你的维生素D够了吗?

作者:史隽

维生素D(VD)对人体的钙吸收起着关键作用。VD缺乏的时候,吃下去的钙只能被吸收10%,再怎么补钙也可能无济于事。对现代城市伏案工作学习的人群来说,怎样才能知道日照是否已经生成了足量的VD?补钙要补VD,该通过哪些形式补?有什么需要注意的?本文介绍了人体所需维生素D的来源、作用、 如何补充以及血检结果的解读,希望帮到各位新手父母和需要补钙、正在补钙的你。

题图来自:视觉中国

什么是VD?

20世纪初期,研究营养缺乏症的医生们发现了13种维生素。由于人体自身不能合成维生素,所以,从那时起,科学家们就将维生素定义为必须从饮食中获取的有机化学物质,它们在人身体的新陈代谢中起着至关重要的作用,但仅需少量即可发挥作用。

维生素D(VD)是这13种维生素之一,是一种脂溶性维生素(总共有4种脂溶性维生素:维生素A、D、E、K)。虽然VD确实对健康至关重要,而且只需要少量即可,但是严格地从定义上讲,它不应该算是维生素,因为人体是可以自身合成VD的。相反,大多数天然的食物,除了鱼和蛋黄等以外,都不含VD。此外,从食物中获取的VD,人体也必须先对其进行转化加工,才能发挥作用。

和其他常见维生素不同,VD不是一种化学物质,而是许多化学结构类似的化学物质的总称。常见的VD主要包括两种类型:维生素D2(ergocalciferol)和维生素D3(cholecalciferol)。

图1:维生素D2和维生素D3的化学结构

维生素D2主要来自真菌(例如在阳光下生长的蘑菇)和一些植物源食物。阳光中的紫外线B(UVB)会促进蘑菇中的麦角固醇(ergosterol)形成维生素D2[1]。人工合成维生素D2的过程也比较简单,将植物甾醇暴露于紫外线中就可以生成维生素D2。由于维生素D2的生产成本较低,所以经常被添加在食品里。

维生素D3仅存在于动物源食物中,如多脂鱼(fatty fish,指各部肌肉混合后脂肪含量高于5.0%的鱼类)、鱼油、肝脏、蛋黄等。人体内天然的维生素D3是由皮肤中普遍存在的7-脱氢胆固醇作为前体合成产生的。阳光是合成反应的关键:阳光中的紫外线B将7-脱氢胆固醇转化为维生素D3的催化剂[2]。没有阳光中的紫外线B,体内就没有维生素D3的生成。人工合成维生素D3的方法于人和动物皮肤中天然产生的方法相似:从胆固醇产生7-脱氢胆固醇,然后紫外线辐射将7-脱氢胆固醇转化为D3形式。

图2:紫外线催化维生素D2和D3的化学合成

无论是从食物里摄取的,还是人体自身合成的,维生素D2和D3都要经过人体的进一步代谢才能起作用。

肝脏会将维生素D2代谢为25-羟基维生素D2,将维生素D3代谢为25-羟基维生素D3。这两种化合物统称为25-羟基维生素D,也叫骨化二醇 (calcifediol)。

25-羟基维生素D是VD的主要循环形式,其血液水平反映了体内VD的储存量。因此,医生通常通过测量血液里的25-羟基维生素D水平来估算您体内VD的量是否足够[3]

尽管25-羟基维生素D被用作检测指标,但它还需要在肾脏里加上最后的一对氧和氢分子,成为最后的有活性的形式:1,25-二羟基维生素D,也被称做骨化三醇(Calcitriol)。

图3:人体内VD的代谢,作者作图

VD的益处

VD最主要的作用是增加肠道对钙的吸收,从而调节骨骼生长、保持骨骼健康。当人体内有足够的VD时,人体对饮食摄入的钙能吸收30%~40%;如果VD缺乏,就只能吸收10%~15%。儿童缺乏VD会导致佝偻病(rickets);成年人缺乏VD会引起骨软化症(osteomalacia)和骨质疏松症 (osteoporosis)。

骨质疏松症和骨折

随着年龄的增长,很多人(多数是女性,但也有男性)会有患骨质疏松症的风险。骨质疏松症的特征是骨骼易碎,如果摔倒可能会骨折。

VD对维持骨骼健康有重要的作用,这几乎是众所周知的。但这个作用也是最有争议的——尽管医生们都同意缺乏VD会增加患骨质疏松症和骨折的风险,但他们对服用VD保健品的益处和最佳剂量意见有分歧。

血液中的钙对神经、肌肉和心脏的功能至关重要,其水平是不能下降的。此时,如果体内钙总量不足,为了应对血液对钙的需求,身体会分泌甲状旁腺激素,从骨骼中调动钙补充血液里的钙,维持血钙水平,以使心脏和神经能够正常工作。但这样一来,骨骼就被牺牲了,随着其中的钙浓度下降,骨骼就会变得脆弱且容易骨折。

没有足够的VD,肠道就无法有效从食物中吸收钙。大多数研究显示,缺乏VD会增加骨质疏松症的风险以及骨折的可能性。那么,补充多少VD保健品能降低骨折风险?有些研究只包括女性,另一些包括男性和女性;有些只包括体弱、年长或住院的人,另一些则包括健康的人;有些研究只补充VD,其他则同时使用VD和不同剂量的钙;有的研究每天服用400IU的VD,其他的则每天多达800 IU…… 研究设计五花八门,因此这个问题还没确定的答案。

VD很重要,但不意味着如果您体内VD水平正常,也需要额外补充。2018年8月发表的一项荟萃分析得出结论:增加普通人群的VD水平不能降低健康人群骨折的风险[4]。一项对81个研究的荟萃分析发现,补充VD并不能预防骨折或跌倒或改善骨骼矿物质密度[5]。对于一些确认体内VD不足的人,额外补充会有健康益处。

其他疾病

有越来越多的证据表明,VD在许多其他方面对人体也很重要。人体的许多组织,例如前列腺、肠道、心脏、血管、肌肉和内分泌腺等,都会表达VD的受体(能与VD结合的蛋白质)。一些正在进行中的研究表明,当VD与这些受体结合时,可能产生有益的作用:肌肉需要它才能收缩,神经需要它在大脑和身体各部位之间传递信息,免疫系统需要它来抵抗入侵的细菌和病毒[6]

对任何疾病的任何一组患者进行采样,他们体内的VD含量几乎都会低于健康个体。很多人据此推测,VD含量低会导致这种疾病——但其实并没有证据证明。生病时,人的外出活动少,食欲不振,这些都会降低体内VD的水平。因此,我们无法断定VD的水平低是导致疾病的原因,还是生病造成的后果。

一些相关性研究表明,VD可能可以预防结肠癌[7],甚至可能预防前列腺癌和乳腺癌[8]。但是,血液中较高的VD水平也与胰腺癌的高发病率有关[9]。这些研究不能确切地证明缺乏VD会导致疾病,也没有证明服用VD保健品可以降低患这些疾病的风险。目前,要断定低VD状态是否会增加患癌症的风险,以及高水平VD是否会保护或者增加某些人的风险,还为时过早。

简单来说,是否需要补充VD的原则是:不缺不用补,缺了才需要补充到正常水平。

如何获得足够的VD

如何获得VD?

简单的答案:阳光、食物或保健品。

人体自然合成维生素D3需要多少阳光?

VD也被称作“阳光维生素”,因为它的合成需要紫外线/阳光做催化剂。影响体内VD水平的最大的因素是光照。

如果您大部分时间都在室内活动,常年防晒或居住在日照缺乏的地区,就很有可能缺乏足够的光照促进自身合成所需的VD。

小知识点

在室内透过窗户暴露在阳光下,皮肤不会产生VD。这是因为,玻璃虽然对可见光是透明的,但几乎能够吸收所有的紫外线B。紫外线B是可能导致晒伤的射线,因此,透过玻璃不会被晒伤。

但是,紫外线A (UVA)比紫外线B更接近可见光谱,约 75%的紫外线A能够透过普通玻璃。紫外线A会导致皮肤损伤和基因突变。后者可能导致皮肤癌。因此玻璃不能防护阳光引起的皮肤损伤。

那么每天需要照多少阳光才够呢?

有个研究发现,印度南部的蒂鲁伯蒂人(北纬13.40°东经77.2°),每周晒两次半小时的正午太阳,所产生的VD的量就足够人体所需[10]。阳光催化的自身皮肤内合成的VD也不会过量:如果身体所需的量够了,自身合成就会减少。

但是,在距赤道较远的国家/地区,因为日照不够强,可能需要更多时间才能达到相同的结果。然而,也需要注意不要长时间在没有防晒霜的条件下接受日照。这点对肤色较浅的人尤其重要,因为过多紫外线引起的晒伤是引起皮肤癌的主要危险因素[11]

知识点:防晒霜的使用

晒太阳和涂防晒霜是一个需要权衡利弊的选择。

阳光包含两种形式的射线:紫外线A(UVA)和紫外线B(UVB)。UVB是皮肤合成VD所需的能量。

UVA的波长更长,穿透皮肤较深,与皮肤老化有关(例如皱纹的产生)。UVB的波长较短,穿透皮肤较浅,与皮肤灼伤有关(例如皮肤晒红)。尽管UVA和UVB射线对皮肤的影响方式不同,它们都会破坏皮肤细胞的DNA,引起基因突变,从而可能导致皮肤癌以及过早衰老。这些射线还会损伤眼睛,导致白内障和眼睑癌等。

适当的光照对身体有好处,过量的紫外线辐射对身体有害。

为了保护自己,应该尽量避免夏季的日照,尤其是上午10点至下午2点之间。夏季大艳阳天出门的时候,要么尽可能戴大帽檐的帽子,穿深色的长袖衬衫和长裤;要么就应该涂抹防晒霜。

防晒霜的SPF至少应该要有15;皮肤白的人应该选择SPF30以上的。但是,有一点要注意, SPF仅适用于UVB,挑选防晒霜的时候应该选一种也可以防止UVA的“广谱”防晒霜。最重要的是,应该尽早涂防晒霜,并且经常补涂。

需要的光照时间还受很多其他因素的影响,例如季节、一天中的不同时间、所处地区的纬度/海拔、空气污染程度、皮肤色素沉着、防晒霜的使用、玻璃和塑料对紫外的穿透能力及其老化程度等等,都会影响人们所需的光照时间。(详见:紫外线的危害:知己知彼,方能立于不“黑”之地丨展卷)。举个例子,生活在北纬37°以北或南纬37°以南的人们,除了在夏季短短的几个月内,一年中其它季节都无法从太阳获得足够的UVB来产生人体所需的所有VD。另外,皮肤色素沉着可以导致皮肤中VD的产量减少90%以上,因此肤色深的人群很容易缺乏VD。

哪些食物含有VD?

VD也可以从饮食中摄入。VD含量高的食物来源包括多脂鱼(例如三文鱼)、鱼油、蛋黄、黄油和肝脏。

然而,VD含量高的食物资源不多,单纯从饮食中获取足够的量不太容易。一个蛋黄只含有大约20 IU (International Units, 国际单位)的VD。必须吃大约10克的鲑鱼、200克的大比目鱼、850克的鳕鱼或将近两个230克的金枪鱼罐头才能得到400 IU的VD。

除此以外,一些加工食品,例如酸奶和橙汁等,会额外添加VD(D2或者D3)。

VD保健品,哪种好?

如果检测发现体内VD的水平确实比较低,而又无法通过生活方式的改变来改善,那么还可以服用VD保健品来补充。

市面上的VD保健品既有维生素D2,也有维生素D3,它们的区别是很大的。

虽然维生素D2和D3被统称为VD,但是它们对提高人体内VD水平的能力不完全相同。在摄入量相等的情况下,维生素D3比维生素D2更能有效地升高血液中骨化二醇的水平中[12, 13]

一项针对32位老年女性的研究发现,同等单剂量 (300,000 IU)的维生素D3提升骨化二醇水平的功效几乎是维生素D2的两倍[14]

还有研究发现,粉末形式的维生素D2对温度和湿度的波动更敏感[15],因此已发现不同品牌的维生素D2的含量与瓶子上标注的含量可能有很大的差别。但是,这个研究看的只是粉末形式的维生素D2,目前还不清楚溶解在油里面的维生素D2是否也会不稳定。

所以,如果需要额外补充VD,应该考虑选择维生素D3。由于VD是脂溶性的,VD的保健品最好与含有脂肪的食物一起服用。

VD越多越好?

1997年以前,美国建议所有成年人每天VD的摄入量是200 IU。随着越来越多的美国人被发现缺乏VD,现在建议51至70岁的人每天摄入量增加到400 IU,70岁以上的人增加到600 IU。这是因为随着年龄的增长(尤其是绝经后的女性),人们合成VD和吸收钙的效率降低。现在有许多权威机构建议每天摄入800~1000 IUVD。

母乳喂养的婴儿尤其需要注意补充VD,因为母乳里面含有的VD的量比较低。婴儿出生后每天需要400 IU的VD,直到他们喝添加了VD的配方奶或牛奶。

2010年11月,美国医学会的专家委员会设定了新的VD“饮食参考摄入量”。

这个摄入量基于一个假设条件:这个人完全没有通过日照自身合成VD,并且摄入了足够的钙。美国医学会建议从饮食或保健品中获取的VD见表格1(注意,上限摄入量是美国医学会的专家们认为最高安全量;1mcg=1µg=1微克):

表1:美国医学会推荐的VD 参考摄入量,作者作图

那么VD是不是越多越好呢?

绝对不是,任何好东西都有过量的风险。

过多的VD会引起异常高的血钙水平,导致恶心、便秘、食欲不振、精神错乱、心律不齐甚至肾结石。

像其他脂溶性维生素一样,VD存储在人体的脂肪中。每日摄入量总会有波动,当某些天摄入过量的时候,多余的量可以被存储起来;当某几天摄入量不足时,身体就可以动用自己的储备。但这也意味着,持续摄入过量的VD,身体的存储可能会积累到毒性水平。在这些极端情况下,过量的VD会升高血液中的钙水平,从而引起嗜血、便秘甚至死亡。但是这种极端情况在超大量摄入的情况下才会发生。目前每天剂量 ≤ 2,000 IU被认为是安全的。

另外一种情况是,身材瘦小的人(例如婴儿和儿童)体内的脂肪量较少,那么VD的存储空间也较少。如果服用了大剂量的VD,过量的就会进入血液,导致钙吸收过多,以致中毒。目前尚不清楚超过VD摄入量的上限多久后会有危险。

VD的毒性几乎总是由保健品的过量使用而造成的。过度的阳光照射不会造成VD过量,因为人体自身合成会有精密的调控,量足够了就不再继续了。

国内很多VD是以鱼肝油的形式补充的,主要成分是维生素A(VA)+VD。补充VA对VA缺乏的孩子有帮助。但是,大多数健康,营养丰富的孩子不需要额外补充,还很容易摄入过量。例如,在美国,一项对全国3,000多个儿童进行的随机抽样调查发现,服用复合维生素的2岁以内的儿童,有97%摄入的VA过量。即使在不服用保健品的幼儿中,也有15%的人摄入了过多的VA[16]

图4:常见的“鱼肝油”

VA过量会有很严重的后果:虚弱,头痛,恶心,皮肤干燥和其他症状。长期服用过量的维生素A会引起关节疼痛和骨骼脱钙,导致骨质疏松[17]

因此,如果不是VA缺乏,要补充VD应该选择单一成分的保健品,而不是选择这种复合形式的。

血液里VD水平的检测

怎么知道自己到底缺不缺VD呢?上面讲到可以通过检测血液里的25-羟基VD来衡量看体内VD的水平。

测试本身不是问题,问题在于如何解释结果。很多专家认为,还缺乏高质量研究的数据来系统地确认到底哪个临界值显示VD缺乏。

1) 尽管标准不尽相同,但大多数专家都认为,血液里的25-羟基VD的水平低12ng/mL(毫微克/毫升)或是30 nmol/L反映了VD明显不足。(1nmol/L=0.4 ng/mL)

2) 美国医学会认为如果在12~20ng/mL(30~50nmol/L)之间,有些人可能有VD缺乏的倾向。没有证据表明血液里的浓度高于30ng/mL(75nmol/L)会有更多的益处,而浓度高于50ng/mL(125nmol/L)可能反而会引起不好的问题。

3) 美国国立卫生研究院认为血液里25-羟基VD的水平持续超过200ng/mL(500nmol/L)就会有“潜在毒性”。

表2:各路专家对 VD含量危害性的看法,作者作图

根据这个指标,有些人缺乏VD,几乎没有人的VD量过高。一般而言,年轻人的血液中25-羟基VD的水平高于老年人,男性的水平高于女性。

可能缺乏VD的人群包括:

1) 母乳喂养的婴儿。

2) 老年人,因为他们的皮肤在阳光照射下不能像年轻时一样有效地产生VD,而且肾脏也不能很好地将VD转化为活性形式。

3) 肤色较黑的人,因为他们的皮肤从阳光中产生VD的能力较低。

4) 患有克罗恩氏病或乳糜泻等疾病的患者无法正常代谢脂肪,而VD需要通过脂肪被吸收。

5) 肥胖的人,因为他们的体内脂肪会与VD结合,阻止其进入血液循环。

VD和其它药物的相互作用

类固醇药物如泼尼松(prednisone)会干扰VD的代谢。如果定期服用类固醇药物,需要与医生讨论VD。

减肥药orlistat(商标名称包括Xenical和Alli)可能会影响VD的吸收。降胆固醇药cholestyramine(商标名称包括Questran、LoCholest和Prevalite)也是如此。服用这些药物的人应与医生讨论VD的摄入量。

治癫痫药物苯巴比妥(Phenobarbital)和地兰汀(Dilantin,phenytoin)会影响VD的代谢并影响钙的吸收。结核药也是如此。

另一方面,降胆固醇的他汀类药物和噻嗪类利尿剂会增加VD的水平。

总结

以前,只要晒成“健康”的棕褐色,身体就会自然生产人体所需的所有VD。然而,现代人常在室内办公,为防皮肤癌使用防晒霜,这个传统经验已经不再对所有人适用了。如今保证摄入足量VD的方案是:吃鱼、鸡蛋,喝添加了VD的牛奶和果汁,服用适当剂量的VD保健品。

关于到底什么人需要补充VD和应该补充多少的辩论仍在继续,但波士顿哈佛医学院附属的Brigham and Women’s Hospital的研究人员正在进行一项期待已久的随机试验(名为VIital),他们使用了25,000名成年人作为试验对象,旨在研究补充VD和欧米茄-3脂肪酸对癌症、中风和心脏病的影响。结果可能会在今年年底公布。

参考文献

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2. M. Wacker, M. F. Holick, Sunlight and Vitamin D: A global perspective for health. Dermatoendocrinol 5, 51-108 (2013).

3. M. F. Holick, Vitamin D Status: Measurement, Interpretation, and Clinical Application. Annals of Epidemiology 19, 73-78 (2009).

4. K. Trajanoska et al., Assessment of the genetic and clinical determinants of fracture risk: genome wide association and mendelian randomisation study. BMJ 362, k3225 (2018).

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14. E. Romagnoli et al., Short and Long-Term Variations in Serum Calciotropic Hormones after a Single Very Large Dose of Ergocalciferol (Vitamin D2) or Cholecalciferol (Vitamin D3) in the Elderly. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 93, 3015-3020 (2008).

15. L. A. Houghton, R. Vieth, The case against ergocalciferol (vitamin D2) as a vitamin supplement. The American Journal of Clinical Nutrition 84, 694-697 (2006).

16. R. Briefel, C. Hanson, M. K. Fox, T. Novak, P. Ziegler, Feeding Infants and Toddlers Study: Do Vitamin and Mineral Supplements Contribute to Nutrient Adequacy or Excess among US Infants and Toddlers? Journal of the American Dietetic Association 106, 52.e51-52.e15 (2006).

17. M. Rutkowski, K. Grzegorczyk, Adverse effects of antioxidative vitamins. International Journal of Occupational Medicine and Environmental Health 25, 105-121 (2012).


来源:返朴(ID:fanpu2019)

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