Vitamina D

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Struttura del 7-deidrocolesterolo
Struttura del colecalciferolo
Struttura dell'ergosterolo
Struttura dell'ergocalciferolo
Struttura dell'1,25-diidrossicolecalciferolo
Struttura del 25-idrossicolecalciferolo
Struttura del lumisterolo
Struttura del tachisterolo

La vitamina D è un gruppo di pro-ormoni liposolubili costituito da 5 diverse vitamine: vitamina D1, D2, D3, D4 e D5. Le due più importanti forme nella quale la vitamina D si può trovare sono la vitamina D2 (ergocalciferolo) e la vitamina D3 (colecalciferolo), entrambe le forme dall'attività biologica molto simile. Il colecalciferolo (D3), derivante dal colesterolo, è sintetizzato negli organismi animali, mentre l'ergocalciferolo (D2) è di provenienza vegetale.

La vitamina D ottenuta dall'esposizione solare o attraverso la dieta è presente in una forma biologicamente non attiva e deve subire due reazioni di idrossilazione per essere trasformata nella forma biologicamente attiva, il calcitriolo.

Storia[modifica | modifica sorgente]

  • La storia della scoperta della vitamina D parte nel 1919 quando venne evidenziato, da Huldschinsky, che bambini affetti da rachitismo guarivano se esposti alla luce ultravioletta. Un risultato simile lo si ottenne nel 1922 da A.F. Hess e H.B. Gutman usando, però, la luce solare e nello stesso periodo venne ipotizzata da Mc Collum l'esistenza di un composto liposolubile essenziale per il metabolismo delle ossa, studiando l'azione antirachitica dell'olio di fegato di pesce dal quale riuscì ad identificare una componente attiva. Già nel 1919-1920 Sir Edward Mellanby era pervenuto ad un'ipotesi simile studiando cani cresciuti sempre al chiuso. Nel 1923 Goldblatt e Soames riuscirono a dimostrare che quando il 7-deidrocolesterolo, presente nella pelle, viene colpito dai raggi ultravioletti esso dà origine ad un composto avente la stessa attività biologica del composto lipofilo di Mc Collum. La struttura della vitamina D venne identificata nel 1930 da A. Windaus.

Chimica[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Rachitismo#Cause.

Gli studi strutturali hanno permesso di identificare le due forme della vitamina D e che l'ergocalciferolo viene formato quando i raggi ultravioletti colpiscono la sua forma provitaminica di origine vegetale, l'ergosterolo, mentre il colecalciferolo si produce, come detto precedentemente, dall'irradiazione del 7-deidrocolesterolo.

L'assorbimento della vitamina D segue gli analoghi processi cui le altre vitamine liposolubili sono sottoposte. Essa, infatti, viene inglobata nelle micelle formate dall'incontro dei lipidi idrolizzati con la bile, entra nell'epitelio intestinale dove viene incorporato nei chilomicroni i quali entrano nella circolazione linfatica. In vari tessuti il colecalciferolo subisce una reazione di idrossilazione con formazione di 25-idrossicolecalciferolo [25(OH)D] il quale passa nella circolazione generale e si lega ad una proteina trasportatrice specifica (vitamin D binding protein, DBP). Arrivato nel rene, il 25 (OH)D può subire due diverse reazioni di idrossilazione, catalizzate da differenti idrossilasi (la 1α-idrossilasi e la 24-idrossilasi), che danno origine, rispettivamente, all'1,25-diidrossicolecalciferolo [1,25(OH)D] (calcitriolo), la componente attiva, ed al 24,25-diidrossicolecalciferolo [24,25(OH)D], una forma inattiva.

A livello della cute si forma l'altra forma attiva della vitamina D, l'ergocalciferolo, tramite trasformazione dell'ergosterolo. I raggi ultravioletti favoriscono la conversione del 7-deidrocolesterolo che può dare origine al colecalciferolo ma anche a due prodotti inattivi: il lumisterolo ed il tachisterolo. La quantità di D3 e D2 prodotti dipende dalle radiazioni ultraviolette (sono più efficaci quelle comprese tra 290 e 315 nm), dalla superficie cutanea esposta, dal suo spessore e pigmentazione e dalla durata della permanenza alla luce. Nei mesi estivi la sovrapproduzione di vitamina D ne consente l'accumulo, così che la si possa avere a disposizione anche durante il periodo invernale.

La vitamina D favorisce il riassorbimento di calcio a livello renale, l'assorbimento intestinale di fosforo e calcio ed i processi di mineralizzazione dell’osso ed anche di differenziazione di alcune linee cellulari e in alcune funzioni neuromuscolari (anche se questi due ultimi punti devono ancora essere chiariti). Il funzionamento dell' 1,25(OH)D è alquanto anomalo per una vitamina in quanto agisce secondo le caratteristiche proprie degli ormoni steroidei: entra nella cellula e si va a legare ad un recettore nucleare che va a stimolare la produzione di varie proteine, specie trasportatori del calcio. La regolazione dei livelli di calcio e fosforo nell'organismo avviene insieme all'azione di due importanti ormoni: la calcitonina ed il paratormone. La calcitonina ha azioni opposte a quelle della vitamina D, favorendo l'eliminazione urinaria e la deposizione di calcio nelle ossa. Ciò si traduce in una diminuzione dei livelli plasmatici di calcio. Il paratormone, invece, inibisce il riassorbimento renale dei fosfati, aumenta quello del calcio e stimola il rene a produrre 1,25(OH) D. A livello dell'osso, esso promuove il rilascio di calcio.

La produzione di questi ormoni e di vitamina D è strettamente dipendente dalla concentrazione plasmatica di calcio: una condizione di ipocalcemia stimola la produzione di paratormone e di 1,25(OH)D. Un aumento del calcio plasmatico, invece, favorisce la sintesi di calcitonina. Il delicato equilibrio che si viene a creare determina una buona regolazione dei processi di mineralizzazione. Sembra, infine, che la vitamina D possa promuovere la differenziazione dei cheratinociti dell'epidermide e degli osteoclasti ossei e, forse, detiene anche un'azione antiproliferativa.

Forme[modifica | modifica sorgente]

Queste sono le forme principali che costituiscono il gruppo vitaminico D:

  • vitamina D1 : composto costituito in parti 1:1 di ergocalciferolo e lumisterolo
  • vitamina D2 : calciferolo
  • vitamina D3 : colecalciferolo
  • vitamina D4 : diidroergocalciferolo
  • vitamina D5 : sitocalciferolo

Fonti alimentari[modifica | modifica sorgente]

Pochi alimenti contengono quantità apprezzabili di vitamina D. Un alimento particolarmente ricco è l'olio di fegato di merluzzo. Seguono, poi, i pesci grassi (come i salmoni e le aringhe), il latte ed i suoi derivati, le uova, il fegato e le verdure verdi.

Carenza[modifica | modifica sorgente]

Le prime alterazioni, in caso di vitamina D sotto la norma, consistono in: diminuzione dei livelli sierici di calcio e fosforo con conseguente iperparatiroidismo secondario ed aumento della concentrazione di fosfatasi alcalina. Successivamente si hanno alterazione dei processi di mineralizzazione con rachitismo (nel bambino) ed osteomalacia (nell'adulto) e debolezza muscolare, deformazione ossea e dolori. Alcuni Studi del 2006 hanno portato alla luce come la carenza di vitamina D possa essere collegata con la sindrome influenzale.

Livelli di assunzione e tossicità[modifica | modifica sorgente]

I livelli di assunzione non sono perfettamente noti. Il problema consiste nel fatto che in condizioni normali l'esposizione alla luce solare è sufficiente a garantire livelli di vitamina D accettabili. Il problema nasce in individui che non si espongono alla luce o che presentano richieste maggiorate di vitamina.

Generalmente gli adulti, per le ragioni di cui sopra, non hanno bisogno di assumere vitamina D, a meno che debbano restare sempre al chiuso, purché mantengano un buon introito di calcio e fosforo. In caso di necessità a causa di una sintesi vitaminica endogena ridotta, si può ricorrere all'assunzione giornaliera di 10 μg/die. Nei neonati l'apporto non dovrebbe essere inferiore a 10 μg/die. Nei bambini di età compresa tra 1 e 3 anni dovrebbe essere introdotto lo stesso quantitativo, nel caso in cui non possano venir messi alla luce per un tempo adeguato.

Nei bambini più grandi e negli adolescenti l'esposizione alla luce permette di avere livelli vitaminici adeguati. Nel caso in cui non sia possibile stare alla luce, si possono usare quantitativi di vitamina compresa tra 10 e 15 μg/die, in quanto il loro metabolismo osseo è aumentato.

Durante la gravidanza e l'allattamento le richieste di vitamina D aumentano per far fronte alla maturazione dello scheletro del feto e del neonato. Generalmente l'esposizione alla luce dovrebbe mantenere dei livelli adeguati, ma nei mesi invernali questo non è possibile e si possono verificare stati carenziali sia per la mamma che per il nascituro per cui si consiglia di assumere 10 μg/die di vitamina. Gli anziani tendono a stare meno alla luce e la loro sintesi endogena di vitamina diminuisce per cui si può ricorrere ad una supplementazione di 10 μg/die.

In caso di prolungata assunzione di vitamina, superiore a 250-1250 μg/die si possono verificare fenomeni di tossicità acuta o cronica con comparsa di nausea, diarrea, ipercalciuria, ipercalcemia, poliuria, calcificazione dei tessuti molli. Generalmente ciò avviene allorché i livelli circolanti di vitamina D superano i 100 ng/ml. Per evitare ciò, è consigliabile non superare un'assunzione giornaliera di 50 μg/die.[senza fonte]

Ultimamente sono state riviste al rialzo le dosi consigliate[1], previste per combattere il rachitismo all'inizio del secolo scorso. Uno studio pubblicato nel 2007 sulla rivista "American Journal of Clinical Nutrition" sostiene che "l'assenza di tossicità nei trials condotti in adulti sani che hanno preso dosi di vitamina D > o = 250 microgr. al giorno (10,000 IU vitamina D3) supporta l'utilizzo sicuro di questo come limite superiore di assunzione giornaliero tollerabile (UL)".[2]

Sviluppi recenti[modifica | modifica sorgente]

Degli studi recenti[3] hanno suggerito che la vitamina D potrebbe avere un ruolo nella regolazione della risposta immunitaria di tipo innato contro gli agenti microbici. Da esperimenti in vitro si è evidenziato come l'1,25(OH)D possa stimolare la produzione di catelicidina umana (human cathelicidin antimicrobial peptide, CAMP), un peptide con azione antimicrobica, in differenti colture cellulari.

L'espressione genica della catelicidina sembra essere regolata da un promotore del gene CAMP contenente un elemento rispondente alla vitamina D (vitamin D response element, VDRE) cui si va a legare il recettore per la vitamina D. Secondo Wang e colleghi, l'1,25(OH)D è in grado di stimolare la produzione di altri peptidi antimicrobici: la defensina β di tipo 2 (defensin β2, defβ2) la lipocalina associata alla gelatinasi neutrofila (neutophil gelatinase-associated lipocalin, ngal).

Simili dati permettono di dare un sostegno, almeno iniziale, allo studio di Cannel e colleghi i quali, riprendendo un'ipotesi già sostenuta di Edgar Hoper-Simpson nel 1981, sostengono che i picchi invernali di sindrome influenzale potrebbero essere dovuti ad una carenza di vitamina D a seguito d'una minor esposizione alla luce solare.

L'8 giugno 2007 sulla rivista americana "American Journal of Clinical Nutrition" sono stati pubblicati i risultati di una ricerca condotta da Joan Lappe, professore di medicina nella Creighton University, secondo la quale l'assunzione di vitamina D (1100 UI/die) e calcio (1400–1500 mg/die) da parte di donne in menopausa ha determinato una diminuzione statisticamente significativa del rischio d'insorgenza di carcinomi.

In modelli sperimentali è stata riscontrata una correlazione tra eccessiva produzione di vitamina D e invecchiamento precoce in topi geneticamente modificati che non esprimono il gene Klotho e quindi non producono la proteina omonima. In questi casi la vitamina D agirebbe promuovendo l'apoptosi cellulare.[4]

Il 21 febbraio 2011 è stato pubblicato uno studio sulla rivista "Anticancer Research" nel quale i ricercatori hanno riferito che le dosi di vitamina D necessarie per raggiungere livelli ematici che possono prevenire o ridurre sensibilmente l'incidenza del cancro al seno e diversi altre importanti malattie sono nettamente maggiori di quelle che erano state inizialmente pensate: è emerso che è necessaria l'assunzione quotidiana di vitamina D da parte degli adulti nel range di 4000-8000 UI per ridurre di circa la metà il rischio di diverse malattie come il cancro al seno, cancro del colon, sclerosi multipla e il Diabete mellito di tipo 1.[5]

Vitamina D e Sclerosi Multipla[modifica | modifica sorgente]

Il primo studio sugli effetti del colecalciferolo su pazienti affetti da Sclerosi Multipla è ad opera di Goldberg, che nel 1986 ha somministrato 5000 UI di vitamina D3 al giorno, sotto forma di olio di fegato di merluzzo, per un periodo da uno a due anni, a giovani pazienti (assieme a calcio e magnesio). La risposta di ogni paziente è stata confrontata con la propria storia clinica: il numero di ricadute osservate durante lo studio era meno della metà del numero previsto.[6]

Recenti studi hanno rivelato che la vitamina D nella sua forma D3, il colecalciferolo, agisce da immuno modulatore, inibendo il processo immunitario TH17 tipico delle malattie autoimmuni.[7] Recenti studi hanno rilevato una correlazione tra gravità della malattia (numero di ricadute, numero di nuove lesioni) e livello nel sangue di Vitamina D nella sclerosi multipla.[8] Molti studi sottolineano come la carenza di vitamina D sia correlata con un'alta incidenza della malattia[9]. Secondo altri studi la vitamina D sarebbe in grado di agire su specifiche regioni del DNA attraverso il suo recettore (VDR).[10]

Vari studi[11][12] hanno dimostrato di come la Vitamina D nella sua forma D3, il colecalciferolo agisca in maniera maggiore rispetto alla forma D2 (ergocalciferolo) sulla riparazione dei nervi danneggiati tramite la ricostruzione della guaina mielinica, portando a miglioramenti funzionali.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ L.Tafaro, R. Benvenuto, A. Martocchia, I. Indiano, P.Frugoni, E. De Marinis, M. Stefanelli, S.Cola, S.Pascali, A. Devito, P.Falaschi, "LINEE GUIDA NELLA SUPPLEMENTAZIONE DI VITAMINA D" http://www.accademia-lancisiana.it/falaschi_10.htm
  2. ^ D. Hathcock JN1, Shao A, Vieth R, Heaney R., "Risk assessment for vitamin D" http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17209171
  3. ^ Cutting edge: 1,25-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression., Journal of immunology (Baltimore, Md. : 1950), 2004.
  4. ^ (EN) Medici D, Razzaque MS, Deluca S, Rector TL, Hou B, Kang K, Goetz R, Mohammadi M, Kuro-O M, Olsen BR, Lanske B, FGF-23-Klotho signaling stimulates proliferation and prevents vitamin D-induced apoptosis in J Cell Biol, vol. 182, nº 3, agosto 2008, pp. 459-65, PMID 18678710, PMC2500132. URL consultato il 30/12/2013.
  5. ^ (EN) CEDRIC F. GARLAND, CHRISTINE B. FRENCH, LEO L. BAGGERLY, ROBERT P. HEANEY, Vitamin D Supplement Doses and Serum 25-Hydroxyvitamin D in the Range Associated with Cancer Prevention in Anticancer Research, 2011. URL consultato il 27/04/2014.
  6. ^ P. Goldberg, M.C. Fleming, E.H. Picard, MULTIPLE SCLEROSIS: DECREASED RELAPSE FATE THROUGH DIETARY SUPPLEMENTATION WITH CALCIUM, MAGNESIUM AND VITAMIN D, 1986.
  7. ^ "1α,25-Dihydroxyvitamin D3 and all-trans retinoic acid synergistically inhibit the differentiation and expansion of Th17 cells." http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20655952
  8. ^ Vitasearch - search result
  9. ^ "Serum 25-hydroxyvitamin D levels and risk of multiple sclerosis." http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17179460
  10. ^ Disanto G, Sandve GK, Berlanga-Taylor AJ, Ragnedda G, Morahan JM, Watson CT, Giovannoni G, Ebers GC, Ramagopalan SV. Vitamin D receptor binding, chromatin states and association with multiple sclerosis. Hum Mol Genet. 2012 May 30. [1]
  11. ^ Jean-Francois Chabas, Delphine Stephan, Tanguy Marqueste, Stephane Garcia, Marie-Noelle Lavaut, Catherine Nguyen,6 Regis Legre, Michel Khrestchatisky, Patrick Decherchi, Francois Feron, Cholecalciferol (Vitamin D3) Improves Myelination and Recovery after Nerve Injury, 2013.
  12. ^ Nystad AE, Wergeland S, Aksnes L, Myhr KM, Bø L, Torkildsen O., Effect of high-dose 1.25 dihydroxyvitamin D3 on remyelination in the cuprizone model., 2014.

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]