了解维生素D超越骨质健康

维生素D长期以来一直被认为是钙吸收和骨骼完整性的基本营养物,但其影响远远超出骨骼。 在过去20年中,越来越多的研究发现了维生素D-QQ8217;在调节免疫功能、减少炎症和调节关键代谢过程方面的作用。 最有希望的调查领域包括维生素D状态和葡萄糖代谢之间的关系,包括胰岛素分泌、胰岛素敏感性以及2型糖尿病的长期风险。 对于数百万早糖尿病患者或糖尿病患者来说,了解这种关联为预防和管理提供了一种可操作的杠杆,同时结合其他生活方式干预。

维生素D不足的流行令人吃惊。 根据NIH饮食补充办公室,近四分之一的美国成年人的维生素D水平被认为不足以维持骨骼和整体健康,老年人、皮肤更暗的人和生活在北纬的人中的比例更高。 由于维生素D受体存在于体内几乎每个组织,包括胰腺细胞和免疫细胞,因此低于最佳水平可能具有系统性后果,包括血糖控制受损。

文章研究了当前维生素D与血糖调节和糖尿病预防相关的证据,概述了工作中的生物机制,并提供了维持维生素D最佳状态的实用指导,作为综合代谢健康战略的一部分.

维生素D的生化:合成与活化

维生素D是一种脂肪溶解的溶血清醇,主要存在于两种:维生素D3](胆固醇)和维生素D2(活性焦碳酸]). 胆固醇在皮肤中被阳光照射到紫外线B(UVB)辐射后产生,也存在于脂肪鱼,肝和蛋黄等动物食品中. 埃尔戈卡尔克利弗洛尔出自植物来源和强化食品,在经过两个羟基步骤之前,两者都不具有生物学活性:先在肝脏中形成25-羟基维特敏 D(钙活性焦碳酸),再在肾脏中产生1,25-二羟基维特敏 D(钙活性焦磷酸),活性激素形式.

甲酸甲酯与维生素D受体(VDR)结合,在30多个不同的组织中表达. VDR活化会影响与分子内聚氨酯有关的基因转录,细胞增殖,分化,免疫调节等。 关键是,甲酸甲酯还存在于胰腺细胞,骨骼肌肉细胞和二聚细胞上,直接将维生素D信号接入葡萄糖代谢中。 当维生素D水平不足时,钙醇的可获性会下降,这可能会损害这些代谢活性组织的作用。

阳光照射仍然是大多数人最有效的维生素D来源,但遮阳剂的使用、衣服覆盖、皮肤色素、白天、季节和地平纬等因素都影响皮肤间合成。 估计每周数次裸露皮肤的10至30分钟的日出照射可以给许多人带来足够的水平,尽管由于紫外线B的渗透率降低,皮肤更暗的人可能需要更长的接触时间。 在冬季月或纬度超过37度的地区,紫外线B的强度往往太低,无法支持有意义的维生素D合成,使饮食来源和补充更加重要。

维生素D不足及其代谢后果的流行

维生素D缺乏不仅仅是实验室发现的问题;它是一个广泛的公共卫生问题,对慢性疾病风险有影响. 内分泌学会将维生素D缺乏定义为低于20纳克/毫升(50纳克/升)和不足为20至30纳克/毫升(50至75纳克/升)的血清25-羟基维他命D水平,代谢健康的最佳水平往往被认为是30纳克/毫升或更高,不过对于非骨骼结果的理想阈值仍然有争论.

人口调查显示,美国约有40%的成年人的维生素D含量低于30纳克/毫升,黑人和西班牙裔人口的维生素D含量较高。Harvard T.H. Chan公共卫生学院[指出,维生素D的低水平与肥胖症、代谢综合征和2型糖尿病的发病率较高有关,尽管因果关系仍在调查之中。肥胖症本身也导致了维生素D的不足,因为脂肪组织固存了可溶于脂肪的维生素,减少了其生物利用率,并在二聚体和维生素D状态之间形成了双向联系。

流行病学研究一直报告血清25-羟基维他明D水平与2型糖尿病发病率之间存在反相关系。在Nurss-X-8217;Health Research中,维生素D摄入量最高的妇女患2型糖尿病的风险比摄入量最低的妇女低33%。同样,弗拉明汉姆外出研究发现,维生素D水平低于中位数的人在7年内患糖尿病的风险会高40%。尽管这些观察数据不能证明因果关系,但它们为审查维生素D影响葡萄糖自旋系统的机制提供了有力的理由。

机制1:维生素D和泛丙细胞功能

胰腺β细胞是胰岛素生产的基石,其正常功能对于维持规范细胞素血症至关重要。 当β细胞不能分泌足够的胰岛素以满足需求时,高血糖性血症随之而来,如果下降是渐进的,最终导致2型糖尿病。 维生素D似乎通过几种不同途径支持β细胞的健康。

首先,VDR活化直接刺激胰岛素基因转录. Calcitriol与胰岛素基因促进区的反应元素相接,增强前胰岛素的生成. 在孤立的人类岛细胞中,受钙醇影响会增加胰岛素分泌以回应葡萄糖挑战,而维生素D缺乏则会减少葡萄糖刺激性胰岛素释放. 第二,维生素D调节β细胞内的细胞内钙浓度. Calcitriol的流入是胰岛素颗粒分泌酶的关键导出物,而足够的维生素D水平有助于维持高效分泌所必需的钙梯度.

第三,维生素D对β细胞的活性化和氧化应激具有保护作用. 长期受高糖和脂肪酸的照射会产生反应性氧物种,随着时间的推移会损害β细胞. Calcitriol 将抗氧化酶和抗活性蛋白质进行再分泌,保存β细胞质量和功能. 这种保护作用在有前糖尿病的个体中可能特别重要,因为那里已经存在代谢应激,但β细胞容量尚未被不可逆转地丧失.

第四,维生素D能调节胰岛素内的免疫环境. 脂肪组织和免疫细胞所驱动的低级炎症会助长胰岛素抗药性和β细胞功能障碍. 维生素D能促进调节性,抗炎免疫特征,减少肿瘤坏死因子-α和间列克因-6. 维生素D能使炎症环境平缓,从而会减缓胰岛素抗药性对公开糖尿病的增生.

机制2:维生素D和骨骼肌胰岛素敏化

骨骼肌是一顿饭后糖处理的主要场所,占胰岛素介质糖素摄入量的80%. 肌组织中胰岛素抗药性是先糖尿病和2型糖尿病的标志. 维生素D通过直接和间接机制影响肌肉胰岛素敏感.

抗血清反应在骨骼肌肉细胞中表达,而钙化醇结合可以增强胰岛素受体和下游信号分子如IRS-1和PI3-kinase的表达. 在临床试验中,维生素D补充物被证明可以提高基线维生素D水平较低的个人的胰岛素敏感指数,特别是在结合抗药性训练时. 临床内分泌和代谢分泌学杂志上发表的一例随机控制试验发现维生素D补充物在六个月内将超重成年人中胰岛素敏感度指数提高20%,比安慰剂提高20%.

维生素D也影响肌肉钙处理. 肌细胞内钙释放是GLUT4转位到细胞膜所必需,这使得葡萄糖能进入细胞. 维生素D不足后,钙通量会受损,降低由GLUT4介导的葡萄糖运输效率. 矫正维生素D缺乏症可以恢复正常的钙动力学,并增强葡萄糖的摄取以适应胰岛素.

此外,足够的维生素D水平与肌肉质量和强度的提高有关。 沙尔克本尼和低肌肉质量是胰岛素抗药性与糖尿病的独立风险因素。 通过保持肌肉数量和质量,维生素D支持身体------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

机制3:系统炎症和脂肪组织功能

慢性低等炎症是二型糖尿病中胰岛素抗药性和β细胞衰竭的核心动力. 脂肪组织,特别是粘性脂肪,分泌出各种会妨碍全身胰岛素信号的亲发炎性脂肪和细胞皮. 维生素D具有有据可查的抗炎特性,可能抵消了这一过程.

卡尔西特里奥通过降低免疫细胞和二聚细胞中NF-ob-B信号来抑制炎症调节剂的产生,还促进了调控T细胞的分化,这有助于抑制过度的炎症反应. 在观察研究中,维生素D含量较高的个人的循环水平较低,是系统炎症的标志. 干预研究表明维生素D补充剂可以减少炎症标记,特别是在基线不足的个人中.

维生素D也直接影响二聚体生物学,它会减少脂肪细胞的脂肪分泌并可能抑制前二聚体的活化,从而限制脂肪组织扩张. 有研究认为维生素D可以促进更有利于代谢的脂肪素剖面,包括更高水平的甲二酮克丁. 乙二酮克丁能增强胰岛素的敏感性并有抗炎作用,成为肥胖症的亲炎状态的可贵抗衡.

由于炎症和胰岛素抗药性在正反馈回路中相互强化,打破这个循环的干预效果超过效益. 维生素D并不是独立的抗炎药剂,但结合重量管理和饮食变化,可能有助于降低炎症负担并改进代谢结果.

审查预防糖尿病临床试验证据

观察研究为维生素D状态与糖尿病风险之间的联系提供了一致的支持,但随机控制试验(RCT)对于确定因果关系是必要的。 几起大规模的RCT现已完成,其结果为维生素D-Q-8217的大小和条件提供了宝贵的见解;保护效果。

2019年公布的维生素D和2型糖尿病(D2d)研究是多中心双盲,安慰剂控制的试验,录取了2400多位有先天糖尿病的成年人,随机分配参与者每天或每天接收4,000 IU维生素D3,跟踪时间为2.5年中位数,主要结果是2型糖尿病的发作,试验显示维生素D组糖尿病风险降低12%,但结果没有达到统计意义,然而,在对在整个研究中保持血清25-羟基维他明D水平高于40纳克/毫升的参与者进行事先分群分析时,风险降低为62%,表明,在临床上有意义的效果可能需要达到足够高的维生素D水平.

其他试验研究了维生素D补充对甘油结果的影响. Tromsø研究发现,维生素D补充在早糖尿病过重的参与者中改善了葡萄糖和胰岛素耐药性. 欧洲内分泌学杂志[ 上发表的28个维生素CT的元分析结论认为,维生素D补充显著地减少了斋戒胰岛素,HOMA-IR(胰岛素耐药性的一种衡量标准),以及早糖尿病或2型糖尿病患者的血红素A1c,其影响最大者为那些在基线水平上缺乏维生素D并获得较高剂量的人。

证据集体证明有条件的好处:维生素D补充剂最有可能改善葡萄糖代谢,并减少那些维生素D基线水平低且能达到30-50纳克/毫升目标的个人的糖尿病风险。 对于已经具有足够维生素D状态的个人来说,额外的补充剂似乎不会给任何额外的甘油分泌物带来什么好处。

内分泌学会临床实践指南 建议对糖尿病患者,包括有肥胖症、糖尿病前期或代谢综合征患者的维生素D缺乏症进行筛查。 对于发现有缺陷者,建议补充血清水平至少为30纳克/毫升,典型剂量为每天1,000至2,000升或更高,接受医疗监督。

早糖尿病中的维生素D:机会之窗

早糖尿病的定义是将葡萄糖禁用100-125毫克/德克,葡萄糖耐受性受损140-199毫克/德克,或A1c为5.7-6.4%,这是一个关键的干预窗口。 糖尿病预防方案表明,改变生活方式可以将糖尿病发展的风险降低58%,而美道成形素可以将风险降低31%。 维生素D优化提供了潜在的形容策略,可以进一步降低风险,特别是对坚持生活方式的人或尽管生活方式改变但代谢异常持续存在的人而言。

在D2d研究中,具有维生素D最高水平的早糖尿病参与者的糖尿病发病率下降得最大,这表明在早糖尿病阶段大量补充维生素D缺乏症可能有助于保持β细胞功能和胰岛素敏感度,因为从早糖尿病向糖尿病的过渡往往需要几年时间,所以有足够的时间来纠正维生素D状态并监测代谢变化.

临床医生可以对有前糖尿病的患者采用以下方法:测量血清25-羟基维他明D,目标再生到30-50纳克/毫升,使用维生素D3补充或增加出出太阳照射(可行时),再检查三至六个月后的水平. 如果甘油参数改善或稳定,则继续维持疗法是适当的. 如果甘油增生过程尽管维生素D水平足够,但可能还会有其他干预措施,如药理疗法等.

优化维生素D状况的切实建议

保持健康的维生素D水平不需要极端措施,但确实需要故意措施,以下战略对大多数成年人来说是循证的和实用的。

阳光照射

对生活在阳光下地区的人们来说,中度阳光照射是维生素D的有效和无成本的来源。 暴露25-40%的体表(手和腿,或手臂和躯干)在上午10时至下午3时之间,每周2至4次,可以产生足够的维生素D,供皮肤较浅的个人使用。皮肤较暗的人可能需要2至3倍的接触才能实现同样的合成。 在接触期结束后,应施用防晒霜来防范皮肤癌风险。 太阳照射应与皮肤癌预防相平衡,而皮肤癌史的个人应依赖饮食来源和补充剂。

饮食来源

天然含有大量维生素D的食物很少。

  • 野生脂肪鱼,如鲑鱼、竹鱼、沙丁鱼和 ⁇ 鱼(每3.5盎司600-1 000升)
  • 鳕鱼肝油(每块大便约1,360个IU)
  • 牧地母鸡的蛋黄(每黄油40-50升)
  • 紫外线照射蘑菇(用紫外线所生长的蘑菇可提供400-1 000个紫外线)
  • 强化食品,包括牛奶、植物用牛奶、橙汁和早餐谷物(通常每服100-150个单位)

多数人不能仅靠饮食来满足其维生素D需求,而无需消耗大量脂肪鱼或强化产品。 鲑鱼的活口能提供大约600个IU,低于通常推荐给成年人的1000-2 000个IU。 因此,补充是达到和保持最佳水平的最可靠方法。

补充

维生素D3(cholecalciferol)是补充剂的首选形式,因为它比维生素D2在提高和保持血清25-羟基维他明D水平方面更有效,典型的维持剂量从成人每天1 000至2 000升升升到成人每天1 000升到2 000升到记录有缺陷的个人,在8周内每周一次高装50 000升到6 000升到8-12周,可在医疗监督下规定。

维生素D可被脂肪溶解,因此最好与含有脂肪的一顿饭来吸收。 将维生素D与富含健康脂肪的食物,如鳄梨、坚果、种子或橄榄油相融合,可以提高生物利用率。 钙和镁也支持维生素D代谢,许多从业者建议确保这些共生物的摄取量充足。

潜在风险和考虑

维生素D补充剂在建议范围内取用时一般安全. 由全国科学,工程,医学等科学院规定的成人可接受上摄入量为每天4,000 IU,尽管在医学指导下有时会使用高剂量的短期剂量. 每日1万 IU以上的慢性摄入量会导致维生素D毒性,其特点是高血压,高血压,并有潜在的肾脏损伤. 每日4000 IU以下的剂量极罕见地具有毒性,通常都是过度补充剂,而不是饮食或阳光的结果.

患有沙霉素病、肺结核等颗粒性疾病或某些淋巴瘤的人,在接受维生素D补充剂之前,应该先咨询其保健提供者,因为这些条件可能导致钙醇的无节制生产并增加高血压的风险。 肾病或肾结石史的人也应该密切监测其维生素D水平。

需要强调的是,维生素D不能替代糖尿病药物或生活方式干预。 整体食品、植物前期饮食、正常的体育活动、体重管理和适当的睡眠仍然是糖尿病预防和管理的基础。 维生素D优化最好被看作是综合代谢健康计划的补充部分。

研究的未来方向

维生素D和代谢健康领域继续发展,几个重要问题仍未得到回答,正在进行的研究旨在澄清这些问题。 一个关键问题是预防糖尿病的最佳血清25-羟基维他明D水平。 D2d研究指出,40纳克/毫升以上水平对于产生强效可能是必要的,但需要进行长期试验,确定这一阈值。

另一个调查领域是维生素D是否与VDR基因中的遗传多态性相互作用来影响糖尿病风险. 某些VDR变体已经与受体功能的改变相联并可能修改反应来补充. 以基因型为基础的个性化方法最终可以指导高危个体的维生素D治疗.

研究人员也在研究维生素D-Q-8217;对葡萄糖代谢的影响是否通过肠道微生来调节. 维生素D影响肠道钙吸收和免疫功能,两者都决定了肠道微生的组成. 动物研究表明维生素D补充可以以提高胰岛素敏感性的方式改变微生物,而人类研究也开始探索这种联系.

维生素D在妊娠糖尿病中的作用是另一个很有希望的途径,一些观察研究发现,在妊娠期维生素D含量较高的妇女患妊娠糖尿病的风险较低,早期干预试验正在评估补充是否能够降低这一风险,鉴于妊娠糖尿病在全世界的流行程度不断上升,这项研究具有重大的临床影响。

将维生素D纳入临床实践

医疗服务提供者可以对糖尿病患者的维生素D采取务实和循证的方法。 第一步是确定筛查对象。 内分泌学会建议在患有肥胖症、前糖尿病、代谢综合征或有影响维生素D吸收(如宫颈病、炎性肠道病或胃绕道手术)的人群中测试维生素D水平。 筛查也适合于老年人、受太阳照射有限的人群以及生活在北方气候中皮肤更深的人。

如果结果显示缺乏或不足,供应商应规定一种适合短缺严重性的补活办法,3至6个月后的后续检测证实,该水平已达目标范围,一旦达到补活,建议对日常维生素D3进行持续维护,供应商还应就支持维生素D状态的生活方式因素,包括安全晒太阳和消耗维生素D丰富的食品,向患者提供建议。

对于由于吸收问题而不能通过补充达到足够维生素D水平的患者,可以考虑使用高剂量或替代制剂,如亚语维生素D. 转诊到注册饮食师或内分泌学家可以帮助优化总体代谢管理计划.

结论

维生素D与血糖调节的关联代表了内分泌学,免疫学和营养学的趋同. 证据表明维生素D支持胰腺β细胞功能,提高骨骼肌胰岛素敏感度,降低系统性炎症,并可能有助于在早糖尿病的关键窗口中保持代谢健康. 维生素D并不是灵丹妙药,也不取代全面改变生活方式的需要,但是其优化为面临2型糖尿病风险的个人提供了安全,低成本,方便的干预.

随机试验得出的最令人信服的数据表明,最大的好处在于那些从维生素D低水平开始并达到30-50纳克/毫升的增生率的人。 对于这些人来说,纠正缺陷可以有意义地改善胰岛素分泌、胰岛素活性以及甘油控制。 在具有足够维生素D状态的人群中,进一步的补充似乎不会产生额外的代谢优势。

与任何营养干预一样,个性化也是关键。 血清检测、适当剂量和后续监测确保治疗既安全又有效。 通过将维生素D评估和补充纳入常规代谢健康评估,临床医生可以帮助患者采取主动措施预防糖尿病。 持续研究将继续完善我们对维生素D干预的最佳水平、持续时间和时机的理解,但基本原则已经明确:维生素D对于代谢健康而言是一件简单而有力的工具,解决资金不足问题也是抗击糖尿病流行的一个工具。