Στο ανθρώπινο σώμα η βιταμίνη D προέρχεται από δύο πηγές: την εξωγενή (μέσω των τροφών: D2 και D3) και την ενδογενή (βιοσύνθεση της βιταμίνης D3). Η βιοσύνθεση της βιταμίνης D3 συμβαίνει στο δέρμα από την προβιταμίνη  7-δεϋδροχοληστερόλη. Υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας Β  που επικρατεί τις μεσημβρινές ώρες του καλοκαιριού η 7-δεϋδροχοληστερόλη  μετατρέπεται σε βιταμίνη D3.

Η βιταμίνη D2 και η βιταμίνη D3 εμφανίζουν την ίδια βιολογική δραστικότητα. Παρά τούτο κλινικής σημασίας είναι η βιταμίνη D3. Η  βιταμίνη  D3 είναι μια λιποδιαλυτή βιταμίνη που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά η ύπαρξή της  στο ηπατέλαιο του γάδου ή μπακαλιάρου, το γνωστό μουρουνέλαιο [1].

Από την εποχή της ανακάλυψής της,  η βιταμίνη D3 χαρακτηρίστηκε ως μια απαραίτητη βιταμίνη για την ομαλή λειτουργία του οργανισμού, διότι δρα ως πρόδρομη ουσία των στεροειδών χημικών ενώσεων, που συμμετέχουν στις μεταβολικές και βιολογικές διαδικασίες του ανθρωπίνου σώματος.

Οι αποθηκευμένες ποσότητες της βιταμίνης D στο ανθρώπινο σώμα υπολογίζονται μετρώντας τα επίπεδα των συγκεντρώσεων του κύριου μεταβολίτη της βιταμίνης D3, που είναι η  25-υδρόξυβιταμίνης D3.  

Τα διάφορα στάδια του μεταβολισμού της βιταμίνης  D, όπως η σύνδεση και μεταφορά της από την πρωτεΐνη σύνδεσης βιταμίνης D  και η μετατροπή της στην ορμονική μορφή της την 1,25-διυδροξυβιταμίνη D3   από την ηπατική και νεφρική υδροξυλίωση εξαρτάται από την παρουσία μαγνησίου, το οποίο δρα ως συνπαράγοντας (cofactor)[14].

Στην καρδιαγγειακή νόσο, τόσον η έλλειψη της  25(OH)D3, όσο και η ανεπαρκής  υδροξυλίωση  της  25(OH)D3 μπορεί να οδηγήσει  σε σοβαρή έλλειψη της  1,25(OH)2D3, η οποία, ανεξάρτητα από άλλες αιτίες σχετίζεται με εκδήλωση θνησιμότητας [15].

Σήμερα μένουμε έκπληκτοι καθώς είναι αποδεδειγμένο ότι το, 88.1 % του παγκόσμιου πληθυσμού έχει ανεπάρκεια βιταμίνης D3 [23].

Η έλλειψη βιταμίνης D3 έχει αποδειχτεί ότι συνδέεται μια ποικιλία σωματικών και ψυχολογικών διαταραχών, όπως οι σκέψεις αυτοκτονίας [24], κατάθλιψη  [25], γνωσιακή έκπτωση και νευρολογική διαταραχή [26] και αυξημένο κίνδυνο πρόκλησης καρκίνου [27].

Η έλλειψη βιταμίνης D3 ασκεί καταβολική δράση στο μυικό ιστό [32], προκαλώντας μυική αδυναμία [33] και διαταραχή του σχηματισμού γέφυρας ακτίνης –μυοσίνης των μυικών ινών [34].

Λόγω της αυξημένης ενζυματικής δραστηριότητας  που δημιουργείται κατά τη σωματική άσκηση οι αθλητές έχουν προδιάθεση  να έχουν έλλειψη βιταμίνης D3  σε σύγκριση με τον υπόλοιπο πληθυσμό. Πράγματι έχει βρεθεί  σε μετά-ανάλυση 23 μελετών επί 2313 αθλητών ότι το 56% έπασχε από ανεπάρκεια βιταμίνης D3 [36].

Οι μετρήσεις του ενεργού μεταβολίτη της βιταμίνης D3, της 1,25-διυδρόξυβιταμίνη D3 [1,25(OH)2D3] δεν παρέχουν πληροφορίες για την κατάσταση των επιπέδων της βιταμίνης D3 ενός ατόμου. Τα επίπεδά της 1α,25(OH)2D3  συχνά βρίσκονται φυσιολογικά ή σε ορισμένες μόνο παθολογικές καταστάσεις μπορεί να βρεθούν ανεβασμένα σε άτομα με έλλειψη βιταμίνης D3. 

O λόγος για τον οποίο συμβαίνει αυτό είναι ότι τα επίπεδα της 1,25(OH)2D3 είναι 1000 φορές χαμηλότερα από τα επίπεδα της 25 υδρόξυβιταμίνη D3 ή 25(OH)D3 και διότι ο δευτεροπαθής υπερπαραθυρεοειδισμός αυξάνει τη νεφρική παραγωγή της 1,25(OH)2D3 [37].

Αν τα επίπεδα της 25(ΟΗ)D3 στους ενήλικες είναι ανεπαρκή <30ng/ml ή 75nMol/L ή ελλειπή < 20ng/ml ή 50nMol/L τότε χορηγείται συμπληρωματικά βιταμίνη D3 [D3-Gkelin drops] σε δόση 4000 ΙU (4 σταγόνες D3-Gkelin), καθημερινά επί τρεις μήνες, οπόταν επανεξετάζονται τα επίπεδα της 25 υδροξυβιταμίνης D3.

Τα επίπεδα της 25-υδροξυβιταμίνης D3 ελέγχονται στα άτομα με χαμηλά επίπεδα ασβεστίου  ή όταν υπάρχουν συμπτώματα έλλειψης ή ανεπάρκειας βιταμίνης D3, όπως στη ραχίτιδα των παιδιών ή την οστεομαλακία των ενηλίκων. Ευτυχώς αυτές οι καταστάσεις είναι σπανιότατες σήμερα στην Ελλάδα, αλλά όχι σε μερικές περιοχές του πλανήτη μας. 

Επίσης σε όλες τις καταστάσεις διαταραχών του μεταβολισμού των οστών και νόσων των οστών και των αρθρώσεων. Τα ηλικιωμένα άτομα είναι συνήθως υποβιταμινικά και πρέπει να μετρώνται τα επίπεδά τους δύο φορές το χρόνο. Μετρήσεις πρέπει να γίνονται σε όλες τις ηλικίες των παιδιών, διότι η επάρκεια της βιταμίνης D3 προστατεύει από τις λοιμώξεις, στους διαβητικούς, καρδιοπαθείς, υπερτασικά άτομα, άτομα με αυτοάνοσα νοσήματα, καθόσον η εμφάνιση και εξέλιξη των αυτοάνοσων νοσημάτων έχει σχετιστεί με την υποβιταμίνωση D3. 

Τα άτομα που βρίσκονται υπό θεραπεία για οστεοπόρωση πρέπει να μετρούν δύο φορές το χρόνο την 25-υδροξυβιταμίνη D3 .

Ως ανεπάρκεια της βιταμίνης D3 θεωρείται η συγκέντρωση των 21-29 ng/mL. [38, 39].

Η διατήρηση φυσιολογικών επιπέδων της 25 υδρόξυβιταμίνης D [25(OH)D] είναι απαραίτητη για τη διατήρηση του φυσιολογικού μεταβολισμού και την ανάπτυξη των οστών [40, 41].

Ως καρκινοπροστατευτικά επίπεδα της 25-υδρόξυβιταμίνης για τον καρκίνο του μαστού θεωρούνται τα 60-70ng/mL (150-190nmol/L) [44], ενώ τα επίπεδα για τη γενικότερη καρκινοπρόληψη  είναι 60-80 ng/ml  [45]

Τα επίπεδα των συγκεντρώσεων της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3 έχουν ελάχιστη ή ανύπαρκτη σχέση με τις αποθηκευμένες ποσότητες βιταμίνης D3 στον οργανισμό. Η 1,25-διυδροξυβιταμίνη D3 διεγείρει την απορρόφηση του ασβεστίου από το έντερο, ενώ η παραγωγή της είναι στενά συνδεδεμένη  με τις συγκεντρώσεις του ασβεστίου, φωσφόρου και παραθορμόνης στον ορό. 

Τα επίπεδα των συγκεντρώσεων της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3 μπορεί να είναι ανεβασμένα στον πρωτοπαθή υπερπαραθυρεοειδισμό και στον φυσιολογικό υπερπαραθυρεοειδισμό, που είναι δευτεροπαθής της υπασβεστιαιμίας η της μικρής πρόσληψης βιταμίνης D.

Όταν υπάρχει έλλειψη βιταμίνης D3, τότε βρίσκονται ανεβασμένα τα επίπεδα της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3 και όχι χαμηλωμένα. Η ανεξέλεγκτη παραγωγή της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3, που παρατηρείται π.χ. στη σαρκοείδωση, κοκκιωματώδεις νόσους, καρκίνους , είναι μια ασυνήθιστη αιτία υπερασβεστιαιμίας. Στις παθήσεις αυτές,  οι παθολογικοί ιστοί περιέχουν απορρυθμισμένη 1-α υδροξυλάση, πράγμα που οδηγεί στην υπερπαραγωγή της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3 και υπερασβεστιαιμία.

Αυτές τις παθολογικές καταστάσεις τις υποψιάζεται κανείς,   αν βρεθούν υψηλά επίπεδα ασβεστίου στον ορό, με χαμηλά επίπεδα παραθορμόνης και επιβεβαιώνονται  μετρώντας τα επίπεδα της 1,25-διυδροξυβιταμίνης D3.

Βιβλιογραφική Τεκμηρίωση

1. McCollum E, Simmonds N, Becker J, Shipley P. An experimental demonstration of the existence of a vitamin which promotes calcium deposition. J Biol Chem. 1922;1922:293–298. [PubMed]

2.Holick MF. Sunlight, ultraviolet radiation, vitamin D and skin cancer: how much sunlight do we need? Adv Exp Med Biol. 2014;810:1-16.

3. Wranicz J1, Szostak-Węgierek D. Health outcomes of vitamin D. Part I. characteristics and classic role. Rocz Panstw Zakl Hig. 2014;65(3):179-84.

4. Holick MF. Vitamin D: evolutionary, physiological and health perspectives. Curr Drug Targets. 2011;12:4–18. doi: 10.2174/138945011793591635. [PubMed] [Cross Ref]

5. Bikle DD. Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chem Biol. 2014;21:319–29. doi: 10.1016/j.chembiol.2013.12.016. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

6. Prosser DE, Jones G. Enzymes involved in the activation and inactivation of vitamin D. Trends Biochem Sci. 2004;29:664–73. doi: 10.1016/j.tibs.2004.10.005. [PubMed] [Cross Ref]

7.  Prosser DE, Jones G. Enzymes involved in the activation and inactivation of vitamin D. Trends Biochem Sci. 2004;29:664–73. doi: 10.1016/j.tibs.2004.10.005. [PubMed] [Cross Ref]

8. Bikle DD. Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chem Biol. 2014;21:319–29. doi: 10.1016/j.chembiol.2013.12.016. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

9. Bischoff H, Borchers M, Gudat F, Duermueller U, Theiler R, Stähelin H, et al. In situ detection of 1,25-dihydroxyvitamin D3 receptor in human skeletal muscle tissue. Histochem J. 2001;33:19–24. [PubMed]

10. Simpson R, Thomas G, Arnold A. Identification of 1,25-dihydroxyvitamin D3 receptors and activities in muscle*. J Biol Chem. 1985;260:8882–891. [PubMed]

11. Takahashi K, Nakayama Y, Horiuchi H, Ohta T, Komoriya K, et al. (2002) Human neutrophils express messenger RNA of vitamin D receptor and respond to 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3. Immunopharmacol Immunotoxicol 24: 335–347 [PubMed]

12. Wang TT, Nestel FP, Bourdeau V, Nagai Y, Wang Q, et al. (2004) Cutting edge: 1,25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression. J Immunol 173: 2909–2912 [PubMed]

13.Makin G, Lohnes D, Byford V, Ray R, Jones G. Target cell metabolism of 1,25-dihydroxyvitamin D3 to calcitroic acid. Evidence for a pathway in kidney and bone involving 24-oxidation. Biochem J. 1989 August 15; 262(1): 173–180.

14. Armin Zittermann. Magnesium deficit ? overlooked cause of low vitamin D status? BMC Med. 2013; 11: 229. Published online 2013 Oct 24. doi:  10.1186/1741-7015-11-229

15. Dobnig H, Pilz S, Scharnagl H, Renner W, Seelhorst U, et al. (2008) Independent association of low serum 25-hydroxyvitamin d and 1,25-dihydroxyvitamin d levels with all-cause and cardiovascular mortality. Arch Intern Med 168: 1340–1349 [PubMed]

16. Wang T-T, Tavera-Mendoza LE, Laperriere D, Libby E, MacLeod NB, Nagai Y, et al. Large-scale in silico and microarray-based identification of direct 1,25-dihydroxyvitamin D3 target genes. Mol Endocrinol. 2005;19:2685–95. [PubMed]

17. Smith DT, Broughton KS, Larson-meyer DE. Vitamin D status and biomarkers of inflammation in runners. 2012;3:35–42. [PMC free article] [PubMed]

18. Alvarez-Díaz S, Valle N, García JM, Peña C, Freije JMP, Quesada V, et al. Cystatin D is a candidate tumor suppressor gene induced by vitamin D in human colon cancer cells. J Clin Invest. 2009;119:2343–58. doi: 10.1172/JCI37205. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

19. Dhesi JK, Jackson SHD, Bearne LM, Moniz C, Hurley MV, Swift CG, et al. Vitamin D supplementation improves neuromuscular function in older people who fall. Age Ageing. 2004;33:589–95. doi: 10.1093/ageing/afh209. [PubMed] [Cross Ref]

20. Reddy Vanga S, Good M, Howard PA, Vacek JL. Role of vitamin D in cardiovascular health. Am J Cardiol. 2010;106:798–805. doi: 10.1016/j.amjcard.2010.04.042. [PubMed] [Cross Ref]

21. Sukumar D, Shapses SA, Schneider SH. Vitamin D supplementation during short-term caloric restriction in healthy overweight/obese older women: effect on glycemic indices and serum osteocalcin levels. Mol Cell Endocrinol. 2015;410:1–5. [PMC free article] [PubMed]

22. Schoenmakers I, Francis RM, McColl E, Chadwick T, Goldberg GR, Harle C, et al. Vitamin D supplementation in older people (VDOP): Study protocol for a randomised controlled intervention trial with monthly oral dosing with 12,000 IU, 24,000 IU or 48,000 IU of vitamin D3. Trials. 2013;14:299. doi: 10.1186/1745-6215-14-299. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

23. Bendik I, Friedel A, Roos FF, Weber P, Eggersdorfer M. Vitamin D: a critical and essential micronutrient for human health. Front Physiol. 2014;5:248. doi: 10.3389/fphys.2014.00248. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

24. Grudet C, Malm J, Westrin A, Brundin L. Suicidal patients are deficient in vitamin D, associated with a pro-inflammatory status in the blood. Psychoneuroendocrinology. 2014;50C:210–9. doi: 10.1016/j.psyneuen.2014.08.016. [PubMed] [Cross Ref]

25. Polak MA, Houghton LA, Reeder AI, Harper MJ, Conner TS. Serum 25-hydroxyvitamin D concentrations and depressive symptoms among young adult men and women. Nutrients. 2014;6:4720–30. doi: 10.3390/nu6114720. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

26. Chei CL, Raman P, Yin Z-X, Shi X-M, Zeng Y, Matchar DB. Vitamin D levels and cognition in elderly adults in China. J Am Geriatr Soc. 2014;62(11):2125–9. doi: 10.1111/jgs.13082. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

27. Holick MF. Vitamin D: its role in cancer prevention and treatment. Prog Biophys Mol Biol. 2006;92:49–59. doi: 10.1016/j.pbiomolbio.2006.02.014. [PubMed] [Cross Ref]

28. Guillot X, Prati C, Wendling D. Vitamin D and spondyloarthritis. Expert Rev Clin Immunol. 2014;10:1581–9. doi: 10.1586/1744666X.2014.972944. [PubMed] [Cross Ref]

29. Welch TR, Bergstrom WH, Tsang RC. Vitamin D-deficient rickets: the reemergence of a once-conquered disease. J Pediatr. 2000;137:143–5. doi: 10.1067/mpd.2000.109008.

30. Bikle DD. Vitamin D metabolism, mechanism of action, and clinical applications. Chem Biol. 2014;21:319–29. doi: 10.1016/j.chembiol.2013.12.016. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref]

31. Ogan D, Pritchett K. Vitamin D and the athlete: risks, recommendations, and benefits. Nutrients. 2013;5:1856–68. doi: 10.3390/nu5061856. [PMC free article] [PubMed] [Cross Ref

32. Sato Y, Iwamoto J, Kanoko T, Satoh K. Low-dose vitamin D prevents muscular atrophy and reduces falls and hip fractures in women after stroke: a randomized controlled trial. Cerebrovasc Dis. 2005;20:187–92. doi: 10.1159/000087203. [PubMed] [Cross Ref]

33. Glerup H, Mikkelsen K, Poulsen L, Hass E, Overbeck S, Andersen H, et al. Hypovitaminosis D myopathy without biochemical signs of osteomalacic bone involvement. Calcif Tissue Int. 2000;66:419–24. doi: 10.1007/s002230010085. [PubMed] [Cross Ref]

34. Pfeifer M, Begerow B, Minne H. Vitamin D and muscle function. Osteoporos Int. 2002;3:187–94. doi: 10.1007/s001980200012. [PubMed] [Cross Ref]

35. Macdougall JD, Hicks AL, Macdonald JR, Mckelvie RS, Green HJ, Smith KM. Muscle performance and enzymatic adaptations to sprint interval training. J Appl Physiol. 1998;84:2138–142. [PubMed]

36. Farrokhyar F, Tabasinejad R, Dao D, Peterson D, Ayeni O, Hadioonzadeh R, et al. Prevalence of vitamin D inadequacy in athletes: A systematic-review and meta-analysis. Sport Med. 2014;5:365–78. [PubMed]

37.  Holick MF. Vitamin D: the underappreciated D-lightful hormone that is important for skeletal and cellular health. Curr Opin Endocrinol Diabetes. 2002;9:87-98.

38. Holick MF. Vitamin D: a D-Lightful health perspective.Nutr Rev.2008 Oct;66(10 Suppl 2):S182-94.

39. González-Gross M, Valtueña J, Breidenassel C, Moreno LA, Ferrari M, Kersting M, De Henauw S, Gottrand F, Azzini E, Widhalm K, Kafatos A, Manios Y, Stehle P. Vitamin D status among adolescents in Europe: the Healthy Lifestyle in Europe by Nutrition in Adolescence study. Br J Nutr. 2011 Aug 17:1-10.

40. Holick MF: Vitamin D status: measurement, interpretation, and clinical application. Ann Epidemiol 2009, 19: 73-78.

41. Holick MF: Vitamin D deficiency. N Engl J Med 2007, 357, 266–281.

42. JP Bilezikian, A Khan, JT Potts, Jr, ML Brandi, BL Clarke, D Shoback, H Jüppner, P D’Amour, J Fox, L Rejnmark, L Mosekilde, MR Rubin, D Dempster, R Gafni, MT Collins, J Sliney, J Sanders.Hypoparathyroidism in the Adult: Epidemiology, Diagnosis, Pathophysiology, Target Organ Involvement, Treatment, and Challenges for Future Research. J Bone Miner Res.

43. Jessica Kendrick, Alfred K. Cheung, James S. Kaufman, Tom Greene, William L. Roberts, Gerard Smits, Michel Chonchol, HOST (Homocysteine Study) Investigators. Associations of Plasma 25-Hydroxyvitamin D and 1,25-Dihydroxyvitamin D Concentrations With Death and Progression to Maintenance Dialysis in Patients With Advanced Kidney Disease. Am J Kidney Dis. Author manuscript; available in PMC 2013 October 1. Published in final edited form as: Am J Kidney Dis. 2012 October; 60(4): 567–575. Published online 2012 May 22. doi: 10.1053/j.ajkd.2012.04.014
44.McDonnell SL, Baggerly CA, French CB, Baggerly LL, Garland CF, Gorham ED, Hollis BW, Trump DL, Lappe JM. Breast cancer risk markedly lower with serum 25-hydroxyvitamin D concentrations ≥60 vs <20 ng/ml (150 vs 50 nmol/L): Pooled analysis of two randomized trials and a prospective cohort. PLoS One. 2018 Jun 15;13(6):e0199265. doi: 10.1371/journal.pone.0199265. eCollection 2018.
45.7.Garland CF, French CB, Baggerly LL, Heaney RP. Vitamin D supplement doses and serum 25-hydroxyvitamin D in the range associated with cancer prevention. Anticancer Res. 2011 Feb;31(2):607-11.