1. INTRODUCCIÓN Las vitaminas son sustancias necesarias para la vida que se adquieren a través de la dieta. No Aportan energía a nuestro cuerpo, pero son importantes para que nuestro organismo sea capaz de aprovechar las sustancias energéticas que ingerimos en los alimentos. Existen dos tipos de vitaminas, las que se disuelven en grasas o liposolubles (A, D, E y K) y las que se disuelven en agua o hidrosolubles (C y complejo B). La vitamina D pertenece al grupo de las liposolubles, e interviene en la absorción del calcio y el fósforo en el intestino, y por tanto en el depósito de los mismos en huesos y dientes. Su carencia genera alteraciones oseas, trastornos dentales y alteraciones metabólicas. Esto se puede ver como raquitismo, y tetania; Su exceso lleva a debilidad, cansancio, cefaleas y nauseas. Antecedentes Historia La forma biológicamente activa de la vitamina D es una hormona esteroidea, aunque se identificó como una vitamina por un accidente histórico Edward Mellanby, que realizaba estudios sobre raquitismo, descubrió en 1918 un factor presente en la dieta que prevenía la enfermedad en perros no expuestos a la luz solar. Lo denominó “vitamina soluble en grasa”. ElmerV.McCollum en 1922 destruye la vitamina A del aceite de hígado de bacalao y muestra que la sustancia antirraquítica no desaparece. Nombra a la nueva sustancia reconocida,
vitamina D
En los años veinte, Harry Goldblatty Katherine Soames, H. Steenbocky A. Black,y Alfred Hessy Mildred Weinstock descubren independientemente que la irradiación de ciertos alimentos con luz ultravioleta los convierte en antirrquíticos. Generalidades La vitamina D, también llamada calciferol, no es una sola sustancia, sino un conjunto de sustancias liposolubles que pueden ser sintetizadas por el organismo o adquiridas en la dieta. Esta síntesis se lleva a cabo a partir del 7-dehidrocolestero (molécula intermediaria en la síntesis del colesterol) y gracias a la acción de los rayos solares. La vitamina D es el único nutriente que podemos formar en la piel por efectos de los rayos solares sin la necesidad de ser absorbida. La vitamina D, o vitamina solar (Calciferol) necesita de la presencia de grasas en la dieta y de bilis en el organismo, para que pueda ser absorbida en el tejido adiposo, hígado, bazo y bajo la piel. Por lo tanto la síntesis de vitamina D depende del grado de exposición al sol y de la intensidad de pigmentación de la piel. La piel oscura o de color deja pasar menos los rayos ultravioleta y sintetiza menos vitamina D. No la destruye la cocción pero sí que se deteriora u oxida al entrar en contacto con el oxígeno y la luz. El calciferol o vitamina D no se obtiene como tal en la dieta, ya que en los alimentos nos encontramos con sus precursores que pueden ser de origen animal o vegetal (7 - dehidrocolesterol y ergosterol, respectivamente). Entre los alimentos que contienen esta vitamina tenemos: aceite de hígado de bacalao, tiburón y también es buena fuente la carne de peces (la sardina, atún, salmón, arenque), el quesos, margarina, champiñones, huevo, leche, yogurt y en algunos suplementos alimenticios y multivitamínicos. El 7-dehidrocolesterol, al estar en contacto con la luz (específicamente con la radiación ultravioleta o UV) se convierte en colecalciferol (vitamina D3) y el ergosterol en ergocalciferol (vitamina D2). La vitamina D3 y D2 son metabolizadas en el hígado, donde sufren una hidroxilación obteniéndose, respectivamente, 25-hidroxivitamina D3 (calcitriol) e hidroxivitamina D2. Después, en riñón, gracias a una enzima llamada 1-hidroxilasa, se forman, 25-dihidroxivitamina D3 y, 25-dihidroxivitamina D2. Metabolismo La forma biológicamente activa de la vitamina D es el 1,25 dihidróxicolecalciferol (1.25 (OH) 2D), que se forma a través de una vía metabólica que comienza en la piel con la irradiación ultravioleta de uno de sus precursores. Un esquema resumido de esta vía se muestra en la figura 1. En la actualidad se han identificado aproximadamente 27 metabolitos de la vitamina D, lo que nos da una idea de lo rudimentario de nuestro esquema metabólico. La piel actúa así como reservorio de 7-dehidrocolesterol, con una capacidad de acumulación bastante importante. Una vez producida la irradiación u al cabo de un par de días, se habrá completado un proceso - hasta ahora no bien descrito- que terminará con la síntesis de la vitamina. La molécula recién sintetizada se une a una proteína específica del plasma u en esa forma inicia su viaje por el torrente circulatorio. Recientemente algunos autores han descrito una correlación entre la disminución de la concentración epidémica de 7- dehidrocolesterol y la edad, llegando así a postular que una de las razones para el aumento de las enfermedades relacionadas con el metabolismo del calcio con la edad, tenga que ver con una menor disponibilidad de los precursores de vitaminas D. La vía biosintética se continúa en el hígado en donde una enzima hidroxilasa adiciona un grupo OH en la posición 25 de la molécula. Finalmente, otra enzima de similares características que la anterior, pero esta vez del riñón, completa la estructura activa adicionando el grupo hidroxilo en posición 1. Esta última reacción se supone que está bajo estricto control de retroalimentación (feed-back). de modo tal que en estados deficientes de vitamina D, la reacción se hace máxima y al revés, cuando el nivel de 1,25(OH)2D se recupera la reacción decae. Además del nivel propio de la forma activa de la vitamina, se han expuesto una serie de factores endógenos cuya acción determina un incremento del nivel de 1.25 (OH)2D. Los mejores descritos son seguramente, la hormona paratiroidea y la calcitonina que en experimentos realizados, tanto in vivo como en cultivo de células de riñón, han mostrado producir un incremento del nivel de vitamina D activa. Entre otros factores que se conoce cumplen un rol importante en mantener un nivel adecuado de vitamina, están los estrógenos, la prolactina y la hormona de crecimiento. No está claro si estas hormonas actúan directamente o a través de la hormona paratiroidea, que hasta ahora se cree constituye el factor determinante en el nivel endógeno de vitamina D biológicamente activa. FunciónLa función metabólica de la vitamina D ha sido descrita como la de permitir una adecuada absorción de calcio u fósforo en el intestino, aumentar la reabsorción renal de calcio, la movilización de calcio y fósforo desde los huesos y estimular la mineralización ósea. La mejor estudiada y por tanto que la que más se cita, es su función sobre la absorción de calcio en el intestino. Esta función permisiva sobre el transporte de calcio intestinal la realiza la vitamina D siguiendo un patrón, exactamente igual al de una hormona esteroidal. Se ha descrito una molécula proteica que muestra un alto grado de afinidad por la forma biológicamente activa de la vitamina; se ha estudiado su asociación con la cromatina del núcleo de la célula y por último se ha podido seguir la síntesis del RNA mensajero producto de esa asociación y que ahora se sabe fehacientemente, codifica para una proteína que une calcio. Además, de esta proteína, hoy se conoce que 1,25(OH)2D estimula la síntesis de varias otras proteínas perfectamente caracterizadas tanto en intestino como en hueso.El intestino, normalmente, absorbe entre un 15 a 35% del calcio ingerido; cuando la cantidad de calcio en la dieta decae, la vitamina D estimula la absorción de mayor porcentaje de calcio a través de un proceso activo que depende de la energía. Este mecanismo de captación de calcio es el más importante en los animales jóvenes. En el adulto, que ya posee sus huesos en completo estado de mineralización, este proceso podría no ser tan importante y la vitamina D no constituir una limitante del proceso. La forma más abundante de vitamina D que circula por la sangre es la 25 hidroxivitamina D (25-OH D), que alcanza concentraciones hasta 1 000 veces superiores a las de la 1,25(OH)2D, la forma biológicamente activa. El aporte de Vitamina D se correlaciona bastante bien con el nivel sanguíneo de 25-OH D y permite evaluar también el nivel de su reserva. Diversos estudios han mostrado que el nivel de 25-OH D varía en forma estacional, alcanzando altos valores durante el verano y bajos durante el invierno. Este detalle permitió valorar la importancia de la irradiación ultravioleta en la biodisponibilidad de la vitamina D. Experimentos en humanos, en los cuales se ha mantenido personas al resguardo de la luz solar, como por ejemplo en largos viajes submarinos o durante el invierno antártico, han mostrado una significativa caída del nivel de 25-OH D sanguíneo no obstante disponer estas personas de un adecuado aporte dietario de la vitamina. La mayoría de los alimentos de uso común en la dieta occidental contienen cantidades tan sólo marginales de vitamina D. En general se acepta que la vitamina absorbida desde la piel es utilizada en forma más eficiente que la que es absorbida desde el intestino. Absorción Las pro-vitaminas D se absorben en el intestino conjuntamente con los lípidos mediante una difusión a través de micela y es captada por los quilomicrones del sistema linfático del intestino. Seguidamente es transferida a la sangre mediante una proteína transportadora DBP (vitamin D-Binding-Protein) o transcalciferina. Aproximadamente el 50% del aporte de vitamina D en la dieta se absorbe de esta forma. La vitamina D es transportada a los tejidos periféricos, almacenándose en los lípidos de muchos tejidos. A diferencia de otras vitaminas lipidosolubles, la vitamina D prácticamente no se almacena en el hígado. Desde sus puntos de almacenamiento, la vitamina D es transportada a las células que la necesitan, uniéndose de forma muy específica a unos receptores nucleares llamados receptores para la vitamina D (nVDr). Las provitaminas D son activadas mediante dos hidroxilaciones secuenciales que tienen lugar en el hígado y los riñones. La primera produce la 25-hidroxivitamina D3, 5 veces más activa que el producto de partida. Esta es la forma más abundante en el plasma. En los riñones, se produce la segunda hidroxilación dando el calcitriol, 10 veces más activo. La activación metabólica de la vitamina D es desencadenada por la hormona paratiroidea. Dosificación Las siguientes dosis están basadas en investigaciones científicas, publicaciones, uso tradicional u opinión experta. Hay muchas hierbas y suplementos que no se han sometido a pruebas exhaustivas, por lo que su seguridad y eficacia no se puede demostrar. Las marcas podrían prepararse de manera diferente, con ingredientes variables, incluso dentro de la misma marca. Es posible que las siguientes dosis no correspondan a todos los productos. Deberá leer las etiquetas del producto y analizar la dosis con un proveedor médico calificado antes de iniciar una terapia. Adultos ( 18 años en adelante) La vitamina D está incluida en casi todas las multivitaminas, usualmente en concentraciones que oscilan entre 50 UI y 1,000 UI en cápsulas blandas, tabletas o en líquido. El US Institute of Medicine de la National Academy of Sciences ha establecido los niveles de ingestión adecuada. Las recomendaciones son las siguientes: 5 microgramos (200 UI) diarios para todas las personas (hombres, mujeres, mujeres embarazadas/lactantes) menores de 50 años. Para todas las personas de 50-70 años, la recomendación diaria es de 10 microgramos (400 UI). Para todas las personas mayores de 70 años, se indica una ingestión diaria de 15 microgramos (600 UI). Algunos autores han cuestionado si los actuales niveles adecuados que se han recomendado son suficientes para suplir las necesidades fisiológicas; particularmente en personas que están privadas de exposición a la luz solar de forma regular. El límite máximo para la vitamina D que se ha recomendado es de 2,000 UI debido a las toxicidades que puedan ocurrir si se ingieren dosis superiores. Niños (menores de 18 años) Ingestión adecuada y el nivel máximo de consumo tolerable para niños: El U.S. Institute of Medicine de la National Academy of Sciences ha establecido las recomendaciones desde el nacimiento hasta la edad de 50 años en 5 microgramos/día (200 UI pordía). Los niños mayores de un año no deben exceder el límite máximo de 50 microgramos (2,000 UI) por día; niños menores de un año no deben exceder la UI de 25 microgramos (1,000 IU) por día. Es posible que la vitamina D no sea segura si se usa por vía oral en cantidades excesivas, con efectos adversos, entre los que se incluye la hipercalcemia (alto nivel de calcio en la sangre). Algunos autores han cuestionado si los actuales niveles adecuados que se han recomendado son suficientes para suplir las necesidades fisiológicas, sobre todo para personas que están privadas de la exposición solar de forma habitual. Deficiencia de vitamina D La vitamina D se presenta en dos formas: la vitamina D2 (ergocalciferol), que se encuentra en la levadura que ha sido expuesta a los rayos ultravioletas (irradiación), y la vitamina D3 (colecalciferol), que se halla en aceites de hígado de pescado y la yema del huevo. La vitamina D3 se produce también en la piel cuando ésta se expone a los rayos ultravioleta, como sucede con la luz solar. La leche puede ser reforzada con cualquiera de las formas de la vitamina D. En el hígado, la vitamina D se transforma de manera que pueda ser transportada en la sangre. En el riñón, esta forma se modifica posteriormente para producir hormonas derivadas de la vitamina D, cuya función principal es aumentar la absorción del calcio en el intestino y facilitar la formación normal de los huesos. En caso de deficiencia de vitamina D, los valores de calcio y de fósforo en sangre disminuyen, provocando enfermedad ósea porque no hay suficiente cantidad de calcio disponible para conservar los huesos sanos. Esta situación se denomina raquitismo en los niños y osteomalacia en los adultos. La deficiencia de vitamina D puede ser el resultado de una exposición inadecuada a la luz solar o de la ausencia de vitamina D en la dieta. La deficiencia de vitamina D durante el embarazo puede causar osteomalacia en la mujer y raquitismo en el recién nacido. Dado que la leche humana no contiene grandes cantidades de vitamina D, los lactantes pueden desarrollar raquitismo, incluso en las regiones tropicales, si están protegidos del sol. Esta deficiencia se produce en los ancianos porque su piel produce menos vitamina D incluso cuando se expone a la luz solar. Existen varias formas hereditarias poco frecuentes de raquitismo provocadas por la alteración del metabolismo de la vitamina D. Síntomas, diagnóstico y tratamiento Los espasmos musculares (tetania) causados por una concentración baja de calcio pueden ser la primera señal de raquitismo en los lactantes. Un niño de más edad puede tardar en sentarse y gatear y los espacios entre los huesos del cráneo (fontanelas) pueden tardar en cerrarse. Los niños de edad comprendida entre uno y cuatro años tienen una curvatura anormal de la columna vertebral, piernas arqueadas y rodillas hacia dentro, y pueden tardar en aprender a caminar. En los niños mayores y adolescentes, aparece dolor al andar. El aplastamiento de los huesos pélvicos en las niñas adolescentes puede provocar el estrechamiento del canal del parto. En los adultos, la pérdida de calcio de los huesos, particularmente de la columna vertebral, pelvis y piernas, provoca debilidad y puede ocasionar fracturas. El diagnóstico de raquitismo u osteomalacia se basa en los síntomas, el aspecto de los huesos en las radiografías y los bajos valores sanguíneos de calcio, fosfato y subproductos de la vitamina D. El raquitismo y la osteomalacia se pueden curar administrando vitamina D por vía oral en dosis diarias equivalentes a cinco veces la cantidad diaria recomendada durante 2 o 3 semanas. Ciertas formas hereditarias de raquitismo generalmente mejoran cuando se tratan con hormona de vitamina D. Exceso de vitamina D El consumo de una dosis similar a 10 veces la cantidad diaria recomendada de vitamina D durante varios meses puede causar intoxicación, y producir elevadas concentraciones de calcio en la sangre. Los primeros síntomas de intoxicación con vitamina D son pérdida del apetito, náuseas y vómitos, seguidos por sed excesiva, aumento de la emisión de orina, debilidad, nerviosismo e hipertensión arterial. El calcio se puede depositar por todo el organismo, especialmente en los riñones, donde puede provocar lesiones permanentes. La función renal se deteriora, permitiendo que las proteínas pasen a la orina y que aumente la concentración de urea, un producto de desecho, en la sangre. El tratamiento consiste en interrumpir los suplementos de vitamina D y seguir un régimen bajo en calcio para disminuir los efectos de su alta concentración. Se pueden administrar corticosteroides para reducir el riesgo de daño en los tejidos y cloruro de amonio para mantener la acidez de la orina, disminuyendo de este modo el riesgo de formación de cálculos de calcio. CONCLUSIÓN La 1,25-dihidroxivitamina D3, la forma activa de la vitamina D3, es de suma importancia para los procesos que se llevan a cabo en nuestro cuerpo, desde ayudar a mantener las concentraciones normales de calcio en la sangre hasta participar en los mecanismos de defensa del organismo. BIBLIOGRAFÍA Alvear. C. 2007. Bioquímica Humana: De las bases a la clínica. Ed. U de C. Nelson. D., Cox. M. 2007. Lehninger: principles of Biochemistry Alejandra Salazar Morales Vitamina D3 y sus acciones sobre las células T del sistema inmune Aitor Delmiro Magdalena Febrero 2008 Vitamina D Calcitriol Vitamina D Presentado por: Rodolfo David Diaz Grisolle Universidad de Cartagena Unidad académica de bioquímica Facultad de odontología II semestre Cartagena de indias - Colombia Febrero de 2010