Vitamín D a jeho vliv na vápník

Výživová poradna (02/2013): Vitamín D, pitný režim

Vitamín D (kalciferol) patří spolu s vitamíny A, E, K mezi tzv. vitamíny rozpustné v tucích. Za pojem "vitamín D" vděčíme americkému biochemikovi Elmeru V. McCollumovi, který tuto látku objevil v roce 1922. Vitamín D patří do skupiny tzv. kalciferolů, které mají povahu steroidních látek a které jsou pro fungování lidského organismu velmi důležité. V následujícím textu si zjednodušeně shrneme biosyntézu vitamínu D, jaké má v lidském organismu nejdůležitější funkce a jak působí na hospodaření s vápníkem v těle.

Biosyntéza vitamínu D

Obecně rozeznáváme dva druhy vitamínu D: vitamín D2 (ergokalciferol), který získáváme z rostlinné stravy, a vitamín D3 (cholekalciferol), který přijímáme ze stravy živočišné (vaječný žloutek, olej z rybího tuku, tučné ryby). Největším zdrojem cholekalciferolu je však 7-dehydrocholesterol (7-DHC), který je obsažen v buňkách naší kůže. Díky slunečnímu záření (UV), dochází k přeměně zmíněného 7-DHC na previtamín D3 a následně na vitamín D3. Ten je transportován do jater, kde dochází k jeho první přeměně (hydroxylaci) na kalcidiol (25-hydroxyvitamín D3). Tato forma vitamínu je však neaktivní. Aby byl vitamín D fyziologicky uplatnitelný (aktivní), musí se ještě jednou přeměnit (hydroxylovat) na již biologicky aktivní kalcitriol (1,25-dihydroxyvitamín). K tomuto důležitému kroku dochází primárně v ledvinách, i když i jiné tkáně lidského těla mají enzymatickou výbavu k produkci účinného kalcitriolu, jako například slinivka, nadledviny, prostata, mozek či některé buňky imunitního systému. Od místa vzniku kalcitriolu se odvíjí i jeho následné fyziologické působení.

Kalcitriol produkovaný ledvinami má vliv na:

• kostní metabolismus
• resorpci vápníku
• sekreci inzulinu

• imunitní regulace
• inhibici buněčné proliferace
• zvýšení buněčné diferenciace

Vliv vitamínu D na vápník (Ca²⁺)

Vitamín D má tři hlavní místa svého fyziologického působení. Mezi ně patří střevo, ledviny a kosti. Ve střevech má vitamín D (kalcitriol) důležitou funkci při transportu vápníku přes střevní epitel do krevního řečiště (jedná se o tzv. resorpci), díky čemuž následně dochází ke zvýšení koncentrace vápníku v krvi. Na stejném principu funguje vychytávání vápníku v určitých segmentech ledvin. Vápník tak není odváděn z těla močí, ale dostává se zpět do krve (proces nazývaný reabsorpce). Hlavní funkcí kalcitriolu (ve střevech a ledvinách) je tedy vychytávat vápník a udržovat jeho správné (fyziologické) množství v krvi. Další důležitou funkcí tohoto vitamínu je mineralizace kostí. Je-li v krvi vyšší koncentrace vápníku, naváže se kalcitriol na specifické kostní buňky (tzv. osteoblasty), které na sebe začnou vázat vápenaté ionty, ty jsou poté využity k mineralizaci kostí.

Fyziologické působení vitamínu D

místo působení kalcitriolu	mechanismus působení
střeva	resorpce Ca2+ do krve
ledviny	reabsorpce Ca2+ do krve
kosti	mineralizace (ukládání Ca2+ do kostí)

Nedostatek vitamínu D

Pokud je příjem vitamínu D potravou dostatečný (doporučená denní dávka 5 - 10 (20) μg) a jeho množství (koncentrace) v krvi fyziologicky optimální (optimum 75 - 150 nmol/l, maximální bezpečná hodnota do 250 nmol/l), vše funguje tak, jak má. Co se ale děje, pokud je vitamínu D v těle málo?

Nedostatek vitamínu D je definován jako sérová koncentrace kalcidiolu (25-OHD) pod 50 nmol/l. Kalcidiol je předstupeň fyziologicky účinného kalcitriolu. Vzpomeňme na biosyntézu vitamínu D. S nedostatkem vitamínu D se pojí celá škála poruch. Od nedostatečné resorpce vápníku do krve, minimální vychytávání vápníku ledvinami až po poruchu ukládání vápníku do kostí, což vede k rozvoji onemocnění zvaným rachitis (deformity dlouhých kostí dolních končetin u dětí) a osteomalacie (deformity dlouhých kostí u dospělých). Nedostatek vitamínu D se také pojí s osteoporózou, při které jsou kosti křehké a velmi lehce se lámou.

Co si odnést?

• vitamín D patří mezi vitamíny rozpustné v tucích

• rozeznáváme dva druhy vitamínu D:
  • ergokalciferol (vitamín D2) - z rostlinné stravy
  • cholekalciferol (vitamín D3) - z živočišné stravy

• aktivní formou vitamínu D3 je tzv. kalcitriol vznikající primárně v ledvinách

• kalcitriol produkovaný ledvinami má vliv na kostní metabolismus a resorpci vápníku

• díky kalcitriolu dochází:
  • ve střevech ke zvýšené resorpci Ca²⁺ do krve
  • v ledvinách ke zvýšené reabsorpci Ca²⁺ do krve
  • k mineralizaci kostí

• doporučený denní příjem (DDD) činí 5 - 10 (20) μg, fyziologické optimum v krvi je 75 - 150 nmol/l

• nedostatek vitamínu D způsobuje:
  • u dětí rachitis, u dospělých osteomalacii
  • podílí se na rozvoji osteoporózy

Použité zdroje:
1. Szu-Wen Changa, Hung-Chang Lee (2019). Vitamín D and health - The missing vitamín in humans. Pediatrics and Neonatology. Volume 60, Issue 3, Pages 237-244. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pedneo.2019.04.007
2. Adriana S. Dusso, Alex J. Brown, and Eduardo Slatopolsky (2005). Vitamín D. American Journal of Physiology-Renal Physiology. Vol. 289, No. 1. DOI: https://doi.org/10.1152/ajprenal.00336.2004
3. Christakos, S., Ajibade, D. V., Dhawan, P., Fechner, A. J., & Mady, L. J. (2010). Vitamín D: metabolism. Endocrinology and metabolism clinics of North America, 39(2), 243-253. doi:10.1016/j.ecl.2010.02.002
4. Bikle D. D. (2014). Vitamín D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chemistry & biology, 21(3), 319-329. doi:10.1016/j.chembiol.2013.12.016
5. Pilz, S., Zittermann, A., Trummer, C., Theiler-Schwetz, V., Lerchbaum, E., Keppel, M. H., … Pandis, M. (2019). Vitamín D testing and treatment: a narrative review of current evidence. Endocrine connections, 8(2), R27-R43. doi:10.1530/EC-18-0432
6. Rene F. Chun1, Albert Shieh, Carter Gottlieb, Vahe Yacoubian, Jeffrey Wang, Martin Hewison and John S. Adams (2019). Vitamín D Binding Protein and the Biological Activity of Vitamin D. Frontiers in Endocrinology. 10:718. doi: 10.3389/fendo.2019.00718