(圖/Flickr)

文-Ken

在上一篇文章已經跟大家探討到骨頭的形成是有許多激素的參與,快速的回顧一下內容,主要說明鈣質的來源透過飲食補充,大約有99%的鈣質是儲存在骨頭中,剩下1%會在血液中調控生理許多機制,然而,鈣質要轉換成骨骼是需要激素的參與,其中又以維他命D最為重要,究竟維生素D是如何參與骨骼的生成,為什麼曬太陽就可以產生維生素D?
#還沒看過上一篇的朋友可以先了解「補鈣缺鈣,選擇高吸收率的原食物

維他素D的演化

目前可以追朔到7.5億年前,海洋中的一些浮游植物跟矽藻,利用自己產生的維生素D2與陽光作用後,形成鈣質支撐結構。在演化的早期,生物體通過光合作用以碳水化物的方始捕獲太陽能,隨著生物體的進化,身體開始製作大大小小複雜的分子,不僅是為了繁衍複製,也是為了維持生命的功能,生物體開始利用海洋環境中的鈣進行訊號傳遞與代謝,此外,鈣也成為開發生物外骨骼的重要組成,在脊椎動物進化過程中,海洋中提供了豐富的鈣質,可以跟膠原蛋白基質進行融合,產生結構剛硬的脊椎動物骨骼,也讓生物提供了冒險進入陸地的機會[1]。

由於脊椎動物離開海洋到陸地環境生存,為了可以有效從土壤中的植物攝取到鈣質,發現在太陽能的促進下,可透過動物的皮膚進行代謝產生維生素D,並且提高腸道吸收鈣的效率,也是生物從海洋陸地重要的演化[1]。

曬太陽為什麼可以產生維生素D

維生素D是一種脂溶性的維生素,天然存在極少數食物中,大多數需要透過陽光照射紫外光線之後進行合成,或是透過營養補充品額外補充。維生素D分成兩種形式,一種是植物來源的D2結構,一種是動物來源的D3結構,D3這種結構可以透過紫外線照射7-脫氫膽固醇轉換而成,因為動物皮膚中富含7-脫氫膽固醇,因此,經過紫外線照射之後7-脫氫膽固醇轉化成前驅維生素D3,再轉化為維生素D3。維生素D3與其結合蛋白結合後運送到肝臟,經肝內的酵素(25- hydroxylase)轉化為25-羥基維生素D(25(OH)D),此形式的維生素D還不具活性,需再到腎臟經另一種酵素(1α-羥化酶)轉化為1,25-羥基維生素D(1,25(OH)2D),形成具有活性的維生素D,透過血液循環至各個器官進行作用[2]。

圖.皮膚中,維它命D的形成

維他素D參與骨骼的形成

經過肝臟與腎臟的轉化之後,維生素D轉化成具有活性的維生素D3(骨化三醇),可以促進腸道中鈣的吸收,並且保持血液中鈣跟磷酸鹽的濃度,維生素D可以促進骨頭的生長與重塑,如果沒有足夠的維生素D,骨骼就可能變薄、變脆或畸形,充足的維生素D可以預防兒童佝僂病和成人骨軟化症,也可以保護老年人免受骨質疏鬆症的侵害[2]。

補充鈣與維他命D,對於骨密度真的有幫助嗎?

老年人要多補充鈣才能預防骨質疏鬆,這已經是老生常談的話題,究竟在臨床上是否真的有一些益處,這是一項由貝絲道森-休斯骨專家博士帶領的團隊,收納176名男性與213名65歲或以上的女性,針對他們的骨骼密度、骨代謝、骨折發生率做的研究,經過三年的膳食中補充鈣與維生素D,比對安慰劑組與每天接收500毫克鈣加700IU維生素D3組的比較,每六個月分析血液與尿液,並且測定骨質密度與約訪,進行詳細的醫療紀錄,結果在一年後就發現鈣加維生素組與安慰劑組,在所有骨骼部分都有顯著差異,實驗組的骨密度在股骨頸、脊柱、全身的平均值都較高,過程中,在37例非椎骨骨折患者中,安慰劑組佔26例,鈣維生素D組僅有11例,對於65歲或以上的男性和女性,膳食補充鈣和維生素D可以適度減少在股骨頸、脊柱和全身的骨質流失,並降低非椎骨骨折的發病率[3]。

 

感謝Dr.Ken提供

延伸閱讀:
近年來在許多研究中指出,維生素D的缺乏跟許多癌症、慢性疾病有相當的關係,可以參考這篇「維生素D不只保護骨骼,也與癌症預後有關係

Reference
[1] Holick, Michael F. “Vitamin D: importance in the prevention of cancers, type 1 diabetes, heart disease, and osteoporosis.” The American journal of clinical nutrition 79.3 (2004): 362-371.
[2] Dietary Supplement Fact Sheet: Vitamin D. Office of Dietary Supplements (ODS). National Institutes of Health (NIH). [2010-04-11].
[3] Dawson-Hughes, Bess, et al. “Effect of calcium and vitamin D supplementation on bone density in men and women 65 years of age or older.” New England Journal of Medicine 337.10 (1997): 670-676.