1000 UI por día o más). La suplementación con vitamina D reduce sustancialmente la tasa de exacerbaciones moderadas o graves de la EPOC en personas con niveles basales de 25(OH)D inferiores a 25 nmol/L, pero no en aquellas con deficiencia menos grave.
Asma
Aunque los datos provisionales vinculan los niveles bajos de vitamina D con el asma, la evidencia que respalda un efecto beneficioso sobre los asmáticos de la suplementación no es concluyente. Una revisión encontró que la suplementación con vitamina D podría reducir la necesidad de esteroides utilizados para inhibir la frecuencia de los episodios en personas con asma leve a moderada, y que la suplementación no tuvo ningún efecto sobre los síntomas de asma diarios. En la práctica general, no se recomienda la suplementación con vitamina D para el tratamiento o la prevención del asma.
Enfermedad inflamatoria intestinal
Los niveles bajos de vitamina D están asociados con dos formas principales de enfermedad inflamatoria intestinal humana (EII): la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa. Un metanálisis de la terapia con vitamina D en pacientes con EII con deficiencia de vitamina D ha demostrado que la suplementación es eficaz para corregir los niveles de vitamina D y se asocia con mejoras en las puntuaciones de la actividad clínica de la enfermedad y los marcadores bioquímicos.
Otras condiciones
Diabetes: un metanálisis de ocho estudios encontró que la suplementación con vitamina D redujo significativamente el riesgo de diabetes mellitus tipo 2 en pacientes prediabéticos no obesos. Un metanálisis de 37 artículos encontró que la suplementación con vitamina D mejoró significativamente el control glucémico [evaluación del modelo homeostático: resistencia a la insulina (HOMA-IR)], la hemoglobina A1C (HbA1C) y la glucosa en sangre en ayunas (FBG) en personas con diabetes mellitus tipo 2. En estudios prospectivos, el nivel alto versus bajo de vitamina D se asoció respectivamente con una disminución significativa en el riesgo de diabetes mellitus tipo 2, diabetes mellitus tipo 2 combinada y prediabetes y prediabetes.Una revisión sistemática Cochrane de 2011 examinó un estudio que mostró que la vitamina D junto con la insulina mantenían los niveles de péptido C en ayunas después de 12 meses mejor que la insulina sola. Sin embargo, es importante resaltar que los estudios disponibles para ser incluidos en esta revisión presentaron fallas considerables en calidad y diseño.
TDAH: un metanálisis de estudios observacionales mostró que los niños con TDAH tienen niveles más bajos de vitamina D y que hubo una pequeña asociación entre los niveles bajos de vitamina D en el momento del nacimiento y el desarrollo posterior de TDAH. Varios ensayos controlados aleatorios pequeños de suplementos de vitamina D indicaron una mejora en los síntomas del TDAH, como la impulsividad y la hiperactividad.
Depresión: los ensayos clínicos de suplementos de vitamina D para los síntomas depresivos generalmente han sido de baja calidad y no muestran ningún efecto general, aunque el análisis de subgrupos mostró que los suplementos para los participantes con síntomas depresivos clínicamente significativos o trastorno depresivo tuvieron un efecto moderado.
Cognición y demencia: una revisión sistemática de estudios clínicos encontró una asociación entre los niveles bajos de vitamina D con el deterioro cognitivo y un mayor riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, las concentraciones más bajas de vitamina D también están asociadas con una nutrición deficiente y con pasar menos tiempo al aire libre. Por lo tanto, existen explicaciones alternativas para el aumento del deterioro cognitivo y, por lo tanto, no se pudo establecer una relación causal directa entre los niveles de vitamina D y la cognición.
Esquizofrenia: los ensayos han demostrado que los niveles más bajos de vitamina D son muy frecuentes en pacientes con esquizofrenia, en particular en aquellos con episodios agudos.
Embarazo: los niveles bajos de vitamina D en el embarazo están asociados con la diabetes gestacional, la preeclampsia y los bebés pequeños (para la edad gestacional). Aunque tomar suplementos de vitamina D durante el embarazo eleva los niveles de vitamina D en la sangre de la madre a término, no está claro el alcance total de los beneficios para la madre o el bebé. Las mujeres embarazadas que toman una cantidad adecuada de vitamina D durante la gestación pueden experimentar un menor riesgo de preeclampsia y efectos inmunológicos positivos. También es probable que la suplementación con vitamina D reduzca el riesgo de diabetes gestacional, bebés pequeños y su pobre tasa de crecimiento. Las mujeres embarazadas a menudo no toman la cantidad recomendada de vitamina D.
Pérdida de peso: aunque se planteó la hipótesis de que la suplementación con vitamina D puede ser un tratamiento eficaz para la obesidad además de la restricción calórica, una revisión sistemática no encontró ninguna asociación entre la suplementación y el peso corporal o la masa grasa. Un metanálisis de 2016 encontró que el estado de la vitamina D circulante mejoró con la pérdida de peso, lo que indica que la masa grasa puede estar inversamente asociada con los niveles de vitamina D en la sangre.
Declaraciones de propiedades saludables permitidas
Las agencias reguladoras gubernamentales estipulan para las industrias de alimentos y suplementos dietéticos ciertas declaraciones de propiedades saludables tan permitidas como las declaraciones en los envases.
Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria
- funcionamiento normal del sistema inmunitario
- respuesta inflamatoria normal
- función muscular normal
- reducción del riesgo de caídas en personas mayores de 60 años
Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA)
- "El calcio y la vitamina D adecuados, como parte de una dieta bien balanceada, junto con la actividad física, pueden reducir el riesgo de osteoporosis".
Salud Canadá
- "El calcio adecuado y el ejercicio regular pueden ayudar a lograr huesos fuertes en niños y adolescentes y pueden reducir el riesgo de osteoporosis en adultos mayores. También es necesaria una ingesta adecuada de vitamina D".
Otras posibles agencias con orientación sobre reclamos: Japón FOSHU y Australia-Nueva Zelanda.
La ingesta dietética
| Reino Unido | ||
| Grupo de edad | Ingesta (μg/día) | Ingesta máxima (μg/día) |
|---|---|---|
| Lactantes amamantados de 0 a 12 meses | 8.5 – 10 | 25 |
| Lactantes alimentados con fórmula (<500 ml/día) | 10 | 25 |
| Niños 1 – 10 años | 10 | 50 |
| Niños >10 y adultos | 10 | 100 |
| Estados Unidos | ||
| Grupo de edad | CDR (UI/día) | (μg/día) |
| Bebés de 0 a 6 meses | 400* | 10 |
| Bebés de 6 a 12 meses | 400* | 10 |
| 1–70 años | 600 | 15 |
| 71+ años | 800 | 20 |
| Embarazada/Lactando | 600 | 15 |
| Grupo de edad | Nivel máximo de ingesta tolerable (UI/día) | (μg/día) |
| Bebés de 0 a 6 meses | 1,000 | 25 |
| Bebés de 6 a 12 meses | 1,500 | 37.5 |
| 1–3 años | 2,500 | 62.5 |
| 4–8 años | 3,000 | 75 |
| 9+ años | 4,000 | 100 |
| Embarazada/lactando | 4,000 | 100 |
| Canadá | ||
| Grupo de edad | RDA (UI) | Ingesta máxima tolerable (UI) |
| Bebés de 0 a 6 meses | 400* | 1,000 |
| Bebés de 7 a 12 meses | 400* | 1,500 |
| Niños de 1 a 3 años | 600 | 2,500 |
| Niños de 4 a 8 años | 600 | 3,000 |
| Niños y adultos de 9 a 70 años | 600 | 4,000 |
| Adultos > 70 años | 800 | 4,000 |
| Embarazo y Lactancia | 600 | 4,000 |
| Australia y Nueva Zelanda | ||
| Grupo de edad | Ingesta adecuada (μg) | Nivel superior de ingesta (μg) |
| Bebés de 0 a 12 meses | 5* | 25 |
| Niños de 1 a 18 años | 5* | 80 |
| Adultos 19–50 años | 5* | 80 |
| Adultos 51–70 años | 10* | 80 |
| Adultos > 70 años | 15* | 80 |
| Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria | ||
| Grupo de edad | Ingesta adecuada (μg) | Límite superior tolerable (μg) |
| Bebés de 0 a 12 meses | 10 | 25 |
| Niños de 1 a 10 años | 15 | 50 |
| Niños de 11 a 17 años | 15 | 100 |
| Adultos | 15 | 100 |
| Embarazo y Lactancia | 15 | 100 |
| * Ingesta adecuada, aún no se ha establecido RDA/RDI |
Niveles recomendados
Varias instituciones han propuesto diferentes recomendaciones para la cantidad de ingesta diaria de vitamina D. Estas varían según la definición precisa, la edad, el embarazo o la lactancia, y la medida en que se hacen suposiciones con respecto a la síntesis cutánea de vitamina D. Conversión: 1 μg (microgramo) = 40 UI (unidad internacional).
Reino Unido
El Servicio Nacional de Salud (NHS) del Reino Unido recomienda que las personas con riesgo de deficiencia de vitamina D, los bebés amamantados, los bebés alimentados con fórmula que toman menos de 500 ml/día y los niños de 6 meses a 4 años deben tomar suplementos diarios de vitamina D durante todo el el año para asegurar una ingesta suficiente. Esto incluye a las personas con una síntesis cutánea limitada de vitamina D, que no suelen estar al aire libre, que son frágiles, que están confinadas en casa, que viven en un hogar de ancianos o que suelen llevar ropa que cubre la mayor parte de la piel, o que tienen la piel oscura, como las que tienen una raza africana., africano-caribeño o de origen asiático del sur. Otras personas pueden producir suficiente vitamina D a partir de la exposición a la luz solar de abril a septiembre. El NHS y Public Health England recomiendan que todas las personas, incluidas las que están embarazadas y amamantando, consideren tomar un suplemento diario que contenga 10 μg (400 UI) de vitamina D durante el otoño y el invierno debido a la luz solar inadecuada para la síntesis de vitamina D.
Estados Unidos
La ingesta dietética de referencia para la vitamina D emitida en 2010 por el Instituto de Medicina (IoM) (rebautizada como Academia Nacional de Medicina en 2015), reemplazó las recomendaciones anteriores que se expresaban en términos de ingesta adecuada. Las recomendaciones se formaron asumiendo que el individuo no tiene síntesis de vitamina D en la piel debido a una exposición solar inadecuada. La ingesta de referencia de vitamina D se refiere a la ingesta total de alimentos, bebidas y suplementos, y supone que se cumplen los requisitos de calcio. El nivel máximo de ingesta tolerable (UL, por sus siglas en inglés) se define como "la ingesta diaria promedio más alta de un nutriente que probablemente no presente ningún riesgo de efectos adversos para la salud de casi todas las personas de la población general".Aunque se cree que los UL son seguros, la información sobre los efectos a largo plazo es incompleta y estos niveles de ingesta no se recomiendan para el consumo a largo plazo.
Para fines de etiquetado de alimentos y suplementos dietéticos de EE. UU., la cantidad en una porción se expresa como un porcentaje del valor diario (% DV). A efectos del etiquetado de vitamina D, el 100 % del valor diario era de 400 UI (10 μg), pero el 27 de mayo de 2016 se revisó a 800 UI (20 μg) para que coincidiera con la RDA. El 1 de enero de 2020 se requería el cumplimiento de las normas de etiquetado actualizadas para los fabricantes con ventas anuales de alimentos de 10 millones de dólares estadounidenses o más, y el 1 de enero de 2021 para los fabricantes con un volumen menor de ventas de alimentos. Se proporciona una tabla de los valores diarios para adultos antiguos y nuevos en la Ingesta diaria de referencia.
Canadá
Health Canada publicó las cantidades dietéticas recomendadas (RDA) y los niveles máximos de ingesta tolerables de vitamina D en 2012 según el informe del Instituto de Medicina.
Australia y Nueva Zelanda
Australia y Nueva Zelanda publicaron valores de referencia de nutrientes que incluyen pautas para la ingesta de vitamina D en la dieta en 2005. Alrededor de un tercio de los australianos tienen deficiencia de vitamina D.
Unión Europea
La Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) en 2016 revisó la evidencia actual y encontró que la relación entre la concentración sérica de 25(OH)D y los resultados de salud musculoesquelética es muy variable. Consideraron que los requisitos promedio y los valores de ingesta de referencia de la población para la vitamina D no pueden derivarse, y que una concentración sérica de 25 (OH) D de 50 nmol/L era un valor objetivo adecuado. Para todas las personas mayores de 1 año, incluidas las mujeres embarazadas o lactantes, establecen una ingesta adecuada de 15 μg/día (600 UI).
La EFSA revisó los niveles seguros de ingesta en 2012 y fijó el límite superior tolerable para adultos en 100 μg/día (4000 UI), una conclusión similar a la del IOM.
La Agencia Nacional de Alimentos de Suecia recomienda una ingesta diaria de 10 μg (400 UI) de vitamina D3 para niños y adultos de hasta 75 años, y 20 μg (800 UI) para adultos de 75 años o más.
Las organizaciones no gubernamentales en Europa han hecho sus propias recomendaciones. La Sociedad Alemana de Nutrición recomienda 20 μg. La Sociedad Europea de Menopausia y Andropausia recomienda que las mujeres posmenopáusicas consuman 15 μg (600 UI) hasta los 70 años y 20 μg (800 UI) a partir de los 71 años. Esta dosis debe aumentarse a 100 μg (4000 UI) en algunos pacientes con niveles muy bajos de vitaminas. Estado D o en caso de condiciones comórbidas.
Fuentes
Aunque la vitamina D está presente naturalmente en solo unos pocos alimentos, comúnmente se agrega como una fortificación en los alimentos manufacturados. En algunos países, los alimentos básicos se enriquecen artificialmente con vitamina D.
Fuentes naturales
- Fuentes animalesFuenteUI/gIrregularyema de huevo cocida0.744 UI por un huevo de 61gHígado de res, cocido, estofado0.5Aceites de hígado de pescado, como el aceite de hígado de bacalao100450 UI por cucharadita (4,5 g)especies de pescado grasoSalmón, rosado, cocido, calor seco5.2Caballa, Pacífico y jurel, especies mixtas, cocinadas en seco4.6Atún, enlatado en aceite2.7Sardinas, enlatadas en aceite, escurridas1.9
- Fuentes fúngicasFuente mg/gUI/gCladonia arbuscula (liquen), talos, secosvitamina D 30,67–2,0427–82vitamina D 20,22–0,558.8–22Agaricus bisporus (hongo común): D 2 + D 3portobelloCrudo0.0030.1Expuesto a la luz ultravioleta0.114.46CriminiCrudo0.0010.03Expuesto a la luz ultravioleta0.3212.8
En general, la vitamina D 3 se encuentra en alimentos de origen animal, particularmente pescado, carne, vísceras, huevos y lácteos. La vitamina D 2 se encuentra en los hongos y se produce por irradiación ultravioleta de ergosterol. El contenido de vitamina D 2 en los hongos y Cladina arbuscula, un liquen, aumenta con la exposición a la luz ultravioleta y es estimulado por lámparas ultravioleta industriales para la fortificación. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos informa el contenido de D 2 y D 3 combinados en un valor.
Fortificación de alimentos
Los alimentos manufacturados fortificados con vitamina D incluyen algunos jugos de frutas y bebidas de jugos de frutas, barras energéticas de reemplazo de comidas, bebidas a base de proteína de soya, ciertos quesos y productos de queso, productos de harina, fórmulas infantiles, muchos cereales para el desayuno y leche.
En 2016, en los Estados Unidos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) modificó las reglamentaciones sobre aditivos alimentarios para la fortificación de la leche y estableció que los niveles de vitamina D 3 no superan las 42 UI de vitamina D por 100 g (400 UI por cuarto de galón estadounidense) de leche de vaca, 84 UI de vitamina D 2 por 100 g (800 UI por cuarto) de leches vegetales y 89 UI por 100 g (800 UI por cuarto) en yogures a base de plantas o en productos de bebidas de soya. Las leches vegetales se definen como bebidas elaboradas a base de soja, almendra, arroz, entre otras fuentes vegetales, destinadas como alternativas a la leche de vaca.
Mientras que algunos estudios han encontrado que la vitamina D 3 eleva los niveles de 25(OH)D en la sangre más rápido y permanece activa en el cuerpo por más tiempo, otros afirman que las fuentes de vitamina D 2 son igualmente biodisponibles y efectivas como la D 3 para elevar y mantener la 25(OH)D.
Preparación de comida
El contenido de vitamina D en los alimentos típicos se reduce de forma variable con la cocción. Los alimentos hervidos, fritos y horneados retuvieron entre el 69 y el 89 % de la vitamina D original.
Niveles séricos recomendados
Las recomendaciones sobre los niveles séricos de 25(OH)D recomendados varían según las autoridades y varían según factores como la edad. Los laboratorios estadounidenses generalmente informan los niveles de 25(OH)D en ng/mL. Otros países a menudo usan nmol/L. Un ng/ml es aproximadamente igual a 2,5 nmol/l.
Una revisión de 2014 concluyó que los niveles séricos más ventajosos de 25(OH)D para todos los resultados parecían estar cerca de 30 ng/mL (75 nmol/L). Los niveles óptimos de vitamina D aún son controvertidos y otra revisión concluyó que se recomendarían rangos de 30 a 40 ng/mL (75 a 100 nmol/L) para los atletas. Parte de la controversia se debe a que numerosos estudios han encontrado diferencias en los niveles séricos de 25(OH)D entre grupos étnicos; los estudios apuntan a razones tanto genéticas como ambientales detrás de estas variaciones. La suplementación para alcanzar estos niveles estándar podría causar calcificación vascular dañina.
Un metanálisis de 2012 mostró que el riesgo de enfermedades cardiovasculares aumenta cuando los niveles sanguíneos de vitamina D son más bajos en un rango de 8 a 24 ng/mL (20 a 60 nmol/L), aunque los resultados entre los estudios analizados fueron inconsistentes.
En 2011, un comité del IOM concluyó que se necesita un nivel sérico de 25(OH)D de 20 ng/mL (50 nmol/L) para la salud ósea y general. Las ingestas dietéticas de referencia para la vitamina D se eligen con un margen de seguridad y "sobrepasan" el valor sérico objetivo para garantizar que los niveles de ingesta especificados alcancen los niveles séricos deseados de 25(OH)D en casi todas las personas. No se asume ninguna contribución al nivel sérico de 25(OH)D a partir de la exposición al sol y las recomendaciones son completamente aplicables a personas con piel oscura o exposición insignificante a la luz solar. El Instituto encontró que las concentraciones séricas de 25(OH)D superiores a 30 ng/mL (75 nmol/L) "no están consistentemente asociadas con un mayor beneficio". Niveles séricos de 25(OH)D superiores a 50 ng/mL (125 nmol/L) puede ser motivo de preocupación. Sin embargo, algunas personas con 25(OH)D sérica entre 30 y 50 ng/mL (75 nmol/L-125 nmol/L) también tendrán vitamina D inadecuada.
Exceso
La toxicidad por vitamina D es rara. Es causada por la suplementación con altas dosis de vitamina D en lugar de la luz solar. No se ha establecido el umbral de toxicidad de la vitamina D; sin embargo, según algunas investigaciones, el nivel máximo de ingesta tolerable (UL) es de 4000 UI/día para las edades de 9 a 71 años (100 μg/día), mientras que otras investigaciones concluyen que, en adultos sanos, la ingesta sostenida de más de 50 000 UI/ día día (1250 μg) puede producir toxicidad evidente después de varios meses y puede aumentar los niveles séricos de 25-hidroxivitamina D a 150 ng/mL y más. Aquellos con ciertas condiciones médicas, como hiperparatiroidismo primario,son mucho más sensibles a la vitamina D y desarrollan hipercalcemia en respuesta a cualquier aumento en la nutrición con vitamina D, mientras que la hipercalcemia materna durante el embarazo puede aumentar la sensibilidad fetal a los efectos de la vitamina D y provocar un síndrome de discapacidad intelectual y deformidades faciales.
La hipercalcemia infantil idiopática está causada por una mutación del gen CYP24A1, lo que conduce a una reducción en la degradación de la vitamina D. Los bebés que tienen dicha mutación tienen una mayor sensibilidad a la vitamina D y, en caso de ingesta adicional, riesgo de hipercalcemia. El trastorno puede continuar hasta la edad adulta.
Una revisión publicada en 2015 señaló que los efectos adversos se informaron solo en concentraciones séricas de 25 (OH) D superiores a 200 nmol/L.
Los casos publicados de toxicidad por hipercalcemia en los que se conoce la dosis de vitamina D y los niveles de 25-hidroxi-vitamina D implican una ingesta ≥ 40.000 UI (1.000 μg) al día.
Las mujeres embarazadas o en período de lactancia deben consultar a un médico antes de tomar un suplemento de vitamina D. La FDA aconsejó a los fabricantes de suplementos líquidos de vitamina D que los goteros que acompañan a estos productos deben estar marcados de forma clara y precisa para 400 unidades internacionales (1 UI es el equivalente biológico de 25 ng de colecalciferol/ergocalciferol). Además, para productos destinados a bebés, la FDA recomienda que el cuentagotas no contenga más de 400 UI. Para los bebés (desde el nacimiento hasta los 12 meses), el límite superior tolerable (cantidad máxima que se puede tolerar sin daño) se establece en 25 μg/día (1000 UI). Mil microgramos por día en lactantes ha producido toxicidad en el plazo de un mes.Después de ser comisionado por los gobiernos de Canadá y Estados Unidos, el Instituto de Medicina (IOM) a partir del 30 de noviembre de 2010 aumentó el límite superior tolerable (UL) a 2500 UI por día para las edades de 1 a 3 años, 3000 UI por día para las edades 4 a 8 años y 4000 UI por día para edades de 9 a 71 años o más (incluidas las mujeres embarazadas o lactantes).
El calcitriol en sí mismo se autorregula en un ciclo de retroalimentación negativa y también se ve afectado por la hormona paratiroidea, el factor de crecimiento de fibroblastos 23, las citocinas, el calcio y el fosfato.
Un estudio publicado en 2017 evaluó la prevalencia de niveles altos de ingesta diaria de suplementos de vitamina D entre adultos mayores de 20 años en los Estados Unidos, según los datos NHANES disponibles públicamente desde 1999 hasta 2014. Los datos muestran lo siguiente:
- Más del 18% de la población excede la cantidad diaria recomendada (RDA) de NIH de 600 a 800 UI, al tomar más de 1000 UI, lo que sugiere una ingesta intencional de suplementos.
- Más del 3% de la población supera el nivel máximo de ingesta tolerable diaria (UL) de NIH de 4000 UI, por encima del cual aumenta el riesgo de efectos tóxicos.
- El porcentaje de la población que toma más de 1000 UI/día, así como el porcentaje que toma más de 4000 UI/día, han aumentado desde 1999, según el análisis de tendencias.
Efecto del exceso
La sobredosis de vitamina D causa hipercalcemia, que es un fuerte indicio de toxicidad por vitamina D; esto se puede notar con un aumento en la micción y la sed. Si la hipercalcemia no se trata, produce depósitos excesivos de calcio en los tejidos blandos y órganos como los riñones, el hígado y el corazón, lo que provoca dolor y daño a los órganos.
Los principales síntomas de sobredosis de vitamina D son la hipercalcemia, que incluye anorexia, náuseas y vómitos. Estos pueden ir seguidos de poliuria, polidipsia, debilidad, insomnio, nerviosismo, prurito y, en última instancia, insuficiencia renal. Además, pueden desarrollarse proteinuria, cilindros urinarios, azotemia y calcificación metastásica (especialmente en los riñones). Otros síntomas de toxicidad por vitamina D incluyen discapacidad intelectual en niños pequeños, crecimiento y formación anormal de huesos, diarrea, irritabilidad, pérdida de peso y depresión severa.
La toxicidad por vitamina D se trata suspendiendo la administración de suplementos de vitamina D y restringiendo la ingesta de calcio. El daño renal puede ser irreversible. La exposición a la luz solar durante períodos prolongados normalmente no causa toxicidad por vitamina D. Las concentraciones de precursores de vitamina D producidos en la piel alcanzan un equilibrio y cualquier cantidad adicional de vitamina D producida se degrada.
Biosíntesis
La síntesis de la vitamina D en la naturaleza depende de la presencia de radiación UV y la activación subsiguiente en el hígado y los riñones. Muchos animales sintetizan vitamina D 3 a partir de 7-dehidrocolesterol y muchos hongos sintetizan vitamina D 2 a partir de ergosterol.
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Fotoquímica
La transformación que convierte el 7-dehidrocolesterol en vitamina D 3 se produce en dos pasos. Primero, el 7-deshidrocolesterol es fotolizado por luz ultravioleta en una reacción electrocíclica de apertura de anillo conrotatoria de 6 electrones; el producto es previtamina D 3. En segundo lugar, la previtamina D 3 se isomeriza espontáneamente a vitamina D 3 (colecalciferol) en un cambio de hidruro sigmatrópico antarafacial [1,7]. A temperatura ambiente, la transformación de la previtamina D 3 en vitamina D 3 en un disolvente orgánico tarda unos 12 días en completarse. La conversión de previtamina D 3 a vitamina D 3en la piel es unas 10 veces más rápida que en un disolvente orgánico.
La conversión de ergosterol a vitamina D 2 sigue un procedimiento similar, formando previtamina D 2 por fotólisis, que se isomeriza a vitamina D 2 (ergocalciferol). La transformación de la previtamina D 2 en vitamina D 2 en metanol tiene una velocidad comparable a la de la previtamina D 3. El proceso es más rápido en los champiñones blancos.
Síntesis en la piel
La vitamina D 3 se produce fotoquímicamente a partir del 7-dehidrocolesterol en la piel de la mayoría de los animales vertebrados, incluidos los humanos. El precursor de la vitamina D 3, 7-dehidrocolesterol se produce en cantidades relativamente grandes. El 7-deshidrocolesterol reacciona con la luz UVB en longitudes de onda de 290 a 315 nm. Estas longitudes de onda están presentes en la luz solar, así como en la luz emitida por las lámparas UV en las camas de bronceado (que producen luz ultravioleta principalmente en el espectro UVA, pero normalmente producen del 4 % al 10 % de las emisiones UV totales como UVB, algunas camas de bronceado puede usar solo bombillas de luz UVB separadas específicamente para la producción de vitaminas). La exposición a la luz a través de las ventanas es insuficiente porque el vidrio bloquea casi por completo la luz UVB.
Se pueden producir cantidades adecuadas de vitamina D con una exposición solar moderada en la cara, los brazos y las piernas (para aquellos con menos melanina), con un promedio de 5 a 30 minutos dos veces por semana, o aproximadamente el 25 % del tiempo para una quemadura solar mínima. Cuanto más oscura es la piel y más débil la luz del sol, más minutos de exposición se necesitan. La sobredosis de vitamina D es imposible debido a la exposición a los rayos UV: la piel alcanza un equilibrio en el que la vitamina se degrada tan rápido como se crea.
La piel consta de dos capas principales: la capa interna llamada dermis y la epidermis externa, más delgada. La vitamina D se produce en los queratinocitos de los dos estratos más internos de la epidermis, el estrato basal y el estrato espinoso, que también pueden producir calcitriol y expresar el VDR.
Evolución
La vitamina D solo se puede sintetizar mediante un proceso fotoquímico. Su producción a partir de esteroles habría comenzado muy temprano en la evolución de la vida alrededor del origen de la fotosíntesis, posiblemente ayudando a prevenir el daño del ADN al absorber los rayos UVB, lo que hace que la vitamina D sea un producto final inactivo. La maquinaria endocrina familiar de vitamina D que contiene el receptor de vitamina D (VDR), varias enzimas CYP450 para activación e inactivación, y una proteína de unión a vitamina D (DBP) se encuentra solo en vertebrados. Se cree que los vertebrados marinos primitivos absorben calcio del océano en sus esqueletos y comen plancton rico en vitamina D, aunque la función en aquellos sin cartílago calcificado no está clara. Fitoplancton en el océano (como cocolitóforo y Emiliania huxleyi) han estado fotosintetizando la vitamina D durante más de 500 millones de años.
Los vertebrados terrestres requerían otra fuente de vitamina D además de las plantas para sus esqueletos calcificados. Tuvieron que ingerirlo o exponerse a la luz solar para fotosintetizarlo en su piel. Los vertebrados terrestres han estado fotosintetizando la vitamina D durante más de 350 millones de años.
En las aves y los mamíferos con pelaje, el pelaje o las plumas impiden que los rayos UV lleguen a la piel. En cambio, la vitamina D se crea a partir de secreciones aceitosas de la piel depositadas en las plumas o el pelaje, y se obtiene por vía oral durante el aseo. Sin embargo, algunos animales, como la rata topo desnuda, son naturalmente deficientes en colecalciferol, ya que los niveles séricos de 25-OH vitamina D son indetectables. Los perros y gatos son prácticamente incapaces de sintetizar vitamina D debido a la alta actividad de la 7-dehidrocolesterol reductasa, pero la obtienen de los animales de presa.
Síntesis industrial
La vitamina D 3 (colecalciferol) se produce industrialmente al exponer el 7-dehidrocolesterol a la luz UVB y UVC, seguido de la purificación. El 7-dehidrocolesterol es una sustancia natural en los órganos de los peces, especialmente el hígado, o en la grasa de lana (lanolina) de las ovejas. La vitamina D 2 (ergocalciferol) se produce de manera similar utilizando ergosterol de levadura o hongos como materia prima.
Mecanismo de acción
Activación metabólica
La vitamina D se transporta a través de la sangre al hígado, donde se convierte en la prohormona calcifediol. El calcifediol circulante puede luego convertirse en calcitriol, la forma biológicamente activa de la vitamina D, en los riñones.
Ya sea que se sintetice en la piel o se ingiera, la vitamina D se hidroxila en el hígado en la posición 25 (parte superior derecha de la molécula) para formar 25-hidroxicolecalciferol (calcifediol o 25(OH)D). Esta reacción es catalizada por la enzima microsomal vitamina D 25-hidroxilasa, el producto del gen humano CYP2R1, y expresada por los hepatocitos. Una vez elaborado, el producto se libera en el plasma, donde se une a una proteína portadora de globulina α denominada proteína de unión a la vitamina D.
El calcifediol se transporta a los túbulos proximales de los riñones, donde se hidroxila en la posición 1-α (abajo a la derecha de la molécula) para formar calcitriol (1,25-dihidroxicolecalciferol, 1,25(OH) 2 D). La conversión de calcifediol a calcitriol es catalizada por la enzima 25-hidroxivitamina D 3 1-alfa-hidroxilasa, que es el producto del gen humano CYP27B1. La actividad de CYP27B1 aumenta con la hormona paratiroidea y también con niveles bajos de calcio o fosfato.
Después del paso final de conversión en el riñón, el calcitriol se libera a la circulación. Al unirse a la proteína transportadora de vitamina D, el calcitriol se transporta por todo el cuerpo, incluidos los intestinos, los riñones y los huesos. El calcitriol es el ligando natural más potente del receptor de vitamina D, que interviene en la mayoría de las acciones fisiológicas de la vitamina D.
Además de los riñones, el calcitriol también es sintetizado por otras células, incluidos los monocitos-macrófagos en el sistema inmunitario. Cuando es sintetizado por monocitos-macrófagos, el calcitriol actúa localmente como una citoquina, modulando las defensas del cuerpo contra los invasores microbianos al estimular el sistema inmunitario innato.
Inactivación
La actividad de calcifediol y calcitriol puede reducirse por hidroxilación en la posición 24 por la vitamina D3 24-hidroxilasa, formando secalciferol y calcitetrol, respectivamente.
Diferencia entre sustratos
La vitamina D 2 (ergocalciferol) y la vitamina D 3 (colecalciferol) comparten un mecanismo de acción similar al descrito anteriormente. Los metabolitos producidos por la vitamina D 2 se nombran con un prefijo er- o ergo- para diferenciarlos de los equivalentes basados en D 3 (a veces con un prefijo chole-).
- Los metabolitos producidos a partir de la vitamina D 2 tienden a unirse menos a la proteína de unión a la vitamina D.
- La vitamina D 3 puede ser hidroxilada alternativamente a calcifediol por la esterol 27-hidroxilasa (CYP27A1), pero la vitamina D 2 no puede.
- El ergocalciferol puede hidroxilarse directamente en la posición 24 por CYP27A1. Esta hidroxilación también conduce a un mayor grado de inactivación: la actividad del calcitriol disminuye al 60% del original después de la 24-hidroxilación, mientras que el ercalcitriol sufre una disminución de 10 veces en la actividad al convertirse en ercalcitetrol.
Se discute si estas diferencias conducen a una caída medible en la eficacia (ver § Fortificación de alimentos).
Mecanismos intracelulares
El calcitriol ingresa a la célula diana y se une al receptor de vitamina D en el citoplasma. Este receptor activado ingresa al núcleo y se une a los elementos de respuesta a la vitamina D (VDRE), que son secuencias de ADN específicas en los genes. La transcripción de estos genes se estimula y produce mayores niveles de las proteínas que median los efectos de la vitamina D.
Algunas reacciones de la célula al calcitriol parecen ser demasiado rápidas para la vía de transcripción VDRE clásica, lo que lleva al descubrimiento de varias acciones no genómicas de la vitamina D. Es probable que el PDIA3 unido a la membrana sirva como un receptor alternativo en esta vía. El VDR clásico aún puede desempeñar un papel.
Historia
La vitamina D se descubrió en 1922 a raíz de investigaciones anteriores. Los investigadores estadounidenses Elmer McCollum y Marguerite Davis en 1914 descubrieron una sustancia en el aceite de hígado de bacalao que más tarde se denominó "vitamina A". El médico británico Edward Mellanby notó que los perros alimentados con aceite de hígado de bacalao no desarrollaron raquitismo y concluyó que la vitamina A, o un factor estrechamente relacionado, podría prevenir la enfermedad. En 1922, Elmer McCollum probó el aceite de hígado de bacalao modificado en el que se había destruido la vitamina A. El aceite modificado curó a los perros enfermos, por lo que McCollum concluyó que el factor en el aceite de hígado de bacalao que curaba el raquitismo era distinto de la vitamina A. La llamó vitamina D porque era la cuarta vitamina en ser nombrada.Inicialmente, no se supo que, a diferencia de otras vitaminas, los humanos pueden sintetizar la vitamina D a través de la exposición a la luz ultravioleta.
En 1925, se estableció que cuando se irradia 7-dehidrocolesterol con luz, se produce una forma de vitamina liposoluble (ahora conocida como D 3). Alfred Fabian Hess declaró: "La luz es igual a la vitamina D". Adolf Windaus, de la Universidad de Göttingen en Alemania, recibió el Premio Nobel de Química en 1928 por su trabajo sobre la constitución de los esteroles y su conexión con las vitaminas.En 1929, un grupo del NIMR en Hampstead, Londres, estaba trabajando en la estructura de la vitamina D, que aún se desconocía, así como en la estructura de los esteroides. Se llevó a cabo una reunión con JBS Haldane, JD Bernal y Dorothy Crowfoot para discutir posibles estructuras, lo que contribuyó a formar un equipo. La cristalografía de rayos X demostró que las moléculas de esteroles eran planas, no como propuso el equipo alemán dirigido por Windaus. En 1932, Otto Rosenheim y Harold King publicaron un artículo en el que proponían estructuras para esteroles y ácidos biliares que encontraron una aceptación inmediata. La colaboración académica informal entre los miembros del equipo Robert Benedict Bourdillon, Otto Rosenheim, Harold King y Kenneth Callow fue muy productiva y condujo al aislamiento y caracterización de la vitamina D.En ese momento, la política del Consejo de Investigación Médica era no patentar los descubrimientos, creyendo que los resultados de la investigación médica deberían estar abiertos a todos. En la década de 1930, Windaus aclaró aún más la estructura química de la vitamina D.
En 1923, el bioquímico estadounidense Harry Steenbock de la Universidad de Wisconsin demostró que la irradiación con luz ultravioleta aumentaba el contenido de vitamina D de los alimentos y otros materiales orgánicos. Después de irradiar alimentos para roedores, Steenbock descubrió que los roedores se habían curado del raquitismo. Una deficiencia de vitamina D es una causa conocida de raquitismo. Con 300 dólares estadounidenses de su propio dinero, Steenbock patentó su invento. Su técnica de irradiación se utilizó para productos alimenticios, sobre todo para la leche. Al expirar su patente en 1945, el raquitismo se había eliminado por completo en los EE. UU.
En 1969, después de estudiar fragmentos nucleares de células intestinales, Mark Haussler y Tony Norman identificaron una proteína de unión específica para la vitamina D llamada receptor de vitamina D. En 1971–72, se descubrió el metabolismo adicional de la vitamina D a formas activas. En el hígado, se encontró que la vitamina D se convertía en calcifediol. Luego, los riñones convierten el calcifediol en calcitriol, la forma biológicamente activa de la vitamina D. El calcitriol circula como una hormona en la sangre, regula la concentración de calcio y fosfato en el torrente sanguíneo y promueve el crecimiento saludable y la remodelación de los huesos. Los metabolitos de la vitamina D, calcifediol y calcitriol, fueron identificados por equipos competidores dirigidos por Michael F. Holick en el laboratorio de Hector DeLuca y por Tony Norman y sus colegas.La fotosíntesis de la vitamina D3 en la piel a través de la previtamina D3 y su posterior metabolismo fue descrita por Michael Holick y sus colegas en 1980.
Investigar
Existe evidencia contradictoria acerca de los beneficios de las intervenciones con vitamina D, una opinión sugiere una ingesta de 4000 a 12 000 UI/día por exposición al sol con niveles séricos concomitantes de 25-hidroxivitamina D de 40 a 80 ng/mL, mientras que otra opinión es que el suero las concentraciones superiores a 50 ng/mL no son plausibles.
La Oficina de Suplementos Dietéticos de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos estableció una iniciativa de vitamina D en 2014 para realizar un seguimiento de las investigaciones actuales y brindar educación a los consumidores. En su actualización de 2020, se reconoció que un creciente cuerpo de investigación sugiere que la vitamina D podría desempeñar algún papel en la prevención y el tratamiento de la diabetes tipo 1 y 2, la intolerancia a la glucosa, la hipertensión, la esclerosis múltiple y otras afecciones médicas. Sin embargo, se concluyó que la evidencia disponible era inadecuada o demasiado contradictoria para confirmar la efectividad de la vitamina D en esas condiciones, salvo por los hallazgos más positivos sobre la salud ósea.
Algunos estudios preliminares relacionan los niveles bajos de vitamina D con enfermedades más adelante en la vida. Un metanálisis encontró una disminución de la mortalidad en las personas mayores. Otro metanálisis que abarcó a más de 350 000 personas concluyó que la suplementación con vitamina D en personas no seleccionadas que viven en la comunidad no reduce los resultados esqueléticos (fractura total) o no esqueléticos (infarto de miocardio, cardiopatía isquémica, accidente cerebrovascular, enfermedad cerebrovascular, cáncer) en más de 15%, y que es poco probable que más ensayos de investigación con un diseño similar cambien estas conclusiones. La evidencia a partir de 2018 es insuficiente para determinar si la vitamina D afecta el riesgo de cáncer. Un metanálisis de 2019 encontró un pequeño aumento en el riesgo de accidente cerebrovascular cuando se agregaron suplementos de calcio a la vitamina D.
COVID-19
A partir de abril de 2021, los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. afirman que no hay pruebas suficientes para recomendar a favor o en contra del uso de suplementos de vitamina D para prevenir o tratar el COVID-19. El Instituto Nacional para la Excelencia en Salud y Atención (NICE) del Reino Unido no recomienda ofrecer un suplemento de vitamina D a las personas únicamente para prevenir o tratar la COVID‑19. Ambas organizaciones incluyeron recomendaciones para continuar con las recomendaciones establecidas anteriormente sobre la suplementación con vitamina D por otras razones, como la salud ósea y muscular, según corresponda. Ambas organizaciones señalaron que más personas pueden necesitar suplementos debido a la menor cantidad de exposición al sol durante la pandemia.
Varias revisiones sistemáticas y metanálisis de múltiples estudios han descrito las asociaciones de la deficiencia de vitamina D con resultados adversos en COVID-19. En el análisis más grande, con datos de 76 estudios observacionales que incluyeron a casi dos millones de adultos, la deficiencia o insuficiencia de vitamina D aumentó significativamente la susceptibilidad a infectarse con COVID-19 y tener COVID-19 grave, con razones de probabilidad de 1.5 y 1.9 respectivamente, pero estos resultados tenían un alto riesgo de sesgo y heterogeneidad. Se encontró una mortalidad dos veces mayor, pero este análisis fue menos robusto. Estos hallazgos confirman análisis más pequeños y anteriores,uno de los cuales, al informar que las personas con COVID-19 tienden a tener niveles más bajos de 25(OH)D que los sujetos sanos, afirmó que la tendencia de las asociaciones con los resultados de salud estaba limitada por la baja calidad de los estudios y por la posibilidad de revertir mecanismos de causalidad.
Un metanálisis de tres estudios sobre el efecto de la vitamina D oral o la suplementación con calcifediol indicó una tasa de ingreso en la unidad de cuidados intensivos (UCI) más baja (odds ratio: 0,36) en comparación con los que no recibieron la suplementación, pero sin un cambio en la mortalidad. Una revisión Cochrane, también de tres estudios, encontró que la evidencia de la efectividad de la suplementación con vitamina D para el tratamiento de COVID-19 es muy incierta. Encontraron que había una heterogeneidad clínica y metodológica significativa en los tres estudios que se incluyeron, principalmente debido a las diferentes estrategias de administración de suplementos, formulaciones de vitamina D (una con calcifediol), estado previo al tratamiento y resultados informados.Otro metanálisis indicó que el uso de altas dosis de vitamina D en personas con COVID-19 no se basa en evidencia sólida, aunque la suplementación con calcifediol puede tener un efecto protector en las admisiones en la UCI.
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