维生素D在骨质健康和钙代谢中的重要作用早已得到承认。 但是,过去十年来,新兴研究揭示了更广泛的影响,特别是在代谢调控方面。 越来越多的证据表明,维生素D状态与血糖控制密切相关,可能是预防早糖尿病的一个可改变因素,仅美国就有9600多万成年人患有早糖尿病。 理解这一关联至关重要,特别是因为2型糖尿病的发病率在全世界持续上升。 文章探讨了利用维生素D支持健康葡萄糖代谢并降低早糖尿病发展到糖尿病的风险的机制、科学证据和实际步骤。

D. 维生素是什么? 功能、来源和缺陷

维生素D是一种可溶于脂肪的固醇,其作用比传统维生素更类似激素,它主要有两种形式:从植物来源和强化食品中得到的ergocalciferol(维生素D2)和胆固醇(维生素D3),在暴露于紫外线B(UVB)阳光后在皮肤中合成,也存在于动物食品中,这两种形式在肝脏中必须经过羟基化为25-羟基维他明D(25(OH)D),再在肾脏中活性形态为1,25-二羟基维他明D(钙醇).

维生素D的经典功能是调节钙和磷的吸收,支持骨矿化和神经肌肉功能。 然而,维生素D受体几乎存在于体内的每一种细胞类型中,包括胰腺β细胞、免疫细胞和肌肉组织。 这种广泛的存在暗示了它在免疫调节、细胞分化和关键-葡萄糖代谢等多种生理过程中的作用。

D类维生素的来源

仅有数量有限的食物自然含有大量的维生素D。 其中包括:多脂肪的鱼,如鲑鱼、竹鱼和沙丁鱼;鳕鱼肝油;蛋黄;和牛肉肝等。 许多国家用维生素D强化牛奶、橙汁和早餐谷物。 但是,对大多数人来说,阳光仍然是最有效的来源。 每周10时至3时15分,面部和手臂暴露可产生足够的数量,这取决于皮肤色素、纬度、季节和防晒霜的使用。

维生素D:广泛问题

尽管维生素D缺乏症已经存在,但令人担忧的是,全国卫生研究所(NIH)指出,近25%的美国人口维生素D水平较低(),而老年人、皮肤更暗的人、肥胖的人和受太阳照射有限的人的维生素D缺乏症率较高,不仅与骨质失调(如骨瘤和脊髓灰质炎)有关,而且与感染风险增加、自体免疫疾病和2型糖尿病等代谢条件有关。

D. 维生素D在血糖管制中的作用

维生素D和葡萄糖顺势剂之间的联系是多方面的,包括胰岛素分泌、胰岛素敏感性和系统性炎症的直接影响。 了解这些途径对于理解为什么维持足够的维生素D水平可能是血糖管理的宝贵策略至关重要。

胰岛素敏感性和分泌性

胰岛素由胰腺β细胞所生成,是导致血糖降低的主要激素,通过促进其被吸收到肌肉,脂肪和肝细胞中来. 胰腺对胰岛素的抗药性,胰腺必须分泌出更多的胰岛素来维持正常的葡萄糖水平. 随着时间的推移,β细胞功能障碍会导致糖分化受损,并最终导致先发性糖尿病和2型糖尿病.

维生素D似乎在几个方面提高了胰岛素的敏感性. 在肌肉和脂肪组织中,维生素D(钙醇)活性形式与VDR结合并引发基因组和非基因组反应,使葡萄糖运输器4型(GLUT4)转位到细胞表面,这增加了葡萄糖的摄取,独立于胰岛素信号. 此外,维生素D还会减少肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和间蛋白活素-6(IL-6)等亲炎细胞皮的表达,这些反应已知能诱发胰岛素抗药.

对泛太平洋地区的直接影响

胰腺β细胞表达VDR并还含有酶1-α-羟基lase,使其可以局部将活性钙醇转化为25(OH)D. 研究表明,钙醇能刺激胰岛素基因转录,增加胰岛素含量,并增强糖激素胰岛素分泌. 在动物模型中,维生素D缺乏会导致胰岛素释放减少,同时补充还原. 这些研究结果支持维生素D在维持β细胞健康和功能方面直接发挥作用.

钙和等离子体荷尔蒙

维生素D也通过调节顺势性钙会间接地影响血糖. 胰岛素分泌需要钙离子;细胞内钙含量低会损害胰岛素释放级联. 维生素D缺乏常导致二级高血压,高血压激素(PTH)与胰岛素敏感度降低和代谢综合征风险增加独立相关,因此,保持健康的维生素D水平有助于使钙和PTH保持平衡,支持胰岛素行动.

科学证据:研究显示什么

维生素D与甘血病之间的关系在众多观测研究和临床试验中都经过了研究,虽然结果并不完全一致,但证据的分量支持了有益的效果,特别是在维生素D基线水平低的个人中.

观察研究

大规模的跨部门和预期群体研究一致发现,25(OH)D血清水平较低与葡萄糖禁食率较高、胰岛素耐受性较高(由HOMA-IR测出)以及早糖尿病和2型糖尿病发病率增加有关,例如,国家健康和营养调查(NHANES)的数据表明,维生素D水平低于20纳克/毫升的成年人在适应年龄、BMI和体育活动等困惑因素后,早糖尿病的流行率要高得多。

对21项预期研究的元分析,涉及76 000多名参与者,发现那些处于维生素D最重的人群患2型糖尿病的风险比处于最低的人群低41%( Song等,2013 ),但是,观测数据不能证明因果关系,因为维生素D低可能是总体健康状况差的标志,而不是直接原因。

临床试验:D2d研究及其他

随机控制试验(RCT)是确定因果关系的必要条件。 其中最有影响力的就是维生素D和2型糖尿病(D2d)研究,该研究招收了2 400多名在美国各地患前糖尿病的成年人。 参与者每天收到4,000个维生素D3的IU或安慰剂。 在2.5年的中位跟踪之后,维生素D组糖尿病的发病率为22.7%,而安慰剂组为24.2% — — 这在初级分析中没有达到统计意义。

然而,进一步的分析显示,在试验期间达到较高血清25(OH)D水平(XX40 ng/mL)的参与者中,一个重大的好处是,这些结果表明,在纠正基线缺陷和剂量足以将水平提高到最佳范围时,维生素D补充可能最为有效;其他试验,例如在严重缺乏营养的人群中使用高剂量维生素D的试验,显示出胰岛素敏感度和β细胞功能得到提高。

另一项重要的研究CT,即新西兰维生素D评估(ViDA)研究,发现3.3年来每月高剂量维生素D对糖尿病发病率没有影响,但研究有局限性,包括间歇性剂量,可能无法产生稳定的血清水平,以及将具有较高基线维生素D的参与者包括在内。 总体而言,有证据表明,对缺乏能力的个人进行持续、适度的补活最有可能产生代谢效益。

基础研究的机械洞察力

实验室研究提供了令人信服的机械支持. 在细胞培养中,钙化醇会提高胰岛素受体表达并改进胰岛素信号. 在动物模型中,先入为主,维生素D补充会降低胰腺组织中的氧化应激,并保护β细胞免受聚变,这些发现强化了维生素D作为早期甘油功能障碍中治疗辅素的可视性.

预分泌:定义、普遍程度和维生素D连接

早糖尿病是由高于正常但尚未处于糖尿病范围的血糖水平来定义的。 根据美国糖尿病协会,诊断标准包括:100-125毫克/德克糖的禁食等离子体糖;140-199毫克/德克糖的口服耐受性测试后2小时糖;5.7-6.4%的HbA1c。 估计每3个美国成年人中就有1个 — — 9600万以上 — — 早糖尿病,其中80%以上的人不知道其病情( CDC Prediabetes Fact Sheet 。 15-30%的人将在五年内发展出2型糖尿病。

维生素D的缺乏如何导致预分泌风险

维生素D缺乏症可能通过先前详述的几种途径对先天性糖尿病形成一个独立风险因素:胰岛素分泌障碍、胰岛素抗药性增强和慢性低等炎的加剧。 此外,肥胖症是先天性糖尿病的很大风险因素,由于脂肪组织固化和生物利用率降低,维生素D水平较低,从而造成恶性循环,因为肥胖症也增加了后天性缺陷的风险,而后天性缺陷可能进一步损害代谢健康。

几个大群研究显示,低血清25(OH)D使早糖尿病的发作概率增加了1.5-2倍,即使控制了体积指数。 此外,早糖尿病患者的维生素D水平较低,其糖尿病的发作速度更快,这表明优化维生素D可以成为全面预防战略的一部分。

优化维生素D的实用建议

鉴于证据,确保维生素D的充分状态是代谢健康计划的一个合理组成部分。 但是,建议应当根据基线水平、生活方式和风险因素逐个进行。

阳光和饮食来源

对许多人来说,明智的阳光照射仍然是获得维生素D的最自然方式。 在温暖的几个月里,在上午10时至下午3时之间(视皮肤类型而定)将手臂和腿暴露在阳光下大约15-30分钟,每周几次,可以产生足够的维生素D。 纬度、季节、云层、防晒霜使用和皮肤色素等因素会影响生产。 对于生活在37°纬度以上(大致是从旧金山到费城的线)的人来说,从11月至2月,紫外线不足,使饮食来源和补充剂变得更加重要。

饮食摄入量应该包括富含维生素D的食物:鲑鱼(每3.5克野牛服的约570个IU ) 、 有罐头的金枪鱼、沙丁鱼、蛋黄等强化食品,如牛奶(每杯100个IU ) 和早餐谷物等。 但是,单靠饮食难以满足日常需求;70岁以下成年人的饮食补贴建议是每天600个IU,而年龄较大的人则有800个IU,但许多专家主张提高摄入量(每天1,000-2 000个IU ) , 以达到最佳水平。

补充准则

为了改变血糖调节,研究通常每天使用1,000-4000个IU。 D2d试验使用了4,000个IU, 低于可容忍的上层摄入水平(每所国家医学院成人4000个IU ) 。 但是,一些研究人员建议将血清25(OH)D水平定为40-60纳克/毫升(100-150纳克/升)用于代谢。 补充最好以实验室测试为指南。

]选择补充剂时,维生素D3(cholecalciferol)更可取,因为它在提高和保持血清水平方面比D2更有效. 它可以用含有脂肪的一顿饭来取来增强吸收. 对于有肥胖症,不良吸收症或某些药物(如抗痉挛,类固醇)的个人来说,可能需要更高的剂量,但应该由医疗专业人员管理以避免毒性,毒性是罕见的,但会导致高血压.

测试和监测

血氧25-羟基维他明D是维生素D状态的公认衡量标准。 国家医学院将缺陷定义为: < 12纳克/毫升,不适足为:12-20纳克/毫升,适足为:20-50纳克/毫升。 然而,许多专家认为,30纳克/毫升或更高水平是非骨骼健康的最佳标准。 早糖尿病或高危患者应考虑进行年度检测,以指导摄入。

家庭测试包已经到位,但临床实验室分析的毒血图更倾向于准确性。 服用高剂量补充剂(每天2 000个IU)的个人应当在3到6个月后重新测试,以确保这些补充剂不会超过安全水平。

结论

维生素D远不止是骨维生素;它是葡萄糖代谢和胰岛素作用的关键调剂。 类似D2d这样的大规模试验的结果强调补充并非所有人都是魔药,但也表明,纠正缺陷 — — 特别是达到40纳克/毫升以上 — — 能够切实地降低从早糖尿病发展到2型糖尿病的风险。 在代谢疾病不断上升的时代,通过安全阳光照射、饮食和有针对性的补充来优化维生素D状态是一种低成本、低风险的干预,能够补充健康饮食和体育活动等生活方式的改变。

任何关心其血糖的人都应该与他们的保健提供者讨论维生素D检测问题。 对于发现有缺陷的人,一个个性化补充计划 — — 通过后续检测监测 — — 可以成为改善代谢健康和预防糖尿病预兆的实际步骤。