Vitamina D faz parte de um grupo de secosteroides solúveis em gordura responsáveis por aumentar a absorção intestinal de cálcio, magnésio e fosfato e por muitos outros efeitos biológicos. Em humanos, os compostos mais importantes neste grupo são a vitamina D3 (também conhecida como colecalciferol) e a vitamina D2 (ergocalciferol).
A principal fonte natural da vitamina é a síntese de colecalciferol nas camadas inferiores da epiderme da pele por meio de uma reação química dependente da exposição ao sol (especificamente radiação UVB). O colecalciferol e o ergocalciferol podem ser ingeridos na dieta e por meio de suplementos. Apenas alguns alimentos, como a carne de peixe gordo, contêm naturalmente quantidades significativas de vitamina D. Nos EUA e em outros países, o leite de vaca e os substitutos do leite derivados de plantas são fortificados com vitamina D, assim como muitos cereais matinais. Os cogumelos expostos à luz ultravioleta contribuem com quantidades úteis de vitamina D. As recomendações dietéticas normalmente assumem que toda a vitamina D de uma pessoa é administrada por via oral, pois a exposição ao sol na população é variável e as recomendações sobre a quantidade de exposição ao sol que é segura são incertas em visão do risco de câncer de pele.
A vitamina D da dieta ou da síntese da pele é biologicamente inativa. No entanto, é ativada por duas etapas de hidroxilação de enzimas proteicas, a primeira no fígado e a segunda nos rins. Como a vitamina D pode ser sintetizada em quantidades adequadas pela maioria dos mamíferos se expostos à uma quantidade suficiente de luz solar, ela não é essencial, portanto, tecnicamente, não é uma vitamina. Em vez disso, pode ser considerado um hormônio, com a ativação do pró-hormônio da vitamina D resultando na forma ativa, calcitriol, que então produz efeitos por meio de um receptor nuclear em vários locais.
O colecalciferol é convertido no fígado em calcifediol (25-hidroxicolecalciferol); ergocalciferol é convertido em 25-hidroxiergocalciferol. Esses dois metabólitos da vitamina D (chamados de 25-hidroxivitamina D ou 25 (OH) D) são medidos no soro para determinar o status da vitamina D de uma pessoa. O calcifediol é posteriormente hidroxilado pelos rins e algumas células do sistema imunológico para formar calcitriol (também conhecido como 1,25-diidroxicolecalciferol), a forma biologicamente ativa da vitamina D. O calcitriol circula como um hormônio no sangue, tendo um papel importante na regulação a concentração de cálcio e fosfato, promovendo o crescimento saudável e a remodelação óssea. O calcitriol também tem outros efeitos, incluindo alguns no crescimento celular, funções neuromusculares e imunológicas e na redução da inflamação.
A vitamina D tem um papel significativo na homeostase e no metabolismo do cálcio. Sua descoberta deveu-se ao esforço para encontrar a substância alimentar que falta em crianças com raquitismo (a forma infantil da osteomalácia). Os suplementos de vitamina D são administrados para tratar ou prevenir a osteomalácia e o raquitismo. As evidências de outros efeitos sobre a saúde da suplementação de vitamina D na população em geral são inconsistentes. O efeito da suplementação de vitamina D sobre a mortalidade não é claro, com uma meta-análise encontrando uma pequena redução na mortalidade em idosos e outra concluindo que não existe uma justificativa clara para recomendar a suplementação com esse propósito.
Formas Nome Composição química Estrutura Vitamina D1 Mistura de compostos moleculares de ergocalciferol com lumisterol, 1: 1 Vitamina D2 ergocalciferol (feito de ergosterol) Vitamina D3 colecalciferol (feito de 7-desidrocolesterol na pele).70px Vitamina D4 22-dihidroergocalciferol70px Vitamina D5 sitocalciferol (feito a partir de 7-desidrossitosterol)70px
Existem várias formas (vitaminas) de vitamina D. As duas formas principais são a vitamina D2 ou ergocalciferol e a vitamina D3ou colecalciferol. A vitamina D sem um subscrito refere-se a D2 ou D3, ou a ambos, e é conhecida coletivamente como calciferol.Dorland's Illustrated Medical Dictionary, under Vitamin (Table of Vitamins)
A vitamina D2 foi caracterizada quimicamente em 1931. Em 1935, a estrutura química da vitamina D3 foi definida e resultou da irradiação ultravioleta do 7-desidrocolesterol. Uma nomenclatura química para as formas de vitamina D foi recomendada em 1981, mas nomes alternativos permanecem de uso comum.
Quimicamente, as várias formas de vitamina D são secosteroides, isto é, esteroides nos quais uma das ligações dos anéis de esteroides é quebrada. A diferença estrutural entre a vitamina D2 e a vitamina D3 está na cadeia lateral, que contém uma ligação dupla, entre os carbonos 22 e 23, e um grupo metil no carbono 24 na vitamina D2.
Muitos análogos da vitamina D foram sintetizados.
Biologia miniaturadaimagem|Regulação do cálcio no corpo humano. O papel da vitamina D ativa (1,25-dihidroxivitamina D, calcitriol) é mostrado em laranja. O metabólito ativo da vitamina D, calcitriol, medeia seus efeitos biológicos ligando-se ao receptor da vitamina D (VDR), que está localizado principalmente nos núcleos das células-alvo. A ligação do calcitriol ao VDR permite que o VDR atue como um fator de transcrição que modula a expressão gênica de proteínas de transporte (como TRPV6 e calbindina), que estão envolvidas na absorção de cálcio no intestino. O receptor da vitamina D pertence à superfamília de receptores nucleares de receptores de esteroides/hormônios tireoidianos, e os VDRs são expressos por células na maioria dos órgãos, incluindo cérebro, coração, pele, gônadas, próstata e mama.
A ativação do VDR no intestino, osso, rim e células da glândula paratireóide leva à manutenção dos níveis de cálcio e fósforo no sangue (com a ajuda do hormônio da paratireóide e calcitonina) e à manutenção da densidade óssea.
Um dos papéis mais importantes da vitamina D é manter o equilíbrio do cálcio nos ossos, promovendo a absorção de cálcio nos intestinos, promovendo a reabsorção óssea pelo aumento do número de osteoclastos, mantendo os níveis de cálcio e fosfato para a formação óssea e permitindo o funcionamento adequado do hormônio da paratireóide para manter o níveis adequados de cálcio no sérum. A deficiência de vitamina D pode resultar em menor densidade óssea e um risco aumentado de densidade óssea reduzida (osteoporose) ou fratura óssea, porque a falta de vitamina D altera o metabolismo mineral no corpo. Assim, a vitamina D também é crítica para a remodelação óssea por meio de seu papel como um potente estimulador da reabsorção óssea.
O VDR regula a proliferação e diferenciação celular. A vitamina D também afeta o sistema imunológico, e os VDRs são expressos em vários leucócitos, incluindo monócitos e células T e B ativadas. In vitro, a vitamina D aumenta a expressão do gene da tirosina hidroxilase nas células medulares adrenais e afeta a síntese de fatores neurotróficos, óxido nítrico sintase e glutationa.
A expressão do receptor de vitamina D diminui com a idade e as descobertas sugerem que a vitamina D está diretamente relacionada à força, massa e função musculares, todos sendo fatores importantes para as funções normais do organismo e para o desempenho de um atleta.
Deficiência Estima-se que um bilhão de pessoas em todo o mundo sejam insuficientes ou deficientes em vitamina D. A deficiência de vitamina D é generalizada na população europeia. Uma dieta com vitamina D insuficiente em conjunto com exposição inadequada ao sol causa a deficiência de vitamina D. A deficiência grave de vitamina D em crianças causa raquitismo, um amolecimento e enfraquecimento dos ossos, uma doença rara nos países desenvolvidos.
A deficiência de vitamina D é encontrada em todo o mundo em idosos e permanece comum em crianças e adultos. A deficiência resulta em mineralização óssea prejudicada e dano ósseo que leva a doenças que amolecem os ossos, incluindo raquitismo em crianças e osteomalácia em adultos. O calcifediol baixo no sangue (25-hidroxivitamina D) pode resultar da baixa exposição ao sol. A deficiência de vitamina D pode fazer com que a absorção intestinal do cálcio da dieta caia para 15%. Quando não possui a deficiência, o indivíduo costuma absorver entre 60 e 80%.
Saúde óssea
Raquitismo
O raquitismo, uma doença infantil, é caracterizada pelo crescimento prejudicado e ossos fracos, deformados e moles que se dobram e se curvam com o peso quando as crianças começam a andar. O raquitismo geralmente aparece entre os 3 e 18 meses de idade. Os casos continuam a ser relatados na América do Norte e em outros países ocidentais e são vistos principalmente em bebês amamentados e naqueles com pele mais escura. Essa condição é caracterizada por pernas arqueadas, que podem ser causadas por deficiência de cálcio ou fósforo, bem como por falta de vitamina D; hoje, é amplamente encontrada em países menos desenvolvidos na África, Ásia ou Oriente Médio e naqueles com doenças genéticas, como o raquitismo por deficiência de pseudovitamina D.
A deficiência materna de vitamina D pode causar doença óssea evidente antes do nascimento e comprometimento da qualidade óssea após o nascimento. O raquitismo nutricional existe em países com intensa luz solar o ano todo, como a Nigéria, e pode ocorrer sem deficiência de vitamina D.
Embora o raquitismo e a osteomalácia sejam agora raros no Reino Unido, surtos ocorreram em algumas comunidades de imigrantes nas quais os portadores de osteomalácia incluíam mulheres com exposição ao ar livre à luz do dia aparentemente adequada e vestindo roupas ocidentais. Ter a pele mais escura e reduzir a exposição ao sol não produzia raquitismo, a menos que a dieta se desviasse de um padrão onívoro ocidental, que é caracterizado por alto consumo de carne, peixe e ovos. Os fatores de risco dietéticos para o raquitismo incluem a abstinência de alimentos de origem animal.
A deficiência de vitamina D continua sendo a principal causa de raquitismo entre bebês na maioria dos países porque o leite materno tem baixo teor de vitamina D e os costumes sociais e as condições climáticas podem prevenir a exposição solar adequada. Em países ensolarados como Nigéria, África do Sul e Bangladesh, onde o raquitismo ocorre entre bebês e crianças mais velhas, ele fora atribuído à baixa ingestão de cálcio na dieta, característica de dietas à base de cereais com acesso limitado a produtos lácteos.
O raquitismo era anteriormente um grande problema de saúde pública entre a população dos Estados Unidos; em Denver, onde os raios ultravioleta são cerca de 20% mais fortes do que ao nível do mar na mesma latitude, quase dois terços de 500 crianças tinham raquitismo moderado no final da década de 1920. Um aumento na proporção de proteína animal na dieta americana do século 20, juntamente com o aumento do consumo de leite fortificado com quantidades relativamente pequenas de vitamina D, coincidiu com um declínio dramático no número de casos de raquitismo. Além disso, nos Estados Unidos e no Canadá, o leite fortificado com vitamina D, os suplementos vitamínicos ajudaram a erradicar a maioria dos casos de raquitismo em crianças com problemas de má absorção de gordura.
Osteomalacia e osteoporose
A osteomalácia é uma doença em adultos que resulta da deficiência de vitamina D. As características desta doença são o amolecimento dos ossos, levando à flexão da coluna vertebral, arqueamento das pernas, fraqueza muscular, fragilidade óssea e aumento do risco de fraturas. A osteomalácia reduz a absorção de cálcio e aumenta a perda de cálcio do osso, o que aumenta o risco de fraturas ósseas. A osteomalácia geralmente está presente quando os níveis de 25-hidroxivitamina D são menores que cerca de 10 ng/mL. Embora se acredite que os efeitos da osteomalácia contribuam para a dor musculoesquelética crônica, não há evidências persuasivas de níveis mais baixos de vitamina D em quem sofre de dor crônica ou de que a suplementação alivia a dor musculoesquelética crônica inespecífica.