維生素D(VD)對人體的鈣吸收起著關鍵作用。VD缺乏的時候,吃下去的鈣隻能被吸收10%,再怎麼補鈣也可能無濟於事。對現代城市伏案工作學習的人群來說,怎樣才能知道日照是否已經生成瞭足量的VD?補鈣要補VD,該通過哪些形式補?有什麼需要註意的?本文介紹瞭人體所需維生素D的來源、作用、如何補充以及血檢結果的解讀,希望幫到各位新手父母和需要補鈣、正在補鈣的你。

撰文|史雋

什麼是VD?20世紀初期,研究營養缺乏癥的醫生們發現瞭13種維生素。由於人體自身不能合成維生素,所以,從那時起,科學傢們就將維生素定義為必須從飲食中獲取的有機化學物質,它們在人身體的新陳代謝中起著至關重要的作用,但僅需少量即可發揮作用。

維生素D(VD)是這13種維生素之一,是一種脂溶性維生素(總共有4種脂溶性維生素:維生素A、D、E、K)。雖然VD確實對健康至關重要,而且隻需要少量即可,但是嚴格地從定義上講,它不應該算是維生素,因為人體是可以自身合成VD的。相反,大多數天然的食物,除瞭魚和蛋黃等以外,都不含VD。此外,從食物中獲取的VD,人體也必須先對其進行轉化加工,才能發揮作用。

和其他常見維生素不同,VD不是一種化學物質,而是許多化學結構類似的化學物質的總稱。常見的VD主要包括兩種類型:維生素D2(ergocalciferol)和維生素D3(cholecalciferol)。

圖1:維生素D2和維生素D3的化學結構

維生素D2主要來自真菌(例如在陽光下生長的蘑菇)和一些植物源食物。陽光中的紫外線B(UVB)會促進蘑菇中的麥角固醇(ergosterol)形成維生素D2[1]。人工合成維生素D2的過程也比較簡單,將植物甾醇暴露於紫外線中就可以生成維生素D2。由於維生素D2的生產成本較低,所以經常被添加在食品裡。

維生素D3僅存在於動物源食物中,如多脂魚(fattyfish,指各部肌肉混合後脂肪含量高於5.0%的魚類)、魚油、肝臟、蛋黃等。人體內天然的維生素D3是由皮膚中普遍存在的7-脫氫膽固醇作為前體合成產生的。陽光是合成反應的關鍵:陽光中的紫外線B將7-脫氫膽固醇轉化為維生素D3的催化劑[2]。沒有陽光中的紫外線B,體內就沒有維生素D3的生成。人工合成維生素D3的方法於人和動物皮膚中天然產生的方法相似:從膽固醇產生7-脫氫膽固醇,然後紫外線輻射將7-脫氫膽固醇轉化為D3形式。

圖2:紫外線催化維生素D2和D3的化學合成

無論是從食物裡攝取的,還是人體自身合成的,維生素D2和D3都要經過人體的進一步代謝才能起作用。

肝臟會將維生素D2代謝為25-羥基維生素D2,將維生素D3代謝為25-羥基維生素D3。這兩種化合物統稱為25-羥基維生素D,也叫骨化二醇(calcifediol)。

25-羥基維生素D是VD的主要循環形式,其血液水平反映瞭體內VD的儲存量。因此,醫生通常通過測量血液裡的25-羥基維生素D水平來估算您體內VD的量是否足夠[3]。

盡管25-羥基維生素D被用作檢測指標,但它還需要在腎臟裡加上最後的一對氧和氫分子,成為最後的有活性的形式:1,25-二羥基維生素D,也被稱做骨化三醇(Calcitriol)。

圖3:人體內VD的代謝丨作者作圖

VD的益處VD最主要的作用是增加腸道對鈣的吸收,從而調節骨骼生長、保持骨骼健康。當人體內有足夠的VD時,人體對飲食攝入的鈣能吸收30-40%;如果VD缺乏,就隻能吸收10-15%。兒童缺乏VD會導致佝僂病(rickets);成年人缺乏VD會引起骨軟化癥(osteomalacia)和骨質疏松癥(osteoporosis)。

骨質疏松癥和骨折隨著年齡的增長,很多人(多數是女性,但也有男性)會有患骨質疏松癥的風險。骨質疏松癥的特征是骨骼易碎,如果摔倒可能會骨折。

VD對維持骨骼健康有重要的作用,這幾乎是眾所周知的。但這個作用也是最有爭議的——盡管醫生們都同意缺乏VD會增加患骨質疏松癥和骨折的風險,但他們對服用VD保健品的益處和最佳劑量意見有分歧。

血液中的鈣對神經、肌肉和心臟的功能至關重要,其水平是不能下降的。此時,如果體內鈣總量不足,為瞭應對血液對鈣的需求,身體會分泌甲狀旁腺激素,從骨骼中調動鈣補充血液裡的鈣,維持血鈣水平,以使心臟和神經能夠正常工作。但這樣一來,骨骼就被犧牲瞭,隨著其中的鈣濃度下降,骨骼就會變得脆弱且容易骨折。

沒有足夠的VD,腸道就無法有效從食物中吸收鈣。大多數研究顯示,缺乏VD會增加骨質疏松癥的風險以及骨折的可能性。那麼,補充多少VD保健品能降低骨折風險?有些研究隻包括女性,另一些包括男性和女性;有些隻包括體弱、年長或住院的人,另一些則包括健康的人;有些研究隻補充VD,其他則同時使用VD和不同劑量的鈣;有的研究每天服用400IU的VD,其他的則每天多達800IU……研究設計五花八門,因此這個問題還沒確定的答案。

VD很重要,但不意味著如果您體內VD水平正常,也需要額外補充。2018年8月發表的一項薈萃分析得出結論:增加普通人群的VD水平不能降低健康人群骨折的風險[4]。一項對81個研究的薈萃分析發現,補充VD並不能預防骨折或跌倒或改善骨骼礦物質密度[5]。對於一些確認體內VD不足的人,額外補充會有健康益處。

其他疾病有越來越多的證據表明,VD在許多其他方面對人體也很重要。人體的許多組織,例如前列腺、腸道、心臟、血管、肌肉和內分泌腺等,都會表達VD的受體(能與VD結合的蛋白質)。一些正在進行中的研究表明,當VD與這些受體結合時,可能產生有益的作用:肌肉需要它才能收縮,神經需要它在大腦和身體各部位之間傳遞信息,免疫系統需要它來抵抗入侵的細菌和病毒[6]。

對任何疾病的任何一組患者進行采樣,他們體內的VD含量幾乎都會低於健康個體。很多人據此推測,VD含量低會導致這種疾病——但其實並沒有證據證明。生病時,人的外出活動少,食欲不振,這些都會降低體內VD的水平。因此,我們無法斷定VD的水平低是導致疾病的原因,還是生病造成的後果。

一些相關性研究表明,VD可能可以預防結腸癌[7],甚至可能預防前列腺癌和乳腺癌[8]。但是,血液中較高的VD水平也與胰腺癌的高發病率有關[9]。這些研究不能確切地證明缺乏VD會導致疾病,也沒有證明服用VD保健品可以降低患這些疾病的風險。目前,要斷定低VD狀態是否會增加患癌癥的風險,以及高水平VD是否會保護或者增加某些人的風險,還為時過早。

簡單來說,是否需要補充VD的原則是:不缺不用補,缺瞭才需要補充到正常水平。

如何獲得足夠的VD如何獲得VD?

簡單的答案:陽光、食物或保健品。

人體自然合成維生素D3需要多少陽光?VD也被稱作“陽光維生素”,因為它的合成需要紫外線/陽光做催化劑。影響體內VD水平的最大的因素是光照。

如果您大部分時間都在室內活動,常年防曬或居住在日照缺乏的地區,就很有可能缺乏足夠的光照促進自身合成所需的VD。

小知識點

在室內透過窗戶暴露在陽光下,皮膚不會產生VD。這是因為,玻璃雖然對可見光是透明的,但幾乎能夠吸收所有的紫外線B。紫外線B是可能導致曬傷的射線,因此,透過玻璃不會被曬傷。

但是,紫外線A(UVA)比紫外線B更接近可見光譜,約75%的紫外線A能夠透過普通玻璃。紫外線A會導致皮膚損傷和基因突變。後者可能導致皮膚癌。因此玻璃不能防護陽光引起的皮膚損傷。

那麼每天需要照多少陽光才夠呢?有個研究發現,印度南部的蒂魯伯蒂人(北緯13.40°東經77.2°),每周曬兩次半小時的正午太陽,所產生的VD的量就足夠人體所需[10]。陽光催化的自身皮膚內合成的VD也不會過量:如果身體所需的量夠瞭,自身合成就會減少。

但是,在距赤道較遠的國傢/地區,因為日照不夠強,可能需要更多時間才能達到相同的結果。然而,也需要註意不要長時間在沒有防曬霜的條件下接受日照。這點對膚色較淺的人尤其重要,因為過多紫外線引起的曬傷是引起皮膚癌的主要危險因素[11]。

知識點:防曬霜的使用

曬太陽和塗防曬霜是一個需要權衡利弊的選擇。

陽光包含兩種形式的射線:紫外線A(UVA)和紫外線B(UVB)。UVB是皮膚合成VD所需的能量。

UVA的波長更長,穿透皮膚較深,與皮膚老化有關(例如皺紋的產生)。UVB的波長較短,穿透皮膚較淺,與皮膚灼傷有關(例如皮膚曬紅)。盡管UVA和UVB射線對皮膚的影響方式不同,它們都會破壞皮膚細胞的DNA,引起基因突變,從而可能導致皮膚癌以及過早衰老。這些射線還會損傷眼睛,導致白內障和眼瞼癌等。

適當的光照對身體有好處,過量的紫外線輻射對身體有害。

為瞭保護自己,應該盡量避免夏季的日照,尤其是上午10點至下午2點之間。夏季大艷陽天出門的時候,要麼盡可能戴大帽簷的帽子,穿深色的長袖襯衫和長褲;要麼就應該塗抹防曬霜。

防曬霜的SPF至少應該要有15;皮膚白的人應該選擇SPF30以上的。但是,有一點要註意,SPF僅適用於UVB,挑選防曬霜的時候應該選一種也可以防止UVA的“廣譜”防曬霜。最重要的是,應該盡早塗防曬霜,並且經常補塗。

需要的光照時間還受很多其他因素的影響,例如季節、一天中的不同時間、所處地區的緯度/海拔、空氣污染程度、皮膚色素沉著、防曬霜的使用、玻璃和塑料對紫外的穿透能力及其老化程度等等,都會影響人們所需的光照時間。(詳見:紫外線的危害:知己知彼,方能立於不“黑”之地丨展卷)。舉個例子,生活在北緯37°以北或南緯37°以南的人們,除瞭在夏季短短的幾個月內,一年中其它季節都無法從太陽獲得足夠的UVB來產生人體所需的所有VD。另外,皮膚色素沉著可以導致皮膚中VD的產量減少90%以上,因此膚色深的人群很容易缺乏VD。

哪些食物含有VD?VD也可以從飲食中攝入。VD含量高的食物來源包括多脂魚(例如三文魚)、魚油、蛋黃、黃油和肝臟。

然而,VD含量高的食物資源不多,單純從飲食中獲取足夠的量不太容易。一個蛋黃隻含有大約20IU(InternationalUnits,國際單位)的VD。必須吃大約10克的鮭魚、200克的大比目魚、850克的鱈魚或將近兩個230克的金槍魚罐頭才能得到400IU的VD。

除此以外,一些加工食品,例如酸奶和橙汁等,會額外添加VD(D2或者D3)。

VD保健品,哪種好?如果檢測發現體內VD的水平確實比較低,而又無法通過生活方式的改變來改善,那麼還可以服用VD保健品來補充。

市面上的VD保健品既有維生素D2,也有維生素D3,它們的區別是很大的。

雖然維生素D2和D3被統稱為VD,但是它們對提高人體內VD水平的能力不完全相同。在攝入量相等的情況下,維生素D3比維生素D2更能有效地升高血液中骨化二醇的水平中[12,13]。

一項針對32位老年女性的研究發現,同等單劑量(300,000IU)的維生素D3提升骨化二醇水平的功效幾乎是維生素D2的兩倍[14]。

還有研究發現,粉末形式的維生素D2對溫度和濕度的波動更敏感[15],因此已發現不同品牌的維生素D2的含量與瓶子上標註的含量可能有很大的差別。但是,這個研究看的隻是粉末形式的維生素D2,目前還不清楚溶解在油裡面的維生素D2是否也會不穩定。

所以,如果需要額外補充VD,應該考慮選擇維生素D3。由於VD是脂溶性的,VD的保健品最好與含有脂肪的食物一起服用。

VD越多越好?1997年以前,美國建議所有成年人每天VD的攝入量是200IU。隨著越來越多的美國人被發現缺乏VD,現在建議51至70歲的人每天攝入量增加到400IU,70歲以上的人增加到600IU。這是因為隨著年齡的增長(尤其是絕經後的女性),人們合成VD和吸收鈣的效率降低。現在有許多權威機構建議每天攝入800-1000IUVD。

母乳喂養的嬰兒尤其需要註意補充VD,因為母乳裡面含有的VD的量比較低。嬰兒出生後每天需要400IU的VD,直到他們喝添加瞭VD的配方奶或牛奶。

2010年11月,美國醫學會的專傢委員會設定瞭新的VD“飲食參考攝入量”。

這個攝入量基於一個假設條件:這個人完全沒有通過日照自身合成VD,並且攝入瞭足夠的鈣。美國醫學會建議從飲食或保健品中獲取的VD見表格1(註意,上限攝入量是美國醫學會的專傢們認為最高安全量;1mcg=1µg=1微克):

表1:美國醫學會推薦的VD參考攝入量丨作者作圖

那麼VD是不是越多越好呢?

絕對不是,任何好東西都有過量的風險。

過多的VD會引起異常高的血鈣水平,導致惡心、便秘、食欲不振、精神錯亂、心律不齊甚至腎結石。

像其他脂溶性維生素一樣,VD存儲在人體的脂肪中。每日攝入量總會有波動,當某些天攝入過量的時候,多餘的量可以被存儲起來;當某幾天攝入量不足時,身體就可以動用自己的儲備。但這也意味著,持續攝入過量的VD,身體的存儲可能會積累到毒性水平。在這些極端情況下,過量的VD會升高血液中的鈣水平,從而引起嗜血、便秘甚至死亡。但是這種極端情況在超大量攝入的情況下才會發生。目前每天劑量≤2,000IU被認為是安全的。

另外一種情況是,身材瘦小的人(例如嬰兒和兒童)體內的脂肪量較少,那麼VD的存儲空間也較少。如果服用瞭大劑量的VD,過量的就會進入血液,導致鈣吸收過多,以致中毒。目前尚不清楚超過VD攝入量的上限多久後會有危險。

VD的毒性幾乎總是由保健品的過量使用而造成的。過度的陽光照射不會造成VD過量,因為人體自身合成會有精密的調控,量足夠瞭就不再繼續瞭。

國內很多VD是以魚肝油的形式補充的,主要成分是維生素A(VA)+VD。補充VA對VA缺乏的孩子有幫助。但是,大多數健康,營養豐富的孩子不需要額外補充,還很容易攝入過量。例如,在美國,一項對全國3,000多個兒童進行的隨機抽樣調查發現,服用復合維生素的2歲以內的兒童,有97%攝入的VA過量。即使在不服用保健品的幼兒中,也有15%的人攝入瞭過多的VA[16]。

圖4:常見的“魚肝油”

VA過量會有很嚴重的後果:虛弱,頭痛,惡心,皮膚幹燥和其他癥狀。長期服用過量的維生素A會引起關節疼痛和骨骼脫鈣,導致骨質疏松[17]。

因此,如果不是VA缺乏,要補充VD應該選擇單一成分的保健品,而不是選擇這種復合形式的。

血液裡VD水平的檢測怎麼知道自己到底缺不缺VD呢?上面講到可以通過檢測血液裡的25-羥基VD來衡量看體內VD的水平。

測試本身不是問題,問題在於如何解釋結果。很多專傢認為,還缺乏高質量研究的數據來系統地確認到底哪個臨界值顯示VD缺乏。

1)盡管標準不盡相同,但大多數專傢都認為,血液裡的25-羥基VD的水平低於12ng/mL(毫微克/毫升)或是30nmol/L反映瞭VD明顯不足。(1nmol/L=0.4ng/mL)
2)美國醫學會認為如果在12-20ng/mL(30-50nmol/L)之間,有些人可能有VD缺乏的傾向。沒有證據表明血液裡的濃度高於30ng/mL(75nmol/L)會有更多的益處,而濃度高於50ng/mL(125nmol/L)可能反而會引起不好的問題。
3)美國國立衛生研究院認為血液裡25-羥基VD的水平持續超過200ng/mL(500nmol/L)就會有“潛在毒性”。

表2:各路專傢對VD含量危害性的看法丨作者作圖

根據這個指標,有些人缺乏VD,幾乎沒有人的VD量過高。一般而言,年輕人的血液中25-羥基VD的水平高於老年人,男性的水平高於女性。
可能缺乏VD的人群包括:

1)母乳喂養的嬰兒。

2)老年人,因為他們的皮膚在陽光照射下不能像年輕時一樣有效地產生VD,而且腎臟也不能很好地將VD轉化為活性形式。

3)膚色較黑的人,因為他們的皮膚從陽光中產生VD的能力較低。

4)患有克羅恩氏病或乳糜瀉等疾病的患者無法正常代謝脂肪,而VD需要通過脂肪被吸收。

5)肥胖的人,因為他們的體內脂肪會與VD結合,阻止其進入血液循環。

VD和其它藥物的相互作用類固醇藥物如潑尼松(prednisone)會幹擾VD的代謝。如果定期服用類固醇藥物,需要與醫生討論VD。

減肥藥orlistat(商標名稱包括Xenical和Alli)可能會影響VD的吸收。降膽固醇藥cholestyramine(商標名稱包括Questran、LoCholest和Prevalite)也是如此。服用這些藥物的人應與醫生討論VD的攝入量。

治癲癇藥物苯巴比妥(Phenobarbital)和地蘭汀(Dilantin,phenytoin)會影響VD的代謝並影響鈣的吸收。結核藥也是如此。

另一方面,降膽固醇的他汀類藥物和噻嗪類利尿劑會增加VD的水平。

總結以前,隻要曬成“健康”的棕褐色,身體就會自然生產人體所需的所有VD。然而,現代人常在室內辦公,為防皮膚癌使用防曬霜,這個傳統經驗已經不再對所有人適用瞭。如今保證攝入足量VD的方案是:吃魚、雞蛋,喝添加瞭VD的牛奶和果汁,服用適當劑量的VD保健品。

關於到底什麼人需要補充VD和應該補充多少的辯論仍在繼續,但波士頓哈佛醫學院附屬的BrighamandWomen’sHospital的研究人員正在進行一項期待已久的隨機試驗(名為VIital),他們使用瞭25,000名成年人作為試驗對象,旨在研究補充VD和歐米茄-3脂肪酸對癌癥、中風和心臟病的影響。結果可能會在今年年底公佈。

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