La vitamina D bioactiva, o calcitriol, es una hormona esteroidea conocida desde hace tiempo por su importante papel en la regulación de los niveles corporales de calcio y fósforo y en la mineralización del hueso. Más recientemente, ha quedado claro que los receptores de la vitamina D están presentes en una amplia variedad de células y que esta hormona tiene efectos biológicos que van mucho más allá del control del metabolismo mineral.
Estructura y síntesis
El término vitamina D es, por desgracia, un término impreciso que hace referencia a uno o varios miembros de un grupo de moléculas esteroideas. La vitamina D3, también conocida como colecalciferol, se genera en la piel de los animales cuando la energía de la luz es absorbida por una molécula precursora, el 7-dehidrocolesterol. Por tanto, la vitamina D no es una verdadera vitamina, ya que las personas con una exposición adecuada a la luz solar no necesitan suplementos dietéticos. También existen fuentes alimentarias de vitamina D, como la yema de huevo, el aceite de pescado y diversas plantas. La forma vegetal de la vitamina D se denomina vitamina D2 o ergosterol. Sin embargo, las dietas naturales no suelen contener cantidades adecuadas de vitamina D, por lo que la exposición a la luz solar o el consumo de alimentos suplementados a propósito con vitamina D son necesarios para prevenir las carencias.
La vitamina D, ya sea D3 o D2, no tiene una actividad biológica significativa. Por el contrario, debe ser metabolizada en el organismo a la forma hormonalmente activa conocida como 1,25-dihidroxicolecalciferol. Esta transformación se produce en dos pasos, como se muestra en el diagrama de la derecha:
- En el hígado, el colecalciferol es hidroxilado a 25-hidroxicolecalciferol por la enzima 25-hidroxilasa.
- En el riñón, el 25-hidroxicolecalciferol sirve de sustrato para la 1-alfa-hidroxilasa, que produce 1,25-dihidroxicolecalciferol, la forma biológicamente activa.
Cada una de las formas de vitamina D es hidrófoba y se transporta en la sangre unida a proteínas transportadoras. El principal transportador se denomina, apropiadamente, proteína de unión a la vitamina D. La semivida del 25-hidroxicolecalciferol es de varias semanas, mientras que la del 1,25-dihidroxicolecalciferol es de sólo unas horas.
Control de la síntesis de vitamina D
La síntesis hepática de 25-hidroxicolecalciferol sólo está regulada de forma laxa, y los niveles sanguíneos de esta molécula reflejan en gran medida la cantidad de vitamina D producida en la piel o ingerida. En cambio, la actividad de la 1-alfa-hidroxilasa en el riñón está estrechamente regulada y constituye el principal punto de control en la producción de la hormona activa. El principal inductor de la 1-alfa-hidroxilasa es la hormona paratiroidea; también es inducida por niveles bajos de fosfato en sangre.
Existen interesantes diferencias entre especies en cuanto a la capacidad de sintetizar vitamina D a través de la vía mediada por la luz solar descrita anteriormente. La piel de los seres humanos, caballos, cerdos, ratas, vacas y ovejas contiene cantidades adecuadas de 7-dehidrocolesterol, que puede convertirse eficazmente en colecalciferol. En cambio, la piel de perros y gatos contiene cantidades significativamente menores de 7-dehidrocolesterol que otras especies, y su conversión fotoquímica en colecalciferol es bastante ineficaz; así pues, los perros y gatos parecen depender de la ingesta dietética de vitamina D más que otros animales.
El receptor de la vitamina D y su mecanismo de acción
La forma activa de la vitamina D se une a receptores intracelulares que funcionan como factores de transcripción para modular la expresión génica. Al igual que los receptores de otras hormonas esteroideas y tiroideas, el receptor de la vitamina D tiene dominios de unión a hormonas y a ADN. El receptor de la vitamina D forma un complejo con otro receptor intracelular, el receptor retinoide-X, y ese heterodímero es el que se une al ADN. En la mayoría de los casos estudiados, el efecto es activar la transcripción, pero también se conocen situaciones en las que la vitamina D suprime la transcripción.
El receptor de la vitamina D se une a varias formas de colecalciferol. Su afinidad por el 1,25-dihidroxicolecalciferol es aproximadamente 1000 veces superior a la del 25-hidroxicolecalciferol, lo que explica sus potencias biológicas relativas.
Efectos fisiológicos de la vitamina D
La vitamina D es bien conocida como hormona implicada en el metabolismo mineral y el crecimiento óseo. Su efecto más espectacular es facilitar la absorción intestinal de calcio, aunque también estimula la absorción de iones de fosfato y magnesio. En ausencia de vitamina D, el calcio de la dieta no se absorbe con ninguna eficacia. La vitamina D estimula la expresión de una serie de proteínas implicadas en el transporte de calcio desde el lumen del intestino a través de las células epiteliales hasta la sangre. El más estudiado de estos transportadores de calcio es la calbindina, una proteína intracelular que transporta calcio a través de la célula epitelial intestinal.
Se han demostrado numerosos efectos de la vitamina D en los huesos. Como regulador transcripcional de las proteínas de la matriz ósea, induce la expresión de la osteocalcina y suprime la síntesis del colágeno de tipo I. En cultivos celulares, la vitamina D estimula la síntesis del colágeno de tipo I y de la osteocalcina. En cultivos celulares, la vitamina D estimula la diferenciación de los osteoclastos. Sin embargo, los estudios realizados en humanos y animales con deficiencia de vitamina D o mutaciones en el receptor de la vitamina D sugieren que estos efectos quizá no tengan una importancia fisiológica mayor y que el efecto crucial de la vitamina D sobre el hueso es proporcionar el equilibrio adecuado de calcio y fósforo para favorecer la mineralización.
Resulta que los receptores de la vitamina D están presentes en la mayoría de las células del organismo, si no en todas. Además, los experimentos con células cultivadas han demostrado que la vitamina D tiene efectos potentes sobre el crecimiento y la diferenciación de muchos tipos de células. Estos hallazgos sugieren que la vitamina D tiene efectos fisiológicos mucho más amplios que un papel en la homeostasis mineral y la función ósea. Por ejemplo, muchas células inmunitarias no sólo expresan receptores de vitamina D, sino que son capaces de sintetizar vitamina D activa, y la deficiencia de vitamina D se ha asociado a una mayor incidencia de enfermedades autoinmunitarias y susceptibilidad a las enfermedades.
Estados de enfermedad
Deficiencia de vitamina D: La manifestación clásica de la carencia de vitamina D es el raquitismo, que se observa en niños y provoca deformidades óseas, como huesos largos arqueados. En los adultos, la carencia provoca osteomalacia. Tanto el raquitismo como la osteomalacia reflejan un deterioro de la mineralización de la matriz ósea recién sintetizada y suelen ser el resultado de una combinación de una exposición inadecuada a la luz solar y una ingesta dietética reducida de vitamina D.
La deficiencia o insuficiencia de vitamina D se produce en varias otras situaciones, que usted podría predecir basándose en la vía sintética descrita anteriormente:
- Defectos genéticos en el receptor de la vitamina D: se han identificado diversas mutaciones en humanos que provocan una resistencia hereditaria a la vitamina D.
- Enfermedad hepática o renal grave: puede interferir en la generación de la forma biológicamente activa de la vitamina D.
- Exposición insuficiente a la luz solar: Las personas mayores que no salen de casa y tienen dietas pobres suelen tener al menos una deficiencia subclínica. Irónicamente, parece que la hipovitaminosis D es muy común en algunos de los países más soleados del mundo - la causa de este problema es el dictado cultural de que las mujeres lleven mucho velo cuando estén fuera en público.
Los protectores solares, especialmente los que tienen un FPS superior a 8, bloquean eficazmente la síntesis de vitamina D en la piel. Sin embargo, las personas que utilizan religiosamente estos protectores solares viven en países industrializados en los que muchos alimentos se complementan con vitamina D, por lo que la deficiencia de esta vitamina se evita mediante la ingesta dietética.
Toxicidad de la vitamina D: La toxicidad de la vitamina D es inevitablemente el resultado de una sobredosis de suplementos de vitamina D. Ciertamente, los suplementos de vitamina D son un tratamiento valioso para las personas con deficiencias. Sin embargo, la ingestión de cantidades excesivas (miligramos) de vitamina D durante periodos de semanas o meses puede ser gravemente tóxica para las personas y los animales debido principalmente a la hipercalcemia. De hecho, los cebos que contienen grandes cantidades de vitamina D se utilizan muy eficazmente como rodenticidas. La exposición excesiva a la luz solar parece provocar raramente una sobreproducción de vitamina D.
Suplementos de vitamina D para prevenir el cáncer y las enfermedades cardiovasculares: Ha habido un interés considerable en el potencial de los suplementos de vitamina D para suprimir el desarrollo del cáncer o prevenir las enfermedades cardiovasculares. La mayor parte de este entusiasmo se basa en estudios con animales de laboratorio, pero los ensayos con seres humanos no han logrado respaldar los efectos beneficiosos de los suplementos de vitamina D en la prevención de dichas enfermedades.
Referencias
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Original article: http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/otherendo/vitamind.html
